우즈베키스탄 우라늄 생산의 기술적 해법에 관하여
서론
2026년 현재 우즈베키스탄 우라늄 산업은 야심 찬 계획을 내세우고 있다. 국가 전략에 따라 연간 우라늄 생산량을 2030년까지 7,200톤으로 끌어올릴 계획이다.
우즈베키스탄 지하의 우라늄 총매장량은 공식적으로 139,000톤으로 추산된다. 그러나 중앙 키질쿰에서 연구를 수행해 온 현장의 지질학자와 엔지니어들은 이 수치의 감추어진 이면을 알고 있다. 주요 가행 광상의 실제 채굴률은 40%를 넘어섰으며, C1 등급 매장량에 관한 국가 지질조사국의 자료는 역사적으로 광산관리국들의 엄격한 생산 탐사 결과와 최대 20%까지 차이가 났다.
현대 우라늄 산업의 문제점
1. 지층의 폐색(콜마테이션)과 고갈
지층을 채굴해 나가면 잔류 우라늄은 주로 투수성이 낮은 점토질 또는 고탄산염 구역에 갇히게 된다. 조방적 방식, 곧 기준을 초과하는 양의 황산을 주입하는 방식은 지하수의 환경 재앙으로 이어진다. 산은 모암의 방해석과 반응하여 석고를 만든다. 지층은 완전히 “눈이 멀어”(폐색되어) 버리고, 시추공의 주입성은 0으로 떨어지며, 생산 용액 속 우라늄 농도는 임계 최저치까지 낮아진다. 차단정(배리어 시추공)을 제대로 활용하지 않은 채 황산을 무분별하게 주입하는 지하 시추공 침출(ISL) 방식은 중앙 키질쿰의 전략적 자원인 지하 대수층을 영원히 파괴하며, 그 복원에는 수억 달러가 들 것이다.
2. 기술적 해법
해법 1. 우라늄 지하 침출 방법(특허 № IAP 05336)
우라늄 화학의 근본은 불활성이며 불용성인 4가 형태(U⁴⁺)를 이동성이 있는 6가 형태(U⁶⁺)로 전환하는 것이다.
순수한 산을 구매하는 대신, 북부 광산관리국(SevRU) 광상의 깊은 지층에서 우라늄 생산과 금 생산의 탁월한 시너지가 도입되고 시험되었다. 이 기술은 제3 수력야금공장(GMZ-3, 콕파타스)의 금광석 생물 산화 설비에서 나오는 액상 황화물 폐기물을 활용했다.
- 지층에는 Acidithiobacillus ferrooxidans 박테리아 배양균과 2가 철(Fe²⁺)을 함유한, 비용이 들지 않는 생물 시약이 공급되었다.
- 동시에 전용 장치를 통해 공업용 산소와 균형 잡힌 영양 배지가 주입되어, 지하의 혐기성 조건에서도 박테리아의 생존력을 유지시켰다.
- 박테리아는 철을 3가 형태(Fe³⁺)로 끊임없이 재생시켰으며, 이것이 가장 강력하고 이상적인 산화제로 작용하여 지층을 산성화하지 않고도 U⁴⁺ → U⁶⁺ 전환을 일으켰다.
- 결과: 지하의 안정적인 투수성과 막대한 회수량 — 단 하나의 생산 구역에서만 80톤이 넘는 팔산화삼우라늄(U₃O₈).
해법 2. 공업용수를 이용한 무산(無酸) 채굴(케트멘치의 경험)
이미 30년 전인 1990년대 중반, 경제적 혼란 속에서 케트멘치 광상에서는 하나의 지구화학적 사실이 입증되었다. 그곳의 우라늄은 수백 년에 걸친 산소 함유 지하수의 자연 침투 덕분에 처음부터 자연 상태의 6가 형태(U⁶⁺)로 존재한다는 것이다.
이 방법의 창안자들은 황산을 단 한 방울도 쓰지 않고, 기체가 용해된 평범한 공업용수로 채굴하는 방식을 도입했다. 물은 이미 형성된 우라닐 이온을 부드럽게 씻어 내어, 시약 원가를 사실상 0으로 만들고 완벽한 환경적 청정성을 보장했다.