리튬 광상 종류(경암, 염호) 및 채굴·제련 방법

☞ 최근 전기차 배터리 양극재의 핵심 원료인 리튬 가격이 사상 최고치(약 1억원/톤)를 경신하는 등
우리 업계의 부담이 커지고 있다. 배터리 원자재 핵심 광물인 리튬의 주요 산지가 어디인지, 어떠한
방식을 통해 채굴되고 제련되는지 살펴볼 필요가 있다.

 

1. 리튬 매장 및 활용

1) 대부분의 리튬은 토양, 암석, 그리고 자연수에 미량(0.006%) 분포하며, 높은 반응성으로 인해 순수한 형태로는 활용이 어렵기 때문에 대부분 화합물 형태로 가공 후 사용
▶ 상업성이 있는 리튬은 주로 경암형 광산이나 염호에서 산출되며 세계적으로 특정 국가에 편중되어 있음
▶ 리튬은 산출지(경암·염호)에 따라 제련방식과 1차 생산물이 상이함
▶ 배터리 업계에서 가장 흔히 사용되는 리튬 화합물은 수산화리튬과 탄산리튬임

 

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2. 리튬 부존 형태별 채굴·제련 과정

1) (경암) 경암이란 화강암질 페그마타이트 또는 화강암 내에 존재하는 상대적으로 단단한 암석
-. 암석은 강도에 따라 극경암(가장 단단) > 경암 > 보통암 > 연암(가장 무름)으로 구분
▶ (부존지역) 호주에 품위가 높은 스포듀민(경암형 광산에서는 리튬 함량이 높은 ‘스포듀민(리티아휘석)’ 정광이 주로 채굴)이 다량 존재하며, 세계 최대·최고 품질의 스포듀민 광산인 ‘Greenbushes’도 호주에 위치
▶ (채굴·제련) ① 스포듀민 정광 → ② 세부 가공(고온 가열, 농축, 여과, 황산·석회 투입 등) → ③ 탄산리튬·수산화리튬으로 변환하여 활용

2) (염호) 염호란 염도가 바닷물보다 높은 내륙의 호수를 의미
▶ (부존지역) 리튬 삼각지대로 불리는 남미 3개국(칠레·아르헨티나·볼리비아)에 다량 매장되어 있음
-. 특히, 칠레 아타카마(Atacama) 염호는 리튬 690만톤이 매장되어 있고 건조한 기후환경 등 조건을 갖추어 생산성이 가장 높음

▶ (채굴·제련) ① 염호(상업성이 있는 염호에는 리터당 500~2000㎎의 리튬이 존재)에서 추출한 염수를 수백일간 태양광을 이용해 증발(리튬 함량 1~6%) → ② 화학공정을 통해 붕소·마그네슘 등 기타 원소 제거 → ③ 용매에서 탄산리튬 추출 → ④ 필요시 추가 공정을 통해 수산화리튬으로 변환

 

3. 리튬 제련시장 현황

1) 현재 염호·경암에서 리튬을 채굴하고 이를 고순도(99.5% 이상)로 제련하여 수산화리튬·탄산리튬으로 생산하는 기술은 중국 기업이 주로 보유
▶ 중국이 리튬 화합물 생산의 대부분을 차지하는 것은 낮은 환경기준과 저렴한 생산비 때문1)
-. 리튬 주요 제련국 비중: 중국(65%), 칠레(17%), 아르헨티나(9%), 호주(4%), 미국(1%), 기타(4%)
￭ 시사점
2) 우리나라는 리튬 원료의 높은 수입의존도, 제련·가공 시설 부족 등으로 향후 리튬 수급 불안시 관련 산업이 위험에 노출될 가능성이 큰 바, 안정적 공급망 확보를 위해 리튬 개발 및 제련·가공 분야 관심 확대 필요