브라질에서 희토류는 1885년 최초로 발견됐으며, 1990년대까지 브라질은 세계 주요 희토류 생산·수출국이었다. 브라질은 북동부 및 남동부의 바이아주, 이스피리투산투스주, 리우데자네이루주, 상파울루주 해안가에 희토류가 포함된 모자나이트 원석이 풍부하다. 1940년 오르키마(ORQUIMA)사가 모자나이트로부터 희토류 분리 및 추출 기술을 완성해 99.9~99.99% 순도의 희토류를 생산·수출했다. 1970년대 오르키마사는 공기업인 브라질 핵원료공사(Industria Nuclear  Brasileiras, INB)로 인수합병됐으며, 당시 우라늄만 필요했던 정부 정책에 의해 희토류 생산이 중단됐고 관련 기술이 모두 사라졌다. 1990~2000년대 초까지 민간 분야에서 희토류를 소량 생산했지만 이미 모든 공정을 갖춘 중국이 가격경쟁력으로 글로벌 시장을 장악해 브라질에서 희토류 생산은 완전 중단됐다.

2010년대부터 희토류의 중요성을 인식해 일부 연구기관에서 희토류 연구를 시작했으며, 미나스제라이스주에서 중희토류가 풍부하고 모자나이트보다 추출비용이 낮은 이온성 점토(ionic clay)가 발견되면서 브라질이 새로운 희토류 생산지로 다시 주목받고 있다.

희토류 매장량 

브라질은 중국, 베트남에 이어 세계 3위 희토류 매장량을 가지고 있다. 브라질의 매장량은 2100만 톤으로 추정되며, 주로 상파울루주, 미나스제라이스주, 바이아주, 고이아스주에 집중돼 있다.

<국가별 희토류 매장량>

(단위: 천t, %)

[자료: Laboratorio de Reciclagem, Tratamento de Residuos e Extracao, LAREX, 2023.5.]

주요 기업 

현재 브라질에서 희토류는 수요가 있을 때만 일시적으로 생산되고, 희토류만 전문적으로 생산하는 기업은 없다. 2022년 브라질 희토류 생산량은 80톤으로 추정되는데, 이는 공기업 브라질핵원료공사(Industria Nuclarares Brasileiras, INB)의 원료 재고 확보를 위해 생산된 것으로 추정된다. 최근 고이아스주에 이온성 점토(ionic clay)가 풍부한 미나수(Minacu) 광산을 보유한 기업 쎄하베르지(Serra Verde)사가 희토류를 전문적으로 생산하기 위해 설비를 갖추었으며, 2023년 8월부터 채굴을 시작해 2024년 1월부터 판매를 계획하고 있다. 또한 아마존 지역에 광산을 보유한 기업 타보카(Taboca)사는 상파울루대학교 산하 광물가공추출연구소(Laboratorio de Reciclagem, Tratamento de Residuos e Extracao, LAREX)와 원석에서 희토류를 분리·추출하는 기술을 테스트하고 있으며 2028~2030년 생산 개시를 목표로 하고 있다.

1) Mineração Serra Verde

쎄하베르지(Serra verde)는 미국의 ‘Amrock Group’의 자본으로 설립됐으며, 유럽의 ‘Vision Blue Resource’의 투자를 받은 브라질에서 희토류와 관련된 대표적인 기업이다. 고이아스주에 이온성 점토가 풍부한 미나수 광산을 보유하고 있다. 해당 광산은 네오디뮴(Nd), 프라세오디뮴(Pr), 테르븀(Tb) 및 디스프로슘(Dy) 등의 중희토류 비중이 약 37%를 차지하며, 중국 이외의 지역에서 발견하기 어려운 토양을 가지고 있다. 

생산비용이 높지 않은 오픈피트 채광 기술을 사용해 지표면에서 약 6m 지점에서 광물 채굴이 가능하며, 위험한 화학물질, 압축 분쇄, 산성 용출 없이 간단한 기술을 사용해 추출이 가능하다. 해당 광산의 채굴 수명은 약 24년으로 추정된다. 채굴 및 추출을 위한 설비가 2022년 말 완공됐으며, 브라질 수도 브라질리아와 300km 떨어진 곳으로 인력, 전기, 물 등의 인프라 접근이 용이하다. 2023년 7월 기준 브라질 정부로부터 생산을 위한 라이선스는 이미 획득한 상태이며, 2023년 8월부터 채굴을 시작해 2024년 1월부터 연간 7000만 톤의 희토류를 생산·판매할 계획이다.

2) Mineração Taboca

페루 광물회사 Minsur의 소유인 타보카(Mineração Taboca)는 주로 주석 채광 및 압연 공정을 수행해 주석 및 철-니오븀(FeNb) 및 철-탄탈룸(FeTa)과 같은 철 합금을 생산하는 회사로 브라질 아마조나스주 피팅가(Pintinga) 광산에서 채굴하고 있다. 제품 범위를 확대하고 보유하고 있는 광산의 다금속 광맥을 최대한 활용하기 위한 계획을 수립 중이다. 이를 위해 희토류 농축제의 처리를 위한 실험실과 소량 생산시설을 운영 중이다. 상파울루대학교(USP) 산하 광물가공추출연구소(LAREX)와 원석에서 희토류를 분리·추출하는 기술을 테스트하고 있으며 2028~2030년 생산 개시를 목표로 하고 있다. 현재 이론적으로 연간 5000톤에서 최대 1만 톤의 희토류를 생산할 수 있을 것으로 예상하며, 생산량 중 75%는 중희토류일 것으로 기대한다.

이 외에도 캐나다 벤쿠버에 본사를 둔 캐나다 기업인 Canada Rare Earth Corporation가 2022년 3월 브라질 혼도니아주의 아리케메스시의 봉푸투로(Bom futuro) 광산에 희토류 추출을 위해 약 3억 달러를 투자한다고 발표했으며, 채굴되는 석석(cassiterite)으로부터 희토류를 추출하는 것을 목표로 하고 있다. 미나스제라이스 주정부와 미나스제라이스 개발공사(Codemge)가 출자해 설립한 연구소 LAB-FAT-ITR은 네오디뮴-철-보로(Nd-Fe-B)로 만든 영구자석을 생산하고 있다. 2021년 기준 연간 23톤의 영구자석을 생산하고 있으며, 10년 내 생산량을 100톤으로 늘릴 계획이다. 

정책 및 기술 개발

브라질 정부는 2011년 '국가개발계획 2030(Plano Nacional de 2030)'을 개정하면서 희토류를 전략품목에 포함시켰으며, '브라질 경영 및 전략연구센터(CGEE)'는 '브라질 희토류 활용 방안 2012-2030(Usos e Aplicações de Terras Raras no Brasil: 2012-2030)' 보고서에서 브라질 희토류 산업 육성방안을 제시했다.

브라질 정부는 희토류 산업 밸류체인을 내재화하기 위해 2017~2020년 Regina 프로젝트를 진행했다. Regina 프로젝트는 독일 기관·기업들과 합작해 아라샤 지역에서 추출한 희토류로 공정 시뮬레이션 및 수정주기 평가, 희토류 추출기술, 희토류 금속 제조기술, 희토류 합금 제조기술, 희토류 자석 제조기술, 희토류 사업 전략 등을 연구했다.

상파울루대학교(USP) 폴리텍공과대 소속의 광물추출가공연구소(LAREX)는 수명이 다한 전기차 배터리로부터 희토류를 추출해 재활용하는 기술을 연구 중이다. 연구소는 배터리로부터 희토류를 추출하는 연구를 완료했으며, 희토류를 재활용해 완전한 배터리를 만드는 기술을 연구 중이다.

희토류 관련 기관

희토류 관련 주요 행사

시사점

상파울루대학교 산하 광물추출가공연구소 Jorge Alberto Soares 교수는 KOTRA 상파울루 무역관과의 인터뷰에서 "브라질은 풍부한 희토류 매장량을 가지고 있었으나 지금까지는 경제성 문제로 채굴 및 관련 기술 개발이 거의 이루어지지 않았다. 하지만 최근 전 세계적으로 희토류의 중요성이 커지고 브라질에서 이온성 점토와 추출 기술이 발전하면서 희토류 생산의 기대가 커지고 있다"라며 "희토류 개발이 초기단계인 지금 한국기업들이 광산 투자 및 공동 기술 개발에 참여한다면 안정적인 희토류 확보를 기대할 수 있다"라고 밝혔다.

자료: Laboratorio de Reciclagem, Tratamento de Residuos e Extracao, INCTs-Terras raras, Ministério de Minas e Energia, KOTRA 상파울루 무역관 자료 종합