KR101937927B1 - Method for extracting salt from sea water or brine - Google Patents

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Abstract

해수 또는 염수 내 염의 추출 방법에 대한 것으로, 해수 또는 염수를 준비하는 단계; 상기 해수 또는 염수의 pH를 12로 조절한 후 농축하는 단계; 및 상기 농축 단계에 의해 상기 해수 또는 염수의 pH가 12.5로 변한 시점에서 제1 석출물을 수득하는 단계;를 포함하는, 해수 또는 염수 내 염의 추출 방법을 제공할 수 있다. A method for extracting salt in seawater or salt water, comprising the steps of preparing seawater or salt water; Adjusting the pH of the sea water or salt water to 12 and then concentrating; And a step of obtaining a first precipitate at a point of time when the pH of the sea water or salt water is changed to 12.5 by the concentration step.

Description

해수 또는 염수 내 염의 추출 방법 {METHOD FOR EXTRACTING SALT FROM SEA WATER OR BRINE}METHOD FOR EXTRACTING SALT FROM SEA WATER OR BRINE [0002]

해수 또는 염수 내 염의 추출 방법에 대한 것이다. And a method for extracting salts in seawater or salt water.

칼륨은 리튬, 나트륨 등과 함께 알칼리족에 속하는 원소로서 순수한 금속의 형태는 연하고 은색의 광택이 나는 물질이며 순수한 금속의 형태로 이용되는 경우는 별로 없고 화합물의 형태로 동식물의 생명유지에 필요한 물질이다. Potassium is an element belonging to alkaline group together with lithium and sodium. Pure metal form is soft and silver luster material. It is rarely used in the form of pure metal. .

현재 많은 양의 칼륨이 염화칼륨, 요오드화칼륨 등 칼륨염의 형태로 동식물의 사료 또는 비료로 사용되고 있다. At present, a large amount of potassium is used as feed or fertilizer for animals and plants in the form of potassium salt such as potassium chloride and potassium iodide.

그 이외에 초석으로 알려진 질산칼륨, 황산칼륨이 있으며 질산칼륨은 비료 이외에도 폭발물의 원료, 식품의 방부제로 사용되며 황산칼륨은 의약품으로서의 용도도 있다고 알려져 있다. Besides potassium nitrate and potassium sulfate, which are known as cornerstone, potassium nitrate is used as a raw material for explosives, as a food preservative in addition to fertilizer, and potassium sulfate is known to be used as a medicine.

칼륨은 지각을 구성하는 물질 중 7번째로 많은 물질로 주변에서 쉽게 찾을 수 있는 물질이지만 운모석이나 정장석등의 불용물 광물에 포함된 경우에는 얻기가 어려우며 현재 칼륨을 상업적으로 얻는 과정은 어느 정도의 용해도가 있는 광물에 함유된 물질을 전기분해하는 방법으로 알려져 있다. Potassium is the seventh most abundant substance in the earth's crust and can be easily found in the surrounding area. However, it is difficult to obtain potassium if it is contained in insoluble minerals such as mica stone or dressing stone. Is known as a method of electrolyzing a substance contained in a mineral having a high ionic conductivity.

칼륨의 상업적인 생산에 이용될 수 있는, 용해도가 있는 칼륨염은 carnallite, langbeinite, polyhalite, sylvite 등이 있는데 이들은 대부분 염이 함유된 호수의 밑바닥에서 농축 및 침전이 되어서 생성된다. Soluble potassium salts, which can be used for commercial production of potassium, are carnallite, langbeinite, polyhalite, sylvite, which are mostly formed by concentration and sedimentation at the bottom of a salt-containing lake.

따라서 염호를 농축하는 공정에서 많은 양의 칼륨염이 생성되며 이를 화학적으로 처리하여 칼륨염을 만들 수 있으며 실제로 리튬 등 다른 금속을 얻기 위해 염호를 처리하는 업체의 주요한 생산품으로 칼륨염이 나오는 실정이다. Therefore, a large amount of potassium salt is produced in the process of concentrating the salt, and it can be chemically treated to make potassium salt. In fact, potassium salt is produced as a major product of companies that treat salt to obtain other metals such as lithium.

현재 리튬은 친환경 전기자동차, 소형 가전제품 등의 산업의 발전에 따라 사용양이 증가할 것으로 예상되는 물질로 현재 리튬을 얻을 수 있는 가장 경제적인 방법이 우유니 염호와 같이 리튬 농도가 높은 염호에서 증발을 통하여 염을 획득하는 방법이므로 공정 과정에서 다량의 칼륨 함유염이 발생할 것으로 예상된다. At present, lithium is expected to increase in amount due to the development of industries such as environment-friendly electric vehicles and small household appliances. It is the most economical way to obtain lithium at present, It is expected that a large amount of potassium-containing salt will be generated in the process.

일반적인 염수의 조성상 칼륨보다 나트륨이 훨씬 많기 때문에 대부분의 염은 소금이며 칼륨염은 소금에 섞여서 나오는데 농축의 정도에 따라 나오는 칼륨염의 종류가 달라지므로 이에 대한 분석 및 연구가 필요하다. Since salt is much higher than potassium in general salt composition, most salt is salt, and potassium salt is mixed with salt. It is necessary to analyze and research because the kind of potassium salt that comes out depends on the degree of concentration.

농축의 정도에서 석출물의 조성이 달라지는 것은 염수 또는 해수의 조성에 따라 증발을 통해 얻게 되는 화합물의 종류가 다르다는 것을 뜻하므로 이를 효과적으로 분리하기 위해서는 조성에 따라 다른 방식의 접근이 필요하다. The composition of the precipitate varies depending on the degree of concentration, which means that the kind of compound obtained through evaporation differs depending on the composition of the brine or seawater. Therefore, in order to effectively separate it, different approaches are required depending on the composition.

효과적으로, 해수 또는 염수 내 다양한 염들을 분리 석출하는 기술을 제공하고자 한다. It is an object of the present invention to provide a technique for effectively separating and precipitating various salts in seawater or salt water.

전술한 바와 같이, 해수 및/또는 염수 내에 있는 염의 성분 차이가 상당히 크다. 구체적인 예를 들어, 바다의 경우에는 평균 35g/L의 염이 있다고 알려져 있으나 수온 및 유입담수의 양에 따라 31 내지 38 g/L의 농도로 분포하고 있는 것으로 알려져 있다. As described above, the compositional difference of salt in seawater and / or salt water is considerably large. For example, it is known that there is an average of 35 g / L of salt in the sea, but it is known to be distributed in a concentration of 31 to 38 g / L depending on the water temperature and the amount of inflow water.

염수의 경우에는 바다보다 묽은 것이 있는 반면 사해(340g/L)와 같이 바다의 몇 배에 이르는 경우도 있다.Salt water is thinner than the sea, while the Dead Sea (340 g / L) is several times as large as the sea.

해수 및 염수 내에 있는 염은 양 뿐만 아니라 종류도 차이가 크다. Salt in seawater and salt water is not only different in quantity but also in quantity.

하기 표 1은 일반적인 해수 내 염 성분의 분포이다. 또한 하기 표 2는 사해 내 염 성분의 분포이다. Table 1 below shows the distribution of salt components in general seawater. Table 2 also shows the distribution of salt components in the Dead Sea.

원소element ClCl NaNa MgMg SS CaCa 함량(중량%)Content (% by weight) 58.0858.08 32.3432.34 3.873.87 2.722.72 1.201.20

원소element ClCl MgMg NaNa CaCa KK 함량(중량%)Content (% by weight) 67.7667.76 13.5013.50 10.7610.76 5.185.18 2.292.29

따라서 조성에 따라서 얻을 수 있는 염의 종류가 다르며 원하는 물질을 얻기 위한 조건이 달라지게 된다. Therefore, the kind of salt that can be obtained depends on the composition, and the conditions for obtaining the desired substance are different.

해수의 경우 NaCl이 전체 이온의 90.4 중량%를 차지하므로 증발시킬 경우 대부분 염화 나트륨이 얻어지지만 염수의 경우에는 염화 나트륨 이외의 물질이 얻어질 확률이 높다. In the case of sea water, NaCl accounts for 90.4% by weight of total ions. Therefore, when evaporated, sodium chloride is mostly obtained, but in the case of salt water, there is a high possibility of obtaining substances other than sodium chloride.

또한, 염수에서는 특정 금속 이온이 주종을 이루지 않으므로 여러 종류의 염이 생성될 수 있다. In saline water, various kinds of salts can be produced because specific metal ions are not main species.

사해의 경우를 예를 들면 Mg, 및 Na의 염이 비슷한 양으로 얻어지며 그 절반 정도의 Ca 염이 생성될 것으로 예상된다. 칼륨의 양이 많지 않은 조건에서 칼륨염을 효과적으로 침전시키려면 칼륨염의 침전이 집중적으로 이루어지는 조건에서 공정이 진행되어야 할 필요가 있다. In the case of the Dead Sea, for example, salts of Mg and Na are obtained in similar amounts, and it is expected that about half of Ca salts will be produced. In order to effectively precipitate the potassium salt under the condition that the amount of potassium is not sufficient, it is necessary to carry out the process under the condition that the precipitation of the potassium salt is intensively performed.

해수 또는 염수 중의 물을 없애면 용해도의 차이에 따라 특정 종류의 염이 생성되게 된다. 남아있는 해수 또는 염수 중에는 염으로 침전된 원소의 함량을 제외한 물질이 남아있으며 이들의 농도는 사라진 물의 양만큼 증가하게 된다. Removal of water in seawater or salt water results in the formation of certain types of salts depending on the difference in solubility. In the remaining seawater or brine, there is a substance remaining except for the content of the element precipitated by the salt, and the concentration thereof is increased by the amount of the lost water.

따라서 특정원소를 첨가하거나 제거하는 효과가 나타나며 이를 이용하면 농축되는 정도의 차이에 따라 서로 다른 시기에 결정화가 가능하다. Therefore, the effect of adding or removing specific elements is shown, and the crystallization can be performed at different times depending on the degree of concentration.

그리고 조성에 따라 다른 형태로 얻어지지만 염수 또는 해수의 초기농도를 알고 있다면 이들은 처음으로 염이 떨어질 때까지는 증발 과정에서 일정한 비율로 농도가 증가하는 모습을 보이게 된다. If the initial concentration of brine or sea water is known, they will show a constant rate of increase in the rate of evaporation until the first drop of the salt.

이후 특정 이온쌍의 농도곱이 용해도에 이르렀을 때 해당하는 이온쌍의 침전이 이루어지며, 두 이온이 같은 농도가 아니기 때문에 하나의 이온종은 침전으로 감소하는 양이 더 많아서 농도가 감소하고 다른 이온종(ion species)은 농축으로 증가하는 양이 더 많아서 농도가 증가하는 경향을 보이게 된다. When the concentration of the specific ion pair reaches the solubility, the corresponding ion pair is precipitated. Since the two ions are not at the same concentration, one ion species is reduced to precipitate more, the ion species tend to increase in concentration and increase in concentration.

하나의 염이 떨어지는 상태에서 계속 농축이 되면 또 다른 이온쌍의 농도가 용해도에 도달하게 되는데 이는 앞서 침전이 생진 이온쌍과 전혀 별개의 물질일 수도 있다. 또는 앞서 침전이 생긴 이온쌍 중 점차 농도가 증가하는 이온종을 포함하는 경우일 수도 있다. When one salt is continuously concentrated in the state of falling off, the concentration of another ion pair reaches the solubility, which may be a completely different substance from the ion pair in which the precipitation occurred. Or an ion species whose concentration gradually increases among the ion pairs in which precipitation has occurred.

일반적인 염수 또는 해수의 경우 Cl 농도가 가장 높으므로 첫 번째로 침전이 생기는 염, 두 번째로 침전이 생기는 염, 그리고 그 이후도 일반적인 경우 Cl을 가지고 있는 경우가 많을 것으로 예상된다. In general saline or seawater, the Cl concentration is the highest, so it is expected that the first salt will precipitate, the second salt will precipitate, and then Cl in general.

이 과정에서 농도 및 증발속도를 잘 조절할 경우 하나 또는 두 가지의 이온쌍을 선택적으로 침전시킬 수 있다. In this process, one or two ion pairs can be selectively precipitated if the concentration and evaporation rate are well controlled.

침전 자체는 자연적인 현상이므로 제어할 수 있는 방법이 마땅하지 않으며 연속적으로 침전이 일어나는 매 순간마다 성분분석을 한다면 시간과 비용의 소비가 크므로 제어가 어렵다. The precipitation itself is a natural phenomenon, so it can not be controlled. Therefore, it is difficult to control the composition every time the precipitation occurs consecutively because the time and cost are high.

만약 다른 금속의 생산공정의 여액을 이용하는 방법을 통해 액체 내부의 각 이온 종의 초기 농도를 어느 정도 알고 있는 상태라면 추가적인 농도 분석 없이 용액의 밀도를 통하여 농축 정도를 판단할 수 있다. 또한 이를 바탕으로 농축 정도에 따른 침전염의 종류를 예상할 수 있다. If the initial concentration of each ionic species in the liquid is known to some extent through the use of the filtrate of another metal production process, the degree of concentration can be determined through the density of the solution without further concentration analysis. Based on this, it is also possible to predict the type of acne transmission depending on the degree of concentration.

본 발명의 일 구현예에서는, 여기에 추가하여 염수의 조성을 특정 pH 조건으로 한정하는 방법을 통해 배출되는 염의 종류을 한정할 수 있다. In one embodiment of the present invention, in addition to this, the type of salt to be discharged can be defined through a method of limiting the composition of the brine to a specific pH condition.

액체 및 침전물의 성분 분석은 많은 비용과 시간이 드는 것이지만 이러한 과정을 거치지 않고 즉시 측정이 가능한 pH 조건만을 가지고 유용한 염의 침전을 이룰 수 있게 된다. Analysis of components of liquids and sediments is costly and time-consuming, but it is possible to achieve precipitation of useful salts with only pH conditions that can be readily measured without going through this process.

보다 구체적으로, 본 발명의 일 구현예에서는, 해수 또는 염수를 준비하는 단계; 상기 해수 또는 염수의 pH를 10 내지 12로 조절한 후 농축을 시작하는 단계; 및 상기 농축이 진행됨에 따라 제1 석출물을 수득하는 단계;를 포함하고, 상기 농축이 진행됨에 따라 제1 석출물을 수득하는 단계;는, 상기 제1 석출물이 석출된 여액의 pH가 12.5 이내 범위에서 수행되는 것인, 해수 또는 염수 내 염의 추출 방법을 제공할 수 있다. More particularly, in one embodiment of the present invention, there is provided a method of treating seawater, comprising: preparing seawater or saline; Adjusting the pH of the seawater or salt water to 10 to 12 and then starting the concentration; And a step of obtaining a first precipitate as the concentration progresses, wherein the step of obtaining a first precipitate as the concentration progresses is characterized in that the pH of the filtrate in which the first precipitate is precipitated is within a range of 12.5 The method of the present invention can provide a method of extracting salt in seawater or salt water.

상기 제1 석출물 내 NaCl 함량은 95 중량% 이상일 수 있다. 즉, pH가 12.5로 농축될 때까지는 대부분이 NaCl 형태의 석출물이 나타나게 된다. NaCl은 100중량% 미만으로 포함될 수 있다. The NaCl content in the first precipitate may be 95 wt% or more. That is, most of the precipitates appear in the form of NaCl until the pH is concentrated to 12.5. NaCl may be included at less than 100% by weight.

초기 pH는 NaOH, HCl 등의 염기 또는 산을 이용하여 조절할 수 있다. The initial pH can be adjusted using a base such as NaOH, HCl, or an acid.

상기 농축이 진행됨에 따라 제1 석출물을 수득하는 단계;에서, 상기 농축 전 해수 또는 염수 내 칼륨 농도 대비, 상기 제1 석출물을 수득 후 여액 내 칼륨의 농도가 2 내지 4배일 수 있다. In the step of obtaining the first precipitate as the concentration progresses, the concentration of potassium in the filtrate after the first precipitate is obtained may be 2 to 4 times as much as the concentration of potassium in the concentrated concentrated seawater or brine.

이러한 농도에 대한 설명은 후술하는 실시예에서 보다 상세히 설명하도록 한다. This concentration will be described in more detail in the following Examples.

상기 농축이 진행됨에 따라 제1 석출물을 수득하는 단계;이후, 상기 여액을 추가적으로 농축하여 제2 석출물을 수득하는 단계;를 더 포함하고, 상기 여액을 추가적으로 농축하여 제2 석출물을 수득하는 단계;는, 상기 제2 석출물이 수득된 여액의 pH가 13.2 이내 범위에서 수행될 수 있다. Further comprising concentrating the filtrate to obtain a second precipitate, and further concentrating the filtrate to obtain a second precipitate, wherein the second precipitate is obtained by concentrating the filtrate to obtain a first precipitate, , And the pH of the filtrate from which the second precipitate is obtained can be performed within a range of 13.2.

상기 제2 석출물 내 칼륨 화합물의 함량은 5 중량% 이상일 수 있다. 보다 구체적으로, 10 중량% 이상, 20 중량% 이상일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 제2 석출물 내 칼륨 화합물의 함량은 5 중량% 이상 및 40 중량% 이하일 수 있다. The content of the potassium compound in the second precipitate may be 5 wt% or more. More specifically, it may be 10 wt% or more and 20 wt% or more. More specifically, the content of the potassium compound in the second precipitate may be 5 wt% or more and 40 wt% or less.

즉, pH의 두 번째 구간까지의 농축을 거치게 되면, 칼륨 화합물이 석출되게 된다. 이러한 칼륨 화합물의 석출 양상에 대해서는 후술하는 실시예에서 보다 상세히 설명하도록 한다. That is, when the solution is concentrated to the second section of the pH, the potassium compound is precipitated. The precipitation pattern of such a potassium compound will be described in more detail in the following Examples.

상기 여액을 추가적으로 농축하여 제2 석출물을 수득하는 단계;에서, 상기 해수 또는 염수의 농축 전 해수 또는 염수 내 붕소 농도 대비, 상기 제2 석출물을 수득 후 여액 내 붕소의 농도가 8 내지 15배일 수 있다. The concentration of boron in the filtrate after the second precipitate is obtained may be 8 to 15 times the concentration of boron in the seawater or the brine of the brine before the concentration of the seawater or the brine in the step of obtaining the second precipitate by further concentrating the filtrate .

이러한 붕소 농도 범위에 대해서는 후술하는 실시예에서 보다 상세히 설명하도록 한다. The boron concentration range will be described in more detail in the following embodiments.

상기 칼륨 화합물은, KCl 및 K3Na(SO4)2를 포함할 수 있다. 일반적으로 염수 내에서는 황산 이온이 포함되어 있어, 황산염을 포함하는 칼륨 화합물이 동시에 석출될 수 있다. 다만, 이는 해당 해수 및 염수의 최초 염의 성분에 따라 달라질 수 있다. 즉, 염화 칼륨만 추출되는 조건의 해수 또는 염수도 존재할 수 있다. The potassium compound may include KCl and K 3 Na (SO 4) 2 . Generally, sulfate ions are contained in the salt water, so that a potassium compound including a sulfate can be precipitated at the same time. However, this may vary depending on the composition of the initial salt of the seawater and saltwater. That is, seawater or salt water may be present under the condition that only potassium chloride is extracted.

상기 석출된 칼륨 화합물 중 KCl의 함량이 더 높을 수 있다. 이는 Cl의 함량이 대부분의 해수 및 염수에서 높기 때문이다. The content of KCl in the precipitated potassium compound may be higher. This is because the content of Cl is high in most seawater and salt water.

상기 해수 또는 염수는, Na 50 g/L 이상 및 K 10 g/L 이상을 포함할 수 있다. 다만, 이는 해수 또는 염수의 조건 예시일 뿐 이에 본 발명이 제한되는 것은 아니다.Said seawater or salt water may comprise at least 50 g / L of Na and at least 10 g / L of K. However, this is merely an example of conditions of seawater or salt water, and the present invention is not limited thereto.

염수의 농축 과정에서 다량 발생하나 가치가 낮은 NaCl 이외에 K3Na(SO4)2, KCl 등의 다른 형태의 염을 보다 높은 함량으로 얻을 수 있으며 복잡한 분석이 아니라 손쉽게 즉시 측정할 수 있는 pH에 기반하여 공정 조건을 잡아서 공정제어가 용이한 염의 추출 방법을 제공할 수 있다. It is possible to obtain higher contents of salts such as K 3 Na (SO 4 ) 2 and KCl in addition to low-value NaCl, which is generated in a large amount in the concentration process of brine, and it is based on a pH that can be easily measured immediately Thereby providing a salt extraction method which can easily control the process by capturing process conditions.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 해수 또는 염수의 다단 농축 과정의 개략도이다.
도 2는 농축 과정에 사용된 설비의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 사용된 농축 설비의 상부 사진이다.
도 4는 16배 이하의 농축액의 성분 분석 결과이다.
도 5는 용액 중의 농도, 석출물의 종류와 pH의 관계를 나타낸 그래프이다.
1 is a schematic diagram of a multi-step concentration process of seawater or salt water according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic view of equipment used in the concentration process.
Figure 3 is a top photograph of the condensing facility used in one embodiment of the present invention.
Fig. 4 shows the result of analyzing the component concentration of the concentrate of 16 times or less.
5 is a graph showing the relationship between the concentration in the solution, the type of the precipitate, and the pH.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 구현예/실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 구현예/실시예들에 한정되지 않는다.Hereinafter, various embodiments / embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments / embodiments described herein.

가상의 해수Virtual sea water 또는 염수 제조 Or salt water production

하기 표 3과 같은 농도 범위의 가상의 해수 또는 염수를 제조하였다. Virtual sea water or salt water having the concentration range shown in Table 3 was prepared.

구분division LiLi NaNa KK BB ClCl SO4 SO 4 함량(g/L)Content (g / L) 0.290.29 89.289.2 20.520.5 1.21.2 137.2137.2 8.98.9

0.3 g/L 정도의 Li이 남아있는 용액이며 대부분의 이온은 Na, Cl로 되어 있으므로 이를 그대로 농축한다면 NaCl이 대량으로 생산될 것이다. 0.3 g / L of Li remains. Most of the ions are Na and Cl, so if they are concentrated, NaCl will be produced in large quantity.

그 뒤에 칼륨 화합물과 붕산 화합물이 나올 것으로 예상된다. Followed by potassium and boron compounds.

만약 pH를 조절하지 않는다면 붕산(H3BO3 , pH 5~7에서 안정)이나 나트륨이 함유된 붕산염이 침전될 것이므로 칼륨 화합물이 붕산염보다 많이 침전될 수 있도록 NaOH를 넣어서 pH를 12까지 높여서 농축을 진행하였다. If the pH is not controlled, boric acid (H 3 BO 3 , stable at pH 5-7) or borate containing sodium will precipitate, so increase the pH to 12 by adding NaOH so that the potassium compound precipitates more than the borate, .

실험 조건Experimental conditions

성분분석Component analysis

Na, Cl을 포함하여 염에 들어있는 주요 원소의 함량을 분석하였다. The content of major elements in the salt including Na and Cl was analyzed.

이때 목표로 하는 물질보다 더 높은 함량이 있는 물질은 모두 분석하였다. (예: Br을 얻고자 하면 Br 뿐 아니라 Br보다 많이 함유된 Cl, SO4, CO3의 농도를 분석)At this time, all of the substances having a higher content than the target substance were analyzed. (Example: obtain a Br Br as well as a much more contained Br Cl, SO 4, analyzing the concentration of CO 3)

침전공정Precipitation process

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 해수 또는 염수의 다단 농축 과정의 개략도이다. 1 is a schematic diagram of a multi-step concentration process of seawater or salt water according to an embodiment of the present invention.

용액에 있는 물을 제거하는데 태양광, 인조광, 흡습제, 감압증발, 진공중 분사, 냉동 등이 가능하다. Solar water, artificial light, desiccant, evaporation under reduced pressure, spraying in vacuum, freezing can be used to remove water in the solution.

미리 목표한 밀도나 pH 조건에 따라 1차 침전, 2차 침전 등을 구분하며 탈수/농축을 진행하여 낮은 밀도에서 석출되는 염과 높은 밀도에서 석출되는 염을 각 침전의 종료 시점에서 획득하고 염으로 석출되지 않고 남은 농축 염수 또는 해수를 분리하였다. The first precipitation and the second precipitation are classified according to the target density or pH condition, and the salt precipitated at a low density and the salt precipitated at a high density are obtained at the end of each precipitation by proceeding to dehydration / concentration, The concentrated brine or seawater remaining without precipitation was separated.

도 2는 농축 과정에 사용된 설비의 개략도이다. 농축 과정에서 감압증발, 흡습제 등 여러가지가 가능하겠으나 가장 쉽게 구현할 수 있는 인공광 (자연광으로 대체 가능)의 경우 도 2와 같은 설비를 사용하였다. 2 is a schematic view of equipment used in the concentration process. In the process of concentration, it is possible to use various methods such as evaporation of the reduced pressure, desiccant, etc. However, in the case of artificial light (which can be replaced with natural light) that can be easily implemented,

농축하고자 하는 해수/염수가 있는 반응조 위에는 일부분을 가열할 수 있는 가열용 램프가 존재하며 공기를 주입하고 배출하는 2개의 통로가 존재한다. On the reaction tank with the seawater / salt water to concentrate, there is a heating lamp that can heat a part, and there are two passages for injecting and discharging air.

외부와 통하는 면적이 넓을수록 유리하므로 공기주입, 공기배출의 통로 대신 환풍기가 있는 공개된 장소를 사용할 수 있다. The larger the area that communicates with the outside, the more advantageous it is to use an open place with ventilator instead of air inlet and air vent.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 사용된 농축 설비의 상부 사진이다. Figure 3 is a top photograph of the condensing facility used in one embodiment of the present invention.

실제 실험에 사용한 용기의 경우에는 상부는 완전히 열린 상태였으며 램프 부근에 환풍기를 설치하여 공기의 흐름을 만들었음. 일부 부분의 가열 및 환풍을 통해 대류현상을 일으켜서 수분의 증발속도를 향상시킬 수 있으며 상부 대기의 습도를 낮추어 증발량을 늘일 수 있다.In the case of the containers used in the actual experiment, the upper part was completely open, and a fan was installed near the lamp to create an air flow. The convection phenomenon can be caused by heating and ventilation of some parts, thereby increasing the rate of evaporation of water and lowering the humidity of the upper atmosphere to increase evaporation amount.

실시예Example

상기 제조한 해수 또는 염수를 농축한 결과 농축 정도에 따라 아래와 같은 용액 조성을 얻었다.As a result of concentrating the prepared seawater or brine, the following solution composition was obtained according to the degree of concentration.

함량 (g/L)Content (g / L) LiLi NaNa KK BB SO4 SO 4 ClCl PHPH 1차
2배농축
Primary
Double concentration
0.630.63 112.2112.2 47.147.1 2.72.7 19.919.9 144.8144.8 12.112.1
2차
4배농축
Secondary
4 times concentration
1.551.55 107.3107.3 65.065.0 6.46.4 22.522.5 156.1156.1 12.512.5
3차
8배농축
Third
8 times concentrated
4.004.00 108.9108.9 62.362.3 1515 23.723.7 139.3139.3 12.712.7
4차
16배 농축
Fourth
16 times concentration
10.2510.25 92.492.4 55.0855.08 14.814.8 26.026.0 136.3136.3 13.213.2
5차
32배 농축
5th
32 times concentrated
10.210.2 106.4106.4 49.7749.77 14.914.9 34.0534.05 107.3107.3 13.513.5

Li은 약 16배 농축까지 계속 농축되었으며 이후 32배 농축에서는 더 이상 농도의 상승이 없었으며 이는 더 이상 농축할 경우 침전물을 생성하는 것으로 볼 수 있다.Li was continuously concentrated to about 16 times of concentration, and thereafter, there was no increase in concentration at 32 times of concentration, which is considered to generate precipitate when it is further concentrated.

가치가 높은 Li을 용액에 남긴 채로 석출물을 얻기 위해서는 16배 이하에서의 농축을 이용해야 하며 2~16배에서의 석출물의 조성을 바탕으로 침전된 물질의 분포를 살펴보면 아래 표 5 및 도 3과 같다.In order to obtain precipitates with high-value Li in the solution, it is necessary to use a concentration of less than 16 times. The distribution of the precipitates based on the composition of precipitates at 2 to 16 times is shown in Table 5 and FIG. 3 below.

농축concentration NaClNaCl KClKCl K3Na(SO4)2 K 3 Na (SO 4 ) 2 K2SO4 K 2 SO 4 Na2ClB(OH)4 Na 2 ClB (OH) 4 Li(B(OH)4)Li (B (OH) 4 ) 2배Twice 99.6299.62 0.380.38 4배4 times 77.2977.29 3.733.73 18.9818.98 8배8 times 65.0865.08 19.4119.41 15.5115.51
16배

16 times
38.5638.56 10.0010.00 7.047.04 11.1811.18 33.2233.22
32배 32 times 51.8851.88 25.8925.89 12.5312.53 0.200.20 9.509.50

KCl은 2~4배 농축에서는 거의 생기지 않았으며 8배 농축때 많은 양이 생성되었다.KCl was hardly produced at 2 to 4 times of concentration, and a large amount of KCl was produced at 8 times of concentration.

도 5 및 6은 용액 중의 농도, 석출물의 종류와 pH의 관계를 나타낸 그래프이다. 5 and 6 are graphs showing the relationship between the concentration in the solution, the kind of the precipitate, and the pH.

pH 12.0으로 시작한 용액의 농축 과정에서 pH 12.5 이하에서는 대부분 NaCl이 생성되는 것을 볼 수 있고 13.2 이상에서는 Na2ClB(OH)4가 생성되는 것을 볼 수 있다. 중간 조건인 pH 12.5에서 13.2 구간에서 KCl과 K3Na(SO4)2가 많이 생성되며 이들 중에서 KCl이 더욱 많이 생기는 것을 볼 수 있다.In the process of concentrating the solution starting at pH 12.0, most of the NaCl is produced at pH below 12.5, and Na 2 ClB (OH) 4 is formed at above 13.2. KCl and K 3 Na (SO 4 ) 2 are produced in the intermediate condition of pH 12.5 to 13.2, and more KCl is generated.

본 발명은 상기 구현예 및/또는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 구현예 및/또는 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention as defined by the following claims and their equivalents. It will be understood that the invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or scope of the invention. It is therefore to be understood that the embodiments and / or the examples described above are illustrative in all aspects and not restrictive.

Claims (10)

해수 또는 염수를 준비하는 단계;
상기 해수 또는 염수의 pH를 10 내지 12로 조절한 후 농축을 시작하는 단계; 및
상기 농축이 진행됨에 따라 제1 석출물을 수득하는 단계;
를 포함하고,
상기 농축이 진행됨에 따라 제1 석출물을 수득하는 단계;는, 상기 제1 석출물이 석출된 여액의 pH가 12.5 이내 범위에서 수행되는 것이고,
상기 농축이 진행됨에 따라 제1 석출물을 수득하는 단계;이후,
상기 여액을 추가적으로 농축하여 제2 석출물을 수득하는 단계;를 더 포함하고,
상기 여액을 추가적으로 농축하여 제2 석출물을 수득하는 단계;는,
상기 제2 석출물이 수득된 여액의 pH가 13.2 이내 범위에서 수행되는 것인 해수 또는 염수 내 염의 추출 방법.
Preparing seawater or salt water;
Adjusting the pH of the seawater or salt water to 10 to 12 and then starting the concentration; And
Obtaining a first precipitate as the concentration progresses;
Lt; / RTI >
Wherein the step of obtaining the first precipitate as the concentration progresses is performed in a pH range of the filtrate in which the first precipitate is precipitated within 12.5,
Obtaining a first precipitate as the concentration progresses,
Further concentrating said filtrate to obtain a second precipitate,
Further concentrating the filtrate to obtain a second precipitate,
And the pH of the filtrate obtained by the second precipitate is in the range of 13.2 or less.
제1항에 있어서,
상기 제1 석출물 내 NaCl 함량은 95 중량% 이상인 해수 또는 염수 내 염의 추출 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the NaCl content in the first precipitate is 95 wt% or more.
제2항에 있어서,
상기 농축이 진행됨에 따라 제1 석출물을 수득하는 단계;에서,
상기 농축 전 해수 또는 염수 내 칼륨 농도 대비, 상기 제1 석출물을 수득 후 여액 내 칼륨의 농도가 2 내지 4배인 것인 해수 또는 염수 내 염의 추출 방법.
3. The method of claim 2,
Obtaining a first precipitate as the concentration progresses,
Wherein the concentration of potassium in the filtrate after the first precipitate is obtained is 2 to 4 times the concentration of potassium in the enriched pre-sea water or brine.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 제2 석출물 내 칼륨 화합물의 함량은 5 중량% 이상인 것인 해수 또는 염수 내 염의 추출 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the content of the potassium compound in the second precipitate is 5 wt% or more.
제1항에 있어서,
상기 제2 석출물 내 칼륨 화합물의 함량은 5 중량% 이상 및 40 중량% 이하인 것인 해수 또는 염수 내 염의 추출 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the content of the potassium compound in the second precipitate is 5 wt% or more and 40 wt% or less.
제1항에 있어서,
상기 여액을 추가적으로 농축하여 제2 석출물을 수득하는 단계;에서,
상기 해수 또는 염수의 농축 전 해수 또는 염수 내 붕소 농도 대비, 상기 제2 석출물을 수득 후 여액 내 붕소의 농도가 8 내지 15배인 것인 해수 또는 염수 내 염의 추출 방법.
The method according to claim 1,
Further concentrating the filtrate to obtain a second precipitate,
Wherein the concentration of boron in the filtrate after the second precipitate is obtained is 8 to 15 times the concentration of boron in the seawater or brine before the concentration of the seawater or the brine.
제5항에 있어서,
상기 칼륨 화합물은, KCl 및 K3Na(SO4)2를 포함하는 것인 해수 또는 염수 내 염의 추출 방법.
6. The method of claim 5,
Wherein the potassium compound comprises KCl and K 3 Na (SO 4 ) 2 .
제8항에 있어서,
상기 석출된 칼륨 화합물 중 KCl의 함량이 더 높은 것인 염수 내 염의 추출 방법.
9. The method of claim 8,
Wherein a content of KCl in the precipitated potassium compound is higher.
제1항에 있어서,
상기 해수 또는 염수는, Na 50 g/L 이상 및 K 10 g/L 이상을 포함하는 것인 염수 내 염의 추출 방법.

The method according to claim 1,
Wherein the seawater or brine contains at least 50 g / L of Na and at least 10 g / L of K.

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