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[르포] '백색황금' 리튬 산지 필바라…포스코의 미래 엿보다

포스코 미래성장동력 이차전지사업 위한 안정적 원자재 공급처

안광석 기자 (novushomo@ebn.co.kr)

등록 : 2018-11-29 09:00

▲ 필간구라 광산서 캐낸 원광석과 리튬정광으로 만들기 위한 정제시설.ⓒ포스코
[호주 필바라=안광석 기자]휴대전화 및 노트북, 전기자동차 배터리의 핵심소재인 리튬. 워낙 일상생활에서의 광범위한 쓰임새로 '백색황금'으로 불리는 금속이다.

때문에 포스코 또한 수년 전부터 이차전지사업을 그룹의 미래성장동력으로 삼고 리튬의 안정적 공급처 확보에 사활을 거는 상황이다.

호주에서 가장 큰 철광석 선적항구인 포트헤드랜드에서 남동쪽으로 120km 떨어진 필간구라 광산은 포스코의 대표적 리튬 공급처다.

철광석 등 천연자원이 풍부하게 매장된 서호주 필바라에서 총 470㎢ 규모의 광산을 이루고 있다. 리튬원광 자원량만 해도 2억2600만톤으로 전 세계 최대 규모다.

▲ 필간구라 광산 리튬 원광석 채굴 모습.ⓒ포스코
필간구라 광산의 리튬 채굴 과정은 드릴링→채집→정제→운송으로 진행되는 철광석 공정과 크게 다르지 않다.

우선 리튬이 묻혀 있는 곳에 무인 드릴시스템으로 30m 정도의 구멍을 뚫은 뒤 표층(웨이스트)을 걷어내는 작업을 실시한다. 웨이스트는 포크레인과 화물운송차 2대 1조로 운영해 6개 핏(광구)으로 이뤄진 광산 곳곳에 있는 쓰레기 무덤에 야적된다.

웨이스트를 걷어낸 후 크고작은 바위덩이들을 채취하게 되는데 이 바위덩이들이 리튬 성분을 머금은 원광석(페그머타이즈)이다.

이 원광석은 화물차로 컨베이어 벨트로 운반된 뒤 파쇄시설에서 30mm 이하 크기로 잘게 쪼개진다. 원광석들의 경우 리튬 함량이 1% 수준으로 낮기 때문이다.

▲ 최종적으로 정제된 리튬정광.ⓒEBN
이렇게 쪼개진 원광석은 컨베이어 벨트로 이어진 HMS 및 플로테이션 서킷, 즉 정제시설 2곳에 나눠 보내진다.

HMS 서킷에서는 광석 성분의 밀도 차를 이용해 원광석의 불순물을 제거하는 비중선별이 3단계로 이뤄진다. 플로테이션 서킷에서는 원광석에 첨가제를 주입한 뒤 공기를 불어넣어 원하는 성분을 걸러내는 부유선별 방식으로 원광석 정제가 진행된다.

이 2개 시설에서 정제된 원광석은 순도가 높은 리튬정광으로 재탄생돼 광산 내 창고시설에서 혼합하게 된다. 이렇게 얻어진 고품질 리튬정광은 포트헤드랜드 선적장으로 보내져 최종적으로 포스코 포항제철소 항만에 들어오게 되는 것이다.

▲ 필간구라 광산 레이아웃.ⓒ포스코
필간구라 광산 지분 100%를 소유 중인 필바라는 포스코의 수준 높은 리튬 추출기술 '포스엘(PosLX)'에 매료돼 지난 2월 포스코와 리튬 장기매매 계약을 체결했다.

포스코는 필바라 지분 4.75%와 이에 상응하는 규모의 전환사채를 인수하고 단독사업 추진 시 8만톤 이상, 상호합작 시 연간 최대 24만톤 이상의 리튬정광을 구매할 수 있게 됐다.

포스엘은 포스코가 수년의 연구 끝에 독자적으로 개발한 기술이다. 염수로부터 리튬을 직접추출해 염수를 자연건조해 리튬을 생산하는 기존방식보다 기후의 영향을 적게 받고 수율도 종전 50% 미만에서 80%로 끌어올려 경제성이 뛰어나다.

이 기술 활용 시 염수뿐만 아니라 폐이차전지·리튬광석으로부터도 리튬을 추출할 수 있다. 불순물 함량도 경쟁사 제품대비 1/3 수준으로 낮다.
▲ 켄 브린스덴 필바라 CEO가 필간구라 광산 채굴 현황을 설명하고 있다.ⓒ포스코


포스코는 필바라와 함께 오는 2020년 연산 3만톤 이상 규모의 탄산·수산화리튬 생산공장을 율촌산업단지에 준공할 계획이다. 이후 리튬을 활용해 양극재를 만드는 포스코ESM·포스코-화유코발트·양극재 생산법인과 국내 주요 2차전지 업체 등에 공급할 예정이다.

켄 브린스덴 필바라 CEO는 "포스코와 장기계약을 체결한 이유는 기술력이나 공급업체 다분화 차원도 있으나 삼성SDI 및 LG화학 등 글로벌 배터리업계를 선도하는 한국기업이 많고 관련산업이 유망하다는 점도 한몫했다"라고 말했다.