주석: 다가오는 '친환경' 금속

다음에 맥주 캔을 따면 주석에 대해 생각해보고 싶을 수도 있습니다. 희미한 노란색을 띠는 은빛 금속은 주석 도금 강철을 통해 매년 생산되는 3,700억 개의 금속 음료 용기 중 25%에 사용됩니다. 나머지 75%의 캔은 알루미늄으로 만들어졌습니다.

이 응용 프로그램은 음료 용기를 "tins"라고 부르는 영국의 맥주 마시는 사람들과 이를 "tinnies"라고 부르는 호주인에 의해 지속적으로 강화되었습니다.

그러나 주석이 낮은 수준의 주석 캔에만 국한되어 있다고 생각한다면 금속이 전략적으로 다시 생각되어야 한다는 사실에 놀랄 수도 있습니다. 주석 시장(연간 310,000톤만 생산되며, 구리는 2천만톤에 달함)을 담당하는 소수의 분석가들 사이에서는 소위 말하는 주석 사용에 대한 수요가 증가함에 따라 예상되는 공급 부족을 기반으로 강세로 변하고 있습니다. 기계 대 기계 통신, 사물 인터넷, 인공 지능이 포함된 '4차 산업 혁명'.

그리고 그 용도는... 납땜입니다. 지난 수십 년 동안 주석 사용은 식품 저장에서 반도체와 같은 전자 제품의 나노 납땜으로 조용히 이동했습니다. 국제 주석 협회(ITA)에 따르면, 납땜은 2018년 전 세계 사용량의 48%를 차지한 반면, 주석판 포장은 13%에 불과했습니다.

주석은 심지어 전염병에 대한 회복력도 입증되었습니다. 전자제품 부문을 대표하는 반도체 매출은 올해 2019년에 비해 약 6% 증가했고, 이는 주석 시장에 호재로 작용했습니다.

바이러스 관련 3월 중순 최저치인 톤당 $13,791에서 주석 가격은 현재 $28,899/t에 거래되고 있습니다.

Reuters의 금속 칼럼니스트 Andy Home이 최근 쓴 것처럼, 납땜은 산업 혁명 버전 4를 준비하는 세계의 도구로 인해 주석 수요도 증가할 것입니다.

Tin은 말 그대로 가상 및 로봇 세계와 인터페이스하는 데 필요한 기계를 함께 묶는 접착제입니다.

이는 광범위한 현대 제조 스펙트럼에서의 사용과 함께 미국 지질조사국(US Geological Survey)에 의해 간과되지 않았으며, 2018년 주석은 35개 주요 광물 목록에 포함되었습니다.

땜납, 주석 도금, 주석 화학 물질, 황동 및 청동 합금에서의 주요 용도 외에도 주석은 "친환경" 응용 분야에서도 중요해지고 있습니다. 향후 10년 동안 주석은 리튬 이온 및 기타 배터리, 태양광 PV, 열전 재료, 수소 관련 용도 및 탄소 포집에서 발견될 가능성이 높습니다.

구성/지질/광업

Sn이라는 기호가 있는 화학 원소인 주석은 큰 힘을 가하지 않고도 절단될 수 있을 만큼 무르습니다. 응고 후 순수한 주석은 광택이 나는 거울 같은 외관을 유지하지만 백랍과 같은 주석 합금에서는 흐릿한 회색 색상이 됩니다.

주석은 중요한 것으로 간주됨에도 불구하고 특별히 희귀한 것은 아닙니다. 이는 지각에서 49번째로 흔한 원소로, 2ppm으로 아연의 경우 75ppm, 구리의 경우 50ppm, 납의 경우 14ppm입니다.

주석은 기본 요소로 발생하지 않습니다. 오히려 산화주석 SnO2(원자 기호 Sn)를 함유한 주석석 광물에서 가장 흔히 얻습니다. 다른 형태의 주석은 아인산염과 같이 덜 풍부한 황화물에서 채굴될 수 있으며, 이를 위해서는 더 복잡한 제련 공정이 필요합니다. 주석은 게르마늄, 납과 화학적으로 유사하며 공기 중에서 쉽게 산화되지 않습니다.

어두운 색의 광물인 석석은 종종 강 수로에 충적 퇴적물로 축적되며 일반적으로 동반되는 화강암보다 더 단단하고 무겁고 화학적 저항성이 더 높습니다. 채굴된 주석의 약 80%는 1차 광맥 하류에서 발견된 2차 광상에서 나온 것으로 알려졌습니다. 대부분은 준설 및 노천광과 같은 경제적인 채굴 방법을 사용하여 주석이 0.015%만 포함된 사금 광상에서 생산됩니다.

주석은 화로에서 탄소와 함께 광물 캐서라이트를 화씨 약 2,500도까지 구워서 추출됩니다. 다음 단계에서는 불순물을 제거하기 위해 산이나 수용액으로 침출하는 작업이 포함됩니다. 정전기 또는 자기 분리는 중금속 불순물을 제거하는 데 도움이 됩니다.