미국 네바다 화산에 세계 최대의 리튬이?

현재 최대 리튬 생산국은 호주이지만, 전 세계의 리튬 시장을 주름잡는 나라는 중국이다.

중국과의 경쟁에서 뒤쳐지지 않기 위해서 미국도 캘리포니아의 솔튼해와 같은 지역에서 리튬을 생산하려고 하지만 정작 생산까지는 몇 년이 걸릴 전망이다. 

그런데 최근 지난달 30일(현지시각), 토마스 벤슨(Thomas Benson), 매튜 코블(Matthew Coble), 존 딜스(John Dilles) 등 3명의 연구원은 사이언스 어드밴스(Science Advances)라는 잡지에 놀라운 논문을 발표했다고 클린테크니카가 10일(현지시각) 전했다. 

이 연구원들은 미국 오리건 국경 근처에 있는 네바다(Nevada)에서 활동이 끝난 사화산 칼데라(Caldera) 내부에서 세계 어느 곳에서도 존재하는 것으로 알려진 가장 큰 리튬 매장량을 발견했다고 보고했다. 만일 이 발견이 정확하게 밝혀지면, 중국에 의존하지 않고 미국은 전기차 배터리를 생산할 수 있게 된다. 

논문에서 발췌한 내용은 "전기차와 전력망 스토리지에서 리튬 이온 배터리의 전 세계적 확산을 위한 지속 가능한 공급망을 개발하려면 현지 환경 영향을 최소화하는 리튬 자원의 추출이 필요하다. 화산 퇴적 리튬 자원은 폐기물은 환경 영향을 최소화하면서 리튬을 추출할 수 있다”는 것이다. 

또한, 네바다 태커 패스(Thacker Pass)의 맥더밋(McDermitt) 칼데라 남부에 있는 운모 함유 참전물은 극도로 높은 리튬 등급을 함유하고 있으며, 칼데라의 점토광물이 풍부한 점토암과 전 세계적으로 알려진 다른 점토암 리튬 자원의 리튬 전체 농도의 두 배 이상인 것으로 밝혀졌다.

영국의 월간 과학잡지 케미스트리 월드(Chemistry World)에 따르면 이들 연구원 3인방은 약 1600만 년 전 형성된 화산 분화구 안에 2000만 톤에서 4000만 톤의 리튬 금속이 있는 것으로 추정하고 있다. 이는 지금까지 세계 최대 규모로 여겨져 온 볼리비아의 한 염전 아래 매장량보다 많은 양이다.

분석 결과, 광물 운모로 구성된 특이한 점토석은 화산 분화구에 리튬이 1.3~2.4% 함유되어 있으며, 이는 운모보다 일반적인 마그네슘 녹점토에 함유된 양의 거의 두 배다.

벨기에 쿠 루벤(KU Leuven) 대학의 지질학자 아누크 보르스트(Anouk Borst)는 "이 연구원들의 추정치를 믿는다면 이는 리튬의 매우, 매우 중요한 매장량"이라며 "이는 가격, 공급의 안전성, 지정학적 측면에서 전 세계적으로 리튬의 역동성을 바꿀 수 있다"고 말했다.

LAC(Lithium Americas Corporation)의 지질학자인 벤슨(Benson)은 "이전의 연구는 운모가 칼데라의 깊이 어디에나 있을 것이라고 가정했다"고 말하며, 이 뜨거운 소금물에 의해 호수 퇴적물에 약 40미터 두께의 운모 층이 형성되었다고 가정했다.

이 유체는 화산 활동이 재개되면서 형성된 균열을 따라 위로 이동하여 오늘날 태커 패스로 알려진 분화구의 남쪽 부분에서 운모로 변했다. 그 결과 리튬이 풍부한 점토석이 생성됐다.

벤슨은 회사가 2026년에 채굴을 시작할 것으로 예상한다고 말했다. 이 회사는 점토를 물로 제거한 다음 원심분리기를 사용하여 작은 리튬 알갱이들을 더 큰 광물에서 분리한다. 그런 다음 점토를 황산통에 침출시켜 리튬을 추출한다.

보르스트는 "만약 그들이 매우 낮은 에너지 집약적인 방법이나 산을 많이 소비하지 않는 공정에서 리튬을 추출할 수 있다면, 이는 경제적으로 매우 중요할 수 있다"며 "미국은 자체적인 리튬 공급을 보유하고 있고 업계들은 공급 부족에 대한 두려움을 덜 느낄 것"이라고 말했다.