염수에서 직접 리튬 추출이 환경에 미치는 영향

Nature Reviews Earth & Environment 4권, 149~165페이지(2023)이 기사 인용

18,000회 액세스

3 인용

314 알트메트릭

측정항목 세부정보

염수에서 리튬을 채굴하기 위한 증발 기술은 집중적인 물 사용, 장기간의 지속 시간 및 대륙 염수에 대한 독점적 적용으로 인해 의문을 제기해 왔습니다. 본 리뷰에서는 담수, 화학 물질, 에너지 소비 및 폐염수를 포함한 폐기물 생성에 대한 요구 사항에 초점을 맞춰 리튬 채굴을 위한 증발 및 대체 기술(DLE)로 통칭되는 대체 기술이 환경에 미치는 영향을 분석합니다. DLE 기술은 염수 증발을 방지함으로써 현재 관행의 환경 및 기술 경제적 단점을 해결하는 것을 목표로 합니다. 다양한 DLE 기술을 통해 95% 이상의 Li+ 회수율, 100% 이상의 Li+/Mg2+ 분리율, 화학적 접근 방식 제로를 달성했습니다. 반대로, DLE 테스트 실험의 30%만이 실제 염수에서 수행되었으므로 다가 이온 또는 큰 Na+/Li+ 농도 차이가 성능 지표에 미치는 영향은 종종 평가되지 않습니다. 일부 DLE 기술에는 Li+ 회수 개선을 위해 염수 pH 변화 또는 최대 80oC의 염수 가열이 포함되며, 이를 위해서는 환경 영향 평가 중에 고려해야 하는 에너지, 담수 및 화학 물질이 필요합니다. 향후 연구는 실제 염수에 대한 테스트를 수행하고 동시에 여러 성능 지표에서 경쟁력을 확보하는 데 중점을 두어야 합니다. DLE의 환경 영향은 염수 펌핑부터 순수 고체 리튬 제품 생산까지 평가되어야 합니다.

직접 리튬 추출(DLE)의 담수 소비량을 시급히 정량화해야 합니다. 많은 DLE 기술에는 현재의 증발 방식보다 더 많은 담수량이 필요할 수 있으므로 건조한 지역에서의 적용 가능성이 손상될 수 있습니다.

순수한 고체 제품이 얻어질 때까지는 화학적 처리가 완료되지 않습니다. DLE의 에너지 소비는 많은 DLE 기술의 경우와 마찬가지로 순수하지만 희석된 LiCl 용액에서 잠재적인 물 추출 또는 증발을 포함하여 전체 공정에 대해 추정되어야 합니다.

리튬 이온은 대륙, 지열 및 유전 염수에서 아주 작은 성분일 뿐입니다. 따라서 순환 경제의 관점에서 보면 하나 이상의 귀중한 광물, 특히 붕산염, 마그네슘, 칼륨 및 나트륨 염을 추출할 가능성이 있습니다.

염수 및 담수 우물의 정확한 수, 분포 및 깊이에 대한 지식은 리튬 염수 퇴적물의 수리지질학적 모델링에 필수적입니다. 각 살라의 뚜렷한 수문지질학은 각 퇴적물이 독립적으로 모델링되어야 하며 한 개발의 결과를 다른 것으로 직접 추정할 수 없음을 의미합니다.

환경 영향은 장기적으로만 관찰할 수 있으므로 환경 모니터링은 영구적이어야 하며 활용 시작 전에 이루어져야 합니다. 수질 모니터링을 위해서는 강수량 데이터, 하천 유량, 다양한 위치의 지하수면을 추적할 수 있는 충분한 수의 관측 우물 수집이 필요합니다.

환경 모니터링 지침은 증발 기술을 염두에 두고 초안이 작성되었지만 여전히 염수를 소비하고 담수를 사용하며 잔류물을 생성하는 DLE 기술의 구현에도 적용되어야 합니다. 후자의 두 기술은 상당히 적은 양이기를 바랍니다.

리튬은 충전식 배터리의 광범위한 사용과 전기 자동차의 보급으로 인해 재생 에너지 전환을 위한 기본 원료입니다1,2,3,4. 전기 자동차 재고는 2010년 수천 대에서 2020년 1,130만 대로 크게 증가했으며, 20305년까지 1억 4,200만 대의 전기 자동차가 운행될 것으로 예상됩니다. 전 세계 리튬 생산량은 2010년에서 20206년 사이에 3배 증가했습니다. 다양한 예측에 따르면 수요가 기존 추출 정책을 따르면 2050년까지 리튬 생산량이 18~20배 증가할 것입니다. 그러나 새롭고 보다 지속 가능한 추출 정책이 시행되면 2050년까지 수요가 40배나 증가할 것으로 추산됩니다(참조 7,8).