폐기물서 '탄산리튬·불화리튬' 추출성공…고순도 소재 재활용

기사내용 요약
지질자원연구원, 리튬이차전지 폐기물 재활용 기술 개발
99.5% 고순도 리튬이차전지 양극재 원료 재자원화 성공
저비용·고효율·친환경 기술, 핵심광물 해외 의존도 낮출 기회

[대전=뉴시스] 리튬이차전지 폐기물에서 회수된 고순도 소재 추출물과 폐반응용기. *재판매 및 DB 금지

[대전=뉴시스] 김양수 기자 = 전기차 배터리와 이차전지의 수요가 급증하면서 제조 및 사용 후 처리과정에서 환경오염 문제가 심각해지고 있는 가운데 국내 연구진이 폐기물로부터 고순도 소재를 추출하는 기술을 개발했다.

한국지질자원연구원(KIGAM)은 자원활용연구본부 류태공 박사팀이 리튬이차전지 제조공정에서 나오는 리튬폐액과 폐반응용기 등 폐기물에서 유가자원을 회수하고 재자원화하는 친환경 자원순환 기술을 개발했다고 2일 밝혔다.

연구팀은 이번 '리튬이차전지 제조공정 배출 폐기물로부터 유가자원 회수 및 재자원화 기술'에 대한 검증을 통해 99.5% 이상의 고순도 리튬이차전지 양극재 원료로 사용할 수 있다는 것도 확인했다.

특히 자체개발한 친환경 습식 전환 기술을 적용해 폐반응용기에서 NCM 전구체(니켈·코발트·망간), 탄산리튬, 수산화리튬 등 유가금속과 제올라이트 함유 물질을 회수하는데 성공했다.

연구팀은 "폐반응용기에 남아 있는 잔류 양극재 분말에서 NCM 전구체 및 탄산리튬을 확보했다"며 "폐반응용기 분말의 수세(Rinsing) 및 분리를 거쳐 이온 분리 농축(MCDI)과 수산화침전을 통해 마그네슘·알루미늄·칼슘 등 리튬폐액의 불순물을 제거하고 수산화리튬을 회수한 것"이라고 설명했다.

폐반응용기 분말로부터 황산화(Sulfation) 반응을 거쳐 추출된 리튬함유 용액은 습식전환 과정을 통해 탄산리튬으로 회수된다. 이 과정에서 용해되지 않은 찌꺼기 등 잔류물질은 알칼리 산도 조절을 실시, 제올라이트성 함유 물질을 확인했다.

이어 연구팀은 폐반응용기에서 회수된 리튬용액 또는 양극재 제조과정에서 배출되는 리튬폐액을 반도체 산업에서 나오는 불화물 폐액과 혼합·분리를 통해 불화리튬(Lithium Fluoride)을 성공적으로 만들었다.

이번 연구로 전량 폐수 처리되던 리튬폐액을 재활용할 수 있게 돼 경제적 효과는 물론 환경오염 저감, 핵심광물의 해외의존도 탈피 등에 기여할 것으로 기대된다.

류태공 박사는 "리튬이차전지 제조 산업에서 배출되는 다양한 폐기물의 처리문제와 환경오염에 대응할 수 있는 기술"이라며 "고도화된 친환경 자원 선순환 기술개발에 더 노력하겠다"고 밝혔다.

지질자원연구원 이평구 원장은 "이번 기술 개발은 리튬 등 이차전지의 품귀 현상 속에서 고부가가치의 유가금속을 회수하고 재자원화하는 저비용 고효율의 친환경적 기술이라는 점에서 더욱 주목받고 있다"면서 "모두가 안심하고 활용할 수 있는 친환경 자원재활용 기술개발과 국가전략 핵심광물 확보를 위해 지원을 아끼지 않겠다"고 말했다

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