한국지질자원연구원(KIGAM, 이하 지질자원연)이 염수리튬을 더 빠르고 효율적으로 추출할 수 있는 ‘직접 리튬 추출(DLE)’ 기술을 개발했다.
이 기술은 높은 생산성과 비용경쟁력은 물론 수자원 보호와 고속 리튬 생산이 동시에 가능해 염수리튬 상용화에 전환점을 가져올 것으로 기대된다.
지질자원연 자원활용연구본부 박인수 박사팀은 리튬 농도가 낮은 저급 염수에서 리튬을 직접 침전시켜 빠르게 선택적으로 회수하는 고효율 리튬 추출기술을 개발했다.
기존 염수리튬 생산은 태양열 증발공정으로 50% 미만의 리튬 회수율과 12개월 이상의 긴 공정과 더불어, 이로 인한 수자원 고갈 문제가 발생했다. 저급염수는 리튬 공급부족을 해결할 잠재적 자원으로 주목받았지만, 리터당 260㎎의 낮은 리튬 농도 대비 높은 마그네슘 함량으로 상업적 활용이 어려웠다.
이에 연구팀은 ‘저온 하소 상온 수침출 공정’을 도입해 리튬침전물로부터 효과적으로 리튬을 분리·농축하는 기술을 개발했다.
이를 통해 리튬 침전공정에서 염수에 침전제인 염화알루미늄을 첨가한 결과 2시간 이내에 95% 수준으로 리튬이 침전돼 회수하고, 염수 손실률은 20% 이하로 대폭 감소했다.
연구팀은 리튬 침전물을 400℃ 이하 저온에서 하소한 후 다중 수침출공정을 거쳐 초기 염수농도 대비 42배 증가한 고농도 리튬용액을 제조했다.
최종적으로 고농도 리튬용액의 불순물 정제공정 이후 탄산화 공정을 거쳐 99.7% 고순도 탄산리튬 분말을 제조했다.
이 기술은 기존 많은 시간과 비용이 소요되는 염수 전처리 및 증발 농축공정이 불필요하고, 저급 염수와 산업폐수에도 적용할 수 있어 상업적 활용 가능성이 높다.
박 박사는 “이번 연구는 저급 염수에서 리튬을 빠르고 효율적으로 추출할 수 있는 새로운 방법을 제시해 리튬산업의 미래를 여는 중요한 이정표가 될 것”이라며 “기술 상용화를 위한 연구협력으로 세계 리튬시장에서 경쟁력을 강화하겠다”고 말했다.
