산업부 소재부품 패키지 과제 총괄기관 맡아, 원료 공급망 안정화·자원순환 생태계 구축 추진

특수강 주조 및 소재개발 전문기업 영신특수강(대표이사 박성수)이 다양한 산업현장에서 발생하는 지르코니아 폐자원을 다시 고부가가치 소재로 활용하기 위한 재자원화 기술개발에 본격 나선다.

영신특수강은 산업통상부 ‘소재부품기술개발사업 패키지형’ 과제인 ‘다품종 지르코니아계 원료소재 활용 전략산업 고품위 소재 및 응용기술 개발’의 총괄기관을 맡아 2026년 4월부터 2030년 12월까지 관련 기술개발을 추진한다고 밝혔다. 이번 과제는 지르코니아계 폐자원의 회수와 재생원료 생산부터 산업용 소재로의 재활용까지 연결하는 자원순환 체계를 구축하는 것이 핵심이다.

지르코니아는 높은 내열성과 내마모성, 화학적 안정성을 갖춘 고기능 세라믹 소재로 치과용 소재, 산업용 분쇄 비드, 주조용 소재, 에너지 부품 등 다양한 분야에서 활용되고 있다. 그러나 사용 후 발생하는 지르코니아계 스크랩은 발생원에 따라 조성과 입자 크기, 불순물 등이 달라 단순 재사용이 어렵고, 고품질 원료로 재활용하기 위해서는 선별·전처리·분쇄·정제와 품질 균일화 기술이 필요하다.

이번 과제에서는 치과용 지르코니아 가공 과정에서 발생하는 스크랩을 비롯해 사용 후 지르코니아 세라믹 비드, 지르코니아·이트리아계 폐기물 및 부산물, 고체산화물 셀(SOC, Solid Oxide Cell) 전해질 제조 과정에서 발생하는 공정 스크랩 등 다양한 지르코니아계 폐자원을 대상으로 재자원화 기술을 개발한다.

특히 영신특수강은 전체 연구개발을 총괄하는 동시에 1세부 과제인 ‘지르코니아계 소재 회수 정제 및 업사이클링 기술 개발’의 주관기관을 맡아 핵심 재자원화 기술개발을 직접 주도할 계획이다.

총괄주관기관으로서는 3개 세부과제의 기술개발 방향과 성과를 연계하고 참여기관 간 협력체계를 이끌며, 1세부 주관기관으로서는 폐 지르코니아 원료의 특성 분석과 선별·세정 등 전처리 기술부터 분쇄·분급, 재생분말 생산에 이르는 일련의 재생 소재화 공정을 구축한다.

이를 통해 서로 다른 형태와 품질로 발생하는 폐 지르코니아를 일정한 품질의 재생원료로 전환하고, 향후 하루 300kg 규모의 폐 지르코니아를 처리할 수 있는 연속 재생 소재화 공정과 산업 적용 기반을 확보한다는 계획이다. 1세부에는 한국세라믹기술원, 연세대학교, 솔위드, 한국호세코가 함께 참여한다. 분쇄·소재화 공정과 재생분말의 특성평가, 인공지능(AI, Artificial Intelligence)을 활용한 공정 분석 및 최적화, 실제 주조공정에서의 재생 지르코니아 적용성 검증 등을 연계해 재생 소재의 품질과 산업 활용 가능성을 높일 예정이다.

재생된 지르코니아의 활용 분야를 확대하기 위한 기술개발도 함께 진행된다. 2세부 과제는 쎄노텍이 주관해 사용 후 지르코니아 비드와 관련 폐소재를 다시 고품위 산업용 분쇄 비드로 제조하는 기술을 개발한다. 분쇄 비드는 이차전지, 전자소재, 세라믹 등 다양한 산업에서 원료를 미세한 입자로 분쇄할 때 사용하는 고경도 세라믹 소재로, 폐 지르코니아를 고부가가치 산업용 소재로 다시 활용한다는 데 의미가 있다. 3세부 과제는 아모센스가 주관해 SOC 전해질 제조공정에서 발생하는 지르코니아계 스크랩을 회수·정제한 뒤 다시 전해질 소재로 활용하는 순환형 제조기술을 개발한다. 이를 통해 에너지 소재 제조 과정에서 발생하는 폐자원을 다시 동일 또는 유사한 고부가가치 소재로 활용하는 자원순환 기반을 마련할 계획이다.

이번 기술개발의 핵심은 폐 지르코니아를 단순히 파쇄해 저부가가치 용도로 사용하는 수준에서 벗어나, 산업현장에서 다시 사용할 수 있는 고품질 재생원료와 고부가가치 소재로 전환하는 데 있다. 3개 세부과제를 통해 폐 지르코니아 회수와 재생분말 생산, 세라믹 소재화, 산업용 분쇄 비드 및 에너지 소재 적용으로 이어지는 자원순환 구조를 구축하고, 각 기술을 하나의 산업 생태계로 연결한다는 구상이다. 영신특수강은 전체 과제의 총괄과 1세부 핵심 공정개발을 동시에 수행하며 지르코니아계 폐자원의 안정적인 수거·재생 기반과 후속 응용기술을 연결하는 중심 역할을 담당할 예정이다.

영신특수강 관계자는 “이번 기술개발은 폐기되던 지르코니아계 자원을 다시 산업용 원료로 활용할 수 있는 기술과 공급체계를 구축하는 것이 목표”라며 “재생원료의 안정적인 생산과 고부가가치 산업 적용을 통해 자원순환은 물론 수입 의존도가 높은 지르코니아계 원료의 공급망 안정화에도 기여할 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다.