[한국] 철강 부산물 98% 재활용…"전기차 배터리 소재에도 쓰여"

철강 생산공정의 부산물은 거의 대부분이 다양한 소재로 재활용되고 있는 것으로 나타났다. 31일 포스코 뉴스룸에 따르면 2018년 기준 철강 부산물 재활용률은 98.3%로 집계됐다.

철강 생산공정은 연·원료인 철광석과 석회석, 원료탄을 가지고 철강 제품을 만드는 과정이며, 각 공정에서 다양한 부산물이 발생한다. 대표적인 부산물은 슬래그(Slag)다. 철광석으로부터 철을 분리하고 남은 물질인 슬래그는 포스코 부산물 발생량 중 약 80%를 차지한다.

슬래그를 제외한 나머지 20%의 부산물에는 배가스 집진공정이나 수처리 설비 등 환경오염 방지시설로부터 포집한 더스트(Dust)와 슬러지(Sludge), 그리고 주조·압연공정에서 발생하는 철가루 형태의 스케일(Scale), 산화철 등이 포함된다.

이 밖에도 공정 내 화학반응을 통해 기체 상태로 발생하는 부생가스 역시 제철소 내에서 발생하고 재활용된다는 측면에서 넓은 의미의 부산물이라 볼 수 있다. 철 1t을 생산할 때 슬래그는 약 500㎏ 정도 발생하는데, 물리적·화학적 성질이 우수해 친환경 자재로 사용된다.

포스코 철강 부산물의 거의 절반을 차지하는 고로슬래그는 특히 쓰임새가 다양하다. 먼저 고로 수재슬래그를 석회석 대신 사용해 친환경 시멘트를 만들 수 있다. 시멘트의 주원료이자 천연자원인 석회석 대신 슬래그 사용 비율을 높이면 석회석 사용량을 45%가량 절감할 수 있다.

일반적으로 시멘트 1t을 생산하면 1t의 이산화탄소가 배출된다. 슬래그를 활용하면 석회석 소성공정에 필요한 에너지의 약 40%를 저감할 수 있으며, 석회석의 열분해 및 연료 연소에 의한 이산화탄소(CO2) 발생량을 최대 60%까지 감축시킨다.

또 하나 수재슬래그의 친환경적인 활용 방법은 바로 '규산질 슬래그 비료'다. 규산은 벼의 성장에 필수적인 영양소인데, 쇳물을 만들 때 함께 생산된 슬래그에 규산이 다량 함유돼 있다. 이 슬래그를 분쇄해 비료를 만들면 벼가 튼튼해지고 토양의 산성화를 막을 뿐 아니라, 단백질 함량이 낮아져서 밥맛이 더 좋아진다.

고로에서 생산된 괴재슬래그와 전로·전기로에서 생산된 제강슬래그는 토목용 골재로 주로 사용된다. 건설공사에는 산이나 강에서 얻은 자갈이나 모래 같은 천연 골재가 많이 쓰인다. 천연 골재와 특성이 비슷한 슬래그 골재를 사용하면 석산(石山) 개발을 억제하고 골재 채취·가공 공정 등에 따른 에너지 절약이 가능하다.

기체 형태의 부산물은 다시 제철소 에너지원이 된다. 부생가스는 연료로 사용하기에 충분한 에너지를 가지고 있기 때문에 버리지 않고 99% 회수돼 제철공정에 직접 재이용하거나, 제철소 내 발전시설로 이동해 전력을 생산한다. 발전소에서는 가스압축기를 통해 부생가스를 압축, 공급해 가스터빈에서 1차 전력을 생산한 후, 배출되는 고온의 배기가스를 회수해 스팀터빈에서 2차 전력을 생산한다.

전기 외에 다른 형태의 부산물로도 변환된다. 콜타르는 코크스 오븐에서 석탄을 고온 건류할 때 발생한 부생가스로부터 만들어진 화성 부산물로, 전기차 배터리의 소재가 된다. 포스코는 연간 57만t의 콜타르를 생산하는데, 콜타르에서 기름 성분을 제거하고 열처리 과정을 거치면 고탄소 덩어리인 침상코크스가 되고, 침상코크스로 만든 인조흑연은 전기차 배터리의 음극재 소재로 제조된다. 철강을 만들고 남은 부산물이 전기차의 핵심 소재가 되는 것이다.

포스코 관계자는 "부산물 자원화율은 최근 10년간 매년 98% 이상을 유지하고 있으며 2024년 98.8% 달성을 목표로 하고 있다"며 "부산물 자원화 활동은 부산물에 새로운 이용 가치를 부여하고 버려지는 폐기물의 양을 줄이는 것은 물론, 지역 경제 활성화와 일자리 창출에도 기여한다"고 말했다.

[뉴시스 제공]

[출처 = 한국무역협회(www.kita.net) / 2020년 1월 31일]