이 기사는 2024년 04월 11일 10:01 thebell 에 표출된 기사입니다.

"경쟁사의 경우 80~85%정도인 블랙매스(Black Mass, BM) 수율을 95%까지 끌어올리는 게 목표다. 이를 통해 2차전지 리사이클링 시장에서 입지를 지속적으로 강화해 나가겠다."

김종완 DS단석 대표이사가 최근 군산1공장 LIB 리사이클링 전처리 공장의 준공식에서 밝힌 포부다. 지난해 말 코스피 신규 상장한 DS단석은 '글로벌 자원 순환 기업'으로 성장한다는 비전이다. 올해 재생연(납)과 구리합금을 넘어 LIB(리튬이온배터리) 금속으로 재활용 사업의 영토를 넓힌다. 그 거점이 될 DS단석 군산 1공장 현장을 찾았다.

◇군산1공장 준공, 바이오디젤→금속→2차전지 확장

DS단석은 최근 전라북도 군산에 위치한 군산1공장 LIB 리사이클링 전처리 공장의 준공식을 열고 공장 투어를 진행했다. 이날 준공식엔 한승욱 DS단석 회장을 비롯해 강임준 군산시장, 김영일 군산시의회 의장 등 내빈 80여명과 DS단석 임직원 60여명이 참석했다.

DS단석은 2007년 폐식용유를 활용한 바이오디젤 사업을 시작해 2011년 금속 리사이클링 사업으로 손을 뻗었다. 주요 거점으론 본사인 시화공장, 평택1·2공장, 제천공장, 군산공장 등을 통해 바이오디젤 사업, 금속 리사이클링 사업 등을 영위하고 있다. 해외 지사로는 말레이시아, 파키스탄, 중국 호남선(주주단석정세유한공사) 등 거점을 보유하고 있다. 내년을 목표로 베트남에 신규 법인을 설립하는 방안도 검토하고 있다.

DS단석은 군산1공장에서 이미 연산 10만3000톤(t)의 생산능력(CAPA)을 확보했다. 2023년 기준 연간 11만톤(t)의 납을 구매해서 파쇄, 전해액 제거, 분리선별, 용해, 환원로 투입, 정제, 재생연(순연, 합금), 납축전지 제조사로 납품하는 프로세스를 거쳐 연간 1조원 이상 매출을 올리고 있다.

김종완 DS단석 대표이사는 "DS단석은 재생연, 구리합금, 그리고 LIB 이차전지까지 미래 변화에 발맞춰 배터리 리사이클링 사업 포트폴리오를 다각화하는 중"이라며 "앞으로도 순환경제 사업 모델을 더욱 발전시켜 산업계에 모범이 될 것"이라고 말했다.

◇재생연·구리 생산 '한창'…"고순도 위해 먼지까지 모아"

가장 먼저 들른 곳은 재생연(납) 공정의 원료 창고다. DS단석은 인도와 남미를 비롯해 전세계에서 원료를 수입하고 있다. 수입된 원료가 넓은 공장 내부에 켠켠히 쌓여 있었다. DS단석은 연간 20만톤(t)의 원료를 수입해 1일 400톤(t), 월 1만2000톤(t), 연간 15만톤(t)을 파쇄하며 수율은 약 60% 정도다. 추출량으로 보면 월간 7000톤(t), 연간 8만5000톤(t) 규모의 납을 생산한다는 계산이 나온다. 1톤 단위로 묶인 납 가격은 약 220만원 정도이니 대략적인 매출 규모 산출이 가능하다.


납을 재활용하기 위한 파쇄 공장은 공장 높이가 꽤 있었다. 안쪽으론 파쇄통제 분리실 등이 눈에 띄었다. 안전상의 문제로 깊숙한 곳까지 들어갈 수 없었고 보안상의 문제로 사진 촬영 역시 불가능했다. 이곳에선 1000~1200도의 열기로 파쇄물을 녹여 납물을 만든 뒤 정제 작업을 거쳐 납을 생산하고 있었다.

이날 공장 투어를 맡은 박준호 DS단석 선임연구원은 "DS단석이 생산하는 재생연의 순도는 99.97% 이상으로 순수납의 특성과 동일하다"며 "금속 불순물들의 함량이 적기 때문에 납산화물제조공정과 납축배터리 극판 제조 공정에서 드로스(dross) 발생량이 적은 것이 특징"이라고 말했다.


구리 제품을 보관 중인 창고를 방문했다. 공장 곳곳에 황색, 백색의 원통형 구리 제품이 쌓여 있었다. DS단석은 2023년 하반기부터 구리 용해주조 사업을 시작해 연간 1만5000톤(t) 규모의 순동, 황동, 백동 등 총 3종류의 제품을 생산하고 있다.

공정 과정은 폐 고철에서 고강도 고전도 구리를 용해해 합금·채굴하고 수직형 생산공정을 통해 고밀도로 품질을 높인 제품 생산한다. 이후 전기 유도로를 활용해 물리적, 기계적 특성과 가공성을 향상시킨 합금(Alloy)을 국내외에 공급하는 구조다.

박 선임연구원은 "청소차같은 기계로 납을 수거하는데 수율을 높이기 위해 공간에 떠도는 먼지까지 모두 수집해 고순도 제품을 만든다"며 "생산한 제품은 압연이나 압출을 하는 기업에서 파이프, 전선, 부스바, 배전용 부품 등으로 재가공된다"고 설명했다.


◇'순도 높인' LIB 리사이클링 강점, 내달 양산 돌입

마지막으로 이날 준공식을 진행한 DS단석의 LIB(Lithium Ion Battery, 리튬이온배터리) 리사이클링 공장을 둘러봤다. 다만 이날은 공장이 가동하지 않아 반입된 장비 등을 둘러봤다. 공장은 이달 시운전을 거쳐 5월부터 본격 양산에 돌입할 예정이다.

LIB 공장은 지난해 5월부터 지난 3월까지 11개월에 걸쳐 2000㎡(604평) 공장 부지에 마련됐다. 총 투자 규모는 약 80억원이다. 공장에서 연간 처리할 수 있는 폐 LIB 양은 연간 약 8000톤, 리사이클링해서 추출할 수 있는 활물질(Black Mass)은 연산 약 5000톤 규모다.

배터리 제조사들로부터 수명이 다한 리튬이온 배터리를 가져와 공장에서 모듈을 해체한 뒤 공정에 따라 블랙매스를 추출한다. 각형, 원통형, 파우치형 등 다양한 형태의 배터리라도 해도 동일한 공정을 거친다. 다만 현재는 전기차 배터리의 리사이클링 시장이 본격적으로 열리지 않아 원료가 많지는 않다.

DS단석의 경쟁력은 경쟁사보다 높은 순도다. 블랙매스 순도를 높이기 위해 방전 → 파쇄 → 소성(열처리) → 분쇄 및 자력선별 → 분쇄 및 비중선별 → 블랙매스 추출 등 총 6개의 공정을 거친다. 비슷해 보이는 여러 대의 기계 속에서 소성 공정 장비만 판넬로 둘러져 눈에 띄었다. 열처리를 거치는 소성 공정의 경우 화재 위험이 있어 별도의 판넬로 보호 장치를 마련했다.

박준호 DS단석 선임연구원은 "연구실에서 습식 제련 공정을 내재화했는데 중요한 건 원료량의 확보"라며 "그래야 사업성이 나오기 때문인데 다음주터 일부 원료를 들여와 5월부터 양산할 계획"이라고 말했다.

DS단석은 니켈, 코발트, 망간 등을 직접 추출하지 않고 파우더 형태로 추출하고 있다. 내년이나 내후년 정도엔 유가금속까지 회수할 수 있는 설비를 도입할 예정이다. 이를 통해 LNCM(리튬니켈코발트망간산화물) 양극재 합성기술 개발과 공정 구축, 리튬인산철배터리(LFP) 양극재 사업으로 확대하는 방안도 검토하고 있다.