초록 ▼

최종목표
無증발 리튬 추출기술을 활용한 고순도 탄산리튬 상용화 제조기술 개발 (탄산리튬 회수율 80%이상, 탄산리튬 순도 99.9% 이상)
개발내용 및 결과
○ 염수 전처리 공정 개발
- Ca, Mg 제거 조건 도출
○ 염수리튬 직접추출 공정 개발
- 리튬의 선택적 추출 조건 도출
- 리튬 추출율 : 80%이상
○ 고순도 탄산리튬 제조 공정 개발
- 기상탄산화에 의한 고순도 탄산리튬 제조 조건 도출
- 탄산리튬 순도 99.9%이상
○ 염수리튬 직접추출 및 고순도 탄산리

최종목표
無증발 리튬 추출기술을 활용한 고순도 탄산리튬 상용화 제조기술 개발 (탄산리튬 회수율 80%이상, 탄산리튬 순도 99.9% 이상)
개발내용 및 결과
○ 염수 전처리 공정 개발
- Ca, Mg 제거 조건 도출
○ 염수리튬 직접추출 공정 개발
- 리튬의 선택적 추출 조건 도출
- 리튬 추출율 : 80%이상
○ 고순도 탄산리튬 제조 공정 개발
- 기상탄산화에 의한 고순도 탄산리튬 제조 조건 도출
- 탄산리튬 순도 99.9%이상
○ 염수리튬 직접추출 및 고순도 탄산리튬제조 demo plant 구축 및 최적화 (5kg Li2CO3/day)
- 리튬 추출율 : 80%이상
- 탄산리튬 순도 99.9%이상
- 탄산리튬의 리튬이차전지 적용 특성 평가 : 현행 탄산리튬과 동등
기술개발 배경
○ 탄산리튬은 배터리의 주요 원료로 2020년 35만톤 이상을 수요가 급증할 것으로 예상됨.
○ 리튬 자원은 크게 육상과 해수, 염수로 구분할 수 있으나 경제성을 가지는 것은 염수에 용존되어 있으며, 볼리비아, 브라질 등 남미 4개국에 80%이상 편중되어 있어 향후 전기차 등 2차 배터리 수요 급증에 따라 수급 불균형을 초래, 자원무기화될 우려가 예상됨으로 전략적으로 리튬의 안정적 공급을 위한 원천기술 확보가 시급함.
○ 특히, 국내 리튬이차전지 생산량은 세계 50%이상이지만 리튬 원료는 전량 수입에 의존함.
○ 본 개발기술은 현행 자연증발을 기반으로 한 저회수율/저순도 탄산리튬 제조 공정을 탈피, 리튬 회수율을 획기적으로 높이고 고순도 탄산리튬 대량 생산을 위한 고효율/고순도 탄산리튬 제조 공정을 개발하는 것으로 이를 통하여 해외 리튬염호를 개발 시 경쟁력을 확보, 리튬자원무기화에 대비하여 리튬원료의 안정적 수급 기반을 확보하고 함.
핵심개발 기술의 의의
○ 염수리튬 자원은 해외에만 부존하는 자원으로 현행 염수로부터 탄산리튬을 제조하는 기술은 자연증발에 의해 염수를 1년이상 농축하는 기술로 리튬회수율 30%미만의 저효율 기술임.
○ 본 개발기술은 염수를 농축하지 않고 선택적으로 리튬을 추출, 고순도 탄산리튬을 제조할 수 있는 기술임. (원천기술 확보)
○ 본 개발기술을 바탕으로 해외염수리튬 개발 시 경쟁력을 확보함으로써 향후 리튬이차전지 등 리튬 수요 급증에 대한 안정적인 원료 확보가 가능할 것으로 판단됨.
○ 또한, 상용화 검증을 통해 현행 자연증발공정을 대체하여 염수 리튬 추출 분야에 기술 수출이 가능할 것으로 판단됨.
적용 분야
○ 염수리튬 추출 분야
○ 리튬함유광석 활용 분야
○ 금속/비금속 광석 활용 분야

목차 Contents

• 표 지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 기술개발사업 최종보고서 초록 ... 3
• 기술개발사업 주요 연구성과 ... 8
• 목차 ... 13
• 그림 차례 ... 15
• 표 차례 ... 17
• 제 1 장 서론 ... 18
• 제 1 절 연구개발의 중요성 및 필요성 ... 18
• 제 2 절 국내·외 관련기술 현황 ... 20
• 1. 리튬자원현황 ... 20
• 2. 리튬 수요 및 생산 현황 ... 21
• 3. 리튬 회수 기술 현황 ... 25
• 제 3 절 기술개발시 예상되는 기술적·경제적 파급효과 ... 28
• 제 2 장 과제 수행의 내용 및 결과(기술개발 내용 및 방법) ... 30
• 제 1 절 최종 목표 및 평가 방법 ... 30
• 제 2 절 단계 목표 및 평가 방법 ... 32
• 제 3 절 연차별 개발 내용 및 개발 범위 ... 32
• 제 4 절 유형적 발생품(연구시설, 연구장비 등) 구입 및 관리 현황 ... 34
• 제 3 장 결과 및 사업화 계획 ... 35
• 제 1 절 연구개발 최종 결과 ... 35
• 1. 염수 전처리 기술 개발 ... 35
• 가. 염수 전처리 기술 개요 ... 35
• 나. 전처리 기술 개발 결과 ... 37
• 2. 염수리튬 직접추출기술 개발 ... 47
• 가. 염수리튬 직접추출기술 개요 ... 47
• 나. 염수리튬 직접추출기술 결과 ... 50
• 3. 수산화리튬 제조기술 개발 ... 58
• 가. 수산화리튬 제조기술 개발 개요 ... 58
• 나. 실험 장치 및 방법 ... 59
• 다. 실험결과 ... 60
• 4. 고순도 탄산리튬 제조기술 개발 ... 63
• 가. 고순도 탄산리튬 제조기술 개발 개요 ... 63
• 나. 실험장치 및 방법 ... 64
• 다. 실험결과 ... 65
• 5. 부산물(Na, Ca) 자원화 기술 개발 ... 68
• 가. 부산물 자원화 기술 개요 ... 68
• 나. Ca 자원화 기술 개발 ... 68
• 다. Na 자원화 기술 개발 ... 71
• 6. 無증발 리튬 추출 및 고순도 탄산리튬 제조 demo plant 구축 및 최적화 ... 73
• 가. 無증발 리튬 추출 및 고순도 탄산리튬 제조 demo plant 구축 ... 73
• 나. 시제품 생산 및 평가 ... 78
• 제 2 절 연구개발 추진 체계 ... 92
• 제 3 절 시장 현황 및 사업화 전망(당초 기술개발 시작 시점의 조사와 변화 된 것 위주로 기술) ... 93
• 제 4 절 자체보안관리진단표 ... 94
• 끝페이지 ... 95