국내 최초 플라즈마 전기로 이용…블랙매스 내 리튬을 95% 이상 회수
습식공정 比 시설투자 규모 절반 이하·폐수 처리 비용 최소화
 

엘엔피리사이클㈜(이하 엘엔피)가 국내 최초로 플라즈마 전기로를 이용하여 폐리튬이온배터리 분쇄물인 블랙매스에 함유된 리튬을 95% 이상 회수하는 건식 제련공정 대량생산기술 개발에 성공했다. 

엘엔피는 지난 3년간 기술개발에 전념하여 섭씨 1700도 이상까지 온도를 올릴 수 있는 플라즈마 전기로를 이용한 저비용, 친환경 건식 제련공정 기술개발에 국내 최초로 성공했다고 지난 16일 전했다.

회수된 리튬은 수침출에 의해 탄산리튬 형태로 리튬을 93% 이상 얻을 수 있어, 기존 습식공정에 비해 획기적인 회수율이다.

엘엔피는 관련하여 최근 국가공인인증기관에 시험의뢰한 결과, 리튬회수율이 97.2%에 이르는 시험성적서도 받았다.

엘엔피의 폐리튬이온배터리 리싸이클링 신기술은 철강과 비철 제련의 대량생산 기술을 결합한 것으로 블랙매스부터 니켈을 포함한 복합원료까지 다양한 원료를 제련, 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 회수하고 이후 금속합금 분말은 침출공정을 거치면 전구체(pCAM) 사양을 충족시킬 수 있다.

엘엔피의 건식제련 공정은 분진 발생을 최소화하기 위한 펠릿화 단계를 생략하고 원료와 플럭스, 첨가제를 혼합한 후 직접 전기로에 투입하여 전처리 비용을 절감하고 리튬 화합물 이외의 먼지를 적게 발생시킨다. 

또한 청정 에너지원인 전기와 흑연을 열원으로 사용하여 친환경적이고 에너지 비용이 적게 들어가는 장점을 가지고 있다. 

이에 따라 기존의 국내 대부분의 폐리튬이온배터리 리싸이클링 기업들의 습식공정과 비교해 시설투자 규모는 절반 이하이고, 습식공정에서 발생하는 막대한 폐수 처리 비용을 최소화할 수 있다.

엘엔피는 “배터리 공급망에서 발생하는 스크랩뿐만 아니라 수 년 내로 전 세계적으로 급성장이 예상이 되는 폐리튬이온 배터리까지 처리할 준비가 되어 있다”고 전했다.

또한 블랙매스와 니켈이 함유된 다양한 원료를 공급하는 미국 MCC Non-ferrous Trading과 전략적 제휴를 맺어 리싸이클링 사업의 핵심 요소인 안정적인 원재료를 확보할 수 있게 되어, 양산설비 구축이 완료되면 안정적인 원료공급망이 필요한 국내 양극재 및 전구체 생산업체들의 많은 관심을 받을 것으로 기대된다.

엘엔피는 2024년 상반기에 투자유치를 통해 2024년 하반기에 블랙매스를 연간 35,000톤 처리 가능한 양산 라인을 설치할 계획이며, 2025년부터 유럽 및 미국 지역에도 진출하여 연간 100,000톤 규모의 블랙매스 처리 생산능력을 확보할 계획이다. 

엘엔피는 현재 금, 팔라듐, 백금, 로듐을 함유한 귀금속 분말을 월 200톤 규모로 생산하고 있으며, 2025년에는 월 400톤 규모로 증설할 계획이다.