IT·우주항공 등 최첨단 산업의 성장으로 핵심 재료인 희유금속 필요성은 점점 높아졌다. 세계 주요 국가는 희유금속을 미래 산업의 존폐를 가늠할 척도로 삼고 치열한 확보전에 나섰다. 2차전지 소재로 잘 알려진 희유금속 리튬을 석탄회에서 추출할 수 있는 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다. 군산대학교와 한국서부발전은 석탄회에서 리튬을 회수하는 기술을 개발하고 상용화를 위한 연구를 진행하고 있다.
석탄회는 발전소에서 연소하고 남은 유연탄의 찌꺼기로 각종 미량원소가 함께 농축되어 있다. 그동안은 바다를 둑으로 막은 회처리장에 매몰하는 방법으로 처리해왔다. 이번 연구는 저탄장 석탄회의 리튬 함유량이 해수보다 10배 이상 많은 것을 확인하고 진행했다.
기본 방법은 해수 리튬 추출과 유사하다. 석탄회를 물 혹은 해수와 반응시켜 리튬을 생성하고 이를 흡착 회수한다. 이 과정에서 마그네슘에 의해 흡착이 방해되기도 한다. 이는 석탄회와 물과의 반복반응과 비율조절로 마그네슘 수치를 줄여 해결한다. 별도의 약품처리를 할 필요도 없으며 연속해서 반응시키면 리튬의 농도는 계속해서 높아져 고농축 리튬 농축액을 얻을 수 있다.
군산대와 서부발전은 해당 기술을 태안화력발전본부 회처리장에 적용할 계획이다. 태안발전소 회처리장에는 약470만톤의 석탄회가 매장되어 있어 4000톤의 리튬을 추출, 500억원의 경제적 가치가 예상된다.
특히 별도의 해상설비를 갖춰야 하는 해수 리튬 추출과는 달리 회처리장에서 바로 작업을 할 수 있어 개발비용이 낮고 높고 아직 해외에서 주목하지 않은 블루오션으로 성장 가능성이 높다. 김강주 군산대 교수는 “석탄회에서 추출하는 리튬의 양을 늘리는 것이 기술의 핵심”이라며 “실제 상용화가 가능한 경제성을 갖추는 수준까지 회수율을 높이는 데 연구를 주력할 것”이라고 밝혔다.
조정형기자 jenie@etnews.com
