칠레가 직접 리튬 추출로 전환

INN(Innovation News Network)의 이전 기사에서 우리는 칠레와 아르헨티나의 환경 문제와 효과적이고 환경적으로 지속 가능한 직접 리튬 추출(DLE)에 대한 설득력 있는 사례에 대해 논의했습니다. 2023년 4월 18일, 칠레 정부는 리튬 산업에 대한 광범위한 구조 조정을 발표했으며, 이를 통해 정부는 산업에 대한 국가 통제권을 확립할 것입니다. 본질적으로 민간 기업은 칠레 정부와 협력하기 위해 DLE 기반 프로세스를 채택해야 합니다.

일부 사람들은 이 조치가 산업을 통제하려는 정부의 욕구에 의해 주도된 것이라고 생각할 수도 있지만, 환경 문제가 이 결정에 매우 큰 역할을 한다는 것은 분명합니다. 이전 INN 기사에서 우리는 현재 칠레에서 실행되는 태양열 증발 과정과 관련된 환경 문제를 강조했습니다. 이러한 문제에는 살라르 아타카마(Salar Atacama) 내의 염수 고갈, 살라르 주변의 담수의 막대한 고갈, 살라르 주변에 쌓인 거대한 소금 더미로 인한 오염이 포함됩니다. 이러한 각각의 문제는 매우 중요합니다. 그러나 식수의 손실은 아타카마 주변에 사는 원주민들에게 심각한 영향을 미쳤습니다.

이러한 문제에 대응하기 위해 Boric 행정부는 리튬 생산을 태양열 증발에서 DLE 공정으로 옮기는 프로세스를 시작했습니다. 살라 생태계 보존, 담수 보존, 리튬 생산의 글로벌 리더가 되기 위한 칠레 정부의 목표를 달성하려면 염수 및 수생태계에 미치는 영향을 최소화하는 데 초점을 맞춘 완전히 새로운 패러다임이 마련되어야 합니다.

이러한 목표를 달성하려면 다음 결과가 충족되어야 합니다.

직접 리튬 추출은 소금물에서 리튬을 선택적으로 제거하는 방법을 의미합니다. 실제로 여러 회사에서 다양한 DLE 기술을 개발하기 위해 노력하고 있습니다.

불행하게도 이러한 공정의 대부분은 물 소비 및 염수 처리 측면에서 실적이 좋지 않습니다.

위에서 언급한 것처럼 DLE는 하나의 특정 기술이 아닙니다. 소금물에서 리튬염을 추출하여 제품 생산에 필요한 준비를 하는 기술과 개념의 집합체입니다. 가장 일반적으로 보고되는 DLE 기술은 다음과 같습니다.

직접 리튬 추출과 같은 새로운 공정 기술을 발명하고 개발하는 과정은 매우 어렵다는 점에 유의해야 합니다. 대부분의 시도는 실패합니다. 염수에서 리튬을 추출하는 경우 리튬의 화학적 특성, 염수 조성, 업계가 채택해야 하는 환경 요건으로 인해 문제가 상당히 복잡해집니다.

위에서 언급한 문제로 인해 칠레의 환경 요구 사항은 대부분의 DLE 프로세스에 너무 부담스러울 수 있습니다. 그러나 이러한 목표는 칠레가 인도주의적, 환경적 필요성을 달성하는 데 필요합니다.

이온 교환

많은 DLE 프로세스가 제안되었으며 일부는 시범 운영되었습니다. 위에서 언급했듯이 하나는 상업용입니다. 가장 일반적인 DLE 프로세스는 이온 교환 메커니즘을 기반으로 합니다. 이러한 공정은 천연 리튬 함유 염수의 특성과 특정 이온 교환 추출 메커니즘으로 인해 물 보존, 제품 품질 및 추출 효율성 측면에서 본질적으로 불리합니다.

이온 교환 기반 DLE는 유기 고분자 화합물 또는 무기 재료인 재료를 활용합니다. 유기 교환기는 일반적으로 폴리머 매트릭스를 통해 분포되는 카르복실산염 또는 술포네이트와 같은 음전하 기능을 포함합니다. 이들 교환기 중 일부는 폴리에테르와 같은 추가 착화 부분을 가질 수 있습니다.

무기 이온 교환체는 이온 교환 능력을 보여주는 결정성 금속 산화물 고체를 기반으로 합니다. 이러한 교환기 중 일부에는 망간, 티타늄, 코발트 또는 기타 중금속이 포함되어 있습니다. 이들은 '자립형'이거나 폴리머 또는 무기 지지 구조와 같은 다른 재료에 의해 지지될 수 있습니다.

이온 교환 직접 리튬 추출 구성에 관계없이 메커니즘은 동일합니다. 교환 기질, 중합체 또는 무기물은 화합물 내에 특정 음성 부위를 갖습니다. 이들 각 부위에는 구조적 음전하의 균형을 맞추기 위해 양이온, 즉 양이온이 포함되어 있어야 합니다.