KR101887174B1 - 리튬 화합물의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 리튬 화합물의 제조 방법에 대한 것으로, 고상의 인산 리튬을 용매에 슬러리 상태로 준비하는 단계, 상기 인산 리튬과 황산을 반응시켜 상기 인산 리튬을 황산 리튬으로 전환하는 단계, 상기 황산 리튬을 고상으로 분리하는 단계, 상기 분리된 고상의 황산 리튬을 세척하는 단계, 및 상기 세척하는 단계에 사용된 세척수를, 상기 고상의 인산 리튬을 용매에 슬러리 상태로 준비하는 단계의 용매로 재사용하는 단계를 포함한다.

Description

리튬 화합물의 제조 방법{METHOD OF PREPARING LITHIUM COMPOUND}
본 발명은 리튬 화합물의 제조 방법에 대한 것이다.
염호에서 리튬을 추출하거나, 폐전지에서 리튬을 추출하는데 효과적인 형태의 리튬 화합물은 인산 리튬이다.
이는 인산 리튬의 용해도가 매우 낮기 때문으로, 인산과 리튬의 반응으로 효과적으로 인산 리튬이 석출될 수 있다.
다만 높은 인산의 가격으로 인해, 인산 리튬의 형태로 리튬을 추출하는 방법이 경제성을 가지려면 추출된 인산 리튬에서 고농도의 인산을 회수하여 재활용할 수 있는 기술이 수반되어야 한다.
인산 리튬에서 고농도의 인산을 직접 추출하는 종래의 방법은 알려진 바 없으며, 인산 리튬 타 리튬 화합물로 변환하는 과정에서 얻어진 인산화물에서 인산을 추출하는 방법이나, 에탄올 또는 메탄올등 유기용매에서 리튬과 인산을 분리하여 추출하는 방법 등이 알려져 있으나 복잡한 장치가 요구되고 증류 및 농축을 거쳐야 하기 때문에 관계로 높은 비용이 요구된다
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 인산의 회수율을 높일 수 있는 리튬 화합물의 제조 공정을 제공하고자 한다.
이러한 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 리튬 화합물의 제조 방법은 고상의 인산 리튬을 용매에 슬러리 상태로 준비하는 단계, 상기 인산 리튬과 황산을 반응시켜 상기 인산 리튬을 황산 리튬으로 전환하는 단계, 상기 황산 리튬을 고상으로 분리하는 단계, 상기 분리된 고상의 황산 리튬을 세척하는 단계, 및 상기 세척하는 단계에 사용된 세척수를, 상기 고상의 인산 리튬을 용매에 슬러리 상태로 준비하는 단계에서의 용매로 재사용하는 단계를 포함한다.
상기 고상의 인산 리튬을 용매에 슬러리 상태로 준비하는 단계에서 상기 용매는 물 또는 인산일 수 있다.
상기 인산 리튬과 황산을 반응시켜 상기 인산 리튬을 황산 리튬으로 전환하는 단계; 에서, 상기 인산 리튬과 황산 혼합물의 액상 내 인(P) 및 황(S)의 합계 농도가([P+S] mol/L) 5 mol/L 이상일 수 있다.
상기 인산 리튬과 황산을 반응시켜 상기 인산 리튬을 황산 리튬으로 전환하는 단계;의 반응은 하기 반응식 1의 반응을 포함할 수 있다.
[반응식 1] 2Li3PO4 + 3H2SO4 +nH2O -> 3Li2SO4nH2O+ 2H3PO4
상기 황산 리튬을 고상으로 분리하는 단계에서, 고상의 황산 리튬을 분리하고 남은 여액인 고농도 인산을 회수하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
상기 회수된 고농도 인산은 40 중량% 이상일 수 있다.
상기 회수된 고농도의 인산은, 상기 고상의 인산 리튬을 용매에 슬러리 상태로 준비하는 단계;의 용매로 재사용될 수 있다.
상기 분리된 고상의 황산 리튬을 세척하는 단계;는, 순수(DI water)를 이용할 수 있다.
상기 분리된 고상의 황산 리튬을 세척하는 단계;는, 알코올계 용매를 이용하고, 상기 알코올계 용매를 포함하는 세척수는, 증류를 통해 알코올계 용매를 회수하여 고상의 황산 리튬을 세척하는 단계;에 재사용할 수 있다.
상기 분리된 고상의 황산 리튬을 세척하는 단계;는, 순수(DI water)를 이용하고, 2회 이상의 세척 단계를 포함할 수 있다.
상기 분리된 고상의 황산 리튬을 세척하는 단계;는, n차 세척에 의한 n차 세척수를 수득하는 단계; 상기 n차 세척수 중 일부를, 상기 세척수를 상기 고상의 인산 리튬을 용매에 슬러리 상태로 준비하는 단계의 용매로 재사용하는 단계; 및 상기 n차 세척수 중 남은 잔액 및 추가 순수를 혼합하여 황산 리튬을 n+1차 세척하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 n+1차 세척수 전체를 n+2차 세척에 사용하는 단계; 상기 n+2차 세척에 의한 n+2차 세척수 중 일부를, 상기 세척수를 상기 고상의 인산 리튬을 용매에 슬러리 상태로 준비하는 단계의 용매로 재사용하는 단계; 및 상기 n+2차 세척수 중 남은 잔액 및 추가 순수를 혼합하여 황산 리튬을 n+3차 세척하는 단계;를 포함할 수 있다.
이상과 같이 본 기재의 일 실시예에 따른 리튬 화합물의 제조 방법은, 인산 리튬을 저농도의 인산에 슬러리화 하고 황산과 반응시켜 황산 리튬을 석출시킨 후 고농도 인산을 추출하고, 석출된 황산 리튬을 세척한 후 세척수로 저농도 인산을 얻고, 저농도 인산은 다시 인산 리튬의 슬러리화에 사용함으로써 인산의 회수율을 높일 수 있다.
도 1은 인산 내 인 (P) 및 황 (S)의 농도에 따른 리튬의 용해도 변화를 측정한 그래프이다.
도 2는 실시예 1에 따른 공정도이다.
도 3은 실시예 2에 따른 공정도이다.
도 4는 실시예 4에 따른 공정을 나타낸 공정도이다.
첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
이제 본 발명의 실시예에 따른 리튬 화합물의 제조 방법에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
본 발명자는 리튬이 물 또는 저농도 인산에서는 용해도가 높으나 황산 이온이 존재하는 고농도 인산 용액에서는 그 용해도가 급격히 낮아지는 것을 실험적으로 확인하였다. 황산 이온이 존재하는 고농도 인산용액에서 용해도 이상의 Li 은 황산 리튬(Li2SO4)형태로 석출되며 인산 리튬과 황산의 직접 반응을 통하여 고농도 인산용액을 생성시킨다. 이후 고액분리를 통하여 석출된 황산 리튬을 분리할 수 있으며, 이와 동시에 여액인 고농도 인산을 직접 회수할 수 있다.
도 1은 인산 내 인 (P) 및 황 (S)의 농도에 따른 리튬의 용해도 변화를 측정한 그래프이다. 도 1에서 알 수 있듯이, 인산 및 황산의 농도가 높아지게 되면 용액 내 리튬의 농도가 급격히 낮아지는 것을 확인할 수 있다. 즉, 리튬이 대부분 황산 리튬 형태로 석출되고 있음을 알 수 있다.
그러면, 이하에서 본 기재의 일 실시예에 따른 리튬 화합물의 제조 방법에 대하여 설명한다. 본 기재의 일 실시예에 따른 리튬 화합물의 제조 방법은 고상의 인산 리튬을 용매에 슬러리 상태로 준비하는 단계, 상기 인산 리튬과 황산을 반응시켜 상기 인산 리튬을 황산 리튬으로 전환하는 단계, 상기 황산 리튬을 고상으로 분리하는 단계, 상기 분리된 고상의 황산 리튬을 세척하는 단계, 및 상기 세척하는 단계에 사용된 세척수를, 상기 고상의 인산 리튬을 용매에 슬러리 상태로 준비하는 단계에서의 용매로 재사용하는 단계를 포함한다.
인산 리튬을 용매에 슬러리 상태로 준비하는 단계에서, 인산 리튬은 분말을 사용할 수 있다. 인산 리튬 분말의 크기는 1~200 ㎛의 입도를 가지거나 그 이상이어도 무방하다. 황산은 용액상으로 5~98 중량% 농도를 가지며 황산이 농도가 높을수록 높은 농도의 인산 추출이 가능하다.
인산 리튬 분말을 1~50 중량%의 인산 용액 또는 물과 혼합하여 슬러리화할 수 있다. 인산 리튬 분말을 슬러리화 하는 공정은 생략될 수 있으나, 인산 리튬 분말을 황산과 직접 반응시킬 경우 반응의 균일도가 떨어지고 투과성 높은 황산 리튬을 석출시키기 어려워 인산의 회수율이 낮아질 수 있다.
다음, 인산 리튬 분말 또는 슬러리에 황산을 투입하여 아래의 반응식에 따라 인산 리튬을 황산 리튬으로 전환하여 인산을 분리한다.
[반응식 1]
2Li3PO4 + 3H2SO4 +nH2O -> 3Li2SO4nH2O+ 2H3PO4
이때, 인산 리튬과 황산 혼합물의 액상 내 인 (P) 및 황 (S)의 합계 농도가 ([P+S] mol/L) 5 mol/L 이상일 수 있다.
전환된 황산 리튬은 인산의 농도가 높아짐에 따라 석출되며 반응이 진행될수록 인산의 농도는 상승하여 인산 중 리튬의 용해도는 감소한다. 인산 중 리튬의 용해도는 인산의 P와 S 원소의 농도에 따른 함수로 표시될 수 있으며 그 식은 다음과 같다.
하기 수학식 1은 도 1의 데이터를 근사한 값이다.
[수학식 1]
여액 내 리튬 농도 = 0.048*(P농도+S농도)2 - 1.2773 * (P농도+S농도)+9.4367 (±0.6)
상기 수학식 1에서의 리튬 용해도, P 농도 및 S 농도의 단위는 mol/L 이다.
반응이 완료된 인산-황산 리튬 혼합물을 고액분리를 통하여 분리한다
분리된 황산 리튬 케이크를 에탄올이나 메탄올 등 유기용매 또는 물을 이용하여 세척한다.
세척액은 다량의 인산을 포함하고 있으며, 유기용매를 이용한 세척의 경우 증류를 통하여 인산을 회수하고, 세척액 또는 회수된 인산은 인산리튬 슬러리 제조 공정에 재사용 될 수 있다. 즉, 상기 세척하는 단계에 사용된 세척수를, 상기 고상의 인산 리튬을 용매에 슬러리 상태로 준비하는 단계에서의 용매로 재사용하여 효율을 높일 수 있다.
이하 본 발명의 실시예 및 비교예를 기재한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명의 일 실시예 일 뿐 본 발명이 하기한 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
도 2는 실시예 1에 따른 공정도이다. 세척 단계를 포함하고 있으며, 구체적으로 에탄올 세척 단계를 포함하고 있다.
하기 표 1과 같은 조건에 대하여 인산 리튬을 황산과 반응시킨 후 고액 분리를 통해 고농도 인산 회수 실험을 진행하였다. 또한 회수된 황산 리튬을 세척한 세척수에 대한 성분 분석도 진행하였다. 그 결과는 표 2, 3 및 4와 같다.
인산리튬은 폐전지로부터 추출된 인산리튬을 사용하였으며, 함수율 차이로 인한 시험 오차를 줄이기 위하여, 105℃에서 24시간 건조를 통해 함유된 수분을 제거한 후 사용하였다. 건조한 인산리튬의 성분을 ICP(Inductively Coupled Plasma)를 통해 측정하여 반응식 1에 따른 당량비에 해당하는 황산량을 산출하였으며 사용한 황산의 순도는 95% 였다.
인산리튬을 슬러리화 하기 위한 인산은 농도 21~30 중량% 의 인산 용액을 사용하였으며, 상기 인산용액은 85% 인산용액(대정화금)과 초순수를 혼합하여 제조하였다.
상기 인산용액과 인산리튬을 반응기내에서 혼합하여 슬러리화 한 후, 200rpm 으로 교반하며 황산을 투입하였다. 이때 황산의 투입속도는 약 10g/분 이였다.
황산 투입완료 후 반응물 슬러리는 약 40분간 추가 교반을 실시하고, 이후 통상적인 감압여과를 통하여 고액분리를 실시하였으며 여과시의 압력은 약 50mbar 였다.
고액분리 후 고형분 케이크를 에탄올을 이용하여 세척하였으며, 세척은 통산적인 감압여과를 실시하며 케이크 위로 균일하게 정량의 에탄올을 분사하는 방식으로 진행되었다. 실험번호 샘플 1의 경우 400g 의 에탄올 분사후 500g의 에탄올을 추가로 분사하였고, 샘플 2 및 샘플 3은 500g의 에탄올을 분사하였다.
회수된 인산, 세척수(에탄올), 고형분은 ICP 를 이용하여 성분을 분석하였다.
번호 슬러리 인산농도 (wt.%) 인산량 (g) 인산리튬 (g) 황산 ( 95중량% )
당량비 중량 (g)
샘플1 30 300 315 1.1eq 434
샘플2 21 300 315 1.0ep 394
샘플3 21 300 315 1.1eq 433
번호 회수 여액 성분 (g/L) 밀도(g/cc) 회수 여액 내 인산농도(중량%) 회수량 Li 몰수 P+S 몰수
Li Na P S Ca Mg (g)
샘플1 7.40 7.64 261.85 77.16 0.054 0.027 1.5248 54.3 335.46 1.066 10.860
샘플2 12.10 7.98 235.23 51.89 0.11 0.027 1.5191 49.0 363.81 1.743 9.213
샘플3 9.89 7.85 225.48 78.68 0.072 0.026 1.5619 45.8 300.87 1.425 9.733
번호 세척수(에탄올) 성분 (g/L) 투입량 (g) 회수량 (g)
Li Na P S Ca Mg
샘플1 0.458 0.101 58.72 12.18 <0.003 0.006 400 229.82
0.259 0.027 21.81 4.24 <0.003 0.003 500 439.43
샘플2 0.678 0.133 55.39 3.69 <0.003 0.008 500 575.60
샘플3 0.559 0.087 45.88 9.13 <0.003 0.006 500 583.41
번호 고형 성분 (wt. % ) 석출량 (g) 함수율 (%)
Li Na P S Ca Mg
샘플1 10.13 0.21 0.76 24.68 0.0082 0.0006 496.79 8.5
샘플2 10.10 0.15 1.25 24.61 0.0038 <0.001 521.08 12.2
샘플3 10.31 0.12 0.78 25.35 0.0016 <0.001 575.24 21.9
시험결과 회수된 액상은 45~54 중량 %의 고농도 인산으로 나타났으며, 7.5~12.1g/L의 리튬을 함유하고 있었다. 리튬의 함유량은 인산 성분 중 인(P) 과 황(S) 함량의 합에 반비례하는 관계를 나타내었다. 세척수(에탄올)에는 P가 45~59g/L S가 3.7~12.2g/L 수준으로 존재하였으며 리튬을 포함한 타 원소의 함량은 1g/L 이하로 나타났다. 고형은 리튬과 황이 주성분이며 포함된 P는 0.76~1.25중량% 수준으로 90%이상의 P가 인산용액 및 세척수(에탄올)로 회수되었음을 알 수 있다.
실시예 2
도 3은 실시예 2에 따른 공정도이다. 구체적으로 순수(DI water) 세척 단계를 포함하고 있다.
하기 표 5와 같은 조건에 대하여 인산 리튬을 황산과 반응시킨 후 고액 분리를 통해 고농도 인산 회수 실험을 진행하였다. 또한 회수된 황산 리튬을 세척한 세척수에 대한 성분 분석도 진행하였다. 그 결과는 표 6, 7, 및 9와 같다.
인산리튬은 폐전지로부터 추출된 인산리튬을 사용하였으며, 함수율 차이로 인한 시험 오차를 줄이기 위하여, 105℃에서 24시간 건조를 통해 함유된 수분을 제거한 후 사용하였다. 건조한 인산리튬의 성분을 ICP(Inductively Coupled Plasma)를 통해 측정하여 반응식 1에 따른 당량비에 해당하는 황산량을 산출하였으며 사용한 황산의 순도는 95% 였다.
인산리튬을 슬러리화 하기 위한 인산은 농도 21~30 중량% 의 인산 용액을 사용하였으며, 상기 인산용액은 85% 인산용액(대정화금)과 초순수를 혼합하여 제조하였다.
상기 인산용액과 인산리튬을 반응기내에서 혼합하여 슬러리화 한 후, 200rpm 으로 교반하며 황산을 투입하였다. 이때 황산의 투입속도는 약 10g/분 이였다.
황산 투입완료 후 반응물 슬러리는 약 40분간 추가 교반을 실시하고, 이후 통상적인 감압여과를 통하여 고액분리를 실시하였으며 여과시의 압력은 약 50mbar 였다.
고액분리 후 고형분 케이크를 물(초순수)를 이용하여 세척하였으며, 세척은 통산적인 감압여과를 실시하며 케이크 위로 균일하게 정량의 물을 분사하는 방식으로 진행되었다.
회수된 인산 및 세척수는 ICP 를 이용하여 성분을 분석하였고, 고형분은 105℃에서 24시간 건조후 ICP 를 이용하여 성분을 분석하였다.
번호 슬러리인산농도 (wt.%) 인산량 (g) 인산리튬 (g) 황산 ( 95중량% )
당량비 중량 (g)
샘플4 21 300 315 1.0eq 394
샘플5 30 300 315 1.0ep 394
번호 회수 여액 성분 (g/L) 밀도 (g/cc) 회수 여액 내 인산농도 회수량(g) Li 몰수 P+S 몰수
Li Na P S Ca Mg ( 중량% )
샘플4 9.90 7.92 237.75 49.48 0.078 0.029 1.5191 49.5 355.48 1.426 9.219
샘플5 8.65 7.95 295.52 45.53 0.079 0.03 1.5619 59.9 287.4 1.246 10.961
번호 회수 세척액 성분 (g/L) 투입량 (g) 회수량 (g) 인산농도 ( % ) Li 몰수 P+S 몰수
Li Na P S Ca Mg
샘플4 23.84 4.7 116.01 70.11 0.041 0.014 200 329.81 26.7 3.435 5.932
샘플5 21.20 4.88 146.88 63.96 0.043 0.015 200 423.69 33.4 3.054 6.737
번호 고형분 성분 (wt. % ) 석출량 (g) 함수율 (%)
Li Na P S Ca Mg
샘플4 11.06 0.058 0.68 28.60 0.0042 <0.0010 414.85 18.2
샘플5 11.14 0.034 0.47 28.51 0.0020 <0.0005 385.53 15.4
시험결과 회수된 액상은 49~59 중량%의 고농도 인산으로 나타났으며, 8.7~9.8g/L의 리튬을 함유하고 있었다. 리튬의 함유량은 인산 성분 중 인(P) 과 황(S) 함량의 합에 반비례하는 관계를 나타내었다. 세척수에는 P가 116~147g/L S가 64~70g/L 수준으로 존재하였으며 리튬의 함량은 21.2~23.5 g/L로 세척수 성분 중 인(P) 과 황(S) 함량의 합에 반비례하는 관계를 나타내었다
고형은 리튬과 황이 주성분이며 포함된 P는 0.68~0.47중량% 수준으로 90%이상의 P가 인산용액 및 세척수로 회수되었음을 알 수 있다
실시예 3
상기 샘플 4에서 회수된 세척수를 이용하여 공정 순환 Cycle을 시험하였다.
상기 샘플 4에서 얻어진 세척수는 인산리튬을 슬러리화 하는데 다시 사용되었으며, 이 순환은 2회 반복되었다.
그 결과를 하기 표 9에 나타내었다.
Cycle no. Materials Input (g) Output (g)
Li 3 PO 4 Circulated H 3 PO 4 Total Li 2 SO 4 H 2 O Recovered H 3 PO 4 Circulated H 3 PO 4
1 st Li 53.1 0 53.1 44.6 84% 2.32 4.4% 5.72
P 77.1 18.0 95.1 1.57 1.7% 55.6 59% 27.9
2 nd Li 47.8 5.20 53.0 46.0 96% 1.21 2.5% 5.80
P 69.4 25.3 94.7 4.06 5.9% 65.1 94% 25.5
3 rd Li 45.6 5.65 51.3 44.0 98% 0.67 1.3% 6.63
P 66.3 24.8 91.1 4.47 4.9% 65.0 96% 22.9
그 결과, 공정이 연속적으로 이루어졌을 경우 P의 회수율는 94~96% 수준이며, Li의 회수율은 96~98% 수준으로 나타남을 확인할 수 있었다.
실시예 4
도 4는 실시예 4에 따른 공정을 나타낸 공정도이다. 구체적으로 세척 단계를 2 사이클 이상 수행한 연속적인 공정을 나타낸다. 고액분리 후 고형분 케이크를 세척하는 공정은 세척 1/2, 세척 2/2의 2단계로 진행하였으며, 세척 2/2 단계의 투입 세척수로는 초순수를 사용하였고, 세척 1/2단계의 투입세척수로는 이전 회차의 세척 2/2단계의 회수세척액을 이용하였다.
세척은 통산적인 감압여과를 실시하며 케이크 위로 균일하게 정량의 물을 분사하는 방식으로 진행되었다.
각 단계에서의 투입된 인산 리튬의 양이나, 황산의 농도 및 양, 회수된 인산의 양 및 세척액에 포함된 인산의 양은 도 4에 나타난 바와 같다.
이상과 같이 본 기재의 일 실시예에 따른 리튬 화합물의 제조 방법은, 인산리튬을 저농도의 인산에 슬러리화 하고 황산과 반응시켜 황산리튬을 석출시킨 후 고농도 인산을 추출하고, 석출된 황산리튬을 세척한 후 세척수로 저농도 인산을 얻고, 저농도 인산은 다시 인산리튬의 슬러리화에 사용함으로써 인산의 회수율을 높일 수 있다. 또한, 세척을 2단 이상으로 진행함으로써 슬러리화에 사용되는 인산의 농도를 높여 제조인산의 농도를 높일 수 있다.
이러한 리튬 화합물의 제조 방법은 인산리튬에서 고농도의 인산을 추출할 수 있고, 유해한 공정 부산물이 수반되지 않는 친환경적인 공정이며, 공정의 구성이 간단하고 인산 회수율이 높다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (12)

  1. 고상의 인산 리튬을 용매에 슬러리 상태로 준비하는 단계;
    상기 인산 리튬과 황산을 반응시켜 상기 인산 리튬을 황산 리튬으로 전환하는 단계;
    상기 황산 리튬을 고상으로 분리하는 단계;
    상기 분리된 고상의 황산 리튬을 세척하는 단계; 및
    상기 세척하는 단계에 사용된 세척수를, 상기 고상의 인산 리튬을 용매에 슬러리 상태로 준비하는 단계에서의 용매로 재사용하는 단계를 포함하고
    상기 황산 리튬을 고상으로 분리하는 단계에서, 고상의 황산 리튬을 분리하고 남은 여액인 고농도 인산을 회수하는 단계;를 더 포함하는 리튬 화합물의 제조 방법.
  2. 제1항에서,
    고상의 인산 리튬을 용매에 슬러리 상태로 준비하는 단계에서 상기 용매는 물 또는 인산인 리튬 화합물의 제조 방법.
  3. 제1항에서,
    상기 인산 리튬과 황산을 반응시켜 상기 인산 리튬을 황산 리튬으로 전환하는 단계; 에서, 상기 인산 리튬과 황산 혼합물의 액상 내 인 (P) 및 황 (S)의 합계 농도가 ([P+S] mol/L) 5 mol/L 이상인 것인 리튬 화합물의 제조 방법.
  4. 제3항에서,
    상기 인산 리튬과 황산을 반응시켜 상기 인산 리튬을 황산 리튬으로 전환하는 단계;의 반응은 하기 반응식 1의 반응을 포함하는 것인 리튬 화합물의 제조 방법:
    [반응식 1]
    2Li3PO4 + 3H2SO4 +nH2O -> 3Li2SO4·nH2O+ 2H3PO4
  5. 삭제
  6. 제1항에서,
    상기 회수된 고농도 인산은 40 중량% 이상인 리튬 화합물의 제조 방법.
  7. 제6항에서,
    상기 회수된 고농도의 인산은,
    상기 고상의 인산 리튬을 용매에 슬러리 상태로 준비하는 단계;의 용매로 재사용되는 리튬 화합물의 제조 방법.
  8. 제1항에서,
    상기 분리된 고상의 황산 리튬을 세척하는 단계;는, 순수(DI water)를 이용하는 리튬 화합물의 제조 방법.
  9. 제1항에서,
    상기 분리된 고상의 황산 리튬을 세척하는 단계;는, 알코올계 용매를 이용하고, 상기 알코올계 용매를 포함하는 세척수는, 증류를 통해 알코올계 용매를 회수하여 고상의 황산 리튬을 세척하는 단계;에 재사용하는 리튬 화합물의 제조 방법.
  10. 제1항에서,
    상기 분리된 고상의 황산 리튬을 세척하는 단계;는, 순수(DI water)를 이용하고,
    2회 이상의 세척 단계를 포함하는 것인 리튬 화합물의 제조 방법.
  11. 제10항에서,
    상기 분리된 고상의 황산 리튬을 세척하는 단계;는,
    n차 세척에 의한 n차 세척수를 수득하는 단계;
    상기 n차 세척수 중 일부를, 상기 세척수를 상기 고상의 인산 리튬을 용매에 슬러리 상태로 준비하는 단계의 용매로 재사용하는 단계; 및
    상기 n차 세척수 중 남은 잔액 및 추가 순수를 혼합하여 황산 리튬을 n+1차 세척하는 단계;
    를 포함하는 것인 리튬 화합물의 제조 방법.
  12. 제11항에서,
    상기 n+1차 세척수 전체를 n+2차 세척에 사용하는 단계;
    상기 n+2차 세척에 의한 n+2차 세척수 중 일부를, 상기 세척수를 상기 고상의 인산 리튬을 용매에 슬러리 상태로 준비하는 단계의 용매로 재사용하는 단계; 및
    상기 n+2차 세척수 중 남은 잔액 및 추가 순수를 혼합하여 황산 리튬을 n+3차 세척하는 단계;를 포함하는 리튬 화합물의 제조 방법.
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