세륨(Ce·원자번호 58)은 란탄족에 속하는 원소로 희토류 중에서는 가장 흔하게 발견된다. 지각에서의 존재비는 약 46ppm(1ppm=0.0001%)로, 존재량이 구리나 아연과 비슷하고 주석, 납, 리튬보다는 더 많다. 다만 자연계에서 란타넘을 비롯한 다른 희토류 원소들과 뒤섞인 상태의 원석으로 존재하고 정련 과정이 까다로워 희토류로 분류되고 있다.
세륨 금속과 합금, 그리고 화합물은 산업적 측면에서 여러 용도로 쓰이고 있다. 가장 일반적으로는 알루미늄, 마그네슘, 철 등의 합금제로 활용된다. 산화세륨은 자동차 배기가스에서 일산화탄소를 이산화탄소로 산화시키는 촉매와 정유 공장의 석유 분해 촉매 등으로 사용된다. 자외선 차단 유리를 만드는데 쓰이고 있으며, 형광등과 브라운관의 인광체와 유리 연마제로 활용되기도 한다.세륨을 포함하는 란탄족 원소들은 인체 건강을 위협할 정도의 강한 독성을 나타내지 않아 일상 생활에서도 쓰이고 있다. 특히 산화세륨은 청황색을 띄고 있어 도자기의 착색제와 유백제로 활용된다.
여타 희토류 원소들과 마찬가지로 생산 공정이 까다로운 편이다. 주요 희토류 광석인 모자나이트와 희토류광에서 주로 분리·생산된다. 이들 광석을 분쇄하여 가루로 만들고 선광한 후 뜨거운 황산·염산·질산 등을 활용하는 복잡한 화학 공정을 진행해 얻는다. 최근에는 생산 과정에서의 높은 난이도와 비용을 이유로 희토류 원소들을 따로 분리하지 않고 그대로 환원시켜 합금 형태로 이용하는 추세가 늘고 있다.
정연일 기자 neil@hankyung.com
