KR102401348B1

KR102401348B1 - 리튬 함유 용액으로부터 리튬 추출 방법

Info

Publication number: KR102401348B1
Application number: KR1020190172463A
Authority: KR
Inventors: 정우철; 박운경; 김기영
Original assignee: 재단법인 포항산업과학연구원
Priority date: 2019-12-20
Filing date: 2019-12-20
Publication date: 2022-05-23
Also published as: KR20210080075A; AU2020289886A1; WO2021125879A1; AU2020289886B2; US20230038391A1; AR120790A1

Abstract

본 발명의 일 실시예에 의한 리튬 함유 용액으로부터 리튬 추출 방법은, 리튬 함유 용액으로부터 염화 리튬 용액을 수득하는 단계; 및 수득된 염화 리튬 용액에서, 염화 나트륨을 결정화하여 제거하는 단계;를 포함한다.

Description

리튬 함유 용액으로부터 리튬 추출 방법{METHOD OF EXTRACTING LITHIUM FROM LITHIUM-CONTAINING SOLUTION}

본 발명은 리튬 함유 용액으로부터 리튬 추출 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 리튬 함유 용액으로부터 리튬을 효과적으로 추출하는 방법에 관한 것이다.

염수 및 리튬이 포함된 용액에서 리튬을 추출하는 종래 기술로 크게 두 가지의 기술이 개시되어 있다. 첫 번째는 용액 중 포함된 리튬을 화학적 처리를 통해 탄산리튬을 만드는 것이고 두 번째는 용액 중 포함된 리튬을 인산리튬의 형태로 추출하는 방법이다. 이 방법은 모두 용액 중에 미량으로 존재하는 리튬이온을 고체상태의 침전물로 바꾸기 위하여 용해도가 낮은 물질로 변화시키는 것으로, 탄산 나트륨(Na₂CO₃)를 이용한 탄산화 및 인산(H₃PO₄)를 이용한 인산화 공정이 된다. 이러한 기존의 방법은 화학적 반응을 위하여, 염수 및 리튬함유 용액의 pH를 알칼리(통상 pH>10)로 만들어 준 후 반응을 개시하게 되며, 이 과정에서 알칼리(OH^-) 공급원(source)으로 사용되는 물질은 수산화나트륨(NaOH)이 된다. 이러한 기존의 방법을 살펴보면 탄산화 및 인산화의 의미는 용액 중 존재하는 리튬 이온의 고정을 목적으로 하고, 부가하여 기 존재하는 불순물(주로 Na ion) 및 알칼리 공급을 위해 투입되는 탄산나트륨 에서 기인하는 Na 성분(불순물)을 제거하기 위한 방법이 된다. 탄산 리튬 및 인산 리튬은 물(water)에 대해 매우 낮은 용해도를 지니므로, 반응이 완료되어 고액분리가 된 탄산 리튬 및 수산화 리튬을 물로 세척하여(washing) 주된 불순물이 되는 Na를 제거하는 공정을 사용하고 있다.

이러한 종래의 기술은 공히 화학물질을 이용하게 되는데 수산화 리튬 및 인산은 배출 시 환경에 큰 문제를 일으키므로 매우 엄격하게 관리되고 특히 인(P)의 경우 배출 한계가 3ppm 이하로 관리되는 환경물질이다. 이러한 환경 문제를 유발하는 약품을 이용하는 경우 대량 생산 공정에서 발생하는 여액의 관리 및 처리비용 등은 공정에 매우 큰 영향을 미치게 되며, 다년간 공정이 가동되는 경우 환경비용 및 공정 관리 비용이 매우 크게 나타나는 문제점을 지니고 있다.

특히 아르헨티나 또는 칠레의 염호 지역은 4000m 이상의 고도를 지니고 환경보전이 엄격한 곳으로 대규모 리튬의 추출을 위해 대량의 화학약품이 육로로 이송되고 관리해야 하는 문제가 발생한다. 이는 물류, 관리비용, 부산물 처리비용의 중가는 물론 사소한 사고로 인한 환경오염의 발생에도 대응해야 한다는 것으로, 기존 공정의 적용 시 문제점으로 작용한다.

본 발명은 리튬 함유 용액으로부터 리튬 추출 방법을 제공한다. 보다 구체적으로, 리튬 함유 용액으로부터 리튬을 효과적으로 추출하는 방법을 제공한다.

수득된 염화 리튬 용액에서, 염화 나트륨을 결정화하여 제거하는 단계;는, 감압식 증발 결정화를 이용하여 염화 나트륨을 결정화하는 것일 수 있다.

수득된 염화 리튬 용액에서, 염화 나트륨을 결정화하여 제거하는 단계;에서 발생하는 물은, 리튬 함유 용액으로부터 염화 리튬 용액을 수득하는 단계;에 재사용되는 것일 수 있다.

수득된 염화 리튬 용액에서, 염화 나트륨을 결정화하여 제거하는 단계;는, 55 내지 70 ℃에서 용액을 가열하는 것일 수 있다.

수득된 염화 리튬 용액에서, 염화 나트륨을 결정화하여 제거하는 단계;에서, 상기 결정화되는 염화 나트륨의 농도는, 45 내지 65 g/L인 것일 수 있다. 보다 구체적으로 염화 나트륨은 결정화를 통해 석출시켜 제거되며, 이때 염화 나트륨이 석출되는 결정화기 내의 염화 리튬 용액의 리튬 농도는 45 내지 65 g/L 인 것일 수 있다.

리튬 함유 용액으로부터 염화 리튬 용액을 수득하는 단계;는, 리튬 흡착제를 이용하여 리튬 함유 용액으로부터 염화 리튬 용액을 수득하는 것일 수 있다.

리튬 흡착제를 이용하여 리튬 함유 용액으로부터 염화 리튬 용액을 수득하는 단계; 는, 리튬 흡착제를 이용하여 리튬 함유 용액으로부터 리튬을 흡착하는 단계; 및 리튬 흡착제에 흡착된 상기 리튬을 탈착시켜 염화 리튬 용액을 수득하는 단계;를 포함할 수 있다.

리튬 함유 용액으로부터 염화 리튬 용액을 수득하는 단계; 이후에, 수득된 염화 리튬 용액을 역삼투를 이용하여 리튬 농축시키는 단계;를 더 포함할 수 있다.

리튬 함유 용액으로부터 염화 리튬 용액을 수득하는 단계; 이후에, 수득된 염화 리튬 용액을 전기투석을 이용하여 리튬 농축시키는 단계;를 더 포함할 수 있다.

수득된 염화 리튬 용액에서, 염화 나트륨을 결정화하여 제거하는 단계; 이후에, 염화 나트륨이 제거된 염화 리튬 용액을 바이폴라 전기투석하여 수산화 리튬을 수득하는 단계;를 더 포함할 수 있다.

염화 나트륨이 제거된 염화 리튬 용액을 바이폴라 전기투석하여 수산화 리튬을 수득하는 단계; 이후에, 수득된 수산화 리튬을 탄산화하여 탄산 리튬을 수득하는 단계;를 더 포함할 수 있다.

염화 나트륨이 제거된 염화 리튬 용액을 바이폴라 전기투석하여 수산화 리튬을 수득하는 단계; 이후에, 수득된 수산화 리튬을 결정화하여 고상의 수산화리튬 일수화물을 수득하는 단계;를 더 포함할 수 있다.

리튬 함유 용액으로부터 염화 리튬 용액을 수득하는 단계; 이후에, 수득된 염화 리튬 용액을 결정화하여 고상의 염화 리튬을 수득하는 단계;를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의한 리튬 함유 용액으로부터 리튬 추출 방법은, 염수 또는 리튬 함유 용액 중에서 효과적으로 리튬을 추출할 수 있다. 기존의 탄산화 및 인산화에 사용되는 약품의 사용을 최소화하고, 공정 중 주된 환경 영향 물질은 인산의 미사용을 통해 공정의 안정성 및 비용의 저감을 물론 환경적 이슈를 해결할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의한 리튬 함유 용액으로부터 리튬 추출 방법은, 리튬이 포함된 용액에도 자명하게 확대 적용이 가능하므로, 공정의 확장성이 매우 우수하며 향후 다양한 분야 특히 리튬배터리 재활용 분야에서의 적용성을 가지고 있다.

본 발명의 일 실시예에 의한 리튬 함유 용액으로부터 리튬 추출 방법은, 역삼투(RO), 전기투석(ED), 결정화기에서 얻어지는 물은 공정 중으로 전량 되돌려 사용될 수 있으며, 이는 흡착공정에서 사용되는 탈착수로 활용하므로, 공정에서 요구되는 대량의 물의 사용량을 저감하는 방법이 될 수 있다. 이러한 장점을 이용하여 기존의 일반적 흡착제 적용 공정대비 담수의 사용량이 80% 저감되는 효과를 지녀, 고지대 염호지역의 활용성을 높일 수 있는 장점을 지닌다.

도 1는 본 발명의 일 실시예에 의한 공정도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 상세한 공정도이다.

본 명세서에서, 제1, 제2 및 제3 등의 용어들은 다양한 부분, 성분, 영역, 층 및/또는 섹션들을 설명하기 위해 사용되나 이들에 한정되지 않는다. 이들 용어들은 어느 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션을 다른 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션과 구별하기 위해서만 사용된다. 따라서, 이하에서 서술하는 제1 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션은 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 제2 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션으로 언급될 수 있다.

본 명세서에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

본 명세서에서, 사용되는 전문 용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.

본 명세서에서, 마쿠시 형식의 표현에 포함된 "이들의 조합"의 용어는 마쿠시 형식의 표현에 기재된 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 혼합 또는 조합을 의미하는 것으로서, 상기 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 의미한다.

본 명세서에서, 어느 부분이 다른 부분의 "위에" 또는 "상에" 있다고 언급하는 경우, 이는 바로 다른 부분의 위에 또는 상에 있을 수 있거나 그 사이에 다른 부분이 수반될 수 있다. 대조적으로 어느 부분이 다른 부분의 "바로 위에" 있다고 언급하는 경우, 그 사이에 다른 부분이 개재되지 않는다.

다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.

또한, 특별히 언급하지 않는 한 %는 중량%를 의미하며, 1ppm 은 0.0001중량%이다.

본 발명의 일 실시예에서 추가 원소를 더 포함하는 것의 의미는 추가 원소의 추가량 만큼 잔부인 철(Fe)을 대체하여 포함하는 것을 의미한다.

이하, 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 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.

이하에서는 각 단계별로 설명한다.

먼저, 리튬 함유 용액으로부터 염화 리튬 용액을 수득한다. 이 단계는, 리튬 흡착제를 이용하여 리튬 함유 용액으로부터 염화 리튬 용액을 수득하는 것일 수 있다. 이 때, 리튬 함유 용액을 보다 구체적으로 염수일 수 있다.

리튬 흡착제를 이용하여 리튬 함유 용액으로부터 염화 리튬 용액을 수득하는 단계; 는, 리튬 흡착제를 이용하여 리튬 함유 용액으로부터 리튬을 흡착하는 단계; 및 리튬 흡착제에 흡착된 상기 리튬을 탈착시켜 염화 리튬 용액을 수득하는 단계;를 포함하는 것일 수 있다.

유입되는 리튬 함유 용액을 흡착제에 통과시키게 되며, 이때 리튬 함유 용액 중의 리튬 성분이 흡착제와 반응하여 고정된다. 이 과정에서 그 외의 이온 성분은 염수와 함께 배출되는데 이 과정에서 배출염수는 최초에 투입된 염수성 분과 동일하며 리튬만 저감된 형태가 될 수 있다. 즉 화학적 및 환경적 변동이 없는 상태이므로 염수는 자연상태로 방류 하여도 무방한 상태가 될 수 있다.. 상기 공정을 거치면 리튬이 흡착된 흡착제에 담수를 공급하게 되는데 이때 담수에 리튬이 배출되어 리튬이 포함된 담수가 얻어진다. 이때 통상 Li의 농도는 인입 되는 리튬 함유 용액 중의 리튬 농도와 동등 수준이 되도록 공정을 진행하게 된다. 이러한 공정에 투입되는 리튬 함유 용액의 일 실시예가 되는 염수 성분의 리튬 농도는 약 1g/L 수준이므로, 탈착수에 존재하는 리튬의 농도도 약 1g/L가 된다. 이 상태까지 얻어진 탈착수는 Na 등의 불순물과 Li이 분리된 상태이나 이후 처리공정에서 사용하기에는 Li의 농도가 너무 낮은 상태이므로 이를 농축하여야 한다.

그 후, 수득된 염화 리튬 용액을 역삼투를 이용하여 리튬 농축시키는 단계;를 더 포함할 수 있다.

또한, 수득된 염화 리튬 용액을 전기투석을 이용하여 리튬 농축시키는 단계;를 더 포함할 수 있다.

이미 흡착제를 거쳐 불순물의 농도가 낮아진 상황이므로 농축 시 역삼투(RO) 및 전기투석(ED)에 부담이 되지 않으며, 통상적인 작동 조건으로 동작이 가능하다. 이 과정에서 얻어지는 물(RO 비농축측 및 ED 탈염측)은 앞 공정인 탈착 공정에서 사용되는 담수(공정 중 회수 물은 순수(DI)임)로 전량 활용이 가능하므로 공정수의 저감측면에서도 매우 유리한 할 수 있다.

상기 과정을 거쳐 1g/L 수준의 Li 용액은 15g/L 수준으로 농축되며 이때 조성은 염수를 사용한다면 LiCl의 형태를 지닐 수 있다.

그 후, 수득된 염화 리튬 용액에서, 염화 나트륨을 결정화하여 제거한다.

수득된 염화 리튬 용액에서, 염화 나트륨을 결정화하여 제거하는 단계;에서 발생하는 물은, 리튬 함유 용액으로부터 염화 리튬 용액을 수득하는 단계;에 재사용되는 것일 수 있다. 보다 구체적으로, 리튬 흡착제를 이용하여 리튬 함유 용액으로부터 염화 리튬 용액을 수득하는 단계;에 재사용되는 것일 수 있다. 더욱 구체적으로, 리튬 흡착제를 이용하여 리튬 함유 용액으로부터 염화 리튬 용액을 수득하는 단계에서, 탈착수로 재사용되는 것일 수 있다.

수득된 염화 리튬 용액에서, 염화 나트륨을 결정화하여 제거하는 단계;에서, 결정화되는 염화 나트륨의 농도는, 염화 리튬 용액 기준으로 45 내지 65 g/L일 수 있다. 보다 구체적으로 염화 나트륨은 결정화를 통해 석출시켜 제거되며, 이때 염화 나트륨이 석출되는 결정화기 내의 염화 리튬 용액의 리튬 농도는 45 내지 65 g/L 인 것일 수 있다. 보다 구체적으로 50 g/L일 수 있다. 이 과정에서 LiCl의 석출은 Li 기준 70g/L 수준이므로 LiCl의 석출은 없으나 동등 조건에서는 염화 나트륨의 석출이 발생할 수 있다.

다음으로, 수득된 염화 리튬 용액에서, 염화 나트륨을 결정화하여 제거하는 단계; 이후에, 염화 나트륨이 제거된 염화 리튬 용액을 바이폴라 전기투석하여 수산화 리튬을 수득하는 단계;를 더 포함할 수 있다.

상기 단계들을 통하여 리튬이 농축된 염화 리튬 용액을 얻을 수 있으며, 리튬이 농축된 염화 리튬 용액에서 Na 농도가 1g/L 미만이라면, 이후 공정인 바이폴라 전기투석(BPED), LiOH 결정, 또는 탄산화 과정에서 불순물의 문제를 일으키지 않는 수준이 된다.

리튬 흡착제를 이용하여 리튬 함유 용액으로부터 염화 리튬 용액을 수득하는 단계; 이후에, 수득된 염화 리튬 용액을 결정화하여 고상의 염화 리튬을 수득하는 단계;를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 공정에서 역삼투(RO), 전기투석(ED), NaCl 결정화기에서 얻어지는 물은 공정 중으로 전량 되돌려 사용될 수 있으며, 이는 흡착공정에서 사용되는 탈착수로 활용할 수 있으므로, 공정에서 요구되는 대량의 물의 사용량을 저감하는 방법이 될 수 있다. 이러한 장점을 이용하여 기존의 일반적 흡착제 적용 공정대비 담수의 사용량이 80% 저감되는 효과를 지녀, 고지대 염호 지역의 활용성을 높일 수 있는 장점을 지닌다.

도 1에는 본 발명의 일 실시예에 의한 공정을 도시하였다. 또한, 도 2에는 본 발명의 일 실시예에 의한 상세한 공정을 도시하였다.

이하에서는 실시예를 통하여 본 발명을 좀더 상세하게 설명한다. 그러나 이러한 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다.

실시예

(1) 리튬 함유 용액의 준비

먼저, 천연 염수의 조성과 비슷한 리튬 함유 용액을 준비하였다. 표 1에는 준비한 리튬 함유 용액 내의 각 성분의 농도를 나타내었다. 이 때 각 성분 농도의 단위는 g/L이다. 또한 표 1의 마지막 열에는 염수의 pH를 나타내었다.

구분	Li	S	Ca	Mg	K	B	Na	pH
g/L	1.24	4.92	0.453	3.23	12.61	0.620	106.34	6.7

(2) 리튬 함유 용액의 흡탈착

준비한 리튬 함유 용액을 리튬 흡착제를 이용하여 흡착하였다. 이때 사용된 리튬 흡착제는 LiCl·2Al(OH)₂.nH₂O 이다. 단 본 발명의 일 실시예에서 리튬 흡착제의 종류는 한정되지 않는다. 리튬 함유 용액의 흡착 이후 배출되는 리튬 함유 용액의 조성을 표 2에 나타내었다. 이 때 각 성분 농도의 단위는 g/L이다. 또한 표 2의 마지막 열에는 리튬 흡착율(%)을 표시하였다.

표 2와 같이, 원 리튬 함유 용액 중의 리튬이 1.24 g/L인 경우, 흡착 공정을 거치면 Li 성분이 0.042 내지 0.058 g/L로 감소하는 것을 알 수 있다. 이로써 대부분의 리튬이 리튬 흡착제에 흡착된다는 것을 알 수 있다. 실제 얻어지는 리튬의 흡착율을 95.3 내지 96.6%로 나타났다.

구분	Li	S	Ca	Mg	K	B	Na	리튬 흡착율(%)
(1)	0.058	4.51	0.370	2.75	11.302	0.379	95.613	95.3
(2)	0.042	4.46	0.364	2.70	11.236	0.370	95.672	96.6

그 후, 리튬을 흡착한 리튬 흡착제에 담수를 공급하여 리튬을 추출한 탈착수를 수득하였다. 담수를 이용하여 탈착한 후에 수득되는 탈착수의 조성을 표 3에 나타내었다. 이 때 각 성분 농도의 단위는 g/L이다.

표 3에서 볼 수 있는 바와 같이, Li의 농도는 인입 염수 1.24 g/L 대비 1.27 g/L로 동등한 수준으로 얻어지며, 주된 불순물인 Na의 경우, 106 g/L에서 0.24 g/L로 대부분이 제거된 특성을 나타내고 있다. 또한 Ca, Mg 불순물의 경우에도 Ca 0.453 g/L, Mg 3.23 g/L 에서 Ca 0.012 g/L, Mg 0.063 g/L 수준으로 대부분이 제거됨을 알 수 있다.

구분	Li	S	Ca	Mg	K	B	Na
g/L	1.27	0.007	0.012	0.063	0.026	0.197	0.244

(3) 역삼투 및 전기투석

상기의 탈착수를 이용하여 역삼투(RO) 및 전기투석(ED)을 이용하여 농축을 진행하였다.

(4) NaCl 결정화

RO 및 ED를 이용하여 농축을 진행한 염화 리튬 용액에서, Na를 결정화기를 통하여 고상의 NaCl로 결정화하였다. 이 때의 결정화기는 감압식 증발 결정화기이며, 가열 온도는 55 내지 70 ℃ 였다.

표 4에는 (3) 단계에서의 역삼투 및 전기투석을 진행한 후의 농축된 염화 리튬 용액의 조성과, (4) 단계에서의 NaCl 결정화 이후 용액의 조성을 나타내었다. 이 때의 농도 단위는 g/L 이다.

표 4의 분석 결과, Li는 (3) 단계 후 농도인 12.12 g/L 대비 (4) 단계 후, 52.76 g/L로 농도로 농축됨에도, Na는 (3) 단계 후 농도인 5.60 g/L 대비 (4) 단계 후, 6.60 g/L로 거의 동일하였다. 이는 농축 과정에서 동일 비율로 농축된 Na가 결정화 과정에서 대부분 NaCl로 석출하여 고상으로 제거됨을 나타낸다.

결과적으로 얻어진 NaCl은 무해한 소금이기 때문에 염호 지역 등에 배출하는 것에 문제가 없다.

구분	Li	S	Ca	Mg	K	B	Na	용액의 부피 (mL)	pH
(3) 단계 후 중량 (g)	6.181	0.004	0.027	0.029	0.421	0.051	2.856	510	-
(3)단계 후 농도(g/L)	12.12	0.007	0.052	0.057	0.826	0.100	5.60	510	1.87
(4)단계 후 중량(g)	5.909	0.003	0.023	0.024	0.339	0.048	0.739	112	-
(4)단계 후 농도(g/L)	52.76	0.030	0.202	0.210	3.03	0.425	6.60	112	-2

이상의 결과에서 얻어진 최종 LiCl 용액은 고농도로 농축된 상태이므로 이송 시 물류부담이 매우 적다. 이러한 농축 LiCl 용액을 이송 후, BPED를 이용하여 LiOH 용액을 제조하고 수산화 리튬 일수화물 및 탄산 리튬을 제조할 수 있다. 이때 이송된 고농도의 LiCl 용액은 그대로 BPED에 투입하지 않고 BPED 공정이 가능한 수준으로 희석하게 되는데, BPED 인입용 LiCl 용액의 Li 온도는 10 내지 13g/L 범위를 지닐 수 있다. 이를 상기 LiCl 용액의 희석상황으로 생각하면, Li 기준으로 52 g/L 에서 평균값인 12 g/L로 희석하는 경우, Na의 농도는 1.53 g/L 가 되어 BPED의 가동 및 이후 결정화 탄산화 과정에서 배터리그레이드의 고순도 수산화 리튬 일수화물 및 탄산 리튬을 제조가 가능하다.

본 발명은 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 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims

리튬 함유 용액으로부터 염화 리튬 용액을 수득하는 단계; 및
상기 수득된 염화 리튬 용액에서, 염화 나트륨을 결정화하여 제거하는 단계;
를 포함하고,
상기 수득된 염화 리튬 용액에서, 염화 나트륨을 결정화하여 제거하는 단계;는,
55 내지 70 ℃에서 용액을 가열하는 것이고,
상기 수득된 염화 리튬 용액에서, 염화 나트륨을 결정화하여 제거하는 단계;에서,
염화 나트륨이 석출되는 결정화기 내의 상기 염화 리튬 용액의 리튬 농도는 45 내지 65 g/L이고, 상기 결정화되는 염화 나트륨의 농도는 45 내지 65 g/L이고,
상기 수득된 염화 리튬 용액에서, 염화 나트륨을 결정화하여 제거하는 단계;에서 발생하는 물은,
상기 리튬 함유 용액으로부터 염화 리튬 용액을 수득하는 단계;에 재사용되는 것인,
리튬 함유 용액으로부터 리튬 추출 방법.
제1항에 있어서,
상기 수득된 염화 리튬 용액에서, 염화 나트륨을 결정화하여 제거하는 단계;는,
감압식 증발 결정화를 이용하여 염화 나트륨을 결정화하는 것인,
리튬 함유 용액으로부터 리튬 추출 방법.
삭제
삭제
삭제
제1항에 있어서,
상기 리튬 함유 용액으로부터 염화 리튬 용액을 수득하는 단계;는,
리튬 흡착제를 이용하여 리튬 함유 용액으로부터 염화 리튬 용액을 수득하는 것인,
리튬 함유 용액으로부터 리튬 추출 방법.
제6항에 있어서,
상기 리튬 흡착제를 이용하여 리튬 함유 용액으로부터 염화 리튬 용액을 수득하는 단계; 는,
상기 리튬 흡착제를 이용하여 리튬 함유 용액으로부터 리튬을 흡착하는 단계; 및
상기 리튬 흡착제에 흡착된 상기 리튬을 탈착시켜 염화 리튬 용액을 수득하는 단계;를 포함하는 것인,
리튬 함유 용액으로부터 리튬 추출 방법.
제1항에 있어서,
상기 리튬 함유 용액으로부터 염화 리튬 용액을 수득하는 단계; 이후에,
상기 수득된 염화 리튬 용액을 역삼투를 이용하여 리튬 농축시키는 단계;를 더 포함하는 것인,
리튬 함유 용액으로부터 리튬 추출 방법.
제1항에 있어서,
상기 리튬 함유 용액으로부터 염화 리튬 용액을 수득하는 단계; 이후에,
상기 수득된 염화 리튬 용액을 전기투석을 이용하여 리튬 농축시키는 단계;를 더 포함하는 것인,
리튬 함유 용액으로부터 리튬 추출 방법.
제1항에 있어서,
상기 수득된 염화 리튬 용액에서, 염화 나트륨을 결정화하여 제거하는 단계; 이후에,
상기 염화 나트륨이 제거된 염화 리튬 용액을 바이폴라 전기투석하여 수산화 리튬을 수득하는 단계;를 더 포함하는,
리튬 함유 용액으로부터 리튬 추출 방법.
제10항에 있어서,
상기 염화 나트륨이 제거된 염화 리튬 용액을 바이폴라 전기투석하여 수산화 리튬을 수득하는 단계; 이후에,
상기 수득된 수산화 리튬을 탄산화하여 탄산 리튬을 수득하는 단계;를 더 포함하는,
리튬 함유 용액으로부터 리튬 추출 방법.
제10항에 있어서,
상기 염화 나트륨이 제거된 염화 리튬 용액을 바이폴라 전기투석하여 수산화 리튬을 수득하는 단계; 이후에,
상기 수득된 수산화 리튬을 결정화하여 고상의 수산화리튬 일수화물을 수득하는 단계;를 더 포함하는,
리튬 함유 용액으로부터 리튬 추출 방법.
제1항에 있어서,
상기 리튬 함유 용액으로부터 염화 리튬 용액을 수득하는 단계; 이후에,
상기 수득된 염화 리튬 용액을 결정화하여 고상의 염화 리튬을 수득하는 단계;를 더 포함하는,
리튬 함유 용액으로부터 리튬 추출 방법.