두산중공업, 폐배터리에서 탄산리튬 추출 개발

전기흡착식 결정화로 회수...1500t 폐배터리 처리 설비 추진

두산중공업이 화학제를 사용하지 않고 친환경적으로 폐배터리에서 탄산리튬을 추출하는 기술을 개발했다.

탄산리튬은 배터리에서 전기를 생성하고 충전하는 역할을 하는 핵심 소재이다. 이 배터리는 노트북과 휴대폰 등 IT 기기 배터리에 주로 사용된다.

폐배터리에서 탄산리튬을 추출하기 위해서는 열처리에 이어 산성 용액으로 재료를 녹이는 작업과 결정화 공정을 거쳐야 한다. 이 과정에서 일반적으로 황산 등 화학물질이 사용된다.

열처리는 재료를 목적에 따라 가열해 재료의 구조와 성질을 변화시키는 작업을 말한다.

▲두산중공업이 독자 개발한 탄산리튬 회수 공정 과정.ⓒ두산중공업

두산중공업이 개발한 리튬 추출 공법은 폐배터리 내부물질을 열처리하고 증류수를 활용해 리튬을 선택적으로 분리한 뒤 전기흡착식 결정화 기술을 통해 추출하는 방식이다.

송용진 두산중공업 부사장은 "이 공법은 광산 등 자연에서 리튬을 채굴하는 방식보다 온실가스 발생량을 대폭 줄일수 있는 친환경 처리 기술”이라며 “2029년 1만 9000t 규모로 급증이 예상되는 국내 폐배터리 재활용 시장을 적극적으로 공략해 나가겠다”고 말했다.

두산중공업이 자체 개발한 이 공법은 기존 추출 방식 보다 공정이 단순해 경제성이 높고 화학제를 사용하지 않아 친 환경적이라는 특징 이다.

화학제를 사용하지 않는 새로운 리튬 추출 공법은 현재 특혀 출원한 상태이다.

두산중공업은 올해 하반기부터 연간 1500t 규모의 사용 후 배터리를 처리 할 수 있는 설비 실증을 추진하고 순도 99%의 탄산리튬을 생산하는 등 본격적인 사업에 나설 예정이다.

이외에도 폐플라스틱과 폐비닐로 수소를 생산하는 기술 등 폐자원 처리 기술을 통해 ‘순환 경제’ 구축에 앞장설 계획이다.

▲폐건전지 재활용 리듐 자원화 그래픽.ⓒ두산중공업DB