폐건전지 처리 과정에서 발생하는 2차 오염과 기술적 해결 방안

현대 사회의 필수 소비재로 자리 잡은 전자기기의 확산에 따라 폐건전지의 발생량은 꾸준히 증가하고 있습니다. 그러나 많은 시민이 폐건전지를 수거함에 넣는 것만으로 재활용이 안전하게 이루어질 것으로 생각하는 반면, 실제 폐건전지 처리 과정에서는 다양한 환경적 위험 요소가 발생합니다. 대표적인 것이 바로 2차 오염 문제입니다.

폐건전지는 겉으로 보기에는 단단한 금속 케이스에 싸여 있어 안전하게 느껴질 수 있지만, 내부에는 수은(Hg), 납(Pb), 카드뮴(Cd), 니켈(Ni), 리튬(Li) 등 환경 유해성이 높은 중금속이 포함되어 있습니다. 이들 금속이 파쇄, 열처리, 습식 처리 등의 과정에서 적절히 관리되지 않으면 공기, 토양, 수계로 중금속이 유출되거나, 유독 가스가 발생하는 등 심각한 2차 오염으로 이어질 수 있습니다.

특히 리튬 배터리의 경우 열이나 압력에 민감하여, 수거 및 처리 과정 중 폭발 또는 화재가 발생할 수 있으며, 이에 따른 유해 가스 배출은 작업 환경뿐 아니라 인근 지역 사회에도 영향을 미칠 수 있습니다. 따라서 폐건전지를 수거함에 잘 넣는 것만큼이나, 처리 단계의 안정성 확보는 환경 정책상 매우 중요한 과제로 부각되고 있습니다.

 

폐건전지 2차 오염의 주요 원인 분석

폐건전지의 처리 중 발생하는 2차 오염은 크게 두 가지 원인에서 비롯됩니다. 하나는 물리적 파쇄와정에서의 미세 입자 및 금속 유출이고, 다른 하나는 화학적 추출 공정에서 나오는 부산물 관리 미흡입니다.

첫 번째는 파쇄 공정에서 발생하는 문제로, 폐건전지를 해체할 때 내부의 전해액이나 금속이 노출되며 미세한 금속 분진이 발생하게 됩니다. 이 분진이 공기 중으로 확산되면 작업자 호흡기 손상은 물론, 대기 중 중금속 축적을 초래할 수 있습니다. 특히 납과 카드뮴은 인체 흡수 시 체내 축적되어 장기적 건강 피해를 유발하기 때문에 반드시 차단 설비가 필요합니다.

두 번째는 화학적 처리에서 나타나는 위험입니다. 폐건전지에서 니켈이나 리튬을 추출하기 위해 사용하는 습식 추출 공정에서는 염산, 황산 같은 강산 용액이 사용되며, 이를 정제하고 중화하지 않으면 고농도 폐수가 발생합니다. 이 폐수는 그대로 방출될 경우 하천 생태계에 치명적이며, 수계 오염으로 번지는 ‘보이지 않는 오염’이 될 수 있습니다.

또한 폐건전지를 분류하지 않고 섞어서 처리할 경우, 서로 다른 금속 간 화학 반응이 일어나면서 예측할 수 없는 열폭발이나 유해가스 방출의 위험성도 증가합니다. 특히 리튬이온 배터리와 알카라인 건전지를 함께 분쇄할 경우, 내부 단락이 발생해 공정 전체에 지장을 줄 수 있습니다.

 

폐건전지 처리의 기술적 해결 방안

다행히 최근에는 이러한 2차 오염을 줄이기 위한 다양한 기술적 해결 방안이 산업 현장에 도입되고 있습니다. 가장 널리 도입되고 있는 방법은 폐건전지 분류 자동화 시스템입니다. X선 분석기와 분광 센서를 이용하여 외형뿐 아니라 내부 물질 구성까지 인식해 건전지를 종류별로 정확히 분류할 수 있으며, 이로 인해 처리 공정 중 불필요한 화학 반응이나 누락을 최소화할 수 있습니다.

또한 폐건전지 내부 금속을 추출하는 방식에서도 습식 처리보다 친환경적인 건식 처리 방식이 주목받고 있습니다. 건식 처리는 고온 열처리를 통해 금속을 녹여 회수하는 방식으로, 폐수나 유해 화학약품의 사용이 적기 때문에 상대적으로 오염 위험이 낮습니다. 일부 선진국에서는 이 방식을 기반으로 한 폐건전지 전용 재처리 플랜트가 운영되고 있으며, 폐기물 발생량 자체를 줄이는 순환형 시스템으로의 전환이 이루어지고 있습니다.

또 하나의 해결책은 공정 전용 통풍 및 필터링 설비의 고도화입니다. 폐건전지 분해 시 발생하는 미세 금속 분진이나 유해 가스를 고성능 필터와 양압 시설을 통해 외부 유출 없이 내부 순환하도록 설계하면, 2차 오염을 원천적으로 차단할 수 있습니다.

이 밖에도, 전해액을 별도로 추출해 재활용하거나 무해화하는 기술도 개발되고 있으며, 국내 몇몇 환경 기업에서는 이를 통해 추출된 전해액에서 코발트, 망간 등을 분리 회수하는 고순도 기술을 확보하기도 하였습니다. 이러한 기술 발전은 향후 폐건전지 처리 산업을 ‘오염 제로형’으로 전환하는 핵심 열쇠로 작용할 것으로 보입니다.

 

폐건전지 처리 안전을 위한 정책적 고려 사항

기술적 발전과 함께 제도적 보완도 병행되어야 2차 오염 문제를 근본적으로 해결할 수 있습니다. 현재 국내에서도 폐건전지 처리업체는 환경부의 인허가 및 점검을 받도록 되어 있지만, 실질적인 시설 안전 수준은 업체 간 편차가 크고, 일부 중소업체는 여전히 기본적인 안전 설비조차 부족한 실정입니다.

따라서 정부 차원에서는 폐건전지 처리시설의 기준 강화와 실시간 모니터링 시스템 도입이 요구됩니다. 공정별 온도, 배출가스, 폐수 등을 실시간으로 감시할 수 있는 센서 기반 시스템을 도입하면, 이상 발생 시 즉각적인 대응이 가능하며, 작업자의 안전과 지역사회의 환경 보호도 함께 달성할 수 있습니다.

다음 표는 2024년 기준 국내 주요 폐건전지 처리 기술별 2차 오염 위험도를 정리한 내용입니다.

처리 방식	주요 특징	2차 오염 위험도	비고
습식 처리 방식	산 용액 이용 금속 추출, 폐수 다량 발생	높음	폐수 처리 미비 시 수계 오염 위험 있음
건식 처리 방식	고온 열처리 방식, 폐가스 일부 발생	중간	필터링 장치 병행 필요
전해액 분리 기술	전해액만 별도 회수하여 금속 추출	낮음	고도화 기술 필요
자동 분류 시스템	광학/센서 기반 금속 성분 자동 인식 분류	낮음	1차 오염 예방 효과 큼

 

표에서 보듯이, 기술별로 2차 오염의 위험도에는 차이가 있으며, 이 차이를 감안하여 현장에 적합한 기술을 도입하는 것이 매우 중요합니다. 특히 건식 및 자동 분류 시스템의 병행 도입은 비용은 높지만 안정성 면에서 효과적이라는 평가를 받고 있습니다.

 

폐건전지 재활용, 안전성을 중심에 둔 접근이 필요합니다

폐건전지는 단순한 생활 폐기물이 아니라, 그 안에 유용한 금속 자원이 들어 있는 동시에 다루기 까다로운 환경 유해물질입니다. 올바른 분리배출도 중요하지만, 수거 이후 처리 과정에서 발생하는 2차 오염의 예방과 제어는 더욱 본질적인 문제입니다.

기술적 진보는 이러한 문제에 대한 해답을 제시하고 있으며, 정책적 장치와의 결합을 통해 실제 사회적 피해를 줄일 수 있는 기반을 마련할 수 있습니다. 향후에는 단지 수거함에 넣는 실천을 넘어서, 그 폐건전지가 어떤 과정을 거쳐 재활용되는지에 대한 정보 제공과 안전 관리에 대한 사회적 감시가 함께 이루어질 필요가 있습니다.

폐건전지를 안전하게 다루는 일은 단지 환경을 위한 선택이 아니라, 우리 삶의 터전과 건강을 지키기 위한 필수적 과제가 되어야 할 것입니다.