2023.05.29 폐배터리 재활용 공정(전처리공정, 후처리공정)
[IBK투자증권 이현욱] ESG순환경제, 배터리 리사이클링.

사용 후 배터리 재활용 (전처리 공정)


- 폐배터리 희유금속을 추출하는 재활용 공정은 크게 전처리 폐배터리 폭발위험 제거 및 파쇄 와 후처리 건식 습식 등 화학적 방식을 통해 희유금속을 회수로 분류

- 전처리 공정 수집 방전 파쇄 자력 선별 분급 수세 비중분리 박리 분급 전극복합체분말 (BP, BM)

- 폐배터리 스크랩으로부터 L i, Ni, Mn Co 등 희유금속을 회수하기 위해 고체폐기물로 부터 전극복합체(양극/음극 활물질 + 도전재 + 바인더)를 분리해 내기 위해 전처리 공정은 중요



후처리 공정 - 건식공정


- 후처리 공정은 건식 습식 다이렉트로 나뉘어짐

- 건식 공정 고온을 통하여 금속을 녹여 재활용하는 공정으로 상용화가 되어 있으며 메탈합금 (Co, Ni, Cu등)과 슬래그 (Li, Al)등 추출

- Co, Ni, Cu 는 녹는점이 달라 온도차에 따른 추출이 가능하지만 슬래그는 습식공정을 통해 희유 금속을 회수하는 과정이 필요

- 건식공정은 용융로 등 설비가 필요해 초기 높은 투자비와 고온을 사용하여 이산화탄소 배출이 불가피하고 Li, Al 는 회수가 불가능하다는 단점이 있지만 공정 난이도가 쉽고 대량 처리가 가능해 많은 업체가 채택 중

- Umicore(벨기에), Accurec(독일), Inmetco(미국)등 에서 사용



후처리 공정 - 습식공정


- 습식 공정 : 황산용액 및 유 무기 용매 등 화학적 처리를 통해 블랙파우더에서 유가 금속을 추출하는 방법 황산을 사용해 블랙 파우더를 녹인 다음 여과 용매추출 침출과정을 거침

- 연소 과정이 없어 이산화탄소 배출이 적고 건식 대비 초기 투자비가 낮지만 화학 용액을 사용하는 만큼 오폐수 배출이 발생

- 낮은 온도에서 화학적 처리 방법으로 진행하는 만큼 유가 금속 회수 시간이 길어 대량의 제련을 하기에는 어려움

- 건식 공정과 달리 습식 공정은 Co, Ni, Cu 을 포함한 Li, Mn 까지 회수가 가능하고 고순도 유가금속 추출이 가능함

- 공정 설계 난이도가 높지만 고순도 유가 금속 회수율이 높아 건식공정과 비교하여 습식 공정이 보편화될 것으로 전망

- GEM(중국), Brunp(중국), Retreieve(캐나다)등 에서 사용





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