몇달 걸리던 리튬 추출…수처리필터로 '척척'

LG화학 청주 공장 가보니
역삼투막 분리막 기술 응용해
염호 소금물서 직접 리튬 생산
순도 최대 90%까지 끌어올려
탄소만 분리하는 기술도 개발

형훈 LG화학 RO멤브레인사업담당 상무가 청주 공장에서 RO필터를 설명하고 있다. LG화학

"내후년 리튬 직접 추출 공정용 역삼투막 필터(RO멤브레인) 양산에 돌입합니다. 수개월 걸리던 리튬 분리 과정을 단 몇 시간 만에 끝낼 수 있는 혁신 기술입니다. 수처리 필터 기술을 응용한 탄소 포집 장비도 개발 중입니다."

최근 방문한 충북 청주시 LG화학 RO멤브레인 공장. 해수담수화용 RO멤브레인 완성품에 소금물을 주입해 출고 전 여과 기능을 점검하는 설비를 안내하던 형훈 LG화학 상무는 "차세대 기술로 글로벌 수처리 필터 선두기업으로 도약할 것"이라고 말했다.

RO멤브레인은 역삼투압을 일컫는 RO(Reverse Osmosis)와 얇은 막이라는 뜻을 가진 멤브레인의 합성어다. 물에 강한 압력을 가해 막 형태의 필터를 통과시키는 방식으로 작동한다. 전 세계 수처리 시장 추정 규모는 6조4000억원이며 이 중 RO멤브레인 비중은 3분의 1가량이다.

LG화학 RO멤브레인 공장은 생산라인에 로봇을 적극 도입, 내부 물류를 제외하고 자동화를 완료했다. 이를 통해 생산성을 2배 높였다는 게 회사 설명이다. 공장 밖으로 나서자 파란색 안전 펜스 너머로 RO멤브레인 2공장 용지 터파기 작업이 한창이었다. 내년 7월 준공을 목표로 1246억원을 들여 조성 중이다.

2공장이 완공되면 LG화학 RO멤브레인사업부 생산능력은 연간 80만개로 기존의 2배가 된다. 형 상무는 "현재 공장은 100% 가동 중"이라며 "2공장이 상업가동하는 2028년이면 연매출이 지난해 대비 2배인 4000억원에 달할 것"이라고 말했다.

LG화학은 지난해부터 고려대와 리튬 직접 추출용 RO멤브레인을 개발하고 있다. 기존에는 리튬이 다량 함유된 소금 호수물을 농축하는 과정이 필요했다. 비용 문제로 열을 가해 끓이는 대신 자연 증발시키는데, 이 과정은 길게는 1년 이상 소요된다. LG화학은 증발 과정 없이 소금물을 그대로 필터에 통과시켜 수 시간 만에 리튬을 분리할 수 있는 신제품을 개발하고 있다. LG화학 관계자는 "기존 방식은 추출한 리튬의 순도가 40% 미만이었지만 신제품은 순도를 90%까지 끌어올렸다"며 "리튬 순도를 높이기 위해 화학제품을 많이 쓸 필요가 없어 보다 친환경적이라는 장점도 있다"고 설명했다.

형 상무는 "광산 회사와 파트너십을 맺는 방안을 고려하고 있다"며 "리튬 추출용 RO멤브레인을 안정적이고 저렴하게 공급하는 대신 생산된 리튬에 대한 장기 구매권한(오프테이크)을 갖는 방법 등이 있을 수 있다"고 말했다. LG화학은 RO멤브레인을 활용한 탄소 포집용 기술도 연구 중이다. 특정 기체를 선택적으로 투과시키는 분리막을 이용해 이산화탄소를 모으는 설비다.

수처리 필터 기술을 응용해 기체분리막인 탄소 포집 장치에 도전하는 회사는 LG화학이 세계 최초다. 연구단계에서 나온 성능을 기준으로 상용화된 경쟁 기술의 효율성을 뛰어넘은 것으로 알려졌다.

[청주 김희수 기자]