2020년 기준, 한국은 일반 금속광의 98.9%를 수입에 의존하고 있다. 또한 부품 소재 산업의 핵심 원료가 되는 희유금속의 경우에도 전량 해외수입에 의존하고 있기 때문에 자원의 안정적 확보를 위한 대책을 필요로 한다.
본 연구의 대상물질인 팔라듐은 희유금속에 포함되는 금속으로서 국내 자동차, 화학, 전자 및 제약 등의 첨단산업에서 범용성있게 사용되고 있는 전략금속이다. 그러나, 생산지가 일부국가에 편중되어있어 공급에 차질이 발생할 경우, 산업에 큰 영향을 끼칠 수 있다. 따라서 해당 문제의 해결을 위해, 현재 팔라듐의 사용규모가 큰 산업을 위주로 발생되는 폐팔라듐을 재자원화하여 재생팔라듐을 확보하는 방안이 시행 중에 있다.
제약산업은 최근 5년간 지속적으로 성장한 산업으로, 막대한 R&D 비용투자 등으로 인해 향후 산업의 확장이 가속화될 것으로 예상된다. 따라서, 산업에서 발생되는 사용 후의 폐팔라듐의 양도 증가될 것으로 판단되므로, 폐팔라듐의 재자원화를 통한 재생팔라듐의 확보가 필수적이다. 하지만, 재생팔라듐의 생산공정에서 발생하는 환경영향이 파악되지 않은 상태이기 때문에 이에 대한 연구가 필요하다.
본 연구에서는 전과정평가 방법론을 이용하여, 제약산업에서 사용 후 발생되는 폐팔라듐의 재자원화를 통해 재생팔라듐을 생산하는 공정에서 발생되는 환경영향에 대해 파악하였다. TOTAL Software를 사용하여 10개 영향범주에 대해 특성화하였으며, 영향범주별 비교를 위해 가중화하였다. 또한, 기존의 신재팔라듐 생산공정을 가중화하여, 재생팔라듐 생산공정과의 환경영향을 비교분석하였다.
특성화결과, 재생팔라듐 생산공정에서 발생하는 환경부하의 99% 이상이 전처리와 정제공정에서 발생하였다.
가중화 결과, 재생팔라듐 생산공정에서 발생하는 환경부하의 99% 이상이 탄소발자국과 해양생태독성 영향범주에서 발생하였으며, 전력 및 화학약품이 주영향임을 확인하였다. 또한, 신재팔라듐 생산공정에서 발생하는 환경영향과의 비교결과, 재생팔라듐 생산공정은 1.40E+03, 신재팔라듐 생산공정은 7.83E+06의 환경영향이 산출되었다. 따라서, 재생팔라듐 생산공정의 환경영향이 신재팔라듐 생산공정 대비 약 5,600배 적게 발생하는 것을 확인하였다.
본 연구결과를 토대로, 전력 및 화학약품이 재생팔라듐 생산공정에 미치는 영향이 큰 것을 확인할 수 있었다. 따라서, 전력사용량이 큰 공정의 경우, 전력사용량의 감축 및 저단가 전력사용이 필요하며, 화학약품으로 인한 영향이 큰 공정의 경우, 주 발생물질의 사용량 감축 및 대체물질의 검토를 통한 공정개선이 필요하다고 판단된다. 또한, 신재팔라듐 생산공정 대비 재생팔라듐 생산공정의 우수한 환경성을 검증함으로서 향후 제약산업에서 배출된 폐팔라듐을 이용한 재생팔라듐의 생산이 상용화되기를 기대한다.