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하얀석유 리튬은 어떤 원소인가?

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[관련기사 ] 메시의 나라에 포스코 깃발…‘하얀 석유’ 쏟아졌다 - 중앙일보

지난 12일(현지시간) 찾은 아르헨티나 북서부 살타주(州)의 옴브레 무에르토 염호(鹽湖). 활화산과 만년설로 뒤덮인 해발 4000m의 황무지에서 태극기와 함께 포스코 깃발이 펄럭였다. 철강 중심의 사업구조에서 벗어나 리튬·니켈 등 2차전지 소재를 육성하려는 포스코그룹이 그룹의 미래를 베팅한 곳이다.

리튬은 전기차 배터리 원가의 약 40%를 차지하는 양극재의 핵심 원료다. 전기차 배터리 1GWh(기가와트시·전기차 1만5000대 분량)를 생산하는데 700t가량의 리튬이 필요하다.  (기사 원문은 본문아래 링크 참고)

 


1. 리튬이란?

 리튬은 기호 Li와 원자 번호 3의 화학 원소입니다. 반응성이 높고 가연성이 높은 부드러운 은백색 금속입니다. 리튬은 가장 가벼운 금속이며 고체 원소 중 밀도가 가장 낮습니다.

리튬은 다음과 같은 다양한 응용 분야에서 사용됩니다.

배터리: 리튬은 휴대폰, 노트북 및 전기 자동차용 배터리를 포함하여 다양한 유형의 배터리에 사용됩니다. 리튬 이온 배터리는 에너지 밀도가 높고 수명이 길기 때문에 특히 인기가 있습니다.

유리 및 세라믹: 리튬은 이러한 재료의 강도와 내구성을 향상시킬 수 있으므로 유리 및 세라믹을 생산하는 데 사용됩니다.

제약: 리튬은 양극성 장애 및 기타 정신 건강 상태를 치료하기 위해 일부 약물에 사용됩니다.

기타 용도: 리튬은 윤활유, 에어컨 시스템 및 기타 제품 생산에도 사용됩니다.


 리튬은 광물 및 염수 침전물에서 추출됩니다. 광물에서 리튬을 추출하는 가장 일반적인 방법은 광석을 분쇄한 다음 물 및 화학 물질과 혼합하여 리튬 함유 광물을 다른 광물에서 분리하는 포말 부유 공정을 이용하는 것입니다. 그런 다음 리튬이 풍부한 광물을 건조하고 가열하여 리튬을 추출합니다.

전기차 배터리 핵심 소재로 ‘하얀 석유’로 불리는 리튬을 채취하는 방법은 다음과 같습니다.

분쇄: 광물에서 리튬을 추출하는 첫 번째 단계는 광석을 미세한 분말로 분쇄하는 것입니다. 이것은 일반적으로 크러셔 또는 그라인딩 밀을 사용하여 수행됩니다.

밀링: 분쇄된 광석은 밀링 머신에서 미세한 분말로 분쇄됩니다.

부양: 분쇄된 광석을 물 및 화학 물질과 혼합한 다음 부양 셀에 넣습니다. 리튬 함유 광물은 기포에 유인되어 표면으로 올라와 걷어낼 수 있습니다.

건조 및 가열: 리튬이 풍부한 광물을 건조 및 가열하여 리튬을 추출합니다. 염수 침전물에서 리튬을 추출하는 과정은 비슷하지만 지하 침전물에서 염수를 펌핑하고 증발을 통해 리튬을 추출할 수 있습니다.

 

 

아르헨티나 리튬 염호

2. 아르헨티나와 리튬 염호

 가장 많은 리튬을 생산하는 국가는 칠레, 호주 및 아르헨티나입니다. 이들 국가는 리튬이 풍부한 광물과 염수 매장량이 풍부하며 세계 리튬 생산량의 대부분을 차지합니다.

아르헨티나는 상당한 리튬 생산국으로 리튬이 풍부한 염수 매장량이 상당합니다. US Geological Survey의 데이터에 따르면 아르헨티나는 2020년 현재 약 1,700만 미터톤의 리튬 매장량을 보유하고 있습니다. 아르헨티나는 칠레와 호주에 이어 세계에서 세 번째로 큰 리튬 생산국입니다.

기사에 등장한 옴브레 무에르토 염호는 볼리비아·칠레와 인접한 ‘리튬 삼각지대’에 자리 잡고 있습니다. 리튬 삼각지대엔 전 세계 리튬의 65%가 매장돼 있고, 포스코그룹은 이 염호 약 2만5500ha에 대한 광권을 사들였는데요. 여의도 면적 약 30배인데 여기엔 전기차 배터리 3억개를 만들 수 있는 1350만t 이상의 탄산리튬이 매장돼 있는 것으로 추정됩니다.

리튬 염 호수는 염화 리튬 또는 탄산 리튬과 같은 고농도의 리튬 염을 포함하는 호수입니다. 이 호수는 일반적으로 건조하고 건조한 기후 지역에서 발견되며 리튬이 풍부한 광물이 물에 용해되어 농축된 염수 용액을 생성할 때 형성됩니다.

리튬 염호는 종종 배터리, 유리 및 세라믹, 의약품을 포함한 다양한 응용 분야에서 사용되는 리튬의 공급원입니다. 리튬은 물이 제거되고 리튬염이 남게 되는 증발 과정을 통해 염수 용액에서 추출됩니다.

리튬 염호의 예로는 볼리비아의 Salar de Uyuni, 유타의 Great Salt Lake, 중국의 Qaidam Basin 등이 있습니다. 이 호수들은 모두 규모가 크며 상당량의 리튬 매장량을 보유하고 있으며 세계 시장에서 중요한 금속 공급원입니다.

 

 

 

메시의 나라에 포스코 깃발…‘하얀 석유’ 쏟아졌다 | 중앙일보

철강 중심의 사업구조에서 벗어나 리튬·니켈 등 2차전지 소재를 육성하려는 포스코그룹이 그룹의 미래를 베팅한 곳이다. 그에 더해 포스코는 세계에서 유일하게 리튬·니켈 등 원료에서부터 전

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