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기초(연), 화력발전 회처리 상등수에서 금속리튬 회수 기술 개발(2013.04.23)
이름 : 최고관리자 | 작성일 : 2013.06.03 17:21 | 조회수 : 17335
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기초(연), 화력발전 회처리 상등수에서

금속리튬 회수 기술 개발

 

순천센터 김양수 박사팀, 흡착제 1g당 30mg의 리튬 흡착 확인

 

- 산업 적용시 연간 400톤 규모의 금속리튬 회수 기대

 

 

 

□ 석탄 화력발전 과정에서 생성되는 산업폐기물인 석탄회에서 금속리튬을 회수하는 기술이 개발됨에 따라 전자산업의 필수소재이면서 희소금속인 금속리튬을 우리나라에서 직접 생산하는 것이 가능할 전망이다.

 

□ 한국기초과학지원연구원(원장 정광화, 이하 기초연) 순천센터 김양수 박사팀은 ‘석탄화력발전소 회처리장 상등수(이하 회처리 상등수)’에 용존된 리튬을 고성능 흡착제로 흡착하고, 전기화학적 기법으로 흡착제에 흡착된 리튬을 금속리튬으로 회수하는 공정을 개발했다고 23일 밝혔다.

 

□ 기초(연) 김양수 박사팀은 목포대 이상로 연구원과의 공동연구를 통해 회처리 상등수에 약 1.8ppm의 리튬이 녹아있다는 것에 주목하고, 이를 회수하는 기술을 개발했다.

 

□ 김양수 박사팀은 회처리 상등수에 바닷물의 약 10배에 달하는 리튬이 용존돼 있음을 확인하고, 상등수에 연구팀이 자체 개발한 고성능 리튬흡착제(흡착제 1g당 최소 30mg의 리튬 흡착 가능)를 적용하여 리튬을 흡착했다. 또한 회처리 상등수로부터 리튬을 흡착한 고성능 흡착제로부터 전기화학적 기법으로 순도 99% 금속리튬을 회수하는데 성공했다.

 

□ 이번 실험을 위해 석탄화력발전소 회처리장에서 회처리 상등수를 취수하였으며, 기초(연) 순천센터 나노신소재분석팀에서 리튬 회수 실험을 진행하였다. 실험 결과 회처리 상등수로부터 흡착제 1g당 30mg의 리튬 흡착이 이뤄졌으며, 리튬을 함유한 흡착제를 양(+)극물질로 만들어 유기계 전해질상에서 3전극 시스템을 사용하여 친환경적 공법으로 금속리튬을 회수했다.

 

□ 현재 국내에는 10여개 석탄화력발전소가 가동되고 있지만, 일본 원전사고 이후 국내에서는 원전 건설보다 화력발전소를 늘려가는 추세이다. 또한 지난해 발표된 세계자원연구소 자료에 따르면 현재 건설예정인 전세계 화력발전소 1,199기중 중국이 363기, 인도가 455기를 건설할 것으로 알려졌다.

 

□ 이에 따라 화력발전으로 발생되는 막대한 석탄회를 자원화하는 기술개발이 확대되고 있으며, 국내 대규모 석탄화력발전소에 이번에 개발된 ‘회처리 상등수 리튬회수기술’을 적용한다면 연간 400톤 정도 금속리튬 생산이 가능하고, 연간 200억원이상 수입 대체가 가능할 것으로 기대 된다.

 

□ 기초(연) 순천센터 김양수 박사는 “지난해 염전 함수로부터 리튬을 회수하는 기술을 개발한데 이어 이번에 석탄화력발전소 회처리 상등수 분야로 응용영역을 넓힘에 따라 국내뿐만 아니라 석탄화력발전소가 많은 중국과 인도, 동유럽 등 리튬회수 시장의 새로운 영역을 개척한 것”이라며, “그러나 전기화학법에 의한 금속리튬 직접 회수공정은 향후 개발해야 하는 기반 기술이 많아서 산업화를 위해서는 국내 대기업 및 지자체, 국책 연구기관과의 공동 연구가 필요하다”라고 밝혔다.

 

□ 한편, 김양수 박사 공동연구팀은 지난해 말, 해수(바닷물)보다 많은 리튬을 함유하고 있는 천일 염전 함수로부터 리튬을 회수하기 위한 고성능 리튬흡착제와 이 흡착제로부터 전기화학적인 방법으로 탄산리튬 형태가 아닌 금속리튬을 직접 추출하는 금속리튬 회수기술을 개발한 바 있으며, 이번에 석탄화력발전소 회처리장 용존 리튬회수 분야로 응용범위를 확대하는 데 성공했다.

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