Development of pilot-scale technology for high-efficiency lithium recovery and eco-friendly lithium extraction without hazardous substance discharge from low-grade brine
Development of pilot-scale technology for high-efficiency lithium recovery and eco-friendly lithium extraction without hazardous substance discharge from low-grade brine
Development of pilot-scale technology for high-efficiency lithium recovery and eco-friendly lithium extraction without hazardous substance discharge from low-grade brine
[최종목표]
저품위 염호로부터 리튬자원 회수를 위한 친환경 리튬추출(Li 선택도>85%, Li 추출액 농도>2000ppm, 회수율>90%) 정제 및 리튬화합물 제조 (Li 전환율>90%) 실증기술 개발
1) 연구내용 1(리튬흡착소재 및 성형체 제조)저품위 염호 리튬이온의 선택적 추출을 위한 시물레이션 적용 고기능성(리튬선택도>85%, 회수율>90%) 흡착소재 및 성형체 대량제조 기술 개발
2) 연구내용 2(DLE 공정기술) 흡/탈착 공정 고도화기술 및 시스템 현장설치/실증운영을 통한 저품위 염호 맞춤형 리튬추출기술 개발
3) 연구내용 3(리튬농축기술) 전기식 리튬이온 분리/농축 기술 최적화 및 시스템 구축/제어기술 기반 리튬용액 제조기술 확보
4) 연구내용 4(리튬소재화) 리튬농축용액으로부터 고효율 불용성 리튬화합물(인산리튬, >99%) 제조기술 확보
5) 연구내용 5(ESG 부합형 리튬회수기술) 공정부산물 재자원화 기술 및 유해물질 무배출형 통합처리기술 확보
연구범위
[1차년도 개발내용]
ㅇ 추출대상 저품위 리튬염호 자료수집/분석 및 후보지 탐색/인프라 구축설계
ㅇ 고기능성 흡착소재 설계를 위한 선행연구 조사/계산 데이터 수집 및 합성기술 확보
ㅇ 리튬흡착제 분말 성형화/형상제어 기술 확보 및 기능성 향상화 연구
ㅇ 리튬 흡착제를 활용한 추출조건별 성능평가, 실험실 규모 시스템 구축/흡착반응 모델 설계
ㅇ 리튬추출액 함유 불순물 분리기술 개발
ㅇ 전기식 흡착 전극 제조에 적합한 양이온/음이온 선택성 ionomer 제조기술 및 분리막 이온전도도 향상화 및 분리막 최적화기술 개발
ㅇ 공정부산물 활용 Li 재자원화 기초실험 및 특성 분석, 통합처리기술 설계
[2차년도 개발내용]
ㅇ 테스트베드 대상지역군 저품위 염호 특성분석을 위한 자료검토(Scoping, PFS, FS 등)
ㅇ 시물레이션 적용 흡착소재 구조안정성/내구성 분석 및 합성법/분석을 통한 최적 합성공정기술 구축
ㅇ 리튬흡착재 성형체 제조조건 최적화 및 연속식 제조시스템 구축
ㅇ 저급염호 대상 성형체 흡/탈착 성능 고도화 연구 및 DLE 시스템 현장설치/운영
ㅇ 벤치스케일 불용성리튬화합물 제조 장치 설치 및 반응효율성 평가
ㅇ 공정부산물 활용 Li 재자원화/생산조건 최적화 및 단위공정별 배출수 통합처리기술 확립
[3차년도 개발내용]
ㅇ 개발가능 저품위 염호 선정 스크리닝 인자 검토(품위추정, 매장량 등급 및 산출결과 등 자료검토)
ㅇ 시뮬레이션 해석을 통한 고기능성/고내구성 흡착소재 합성기술 연구
ㅇ 벤치규모 흡착소재/성형체 제조기술, 흡/탈착 공정제어기술 최적화 및 모듈 구축
ㅇ DLE 시스템 추출 현장 변수 분석 및 최적화 기술 개발
ㅇ 전기 흡착식 전극용 분리막 scale-up 제조 기술 개발 및 모듈/시스템 개발
ㅇ 공정부산물로부터 대용량(1ton/h) 고농축 Li 수용액 제조 플랜트 제작 /시운전 및 단위공정별 배출수 통합처리 공정기술 구축
[4차년도 개발내용]
ㅇ 저품위 염호 매장량 및 개발가능량 평가
ㅇ 전산해석 도출 흡착소재 물성 DB 구축 및 리튬흡착 성능/안전성 최종평가
ㅇ 파일럿 규모 리튬흡착제 성형체 제조시스템 구축 및 흡착성능 향상화
ㅇ 파일럿 규모의 리튬추출/정제 일관공정 확립 및 양산화 시스템 설계/제어조건 고찰
ㅇ 전기식 흡착기술을 적용한 리튬 분리/농축 시스템 구축 및 공정기술 확보
ㅇ 파일럿플랜트 운용 및 DLE 시스템 추출액을 통한 불용성리튬화합물 제조 최적화
ㅇ 공정부산물 재자원화 소재 시제품 제조 및 순도 평가 및 통합처리기술 검증
ㅇ 종합평가(경제성, 환경성, 사업성) 및 5TPH 기본 설계도서 작성
기대효과
[예상되는 연구개발 주요성과]
o 저품위 염호 함유 리튬성분 고효율 분리기술 확보
o 리튬이차전지 원료소재 제조용 고순도 리튬화합물 제조기술 개발
- 저품위 염호 함유 리튬성분 분리/정제/소재화 기술
o 리튬회수공정 배출물(부산물)의 친환경 통합처리기술
- 단위공정별 배출물의 재원료화/재자원화 및 무해화 기술
[연구개발성과의 활용방안 및 활용방안]
o 경제성이 낮아 개발되지 않았던 저품위 염호의 가치 증대 및 리튬일차전지, 리튬이차전지 소재화 기술과 연계하여 고순도 리튬화합물 원료 제조 및 최종 제품 수요처인 양극재 제조사와의 공생구조 구축
o 최근 중요시되고 있고 자원개발 산업에서 요구되는 친환경성 리튬회수기술 개발을 통해 관련 글로벌 기업들과의 경쟁력 제고 및 기술선도
[과학, 기술적 측면의 기대효과]
o 미개발 리튬자원의 효율적 활용을 위한 원천기술로 국내 리튬계 소재산업의 활성화에 기여
o 기술개발 성공시 기존 리튬회수기술들의 한계를 극복할 수 있고 현장에 적용할 수 있는 실증기술 확보가 가능
o 리튬제련공정에서 필연적으로 배출되는 공정 부산물의 무해화를 위한 원천기술 확보가능
o 현재까지 해결되지 않았던 염호개발과정에서 수자원 보호를 위한 친환경 리튬추출기술로써 독보적인 위치를 차지할 수 있는 기술임
[경제적, 사업적 측면의 기대효과]
o 전량 수입에 의존하고 있는 리튬원료 자립 확보로 관련 이차전지 산업 발전 및 경쟁력 향상
o 환경친화형 저품위 염호 리튬회수 기술개발로 글로벌 염호 개발 우선권 확보 가능
o 본 기술의 개발을 통해 해외 저품위 염호리튬 뿐만 아니라 접근이 용이한 해수 및 국내 발생 리튬함유 순환자원을 대상으로 확장이 가능하며 관련 산업의 동반 발전이 가능하고 이로 인한 일자리 창출 및 고용 효과 기대
기술개요서_저품위염호리튬_1과제.pdf
