(르포) 포스코 리튬광석 공급지, ‘필간구라 광산’을 가다
(르포) 포스코 리튬광석 공급지, ‘필간구라 광산’을 가다
  • 서호주 필바라=김도연 기자
  • 승인 2018.12.02 18:49
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안정적 원료확보로 2021년부터 연간 5만5,000톤 리튬 상업 생산

포스코(회장 최정우) 리튬사업의 최대 관건이 됐던 원료인 광석과 염호를 확보하면서 연간 5만5,000톤 규모의 리튬 생산 설비 투자도 본격화될 것으로 예상된다. 현재의 계획대로라면 2021년부터 리튬의 본격적인 상업생산이 이뤄진다.

포스코는 2010년부터 2차 전지의 핵심 소재인 리튬을 생산하기 위한 기술개발과 원료확보에 지속적인 노력을 기울인 끝에 2017년 2월 포스코의 독자적인 기술을 활용한 리튬 데모플랜트 설비를 완공하고 상업화를 본격적으로 추진해오고 있다.

특히 리튬사업을 좌우할 다양한 원료를 모두 안정적으로 확보할 수 있게 되면서 미래성장의 발판으로 추진하는 2차전지 사업이 탄력을 받게 됐다.

포스코가 리튬의 안정적인 생산체제 구축을 위해 투자한 서호주 필바라사의 필간구라 광산을 찾아 광석 생산과정 및 현황, 향후 전망 등에 대해 알아봤다. <편집자 주>
 

▲ 백색 리튬광산, 필간구라(Pilgangoora)

필간구라 리튬-탄탈륨 광산 전경
필간구라 리튬-탄탈륨 광산 전경

필간구라 광산은 서호주 필바라 지역의 포트헤드랜드(PortHedland)에서 남동쪽 120km 지점에 위치했다.
리튬 및 탄탈륨 광석의 매장량은 286만톤으로 서호주 퍼스 인근에 위치한 그린부쉬스(Greenbushes) 광산(417만톤)에 이어 세계 2위다.

이 광산을 보유하고 있는 필바라社는 지난 2005년에 설립된 광산개발업체다. 포스코는 리튬 생산기술을 확보한 이후 염호와 더불어 광석 확보에도 주력해 오면서 지난 2월 필바라사의 지분 4.75%(7,950만 호주달러)에 상응하는 규모의 전환사채를 인수했다. 포스코 단독사업 추진시 8만톤 이상, 상호합작시 연간 최대 24만톤 이상의 리튬 정광에 대한 장기구매 계약을 체결했다.

필간구라 광산도 원광 채취를 위해 우선 30M 정도의 Waste를 걷어내고 채광 작업을 본격적으로 시작해 파쇄 과정과 선별 과정을 거쳐 최종 리튬광석 90%, 탄탈륨광석 10%를 생산한다.

필버라 Ken Brinsden 사장이 채광 현장을 설명하고 있다.
필버라 Ken Brinsden 사장이 채광 현장을 설명하고 있다.

채광된 원광석의 리튬 함유량은 1.4% 수준으로 이를 35mm 정도의 크기로 파쇄하는 첫 번째 과정을 거치고 다시 DMS(Dense Media Separation) 공정(비중선별, 부유선별)의 2단계의 선별 과정을 거쳐 최종 평균품위 6.22%의 리튬 광석을 생산하게 된다. 원광의 15% 정도가 최종 광석으로 제품화된다.
이렇게 생산된 리튬 및 탄탈륨 광석은 차로 2시간 거리에 위치한 포트허들랜드로 이송, 선적된다.

35mm 정도의 크기로 파쇄된 원광석을 가공하는 설비
35mm 정도의 크기로 파쇄된 원광석을 가공하는 설비

필간구라 광산은 1단계 설비투자를 통해 지난 10월부터 생산을 시작했다. 연간 생산능력은 33만톤 규모다. 2단계 프로젝트도 추진된다. 내년 말 연산 50만톤 규모의 생산능력을 갖춘다는 계획이다.
필버라 Ken Brinsden 사장은 “포스코와의 협력은 포스코가 보유하고 있는 기술력과 경영능력 때문”이라며 “내년 합작회사(JV) 설립도 적극 추진하고 있다”고 밝혔다.
 

▲ 포스코, 필바라사와 합작투자(JV) 추진

포스코는 원료 공급사인 필바라사와 함께 2020년에 연산 3만톤 이상 규모의 탄산·수산화리튬 생산공장에 대한 합작투자(JV)사의 설립을 적극 추진하고 있고 내년 상반기내로 최종 결정될 예정이다.

율촌산업단지에 리튬 생산 공장을 준공해 리튬을 원자재로 양극재를 만드는 포스코ESM·포스코-화유코발트·양극재 생산법인· 국내 주요 이차전지 업체 등에 공급할 계획이다. 포스코가 합작투자 기업 지분의 70% 및 운영권을 갖고 필바라사가 지분 30%를 소유하는 방식이다.
 

▲ 2021년까지 연산 5만5,000톤의 리튬 생산능력 구축한다

포스코는 2021년까지 연산 5만5,000톤의 리튬 생산능력을 구축한다는 계획을 세워놓고 있다.

포스코는 지난 2010년 자연증발 방식보다 획기적인 고유의 리튬 직접 추출기술 개발에 성공했다. 포스코는 이후 7년간 기존의 추출기술을 지속적으로 개선한 PosLX 기술을 완성해 지난 2월 광양에서 국내 처음으로 탄산리튬을 상업생산하기 시작했다.

PosLX 기술은 리튬을 인산과 결합시켜 대부분을 인산리튬으로 회수함으로써 80% 이상의 수율이 확보되는 포스코의 독보적인 기술이다. 또 추가 정제공정 없이 배터리급의 탄산리튬과 수산화리튬을 병행해 생산할 수 있고 리튬정광, 염수, 폐배터리 원료 등 다양한 리튬원료에 적용이 가능하다.

따라서 원료의 수급 상황의 변화에 대비해 탄력적으로 생산을 조절할 수 있는 효율적인 생산체제를 구축할 수 있게 된다.

광석을 원료로 한 리튬 상업화 설비투자는 2020년 상반기에 마무리하고 하반기부터 상업생산에 들어갈 계획이다. 또 염수를 이용한 리튬 생산은 내년까지 데모플랜트 구축을 통해 상용화 검증을 거쳐 2021년 상반기까지 상업생산 체제를 구축, 하반기부터 상업생산에 돌입한다는 계획이다.

광석을 원료로 한 리튬 생산능력은 3만톤, 염수를 원료로 한 리튬 생산능력은 2만5,000톤을 구축해 2021년에는 총 5만5,000톤의 상업생산 능력을 갖춘다는 방침이다.

포스코 관계자는 “현재 리튬 사업은 본격적인 상업화의 전 단계인 상용화 기술 검증 단계로 볼 수 있다며 혹시라도 발생할 수 있는 리스크를 최소화 시키고 보다 안정적인 생산 체제를 구축하는데 집중하고 있다”고 밝혔다.



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