KR20210080057A - Heat treatment method of spodumene - Google Patents

Heat treatment method of spodumene Download PDF

Info

Publication number
KR20210080057A
KR20210080057A KR1020190172435A KR20190172435A KR20210080057A KR 20210080057 A KR20210080057 A KR 20210080057A KR 1020190172435 A KR1020190172435 A KR 1020190172435A KR 20190172435 A KR20190172435 A KR 20190172435A KR 20210080057 A KR20210080057 A KR 20210080057A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
spodumene
heat treatment
phase
heat
less
Prior art date
Application number
KR1020190172435A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102412474B1 (en
Inventor
한기천
Original Assignee
주식회사 포스코
재단법인 포항산업과학연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 포스코, 재단법인 포항산업과학연구원 filed Critical 주식회사 포스코
Priority to KR1020190172435A priority Critical patent/KR102412474B1/en
Publication of KR20210080057A publication Critical patent/KR20210080057A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102412474B1 publication Critical patent/KR102412474B1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B1/00Preliminary treatment of ores or scrap
    • C22B1/02Roasting processes
    • C22B1/06Sulfating roasting
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B26/00Obtaining alkali, alkaline earth metals or magnesium
    • C22B26/10Obtaining alkali metals
    • C22B26/12Obtaining lithium

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

According to one embodiment of the present invention, a spodumene heat treatment method comprises a step of heat-treating α-spodumene at a temperature condition of 1000°C or less. When α-spodumene is heat-treated at the temperature condition of 1000° C or less for 20 minutes, 50 wt% or more of 100 wt% of α-spodumene is phase-transformed to β-spodumene.

Description

스포듀민 열처리방법{HEAT TREATMENT METHOD OF SPODUMENE}Spodumene heat treatment method

본 발명은 스포듀민 열처리방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 스포듀민의 상전이 온도 및 속도를 제어할 수 있는 스포듀민 열처리방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for heat treatment of spodumene. More specifically, it relates to a spodumene heat treatment method capable of controlling the phase transition temperature and rate of spodumene.

리튬은 리튬이 함유된 염수 또는 광석으로부터 주로 채취된다. Lithium is mainly extracted from brines or ores containing lithium.

리튬을 함유하는 광물은 스포듀민(Spodumene, LiAlSi2O6), 페탈라이트(Petalite, LiAlSi4O10), 레피돌라이트(Lepidolite, K(Li,Al,Rb)2(Al,Si)4O10(F,OH)2) 등이 있으며, 이 중 스포듀민(Spodumene)을 주성분으로 하는 리튬광석은 상대적으로 자연에 널리 분포하고 리튬 함유량이 높아 리튬의 원료로 사용되고 있다. Lithium-containing minerals include Spodumene (LiAlSi 2 O 6 ), Petalite (LiAlSi 4 O 10 ), Lepidolite (K(Li,Al,Rb) 2 (Al,Si) 4 O 10 (F,OH) 2 ) and the like. Among them, lithium ore containing spodumene as a main component is relatively widely distributed in nature and has a high lithium content and is used as a raw material for lithium.

스포듀민에서 리튬을 회수하기 위해 산배소 방법이 널리 사용된다. 이것은 리튬광석을 1,000oC 이상에서 열처리하고 황산과 혼합하여 200 내지 250oC에서 배소시킨 후 수침출하여 황산리튬 수용액을 제조하며 수침출 시 광석으로부터 침출된 리튬 이외의 불순물을 정제한 후 여러 공정을 거쳐 탄산리튬 또는 수산화리튬을 제조하는 방법이다. Oxygenation is widely used to recover lithium from spodumene. This is followed by heat treatment of lithium ore at 1,000 o C or higher, mixing with sulfuric acid and roasting at 200 to 250 o C, and then water leaching to prepare an aqueous lithium sulfate solution. During water leaching, impurities other than lithium leached from the ore are purified, followed by various processes. It is a method for producing lithium carbonate or lithium hydroxide through

스포듀민은 α-phase, β-phase 등 동질이상을 가지고 있는데 자연계에서는 주로 α-phase으로 존재한다. Spodumene has homogeneous abnormalities such as α-phase and β-phase, and it mainly exists as α-phase in nature.

리튬광석을 황산과 혼합하여 배소시키는 황산배소과정에서 황산의 수소와 광석의 리튬이 이온교환하여 황산리튬을 형성하는데, α-phase은 황산배소 시 황산의 수소와 리튬을 이온교환하기 어려운 구조를 가지고 있다. 따라서, 황산배소 전에 1,000oC 이상의 열처리를 함으로써 α-phase를 황산의 수소와 이온교환하기 용이한 β-phase 등으로 전환시키고 있다. In the sulfuric acid roasting process, where lithium ore is mixed with sulfuric acid and roasted, hydrogen in sulfuric acid and lithium in the ore are ion-exchanged to form lithium sulfate. The α-phase has a structure in which it is difficult to ion exchange hydrogen and lithium in sulfuric acid during sulfuric acid roasting. have. Therefore, heat treatment of 1,000 o C or higher before roasting sulfuric acid is used to convert the α-phase into a β-phase that is easy to ion-exchange with hydrogen in sulfuric acid.

이와 같이 에너지가 많이 소모되는 열처리 공정에서 α-phase에서 β-phase으로의 전이온도를 낮추고 전이속도를 향상시킬 수 있는 기술이 요구된다. A technology capable of lowering the transition temperature from α-phase to β-phase and improving the transition rate in the heat treatment process that consumes a lot of energy is required.

본 발명은 스포듀민 열처리방법을 제공한다. 보다 구체적으로, 스포듀민의 상전이 온도 및 속도를 제어할 수 있는 스포듀민 열처리방법을 제공한다.The present invention provides a method for heat treatment of spodumene. More specifically, it provides a spodumene heat treatment method capable of controlling the phase transition temperature and rate of spodumene.

본 발명의 일 실시예에 의한 스포듀민 열처리방법은, α-스포듀민을 1000℃ 이하 온도 조건에서 열처리 하는 단계;를 포함하는 스포듀민 열처리방법이되, 상기 α-스포듀민을 1000℃ 이하 온도 조건에서 20분 동안 열처리할 때, 상기 α-스포듀민 100 중량% 중 50 중량% 이상이 β-스포듀민으로 상전이되는 것 이다.The spodumene heat treatment method according to an embodiment of the present invention is a spodumene heat treatment method comprising; heat-treating α-spodumene at a temperature condition of 1000° C. or less, wherein the α-spodumene is subjected to a temperature condition of 1000° C. or less When heat-treating for 20 minutes in α-spodumene, 50% by weight or more of 100% by weight of α-spodumene is a phase change to β-spodumene.

α-스포듀민을 1000℃ 이하 온도 조건에서 열처리 하는 단계는, α-스포듀민을 O2, CO2, N2, Ar, C0, H2, CH4, 또는 이들의 조합만으로 이루어진 가스 분위기에서 열처리하는 것일 수 있다.The step of heat-treating α-spodumene at a temperature of 1000° C. or less is, α-spodumene is heat treated in a gas atmosphere consisting only of O 2 , CO 2 , N 2 , Ar, C0, H 2 , CH 4 , or a combination thereof. may be doing

α-스포듀민을 1000℃ 이하 온도 조건에서 열처리 하는 단계는, α-스포듀민을, O2 를 1.0 중량% 미만으로 포함하는 가스 분위기에서 열처리하는 것일 수 있다. 보다 구체적으로, 가스 분위기는 O2 가 0.1 중량% 이하일 수 있다.The step of heat-treating α-spodumene at a temperature of 1000° C. or less may include heat-treating α-spodumene in a gas atmosphere containing less than 1.0% by weight of O 2 . More specifically, in the gas atmosphere, O 2 may be 0.1 wt% or less.

α-스포듀민을 1000℃ 이하 온도 조건에서 열처리 하는 단계는, α-스포듀민을, CO2 가스 분위기에서 열처리하는 것일 수 있다.The step of heat-treating α-spodumene at a temperature of 1000° C. or less may include heat-treating α-spodumene in a CO 2 gas atmosphere.

α-스포듀민을 1000℃ 이하 온도 조건에서 열처리 하는 단계에서, 열처리 온도는 850 내지 950℃ 일 수 있다.In the step of heat-treating α-spodumene at a temperature of 1000° C. or less, the heat treatment temperature may be 850 to 950° C.

α-스포듀민을 1000℃ 이하 온도 조건에서 열처리 하는 단계;에 의해 상전이된 β-스포듀민은 리튬 추출에 사용되는 것일 수 있다.The β-spodumene phase-transformed by the heat treatment of α-spodumene at a temperature of 1000° C. or less may be used for lithium extraction.

본 발명의 일 실시예에 의한 스포듀민 열처리방법에 의하면, 스포듀민으로부터 리튬을 효율적으로 분리할 수 있다.According to the spodumene heat treatment method according to an embodiment of the present invention, lithium can be efficiently separated from spodumene.

본 발명의 일 실시예에 의한 스포듀민 열처리방법에 의하면, 리튬광석에 함유된 리튬을 쉽게 침출하기 위해서는 자연에서 산출되는 α-phase의 리튬광석(Spoduemen)을 열처리하여 β-phase(또는 virgilite)로 전환하여야 하는데, 열처리 시 그 온도를 낮추고 전환속도를 빠르게 할 수 있다.According to the spodumene heat treatment method according to an embodiment of the present invention, in order to easily leach lithium contained in lithium ore, α-phase lithium ore (Spoduemen) produced in nature is heat-treated to β-phase (or virgilite). It should be converted, and during heat treatment, the temperature can be lowered and the conversion rate can be increased.

본 발명의 일 실시예에 의한 스포듀민 열처리방법에 의하면, 리튬광석 중 스포듀민(Spodumene)을 열처리하여 α-phase에서 β-phase(또는 virgilite)로 전환 시 상전이 속도를 향상시키고 상전이 온도를 낮출 수 있다.According to the spodumene heat treatment method according to an embodiment of the present invention, the phase transition rate can be improved and the phase transition temperature can be lowered when converting from α-phase to β-phase (or virgilite) by heat treatment of spodumene in lithium ore. have.

도 1은 본 발명의 비교예 1과 실시예 1에서의 열처리 시간에 따른 상전이율을 보여주는 그래프이다.
도 2는 본 발명의 실시예 2에서의 산소 농도와 시간에 따른 상전이율을 보여주는 그래프이다.
1 is a graph showing the phase transition rate according to the heat treatment time in Comparative Example 1 and Example 1 of the present invention.
2 is a graph showing the oxygen concentration and the phase transition rate with time in Example 2 of the present invention.

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.In this specification, terms such as first, second and third are used to describe, but are not limited to, various parts, components, regions, layers and/or sections. These terms are used only to distinguish one part, component, region, layer or section from another part, component, region, layer or section. Accordingly, a first part, component, region, layer or section described below may be referred to as a second part, component, region, layer or section without departing from the scope of the present invention.

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.In the present specification, when a part "includes" a certain component, it means that other components may be further included rather than excluding other components unless otherwise stated.

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.In this specification, the terminology used is for the purpose of referring to specific embodiments only, and is not intended to limit the present invention. As used herein, the singular forms also include the plural forms unless the phrases clearly indicate the opposite. The meaning of "comprising," as used herein, specifies a particular characteristic, region, integer, step, operation, element and/or component, and includes the presence or absence of another characteristic, region, integer, step, operation, element and/or component. It does not exclude additions.

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.In the present specification, the term "combination of these" included in the expression of the Markush form means one or more mixtures or combinations selected from the group consisting of the components described in the expression of the Markush form, and the components It means to include one or more selected from the group consisting of.

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.In this specification, when a part is referred to as being “on” or “on” another part, it may be directly on or on the other part, or the other part may be accompanied in between. In contrast, when a part refers to being "directly above" another part, the other part is not interposed therebetween.

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.Although not defined otherwise, all terms including technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Commonly used terms defined in the dictionary are additionally interpreted as having a meaning consistent with the related technical literature and the presently disclosed content, and unless defined, they are not interpreted in an ideal or very formal meaning.

또한, 특별히 언급하지 않는 한 %는 중량%를 의미하며, 1ppm 은 0.0001중량%이다.In addition, unless otherwise specified, % means weight %, and 1 ppm is 0.0001 weight %.

본 발명의 일 실시예에서 추가 원소를 더 포함하는 것의 의미는 추가 원소의 추가량 만큼 잔부인 철(Fe)을 대체하여 포함하는 것을 의미한다.In an embodiment of the present invention, the meaning of further including the additional element means that the remaining iron (Fe) is included by replacing the additional amount of the additional element.

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.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail so that those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can easily implement them. However, the present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.

본 발명의 일 실시예에 의한 스포듀민 열처리방법은, α-스포듀민을 1000℃ 이하 온도 조건에서 열처리 하는 단계;를 포함하되, α-스포듀민을 1000℃ 이하 온도 조건에서 20분 동안 열처리할 때, α-스포듀민 100중량% 중 50 중량% 이상이 β-스포듀민으로 상전이된다.The spodumene heat treatment method according to an embodiment of the present invention comprises the steps of heat-treating α-spodumene at a temperature of 1000° C. or less; but, when α-spodumene is heat-treated at a temperature of 1000° C. or less for 20 minutes , 50% by weight or more of 100% by weight of α-spodumene is phase-transformed to β-spodumene.

하기에서는 각 단계별로 설명한다.Each step is described below.

먼저, α-스포듀민을 1000℃ 이하 온도 조건에서 열처리 한다.First, α-spodumene is heat-treated at a temperature of 1000° C. or less.

이 단계에서는, α-스포듀민을 1000℃ 이하 온도 조건에서 20분 동안 열처리할 때, α-스포듀민 100 중량% 중 50 중량% 이상이 β-스포듀민으로 상전이되는 것이다.In this step, when α-spodumene is heat-treated at a temperature of 1000° C. or less for 20 minutes, 50% by weight or more of 100% by weight of α-spodumene is phase-transformed to β-spodumene.

이 단계에서의 가스 분위기는 O2, CO2, N2, Ar, C0, H2, CH4, 또는 이들의 조합만으로 이루어진 가스 분위기일 수 있다. 보다 구체적으로 이 단계에서의 열처리 가스 분위기는 Air 분위기가 아닐 수 있다. 보다 구체적으로, α-스포듀민을 열처리하는 진공 상태의 튜브로에 O2, CO2, N2, Ar, C0, H2, CH4, 또는 이들의 조합의 가스를 일정한 속도로 주입하여 가스 분위기를 만드는 것일 수 있다.The gas atmosphere in this step may be a gas atmosphere consisting only of O 2 , CO 2 , N 2 , Ar, C0, H 2 , CH 4 , or a combination thereof. More specifically, the heat treatment gas atmosphere in this step may not be an air atmosphere. More specifically, by injecting a gas of O 2 , CO 2 , N 2 , Ar, C0, H 2 , CH 4 , or a combination thereof at a constant rate into a tube furnace in a vacuum state for heat treatment of α-spodumene, a gas atmosphere may be making

더욱 구체적으로 O2의 농도는 5.0 중량% 이하일 수 있다. 보다 구체적으로 1.0 중량% 미만일 수 있다. 더욱 구체적으로 O2 를 0.1 중량% 이하로 포함하는 가스 분위기일 수 있다. 산소 농도가 너무 높으면 스포듀민 전이속도가 낮거나 전이온도가 높아지는 단점이 있으며, 산소가 없으면 스포듀민 전이속도가 빠르고 전이온도를 낮출 수 있는 장점이 있다. More specifically, the concentration of O 2 may be 5.0 wt% or less. More specifically, it may be less than 1.0 wt%. More specifically, O 2 may be a gas atmosphere containing 0.1 wt% or less. If the oxygen concentration is too high, the spodumene transition rate is low or the transition temperature is high. In the absence of oxygen, the spodumene transition rate is fast and the transition temperature can be lowered.

더욱 구체적으로 O2 와 N2의 혼합 분위기일 수 있다.More specifically, it may be a mixed atmosphere of O 2 and N 2 .

한편, CO2 가스 분위기일 수 있다.On the other hand, it may be a CO 2 gas atmosphere.

주입하는 속도는 0.3L/분 내지 1.5L/분일 수 있다.The injection rate may be 0.3L/min to 1.5L/min.

상기 열처리 분위기를 Air 분위기가 아닌 상기의 가스 분위기로 진행하면, α-스포듀민이 β-스포듀민으로 상전이되는 온도를 낮출 수 있고, 상전이 속도를 향상시킬 수 있다.When the heat treatment atmosphere is performed in the gas atmosphere instead of the air atmosphere, the temperature at which the α-spodumene phase changes to the β-spodumene can be lowered, and the phase transition rate can be improved.

또한 이 단계에서 열처리 시간이 50분일때의 상전이율이 80% 이상일 수 있다. In addition, in this step, when the heat treatment time is 50 minutes, the phase transition rate may be 80% or more.

또한 이 단계에서의 열처리 온도는 850 내지 1000℃ 일 수 있다. 보다 구체적으로 850 내지 950℃ 일 수 있다. 즉, Air 분위기에서의 상전이 온도 보다 낮을 수 있다.In addition, the heat treatment temperature in this step may be 850 to 1000 ℃. More specifically, it may be 850 to 950 °C. That is, it may be lower than the phase transition temperature in the air atmosphere.

다음으로, 상기 열처리 분위기에서 α-스포듀민이 β-스포듀민으로 상전이된다. 보다 구체적으로 1000℃ 이하 온도 조건에서 20분 동안 열처리하였을 때는 α-스포듀민 100중량% 중 50 중량% 이상이 β-스포듀민으로 상전이된다. 또한, 50분 동안 열처리하였을 때는 상전이율이 80 중량% 이상일 수 있다.Next, α-spodumene is phase-transformed to β-spodumene in the heat treatment atmosphere. More specifically, when heat treatment is performed at a temperature of 1000° C. or less for 20 minutes, 50% by weight or more of 100% by weight of α-spodumene is phase-transformed to β-spodumene. In addition, when heat-treated for 50 minutes, the phase transition rate may be 80% by weight or more.

이 단계에서 상전이된 β-스포듀민은 리튬 추출에 사용되는 것일 수 있다. 리튬 광석에 함유된 리튬을 쉽게 침출하기 위해서는 자연에서 산출되는 α-상의 스포듀민을 열처리하여 β-상의 스포듀민으로 전환하여야 하는데, 본 발명의 일 실시예의 방법에 의해 상전이된 β-스포듀민은 이러한 리튬 추출에 이용될 수 있다.The phase-changed β-spodumene in this step may be used for lithium extraction. In order to easily leach lithium contained in lithium ore, α-phase spodumene produced in nature must be heat-treated to convert it to β-phase spodumene. β-spodumene, which has been phase-changed by the method of an embodiment of the present invention, is It can be used for lithium extraction.

이하에서는 실시예를 통하여 본 발명을 좀더 상세하게 설명한다. 그러나 이러한 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples. However, these examples are only for illustrating the present invention, and the present invention is not limited thereto.

실시예Example

실시예 1 및 비교예 1Example 1 and Comparative Example 1

실험을 위하여 리튬 광석을 준비하였다. 준비한 리튬 광석의 학조성은 표 1과 같다. Li 함유량은 2.53 중량% 이었다. 주 광물상은 스포듀민(α-phase)이며, 불순물로 KAl2(AlSi3O10)(OH)2, Na(AlSi3O8) 등이 관찰된다. 표 1에서의 성분 조성 단위는 중량% 이다.Lithium ore was prepared for the experiment. The chemical composition of the prepared lithium ore is shown in Table 1. The Li content was 2.53 wt%. The main mineral phase is spodumene (α-phase), and KAl 2 ( AlSi 3 O 10 )(OH) 2 , Na(AlSi 3 O 8 ) and the like are observed as impurities. The component composition unit in Table 1 is weight %.

LiLi AlAl SiSi CaCa MgMg NaNa MnMn 2.53 2.53 12.96 12.96 28.85 28.85 0.99 0.99 0.17 0.17 0.41 0.41 0.21 0.21

상기 조성의 리튬 광석을 약 5g을 칭량하여 알루미나 도가니에 넣은 후, 900oC로 가열된 튜브로에 장입한 후 정해진 시간 후 꺼내어 공냉시킨 후 광물상 조성을 분석하였다. About 5 g of lithium ore of the above composition was weighed and placed in an alumina crucible , charged into a tube furnace heated to 900 o C, taken out after a predetermined time, and cooled in air, followed by analysis of the mineral phase composition.

튜브로(Tube furnace, 직경 5cm, 길이 100cm)는 시료를 장입하기 전 900oC를 유지한 후 실험조건에 따라 Air 분위기에서 정치된 상태로 실험하였다. Air 분위기에서 실험한 것을 비교예 1로 한다.The tube furnace (diameter 5cm, length 100cm) was maintained at 900 o C before loading the sample, and then tested in an air atmosphere according to the experimental conditions. What was tested in an air atmosphere is referred to as Comparative Example 1.

또한, CO2 분위기에서 실험한 것을 제외하고 비교예 1과 동일한 조건으로 실험한 것을 실시예 1로 하였다. 이때, CO2 분위기는 CO2(g)로 충분히 퍼지시킨 후 시료를 장입하여 CO2(g)를 분당 0.7L씩 주입하면서 실험하였다. In addition, Example 1 was tested under the same conditions as Comparative Example 1, except that the experiment was conducted in a CO 2 atmosphere. At this time, the CO 2 atmosphere was sufficiently purged with CO 2 (g), and then the sample was charged, and the experiment was performed while injecting 0.7 L of CO 2 (g) per minute.

α-phase에서 β-phase(또는 virgilite)로의 상전이율은 [1-(열처리 후 α-phase 함량/원료 중 α-phase 함량)]x100과 같은 방법으로 구하였으며, α-phase 함량은 광물상 정량 후 리튬 광물(α-, β-phase, Virgilite)을 100으로 하여 산정하였다. The phase transition rate from α-phase to β-phase (or virgilite) was obtained in the same way as [1-(content of α-phase after heat treatment/content of α-phase in the raw material)]x100, and the content of α-phase was determined after quantification of mineral phase. Lithium minerals (α-, β-phase, Virgilite) were calculated as 100.

도 1은 900oC에서 열처리 시 CO2 분위기(실시예 1)와 Air 분위기(비교예 1)에서의 시간에 따른 α-phase에서 β-phase(또는 Virgilite)로의 상전이율을 나타낸 것으로 Air 분위기(비교예 1)에서는 열처리시간 30분에서 58%, CO2 분위기(실시예 1)에서는 83%의 상전이율을 나타냈으며, 1시간에서는 Air 분위기(비교예 1)에서는 76%의 상전이율을 나타낸 반면 CO2 분위기(실시예 1)에서는 α-phase에서 β-phase(또는 Virgilite)으로 전량 상전이가 이루어졌다. Figure 1 shows the phase transition rate from α-phase to β-phase (or Virgilite) with time in a CO 2 atmosphere (Example 1) and an Air atmosphere (Comparative Example 1) during heat treatment at 900 o C. Air atmosphere ( Comparative Example 1) exhibited a phase transition rate of 58% at 30 minutes of heat treatment time , 83% in a CO 2 atmosphere (Example 1), and a phase transition rate of 76% in an air atmosphere (Comparative Example 1) at 1 hour, whereas In the CO 2 atmosphere (Example 1), the entire phase transition was made from α-phase to β-phase (or Virgilite).

따라서, 리튬 광석의 열처리 시 CO2 분위기(실시예 1)는 Air 분위기(비교예 1)보다 α-phase에서 β-phase(또는 Virgilite)로의 상전이 속도를 향상시킬 수 있으며, 상전이 온도를 낮출 수 있다. Therefore, during the heat treatment of lithium ore, the CO 2 atmosphere (Example 1) can improve the phase transition rate from α-phase to β-phase (or Virgilite) than the Air atmosphere (Comparative Example 1), and lower the phase transition temperature .

실시예 2Example 2

상기 표 1의 조성을 가진 리튬 광석을 사용하여 동일한 튜브로와 실험방법으로 900oC 열처리 시 분위기 중 O2 농도에 따른 상전이율을 조사하였다. 질소와 산소를 혼합하여 O2 농도를 조절하였으며, 주입속도는 분당 0.7L였다. The phase transition rate according to the concentration of O 2 in the atmosphere during 900 o C heat treatment was investigated using the same tube furnace and experimental method using lithium ore having the composition of Table 1 above. O 2 concentration was adjusted by mixing nitrogen and oxygen, and the injection rate was 0.7L per minute.

도 2는 열처리 시 O2 농도에 따른 α-phase에서 β-phase(또는 Virgilite)로의 시간에 따른 상전이율을 나타낸 것으로 45분에서 O2 농도 0.01%이하에서는 α-phase에서 β-phase(또는 Virgilite)로 전량 상전이되었으며, O2 농도가 높아짐에 따라 상전이속도는 낮아져 21% O2 농도에서는 60분에서 61%의 상전이율을 나타내었다. Figure 2 shows the phase transition rate with time from α-phase to β-phase (or Virgilite) according to the concentration of O 2 during heat treatment. At 45 minutes, when the O 2 concentration is 0.01% or less, α-phase to β-phase (or Virgilite) ), and as the O 2 concentration increased, the phase transition rate decreased, resulting in a phase transition rate of 61% in 60 minutes at a 21% O 2 concentration.

이러한 결과는 O2 농도를 조절함으로써 리튬 광석의 열처리 시 α-phase에서 β-phase(또는 Virgilite)로의 상전이 속도를 향상시키고 상전이 온도를 낮출 수 있음을 보여준다. These results show that by controlling the O 2 concentration, the phase transition rate from α-phase to β-phase (or Virgilite) can be improved and the phase transition temperature can be lowered during heat treatment of lithium ore.

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.The present invention is not limited to the embodiments, but may be manufactured in various different forms, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains may develop other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. It will be appreciated that this may be practiced. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive.

Claims (7)

α-스포듀민을 1000℃ 이하 온도 조건에서 열처리 하는 단계;
를 포함하는 스포듀민 열처리방법이되,
상기 α-스포듀민을 1000℃ 이하 온도 조건에서 20분 동안 열처리할 때, 상기 α-스포듀민 100 중량% 중 50 중량% 이상이 β-스포듀민으로 상전이되는 것인 스포듀민 열처리방법.
Heat-treating α-spodumene at a temperature of 1000° C. or less;
Spodumene heat treatment method comprising
When the α-spodumene is heat-treated at a temperature of 1000° C. or less for 20 minutes, 50% by weight or more of 100% by weight of the α-spodumene is a spodumene heat treatment method.
제1항에 있어서,
상기 α-스포듀민을 1000℃ 이하 온도 조건에서 열처리 하는 단계는,
상기 α-스포듀민을 O2, CO2, N2, Ar, C0, H2, CH4, 또는 이들의 조합만으로 이루어진 가스 분위기에서 열처리하는 것인 스포듀민 열처리방법.
According to claim 1,
The step of heat-treating the α-spodumene at a temperature of 1000° C. or less,
The α- spodumene heat treatment method O 2 , CO 2 , N 2 , Ar, C0, H 2 , CH 4 , or heat treatment in a gas atmosphere consisting only of a combination thereof.
제1항에 있어서,
상기 α-스포듀민을 1000℃ 이하 온도 조건에서 열처리 하는 단계는,
상기 α-스포듀민을, O2 를 1.0 중량% 미만으로 포함하는 가스 분위기에서 열처리하는 것인 스포듀민 열처리방법.
According to claim 1,
The step of heat-treating the α-spodumene at a temperature of 1000° C. or less,
The α-spodumene heat treatment method for heat treatment in a gas atmosphere containing less than 1.0% by weight of O 2 spodumene.
제3항에 있어서,
상기 가스 분위기는 O2 가 0.1 중량% 이하인 스포듀민 열처리방법.
4. The method of claim 3,
The gas atmosphere is O 2 spodumene heat treatment method of 0.1 wt% or less.
제1항에 있어서,
상기 α-스포듀민을 1000℃ 이하 온도 조건에서 열처리 하는 단계는,
상기 α-스포듀민을, CO2 가스 분위기에서 열처리하는 것인 스포듀민 열처리방법.
According to claim 1,
The step of heat-treating the α-spodumene at a temperature of 1000° C. or less,
The α- spodumene heat treatment method by heat-treating the α-spodumene, CO 2 gas atmosphere.
제1항에 있어서,
상기 α-스포듀민을 1000℃ 이하 온도 조건에서 열처리 하는 단계에서,
상기 열처리 온도는 850 내지 950℃ 인 스포듀민 열처리방법.
According to claim 1,
In the step of heat-treating the α-spodumene at a temperature of 1000 ° C. or less,
The heat treatment temperature is spodumene heat treatment method of 850 to 950 ℃.
제1항에 있어서,
α-스포듀민을 1000℃ 이하 온도 조건에서 열처리 하는 단계;에 의해 상전이된 β-스포듀민은 리튬 추출에 사용되는 것인 스포듀민 열처리방법.
According to claim 1,
α-Spodumene heat treatment at a temperature of 1000 ° C. or less; β-spodumene phase-transformed by the heat treatment method is used for lithium extraction.
KR1020190172435A 2019-12-20 2019-12-20 Heat treatment method of spodumene KR102412474B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190172435A KR102412474B1 (en) 2019-12-20 2019-12-20 Heat treatment method of spodumene

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190172435A KR102412474B1 (en) 2019-12-20 2019-12-20 Heat treatment method of spodumene

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20210080057A true KR20210080057A (en) 2021-06-30
KR102412474B1 KR102412474B1 (en) 2022-06-22

Family

ID=76602518

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190172435A KR102412474B1 (en) 2019-12-20 2019-12-20 Heat treatment method of spodumene

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102412474B1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023097356A1 (en) * 2021-11-30 2023-06-08 Calix Ltd A device and method for lithium ore processing
WO2023113504A1 (en) * 2021-12-17 2023-06-22 주식회사 포스코 Recovery method of lithium ion

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130042438A1 (en) * 2010-05-25 2013-02-21 Outotec Oyj Method for processing spodumene

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130042438A1 (en) * 2010-05-25 2013-02-21 Outotec Oyj Method for processing spodumene

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023097356A1 (en) * 2021-11-30 2023-06-08 Calix Ltd A device and method for lithium ore processing
WO2023113504A1 (en) * 2021-12-17 2023-06-22 주식회사 포스코 Recovery method of lithium ion

Also Published As

Publication number Publication date
KR102412474B1 (en) 2022-06-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102412474B1 (en) Heat treatment method of spodumene
CN108145156B (en) Preparation method of high-performance TZM molybdenum alloy bar
EP4269337A1 (en) Method for recovering lithium in lithium iron phosphate waste and application thereof
EP2703504A1 (en) Method for recovering valuable metal
US20200399738A1 (en) Method for clean metallurgy of molybdenum
CN104232946A (en) High Purity Ytterbium, Sputtering Target Made Thereof, Thin Film Containing the Same, and Method of Producing the Same
KR20220089122A (en) Method for recovering of valuable metals from waste battery
CN111320177A (en) Method for removing hydroxyl in quartz sand powder
DE102011006888A1 (en) Method and system for producing silicon and silicon carbide
KR101493147B1 (en) Methods for preparing trimanganese tetroxide with low BET specific surface area, methods for controlling particle size of trimanganese tetroxide and trimanganese tetroxide product
EP2740810A1 (en) Method for producing calcium of high purity
CN113215394B (en) Treatment method of stone coal
CN114032399A (en) Ultralow oxygen control slag system for electroslag remelting
CN112322901B (en) Method for selectively leaching rhenium from molybdenum concentrate roasting soot
CN108545736A (en) A kind of graphite purification method for adding fluoride salt into being formulated
CN110551904A (en) Non-cyanogen gold leaching and gold extraction method for high-sulfur-arsenic-carbon refractory gold concentrate
CN113981235B (en) Electroslag remelting ultralow oxygen-controlling slag system of fluorine-containing rare earth carbonate concentrate
KR101777208B1 (en) Method for recovering precious metal
JP6819322B2 (en) Manufacturing method of nickel oxide fine powder
CN108103322B (en) Thiocarbamide and the technique for mentioning gold from difficult-treating gold mine is prepared in situ
CN107098393B (en) The preparation method of high-purity manganese monoxide
KR102325755B1 (en) Method of manufacturing lithium compound
CN113732297B (en) High-purity vanadium purification process
CN118006900A (en) Method for removing impurities from acid leaching solution of waste ternary lithium battery
KR102390670B1 (en) Deoxidation method by atmospheric pressure control for manufacturing low-oxygen titanium powder

Legal Events

Date Code Title Description
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant