전략 광물 몰리브덴이 텅스텐 정광에서는 감점 요인이 되는 이유

상동광산 회중석 속 몰리브덴 함량은 미량에서 8%까지 벌어진다고, 1980년 자원환경지질에 실린 연구는 적고 있습니다. 같은 광산에서 몰리브덴은 두 가지 모습으로 나와요. 석영맥에 박편으로 붙은 휘수연석이면 따로 떼어 팔 수 있는 자원이고, 회중석 결정 안에 들어가 있으면 떼어내기 어려운 불순물입니다.

올해 6월 YTN은 상동광산 인근 몰리브덴 광체의 시추 결과가 과거 탐사와 비슷한 수준의 매장량과 품위를 보였다고 전했습니다. 우리나라가 몰리브덴 수입의 90% 이상을 중국에 의존한다는 설명도 함께 붙었어요. 그런데 텅스텐 정광을 사고파는 자리에서 몰리브덴은 값을 쳐주기보다 감점 대상으로 거론돼요.

왜 그런지, 그리고 선광과 제련에서 어디까지 가려낼 수 있는지를 문헌과 시장 규격으로 따라가 봅니다. 몰리브덴을 세 편에 걸쳐 다루는 시리즈의 첫 편이에요.

석영맥 가장자리에 박힌 은회색 휘수연석

상동광산 한 곳에서 몰리브덴이 두 얼굴로 나옵니다

석영맥 속 휘수연석, 따로 떼어낼 수 있는 몰리브덴

1980년 연구에 따르면 상동 텅스텐광산의 부산물 몰리브덴은 석영맥 안에서 휘수연석(molybdenite) 형태로 산출됩니다. 맥 가장자리에 박편이나 길쭉한 칼날 모양으로 붙어 있다고 해요. 황화광물이라서 선광 단계에서 먼저 띄워 따로 모을 수 있습니다.

광업 전문 매체 마이닝 테크놀로지(Mining Technology)가 소개한 2010년대 초 타당성 조사 시기의 상동 설계안에도 이 구분이 나옵니다. 광석을 3단계 부유선광 설비로 보내 몰리브덴 정광, 황화물 정광, 텅스텐 정광을 각각 만든다는 구성이에요. 지금 가동 중인 설비가 같은 구성인지는 확인이 필요합니다.

회중석 결정 속 몰리브덴, 떼어내기 어려운 몰리브덴

문제는 몰리브덴이 휘수연석으로만 있지 않다는 점입니다. 텅스텐과 몰리브덴은 이온 반지름이 비슷해서 서로 쉽게 자리를 바꾸고, 회중석(CaWO₄)과 파웰라이트(CaMoO₄)는 하나의 고용체 계열을 이룹니다. 2018년 골드슈미트 학회 초록은 티베트 지불라(Zhibula) 스카른의 회중석-파웰라이트 결정을 분석했는데, 결정마다 심지어 한 결정 안에서도 MoO₃ 함량이 2.70~51.86wt%까지 크게 달랐다고 보고합니다.

상동에서도 같은 일이 보입니다. 1980년 연구는 상동 광체 회중석의 몰리브덴 함량이 미량에서 8%에 이른다고 하고, 그래서 회중석이 단파 자외선 아래서 서로 다른 색으로 빛난다고 설명해요. 몰리브덴이 많은 쪽부터 노란색, 흰색, 파란색 순이었습니다.

노란 형광 회중석은 위쪽 광맥에, 파란 형광 회중석은 아래쪽 광맥에 많았고, 한 광맥 안에서도 바깥쪽으로 갈수록 파랗고 안쪽으로 갈수록 노란 띠 모양 분포가 나타났어요. 미국광물학회지(American Mineralogist) 73권에 실린 합성 실험도 몰리브덴이 늘면 회중석의 푸른 발광이 노란색 쪽으로 이동한다고 보고합니다. 자외선 아래 파랗게 빛나는 회중석 이야기는 회중석 편도 함께 참고하세요.

선광에서는 어디까지 갈라낼 수 있을까

회중석 선광의 오래된 원칙 하나는 황화물을 회중석보다 먼저 띄운다는 것입니다. 광업 기술 자료 사이트 911메탈러지스트(911Metallurgist)의 회중석 선광 설명에도 황화물이 있으면 회중석보다 먼저 부유시켜야 한다고 적혀 있어요. 휘수연석은 황화광물이라 이 단계에서 떨어져 나갑니다.

하지만 회중석 결정 안의 몰리브덴은 사정이 다릅니다. 미국 특허 3,939,245의 배경 설명은 회중석을 농축하는 물리적 선광에서 파웰라이트가 회중석과 특성이 비슷하고 결정이 서로 얽혀 자라는 경우가 많아 함께 농축된다고 적고 있습니다. 그래서 상업용 회중석 정광은 몰리브덴 광물에 오염되기 쉽고, 보통 이 때문에 시장에서 감점을 받는다고 해요.

선광이 걷어내는 것은 따로 존재하는 몰리브덴이고, 결정 속에 들어간 몰리브덴은 정광에 그대로 남습니다.

한눈에 보는 두 가지 몰리브덴

구분	휘수연석 속 몰리브덴	회중석 결정 속 몰리브덴
존재 형태	황화광물(MoS₂)로 따로 존재, 석영맥 가장자리에 박편·칼날 모양	회중석-파웰라이트 고용체로 결정 안에 들어 있음
선광에서의 분리	황화물 부유선광으로 먼저 분리 가능	물리적 선광으로는 회중석과 함께 농축
정광 거래에서의 취급	별도 몰리브덴 정광을 만드는 설계안이 있음	정광에 남아 감점 대상으로 거론됨
제련 단계 대응	이 단계까지 오지 않는 몫이 큼	황화물 침전 등 화학적 제거가 필요
현장에서 볼 수 있는 단서	광석 표면의 은회색 박편	자외선 형광이 노란색 쪽으로 이동(정량은 분석으로)

표는 문헌을 바탕으로 정리한 것이고, 실제 광상마다 비율과 분포는 달라집니다.

정광 거래에서 몰리브덴은 어떻게 취급될까

통상 WO₃ 65% 이상이면 팔 수 있는 정광으로 봅니다. 인도 표준청(BIS)의 텅스텐 정광 규격 IS 13751:2023 서문이 그렇게 설명하고, 이보다 낮은 품위는 규격을 미리 정할 수 없다고 덧붙여요. 같은 표준의 화학 성분 표는 WO₃ 최소 66%와 함께 인, 비소, 안티몬, 불소, 비스무트, 주석, 황, 구리, 규소, 칼슘 같은 원소의 한도를 두지만 몰리브덴 항목은 없습니다.

더 눈에 띄는 것은 서문이 화학 성분 분석 방법, 형태와 크기, 시료 채취, 포장에 매수자와 공급자의 합의가 필요하다고 적고 있다는 점입니다. 표에 없는 몰리브덴 같은 원소는 규격보다 당사자 사이의 약속으로 다뤄질 수밖에 없다는 해석이 가능해요. 인도 표준 하나를 본 것이니 다른 나라 규격은 다를 수 있어요.

과거에는 달랐습니다. 1950년대 미국 정부의 텅스텐 정광 구매 규격은 1952년 광물연감(Minerals Yearbook)에 실려 있는데, 몰리브덴을 포함한 여러 원소의 허용 한도를 광종별로 정해 두었습니다. 규격에 못 미치는 정광은 거절하거나 가격을 조정하는 구조였어요. 지금은 이런 정부 규격이 없으니 구매자의 공정에 맞춰 조건이 정해진다고 해석할 수 있습니다.

제련 단계에서 몰리브덴은 어떻게 걷어낼까

회중석과 울프람 정광은 APT(파라텅스텐산암모늄)로 가공됩니다. 미국 특허 4,490,339는 알칼리 용액에 텅스텐과 몰리브덴이 함께 녹으면 황화물을 넣어 몰리브덴을 삼황화몰리브덴(MoS₃)으로 침전시키는 방법을 설명해요. 이 침전물의 부피는 원광에 비하면 작은 편이라고 합니다.

그 특허는 침전물을 텅스텐 회수를 위해 다시 돌릴 때 몰리브덴을 먼저 걷지 않으면 공정액의 몰리브덴 농도가 계속 높아지고, 결국 APT 품질이 떨어진다고도 경고합니다.

조건은 까다롭습니다. 미국 특허 3,939,245는 용액의 pH를 8로 맞춘 뒤 알칼리 황화물을 몰리브덴을 티오몰리브덴산 이온으로 바꾸는 데 필요한 화학양론의 170% 이상 넣고, 가열해 숙성한 다음 pH 3 아래로 산성화해 몰리브덴을 MoS₃로 침전시킨다고 설명합니다. 이때 텅스텐은 텅스텐산으로 용액에 남아요. 황화물의 최소량이 충분하지 않으면 몰리브덴이 다 빠지지 않는다는 점도 짚습니다.

몰리브덴 비율이 높으면 이야기가 달라집니다. 유럽 특허 EP 0 056 715는 몰리브덴 대 WO₃ 중량비가 약 1대 20 이상으로 높은 저품위 정광에서는 MoS₃ 침전 기술이 매력이 없다고 평가합니다. 정광의 몰리브덴이 많을수록 제련사의 공정 부담이 커지고, 이 부담이 거래에서 감점으로 돌아오는 구조로 읽을 수 있어요.

몰리브덴이라는 이름표가 놓치는 것

부산물 몰리브덴이 곧 새 수입원이 된다는 기대부터 따져볼 필요가 있습니다. 상동 몰리브덴 프로젝트는 아직 자원량을 확인하는 단계예요. YTN은 회사가 광체 규모가 최종 확인되는 즉시 생산을 추진할 계획이라고 전했고, 알몬티 인더스트리즈(Almonty Industries)의 보도자료는 시추 프로그램이 약 37% 진행됐고 확인된 품위가 과거 자료와 일치한다고 밝혔습니다. 회사는 국내 몰리브덴 공급 부족이 위기 수준이라는 표현도 쓰는데, 시추 진행과 자원량 확인은 생산이 아닙니다.

기준의 한계도 있습니다. 표준 규격에 몰리브덴 한도가 아예 없다는 것은 같은 정광이 구매자의 공정 사정에 따라 다르게 평가될 수 있다는 해석으로 이어지고, 이 해석은 규격 구성에서 끌어낸 것이라 현장 계약을 확인해야 확정됩니다.

시점의 한계도 있어요. 형광색과 몰리브덴 분포를 다룬 상동 연구는 1980년 논문이라 그 무렵 채굴된 광맥을 기준으로 합니다. 지금 가동하는 광석의 몰리브덴 분포가 같다고 단정할 수 없고, 현재 정광의 몰리브덴 함량은 분석으로 따로 확인해야 합니다.

다음 편에서 이어질 질문

휘수연석이든 회중석 속이든, 몰리브덴이 텅스텐 쪽에서는 골칫거리로 불린다는 사실은 이번 편으로 정리됐습니다. 그런데 세계 몰리브덴 공급의 상당 부분은 텅스텐이 아니라 구리 광산에서 나옵니다. 구리 광산 한 곳의 사정이 몰리브덴 값을 흔드는 구조를 다음 편에서 이어서 살펴보겠습니다.

※ 본 원고는 공개된 보도자료와 학술·특허 문헌을 바탕으로 정리한 정보 제공용 글이며, 특정 기업이나 종목에 대한 투자 권유가 아닙니다.

FAQ — 텅스텐 정광 속 몰리브덴에 대해 자주 묻는 질문

Q1. 텅스텐 정광에서 몰리브덴은 왜 불순물로 취급되나요? APT를 만들 때 따로 걷어내야 하기 때문입니다. 황화물 침전물을 텅스텐 회수를 위해 되돌릴 때 몰리브덴을 충분히 걷지 않으면 공정액의 몰리브덴 농도가 계속 쌓여 APT 품질이 떨어진다는 특허 설명이 있고, 상업용 회중석 정광은 몰리브덴 오염으로 시장에서 감점을 받는 경우가 있다고 알려져 있어요.

Q2. 선광으로 몰리브덴을 완전히 뺄 수 있나요? 휘수연석처럼 황화광물로 따로 존재하는 몰리브덴은 황화물 부유선광으로 먼저 분리할 수 있습니다. 회중석 결정 안에 들어간 몰리브덴은 물리적 선광으로는 회중석과 함께 농축되어 남아요.

Q3. 정광의 몰리브덴 허용 한도는 몇 퍼센트인가요? 모든 거래에 통용되는 보편적인 한도는 확인되지 않습니다. 인도 표준 IS 13751:2023의 화학 성분 표에는 몰리브덴 항목이 없고, 1950년대 미국 정부 구매 규격에는 있었으며, 현재는 계약 조건으로 정해지는 경우가 많다고 해석됩니다. 실제 한도는 거래 상대방의 계약서와 분석서로 확인해야 해요.

Q4. 회중석 형광이 노란색이면 몰리브덴이 많다는 뜻인가요? 상동 광상 연구와 합성 실험에서는 몰리브덴이 늘수록 형광이 푸른색에서 노란색 쪽으로 이동했습니다. 다만 형광색은 참고 단서일 뿐이고 함량은 분석으로 확인해야 해요.

Q5. 상동 몰리브덴 광산은 이미 생산 중인가요? 아직 아닙니다. 2026년 6월 YTN 보도와 알몬티의 보도자료 모두 시추로 자원량을 확인하는 단계라고 전하고 있고, 생산은 광체 규모가 확인된 뒤 추진한다는 계획입니다.

참고 자료

자원환경지질 13권 2호, 「상동 광상 몰리브덴의 산출 상태에 대한 연구」 (1980)
Tyson 외, 「W:Mo effects on scheelite-powellite spectra」, American Mineralogist 73권 (1988)
Xu 외, 「Crystals from the scheelite-powellite solid-solution series at the nanoscale」, Goldschmidt 2018 초록
Le Comptoir Géologique, 몰리브덴산염 광물 용어집 (회중석-파웰라이트 고용체 설명)
US Patent 3,939,245, 「Process for the separation of tungsten and molybdenum」
US Patent 4,490,339, 「Process for recovering tungsten from MoS3/WS3 precipitates」
EP 0 056 715 A1, 「Chemical treatment of low-grade wolframite concentrate having high Mo/WO3 ratio」
911Metallurgist, 「Extraction of Tungsten from Scheelite Ore」 (게재 연도 확인 필요)
Mining Technology, 상동 텅스텐·몰리브덴 프로젝트 소개 (2010년대 초 타당성 조사 기준)
Bureau of Indian Standards, IS 13751:2023 「Tungsten Ore for Hard Metal Industry — Specification」 (2023.10)
1952년 Minerals Yearbook, 텅스텐 정광 구매 규격 항목 (미국 정부 구매 프로그램 규정)
YTN, 상동 몰리브덴 광산 시추 관련 보도 (2026.06.18)
Almonty Industries, 상동 몰리브덴 프로젝트 시추 프로그램 보도자료 (2026년 발표, 정확한 일자 확인 필요)

텅스텐 정광 몰리브덴, 왜 감점 요인일까