한국지질자원연구원(원장 이평구)은 유광석 자원활용연구본부 박사팀이 폐리튬이온배터리를 분쇄한 블랙파우더에서 양극재 물질을 분리·선별해 회수하는 공정 개발에 성공했다고 31일 밝혔다.
블랙파우더는 양극재인 리튬금속산화물과 음극재인 흑연, 금속 전극인 알루미늄과 구리 등으로 구성된다. 연구팀은 기포를 이용한 습식 광물 선별 방법인 부유선별 공정을 활용해 블랙파우더 내 양극재 물질을 회수할 수 있도록 했다.
비말동반 현상(입자가 물과 함께 기포 층에 유입돼 운반되는 현상)에 따른 손실을 최소화하기 위해 최적의 공정 운전 조건을 개발했다. 정보통신기술(ICT) 기반 부유선별 제어기술을 적용했다.
이를 바탕으로 블랙파우더에 함유된 양극재 물질 98% 이상을 회수하는 데 성공했다. 선별된 양극재 물질은 리튬·니켈·코발트·망간 등 리튬금속산화물과 금속 전극인 알루미늄 및 구리다.
연구진은 이번 기술 개발 성공으로 국내 재활용 기업들이 블랙파우더에서 니켈·코발트·망간 등을 회수해 정제하는 공정 효율성과 생산성을 높이고, 운영비는 낮출 수 있을 것으로 기대하고 있다.
유광석 박사는 “개발 기술과 공정은 중국 등 해외 기업과의 기술 차별성 바탕으로 국내 기업 경쟁력을 확보하는 데 크게 기여할 것”이라며 “기술을 고도화해 국내 기업에 이전 및 상용화하겠다”고 밝혔다.
이평구 지질연 원장은 “광물자원 재활용은 이제 친환경이라는 수식어가 필수적으로 들어가야한다”며, “모두가 안심하고 활용할 수 있는 친환경 자원활용 기술개발과 핵심광물 확보를 위해 지원을 아끼지 않겠다”고 말했다.
한편 유광석 박사 연구팀은 GS건설과 블랙파우더 내 양극재 회수를 위한 부유 선별기 형상 설계 및 실증화 기술 개발을 추가로 진행할 예정이다.
김영준기자 kyj85@etnews.com
