원자력연, 고효율 우라늄 추출 신기술 구현…침전 반응으로 90% 이상 고순도 추출

우라늄 용액에서 침전반응으로 고순도 우라늄을 추출하는 과정

세계 최고 수준 고순도 우라늄 추출 신기술이 국내에서 개발됐다. 효율적인 우라늄 자원 활용, 폐기물 경감에 큰 도움이 될 전망이다.

한국원자력연구원은 다양한 금속이 녹은 용액에서 침전반응으로 90% 이상 고순도 우라늄을 선택적으로 추출할 수 있는 기술을 개발, 국내 특허를 출원했다고 10일 밝혔다.

은희철 방사성폐기물총괄관리실장팀이 이룬 성과다. 이들은 먼저 특정 질소화합물을 이용해 우라늄에 선택적으로 반응하는 조건을 도출했다. 이를 바탕으로 우라늄 용액에 과산화수소와 해당 질소화합물을 첨가해 우라늄을 효율적으로 침전시켰다.

이후 용액 속에 이온상으로 존재하는 우라늄을 침전·여과하면 고순도 산화물 형태로 우라늄을 회수할 수 있다.

기술 개발 주요 연구진. 왼쪽부터 방사성폐기물총괄관리실의 오맹교 박사, 은희철 실장, 정준영 박사.

개발 기술을 이용하면 최대 95% 고순도 우라늄을 추출할 수 있다. 이는 기존 다단계 복합공정으로 추출한 우라늄 순도(75~85%)보다 월등히 높다. 세계 최고 수준이다.

또 첨가제 주입과 교반(혼합 통한 균일화)으로 공정을 단순화했고, 산성도(pH) 모니터링을 통한 제어가 가능해 산업현장 활용성을 높였다.

더욱이 과정에 사용한 첨가제는 물·질소로 분해해 처리할 수 있다. 우라늄은 회수해 재활용하고, 나머지 물질도 일반폐기물로 처리할 수 있어 환경·경제적 효과가 상당할 것으로 예상된다.

우라늄 오염 토양 및 물질 제염공정에서 발생하는 폐액 처리에도 적용, 2차 폐기물 50% 이상을 줄일 수 있어 획기적인 폐기물 처리 비용 절감을 기대할 수 있다.

이번 성과는 과학기술정보통신부 일반연구개발사업 지원으로 2021년부터 연구를 수행해 맺은 결실로 지난 7월 국내 특허를 출원했다.

연구팀은 향후 해외 시장 진출 및 기술 선점을 위해 세계 우라늄 주요 생산국 등에 해외 특허도 출원할 계획이다.

김택진 원자력연 방사성폐기물관리센터장은 “개발 기술은 세계 최고 우라늄 추출 기술로 우라늄 정련 분야에 혁신적 바람을 일으킬 것”이라며 “세계 우라늄 시장에 진입해 국내 우라늄 수급 안정화에 기여하겠다”고 밝혔다.

김영준 기자 kyj85@etnews.com