'리튬 90% 회수' 영풍, 세계 첫 건식용융 폐배터리 재활용 파일럿공장 가동

영풍이 세계 최초로 건식용융 방식의 폐배터리 재활용(Recycle) 파일럿 공장 가동을 개시했다고 8일 밝혔다. 아연괴 등 비철금속 제련 사업에 주력해 온 영풍은 이차전지 재활용 사업을 미래 성장 동력으로 삼고 있다. 폐배터리 재활용은 사용 후 배터리에서 새 배터리 제작에 사용되는 필수 광물을 회수하는 방식을 일컫는다.

신규 파일럿 공장은 경북 봉화군 영풍 석포제련소 3공장에 마련됐다. 이곳 파일럿 공장은 전기차 8000대 분량의 연간 2000톤 폐배터리 처리가 가능하다. 국내외 몇몇 기업들이 영풍과 유사한 건식방식을 채택하고 있지만, 핵심 소재인 리튬을 공정 첫 단에서 집진 설비를 이용해 90% 이상 회수할 수 있는 기술을 상용화 단계까지 실현하는 것은 영풍이 세계 최초다.

영풍은 최근 경북 김천에 영풍의 건식용융 방식에 최적화 된 리사이클링 원료인 리튬 배터리 플레이크의 생산 거점을 확보해 안정적인 원료 공급망을 갖춘 바 있다. 파일럿 공장에서는 플레이크를 투입해 리튬과 니켈, 코발트, 구리 등의 주요 유가금속을 회수한다. 영풍 관계자에 따르면 첫 원료 투입 후 성공적으로 출탕을 완료했다.

영풍은 내년 상반기 중 제련소 내에 습식공정 설비를 추가해 건식용융 공정에서 회수한 유가금속 중간 생산물을 탄산리튬, 황산니켈, 황산코발트, 구리 등의 제품으로 생산하여 국내외에 양·음극재 배터리 원료로 판매할 계획이다. 영풍의 건식용융 리사이클링 기술은 이차전지 재활용에 필요한 전처리 과정을 획기적으로 줄이고, 금속 회수율을 극대화한 것이 특징이다.

대다수 리사이클링 기업이 채택하는 습식방식의 경우 전기차 배터리를 셀단위까지 분리한 다음 잘게 분쇄해 불순물이 포함된 블랙파우더(블랙매스)를 제조하고, 여기에서 불순물을 제거한 뒤 원재료를 회수하는 방식이다. 전처리 시간이 건식용융 기술보다 길고, 회수 과정에서 니켈·코발트·리튬 등 유가금속 손실이 크다는 단점을 지녔다.

건식용융 방식은 공정처리 시간 단축을 통해 경쟁력 있는 제조원가 구현이 가능하다. 영풍은 배터리 팩·모듈 단위에서 파쇄해 플레이크를 만든 뒤 곧바로 회수 작업에 돌입한다. 고온의 용융로에 넣어 녹인 다음 비중이 가벼운 리튬은 공정의 첫 단에서 집진 설비를 이용해 먼지(Dust) 형태로 포집한다. 니켈·코발트·구리 등의 유가금속은 용탕 형태로 뽑아 회수한다.

영풍은 건식용융 방식을 통해 리튬은 90% 이상, 니켈·코발트·구리 등은 95% 이상 회수할 수 있다고 소개했다. 특히 리튬의 경우 습식 기술에서 회수가 어렵기 때문에 차별화된 경쟁력이 될 것이라고 강조했다. 중국 배터리 제조사들이 주력하는 리튬인산철(LFP) 배터리를 최근 글로벌 완성차 업계가 경제성을 이유로 채택하는 사례가 늘고 있어 리튬 수요가 가파르게 상승하고 있다.

영풍은 이번 파일럿 공장 가동을 시작으로 2024년까지 연간 2만톤(전기차 8만대분) 규모의 배터리 재활용 상용화 공장 구축을 목표로 하고 있다. 이후 지속해서 공장을 확장해 2030년 이후 리튬·코발트·니켈 등 배터리 소재 원료를 연간 70만톤 생산해 매출 5조원 규모를 달성하겠다는 계획이다.

이강인 영풍 사장은 "이번 석포 파일럿 공장 가동으로 전통 제조업인 제련업을 넘어 친환경 미래 산업인 이차전지 리사이클링 분야를 선도할 수 있는 교두보를 마련하게 됐다"며 "앞으로도 전통 산업과 신기술의 조화를 통해 지속가능한 성장을 추구하고, 순환경제 구축 및 발전에 기여하겠다"고 말했다.

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김도현 기자 ok_kd@mt.co.kr