플라즈마 전기로를 이용한 건식제련 공정 이용
㈜엘엔피리싸이클링(대표 김경수)이 국내 최초로 폐리튬이온배터리 분쇄물인 블랙매스에 함유된 리튬을 95% 이상 회수하는 건식 제련공정 대량생산기술 개발에 성공해 주목받고 있다.
플라즈마 전기로를 이용해 회수된 리튬은 기존 습식공정에 비해 수침출에 의해 탄산리튬 형태로 리튬을 93% 이상 얻을 수 있어 획기적인 회수율로 평가받고 있다.
이와 관련하여 최근 국가공인인증기관(KOLAS)에 시험의뢰한 결과 리튬회수율이 97.2%에 이르는 시험성적서도 받았다.
철강과 비철 제련의 대량생산 기술을 결합한 폐리튬이온배터리 리싸이클링 신기술은 블랙매스부터 니켈을 포함한 복합원료까지 다양한 원료를 제련할 수 있고, 리튬광석에서 리튬을 직접 회수할 수도 있다.
이 공정은 전기로에서 용융 후 리튬은 분진 형태로 포집하고, 배터리에 함유된 니켈 및 코발트 금속은 합금 분말 형태로 98%이상 회수가 가능하다.
이후 금속합금 분말은 침출공정을 거쳐 전구체(pCAM) 사양을 충족하게 된다.
㈜엘엔피리싸이클링의 경영진과 엔지니어는 지난 3년간 기술개발에 전념한 결과, 섭씨 1700도 이상까지 온도를 올릴 수 있는 플라즈마 전기로를 이용한 저비용 친환경 건식 제련공정 기술개발에 국내 최초로 성공했다.
건식제련 공정은 분진 발생을 최소화하기 위한 펠릿화 단계를 생략했다.
원료와 플럭스, 첨가제를 혼합한 후 직접 전기로에 투입하여 전처리 비용을 절감했으며 리튬 화합물 이외의 먼지 발생량도 적어졌다.
또한 청정 에너지원인 전기와 흑연을 열원으로 사용하여 친환경적이고 에너지 비용이 적게 들어가는 장점을 가지고 있다.
습식공정을 주로 활용하는 기존 국내 대부분의 폐리튬이온배터리 리싸이클링 회사와 비교할 때 시설투자 규모는 절반 이하이고, 습식공정에서 발생하는 막대한 폐수 처리 비용까지도 최소화할 수 있게 됐다.
㈜엘엔피리싸이클링은 배터리 공급망에서 발생하는 생산 스크랩 뿐만 아니라 전 세계적으로 급성장이 예상이 되는 폐리튬이온 배터리까지 수 년 내로 처리할 준비가 되어 있다고 밝혔다.
㈜엘엔피리싸이클링 관계자는 “블랙매스와 니켈이 함유된 다양한 원료를 공급하는 미국 MCC Non-ferrous Trading과 전략적 제휴를 맺어 리싸이클링 사업의 핵심 요소인 안정적인 원재료를 확보할 수 있게 됐다.
양산설비 구축이 완료되면 안정적인 원료공급망이 필요한 국내 양극재 및 전구체 생산업체들의 많은 관심을 받을 전망이다”고 말했다.
2024년 상반기에는 본격적인 투자유치를 진행, 하반기부터 블랙매스를 35,000톤/연간 처리 가능한 양산 라인을 설치하고 2025년부터 유럽 및 미국 지역에도 진출하여 100,000톤/연간 규모의 블랙매스 처리 생산능력을 확보할 계획이다.
회사는 현재 금, 팔라듐, 백금, 로듐을 함유한 귀금속 분말을 월 200톤 규모로 생산하고 있으며, 2025년에는 400톤/월 규모로 증설할 예정이다.
김정환 기자 hwani89@segye.com
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