SMCC, 정석공법 개선에 IPA 기술 응용 … 물‧전기 사용량 감축

인산(Phosphoric Acid)은 습식공법으로도 전자소재용 고순도제품 생산이 가능해질 것으로 예상된다.
미쓰이케미칼(MCC: Mitsui Chemicals) 그룹에서 무기제품 생산을 전담하고 있는 SMCC(Shimonoseki Mitsui Chemicals)는 습식공법으로는 제조가 어려웠던 전자소재용 고순도 인산 생산기술 개발에 속도를 내고 있다.
SMCC는 정석(晶析)공법을 개선함은 물론 미쓰이케미칼의 IPA(Isopropyl Alcohol) 기술을 응용해 고순도화를 실현했으며, 지속가능한 소재를 생산할 수 있는 습식공법에서 우위성을 확보함으로써 반도체 소재 분야에서 경쟁력을 강화할 계획이다.
전용설비를 건설하는 방안을 검토하고 있으며 3년 이내에 사업화가 가능할 것으로 기대하고 있다.
인광석을 분해해 인 화합물을 생산하는 방법에는 인광석의 1차제품인 황린을 출발 원료로 사용하는 건식공법과 인광석을 기점으로 사용하는 습식공법이 있다.
SMCC는 일본에서 유일하게 습식공법을 채용해 정제 인산을 생산하고 있으며, 인광석과 황산을 반응시켜 석고와 조인산을 농축시킨 55% 인산액을 제조한 후 정제해 정제 인산액으로 공급하고 있다.
습식공법은 인광석에서 나온 불순물이 다수 포함돼 고순도제품 생산에 적합하지 않다는 평을 받았으나 SMCC는 기술 개발을 거듭하면서 금속 표면처리제와 알루미늄 전해 콘덴서 등 공업용 그레이드, 식품 첨가물 그레이드를 개발했다.
하지만, 전자소재 그레이드의 기준을 충족시킬 만큼 불순물을 제거하는 것은 어려워 반도체 에칭제 등 고순도 약품 분야에서는 건식공법에 밀리고 있다.
그러나 정제 인산의 순도를 높이기 위해 목표로 한 물질을 결정화하고 분리하는 정석공법을 개량하고 미쓰이케미칼이 보유한 전자소재용 IPA를 제조할 때 불순물을 제거하는 기술을 도입함으로써 과제를 해결했다.
새로운 제조공법은 건식공법과 비교해 손색이 없을 만큼 순도가 높은 고순도 인산을 생산할 수 있으며 코스트가 추가되지 않아 안정적인 공급이 가능할 것으로 기대하고 있다.
최근 환경규제가 강화되면서 습식공법을 선호하는 수요기업들이 늘어나고 있어 선제적으로 대응한 것으로 파악된다.
고순도 인산 생산에서 주류를 이루고 있는 건식공법은 출발원료 황린을 생산할 때 대량의 물과 전기를 사용해야 하며 주요 생산국인 중국이 자원보호 정책을 펼치면서 황린 확보가 점차 어려워지고 있다.
베트남산으로 선회하는 움직임이 나타나고 있으나 베트남도 환경규제를 강화하고 있고 매장량 고갈이 우려되고 있어 조달 리스크가 상승하고 있다.
SMCC는 황린을 사용하지 않고 정제 인산으로 전자소재 그레이드와 염화염류를 생산할 수 있다는 강점을 살려 최근의 리스크를 극복해나갈 방침이다.
전자소재 그레이드 고순도 인산은 일본 수요가 2016년 8000톤에 불과했으나 2021년 1만5000톤으로 증가할 것으로 예상되고 있다. 반도체 수요 증가를 타고 앞으로도 연평균 10%대 성장을 계속할 것으로 전망되고 있다.
SMCC는 대형 인산 공장을 가동하고 있으며 정제 인산을 비롯해 식품첨가용 고순도 인산염과 트리폴리인산소다, 비료 등을 생산하고 있고, 인산염과 부생 불화물을 활용해 반도체 및 디스플레이용 특수가스인 삼불화질소(NF3)와 사불화규소(SiF4)는 위탁 생산하고 있다.
최근에는 순환경제 구축을 위해 반도체 공장에서 나온 산을 회수하고 재자원화하고 있으며 폐수에서 불소를 제거하는 기술을 개발하고 있다. (강윤화 선임기자)