한국전력공사(사장 조환익/이하 한전)는 석탄화력발전소에서 발생되는 석탄회(석탄재)로부터 고부가 희소금속인 리튬(Lithium)을 90%이상 추출할 수 있는 원천기술을 개발하고, 국내 특허 및 국제 특허 출원을 완료했다.
‘석탄회’는 화력발전소에서 석탄이 연료로 사용된 후 나오는 석탄재로, 현재 발전소에서 발생하는 석탄회의 약 85%가 시멘트 몰탈 또는 콘크리트 혼화제 등으로 재활용되고, 나머지는 매립장에 매립되고 있다.
또 ‘리튬’은 휴대전화 및 전기자동차 등에 사용되는 리튬 2차전지, 반도체 및 항공기 소재 등 다양한 산업분야에서 활용되는 물질로, 흔히 ‘백색 황금’이라고 불린다. 지역적으로 편중이 심한 자원 중 하나이며, 국내에서는 거의 부존돼 있지 않아 사용되는 대부분을 수입에 의존하고 있다.
이번에 한전에서 개발한 ‘석탄회 활용 리튬 추출기술‘은 전 세계적으로 그 활용도가 높은 석탄화력발전 과정에서 발생되는 석탄회로부터 추출하는 기술이라는 점과 석탄회에 함유된 전체 리튬의 약 90%이상을 추출할 수 있는 고효율 원천 기술이라는데 큰 의미가 있다.
기존 이산화탄소(CO2)를 활용해 석탄회에서 리튬을 추출하는 기술은 세계적으로 연구단계에 머물러 있고 추출율은 약 10%정도이지만 한전이 독자 개발한 이번 공정기술은 마이크로파를 활용한 추출방식으로 석탄회 1kg당 50~280mg정도가 포함된 리튬을 90% 이상 추출할 수 있다.
국내 석탄회의 경우 현재 약 5,700만 톤 정도가 발전소 매립장에 매립돼 있으며 매년 석탄 화력발전소에서 790여 만 톤이 발생한다.
석탄회에는 리튬 이외에 LED 및 영구자석의 핵심 원료로 사용되는 이트륨(Yttrium), 네오디뮴(Neodymium) 등의 희토류 금속도 농축돼 있으며, 연간 발생되는 석탄회 790여만 톤 중 약 1만8,000톤 정도가 함유된 것으로 알려져 있다.
아울러 한전은 이번에 개발된 원천기술을 바탕으로 상업적으로 이용할 수 있는 순도 95% 이상의 탄산리튬을 생산키 위한 추가 기술 개발 및 석탄회에 함유된 희토류 금속을 리튬과 함께 동시 추출할 수 있는 기술 개발을 현재 진행 중에 있다.
한전은 이 기술들의 상용화를 통해 현대 산업에 필수적인 전략적 광물인 리튬 및 희토류 금속을 자체 공급하는 기반을 마련하고, 더불어 관련 기술을 세계시장에 수출하는 등 국가 경제적 이익 창출에 기여할 것으로 기대하고 있다.
