[쉽게 배우는 철강용어]구리(Copper)

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[쉽게 배우는 철강용어]구리(Copper)
이혜미 기자 (ashley@ebn.co.kr) l 2012-09-29 05:00:00

철강업종을 영위하는 사람들에게는 상식적이며 이미 익숙한 용어들을 일반인들은 의외로 잘 모르는 경우가 많다. EBN은 매주 생활 속에서 접하지만 헷갈리는 철강용어와 개념들을 누구나 알기 쉽게 정리한다.[편집자주]

비철금속 가운데 우리 주위에서 가장 흔하게 볼 수 있는 것이 구리(동)다. 구리는 일상생활에서 전선이나 동전, 수도관과 난방용 배관까지 다양하게 사용된다.

구리는 원자번호 29번, 원소기호는 ‘Cu’이며 주기율표에서 은(Ag), 금(Au)과 함께 11족(1B족)에 속하는 전이금속이다.

구리는 우수한 전기 및 열 전도체로 순수한 금속 중에서는 은(Ag) 다음으로 열과 전기를 잘 전달한다. 비교적 무르며 연성과 전성이 커 늘리거나 얇게 펼 수 있는 성질을 가지고 있다고 녹는점은 1084.62℃, 끓는점은 2562℃이다.

또한 건조한 공기에서는 쉽게 산화되지 않지만 습한 공기 중에서는 푸른색으로 녹이 슨다. 금속 구리는 적갈색인 반면 이온이나 화합물 상태일 때는 푸른색 혹은 녹색을 띤다.

인간은 약 1만년 전부터 구리를 사용했지만 본격적으로 많은 양의 구리가 생산되기 시작한 것은 1900년 이후의 일이다.

처음에는 원소 형태로 존재하는 구리를 채집하고 이를 가공해 사용했지만 기원전 7500년경 중동에서 구리 야금법(금속을 광석에서 추출, 정련하는 기술)이 개발된 것으로 추정되며 역사학자들은 청동기가 만들어지기 전에 천연 또는 야금된 구리를 가공해 사용한 시대를 ‘구리 시대(copper age)’라 한다.

구리를 제련하는 방법에는 건식법과 습식법이 있다. 먼저 건식제련법은 용광로에서 중간생성물인 매트를 만들어 슬래그와 분리하고 남은 매트층을 전로에서 처리해 순도 약 98%의 구리인 조동을 얻어내는 방법이다.

이를 다시 3~4%의 황산구리와 10~16%의 황산이 들어있는 수용액을 전해질로 사용해 0.2~0.4V의 전압으로 전기분해시키면 음극에서 순수한 구리가 석출되는데 이것이 전기동이다.

습식제련의 경우, 산화동관이나 배소한 황화동광을 희박한 화산수용액으로 침출해 동만을 추출하고 여과해 용액과 잔사를 분리하는 방식이다.

구리는 비교적 매장량이 풍부한 금속에 속한다. 지각에서의 존재비는 약 70ppm(0.007%)으로 대략 25번째로 풍부한 원소이다. 주로 화합물 형태로 매장돼 있는데 황동석, 휘동석, 남동석, 적동석 등이 있으며 이 가운데 황동석이 전체 구리 광석 매장량의 절반가량을 차지한다.

지구상에는 수백만년은 사용하고도 남을 충분한 양의 구리가 매장된 것으로 추정되지만 실제로 경제적 활용이 가능한 구리 매장량은 매우 제한적이다. 일부전문가들은 20~65년 내에 경제성이 있는 구리 광물이 고갈될 것으로 추정하고 있다.

따라서 구리는 다른 금속제품들과 마찬가지로 ‘재활용’이 매우 중요한 문제로 떠오르고 있다.

우리가 사용하는 구리제품은 대부분 재활용된 제품으로 구리는 녹여서 환원시키는 과정을 통해 거의 순수한 구리로 재생될 수 있다. 조사에 따르면 미국에서 사용되는 구리의 절반은 재활용되는 구리인 것으로 파악되고 우리나라 역시 폐 구리 제품 수집과 재활용이 적극적으로 이뤄지고 있다.

전체 구리 사용량 가운데 약 60%는 전선용으로 사용된다. 또한 알루미늄, 니켈, 아연 등과 합금해 주화 제작에도 쓰이며 송수관과 지붕 재료로도 사용된다.

구리는 잘 부식되지 않고 열이 잘 통하기 때문에 난방용 배관으로 적합하고 조각상과 건축 구조물에 사용할 경우 푸른색의 녹청이 생성돼 시간이 지날수록 외관상 미려하다.

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