바나듐이라는 이름은 평소 거의 들을 일이 없습니다. 하지만 철을 더 강하게 만들고, 정유공장과 발전설비에서 생기는 일부 폐기물 속에서도 다시 만날 수 있는 흥미로운 금속입니다.
바나듐은 어떤 금속일까?
화학기호는 V입니다. 회색빛 금속으로, 소량을 철강에 더해 강도와 인성, 피로 저항 같은 성능을 높이는 데 쓰입니다. USGS는 바나듐 합금이 자동차와 기계의 축, 크랭크축, 기어 등 중요한 부품에 오래전부터 사용됐다고 설명합니다.
강철을 튼튼하게 만드는 ‘조미료’
건설용 강재, 공구강, 기계와 자동차 부품에는 적은 양의 합금 원소가 성능을 크게 바꿀 수 있습니다. 바나듐은 소량을 넣어 철을 더 튼튼하게 만드는 조미료 같은 금속으로 이해하면 쉽습니다.
정유와 중유 속에서도 만난다
일부 원유와 중유에는 바나듐 성분이 들어 있을 수 있습니다. 정유과정에서는 일부 바나듐이 촉매에 축적될 수 있고, 중유를 연소한 뒤에는 회분이나 설비 내부의 침착물에 남을 수 있습니다. 굴뚝 바깥에서 금속을 긁는다는 뜻이 아니라, 보일러의 고온부와 덕트 등 배기가스가 지나는 설비 내부에서 제거되는 부산물을 말합니다.
발전소 부산물이 자원이 되는 조건
연소재와 침착물 속 바나듐 함량이 충분하고, 안전한 수거와 처리기술, 경제성이 갖춰지면 회수 원료가 될 수 있습니다. USGS의 바나듐 산업 자료에도 재와 잔사 등 폐기물에서 고순도 바나듐 화합물을 생산한 사례가 소개돼 있습니다.
전기를 저장하는 바나듐
바나듐 레독스 흐름전지(VRFB)는 탱크에 저장한 전해액을 순환시켜 전기를 저장하고 꺼내 쓰는 장치입니다. 휴대전화용 작은 배터리보다 재생에너지와 전력망을 위한 대형·장시간 저장 분야에서 주로 거론됩니다. 모든 저장장치를 대체한다기보다, 특정 운전 조건에 맞는 선택지 가운데 하나입니다.
바나듐은 광산에서만 만나는 금속이 아닙니다. 정유 폐촉매와 중유 연소 후 회분·침착물도 조건에 따라 바나듐을 회수할 수 있는 2차 자원이 됩니다.