KR20210126606A - 미네랄 회수 방법 - Google Patents

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세인트-조지스 에코-마이닝 코포레이션.
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Abstract

공급 원료로부터 리튬 유가물을 선택적으로 회수하는 방법이 제공된다. 상기 방법은, 공기 분급 및 부선(floatation) 중 하나 이상에 의해 농축시키는 단계; 선택적 침출(leaching)을 하여, Mg, Ca 및 Na 형성물들 중 하나 이상을 제거하는 단계; 및 산으로 침출/초음파 처리하는 단계;를 포함한다. 또한, 리튬-함유 광석을 선광하는(beneficiating) 방법이 제공되고, 상기 방법은, 리튬-함유 광석의 수성 펄프를 컨디셔닝 시약(conditioning reagent)으로 처리하는 단계; 및 맥석 슬라임(gangue slime)으로부터 리튬-함유 광석의 리튬 유가물의 분획을 부선(floating)시키는 단계를 포함하고, 상기 처리하는 단계는 스포듀민(spodumene) 및 상기 리튬 유가물 중 하나 이상에 대한 음이온 포집제(anionic collector)의 선택성을 개선한다. 또한, 리튬 이온 배터리로부터 리튬을 선택적으로 회수하는 방법이 제공된다.

Description

미네랄 회수 방법
본 개시 내용은 광범위하게 슬림(slim), 클레이 및 단단한 암석(hard rock)과 같은 다양한 공급 원료로부터 금속 유가물(metal value)을 선택적으로 회수하는 방법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로, 그러나 배타적이지 않게, 본 개시 내용은 리튬을 선택적으로 회수하고, 부산물(by-product)을 비료와 같은 판매 가능한 물품으로 전환시키는 방법에 관한 것이다.
판매 가능한 부산물로 인해, 리튬 카보네이트(lithium carbonate), 리튬 하이드록사이드(lithium hydroxide)와 같은 다양한 제품의 리튬 생산을 위한 총 운영 비용은, 생산자가 전체 비용을 낮추거나 화학적 총 비용을 낮게 할 것으로 예상되는 것보다 적다. 또한, 본 발명은 성장하는 정적 배터리(static battery) 시장을 위한 리튬 금속 및 리튬 합금을 생산하게 해준다.
슬림 및 클레이는 단단한 암석의 광석(ore)에 비해 농축시키기 어렵다. 3가지 경우 모두에서, 불순물은 산 및 중화 화학 물질의 소모를 증가시킬 수 있다. 더 낮은 등급의 슬림 및 클레이는 설비 투자 및 에너지 비용의 규모를 증가시킨다. 스포듀민(Spodumene) 및 레피도라이트(lepidolite)는 이 결정 형태를 성공적으로 침출(leach)시키기 위해 높은 온도 및 압력 또는 로스팅을 필요로 한다. 모든 경우에, 선택적인 침출(selective leaching)은 단순화된 정제 단계를 이용하여 용액에 들어가는 불순물을 줄이도록 해준다.
개발의 초점은, 클레이와 같은 자원을 확보하고, 선택적인 침출로 용액 내에서의 원소를 감소시키고, 비료와 같이 소비될 수 있는 부산물을 최대화하는 것이다.
본 개시 내용는 다수의 문헌을 참조하며, 그 내용들은 이들 전체가 여기에 참조로 구체적으로 포함된다.
본 발명의 측면에 따라서, 공급 원료로부터 리튬 유가물(metal value)을 선택적으로 회수하는 방법이 제공된다. 상기 방법은, 공기 분급(air classification) 및 부선(floatation) 중 하나 이상에 의해 농축시키는 단계; 선택적 침출(leaching)을 하여, Mg, Ca 또는 Na 형성물들(formation)을 제거하는 단계; 및 산으로 침출/초음파 처리(sonication)하는 단계;를 포함한다.
본 발명의 측면에 따라서, 리튬-함유 광석을 선광하는(beneficiating) 방법이 제공된다. 상기 방법은, 리튬-함유 광석의 수성 펄프를 컨디셔닝 시약(conditioning reagent)으로 처리하는 단계; 및 맥석 슬라임(gangue slime)으로부터 리튬-함유 광석의 리튬 유가물의 분획을 부선(floating)시키는 단계를 포함하고, 상기 처리하는 단계는 스포듀민(spodumene) 및 상기 리튬 유가물 중 하나 이상에 대한 음이온 포집제(anionic collector)의 선택성을 개선한다.
본 발명의 측면에 따라서, 리튬 이온 배터리로부터 리튬을 선택적으로 회수하는 방법이 제공된다. 상기 방법은, 배터리로부터 패키징을 제거하는 단계; 및 리튬을 산으로 선택적으로 침출시키고, 알루미늄 및 산화철(iron oxide) 중 적어도 하나를 이후에 남기는 단계;를 포함한다.
본 발명의 양태를 단지 예로서 나타내는 도면에서,
도 1은 비료 생산 경로를 나타내는, 본 발명의 예시적인 양태의 방법의 단순화된 개략도이고;
도 2는 본 발명의 하나의 양태에서 전해 채취(electrowinning)를 위한 방법의 단순화된 개략도이고;
도 3은 본 발명의 다른 양태에서 전해 채취를 위한 방법의 단순화된 개략도이다.
용어집
본 명세서에 사용되는 용어의 명확하고 일관된 이해를 제공하기 위해, 다수의 정의가 하기에 제공된다. 또한, 달리 정의되지 않으면, 본 명세서에 사용되는 모든 기술적 및 과학적 용어는 본 개시 내용이 속하는 기술 분야의 당업자에게 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다.
달리 나타내지 않으면, 이러한 및 다른 섹션에 기재된 정의 및 양태는 당업자에 의해 이해하는 바와 같이 적합한 본 명세서에 기재된 적용의 모든 양태 및 측면에 적용 가능한 것으로 의도된다.
청구범위 및/또는 개시 내용에서 용어 "포함하는(comprising)"과 관련해서 사용될 때 단어 "a" 또는 "an"은 "하나(one)"를 의미할 수 있지만, 내용이 달리 명시되지 않으면 "하나 이상(one or more)", "적어도 하나(at least one)" 및 "하나 또는 하나 이상(one or more than one)"의 의미와도 일치할 수 있다. 마찬가지로, 단어 "또 다른(another)"은 내용이 달리 명시되지 않으면 적어도 두번째 이상(at least a second or more)을 의미할 수 있다.
본 명세서 및 청구범위에서 사용되는 용어 "포함하는(comprising)"(및 "포함한다(comprise)" 및 "포함한다(comprises)"와 같은 임의의 형태의 포함하는(comprising)), "갖는(having)"(및 "갖는다(have)" 및 "갖는다(has)"와 같은 임의의 형태의 "갖는(having)"), "포함하는(including)"(및 "포함하다(include)" 및 "포함하다(includes)"와 같은 임의의 형태의 포함하는(including)) 또는 "함유하는"(및 "함유하다(contain)" 및 "함유하다(contains)"와 같은 임의의 형태의 "함유하는(containing)")은 포괄적이거나 개방형이며, 추가적인, 인용되지 않은 요소 또는 공정 단계를 배제하지 않는다.
본 개시 내용 및 청구범위에 사용되는 용어 "이루어진(consisting)" 및 이의 파생어는 명시된 특징, 요소, 구성 요소, 그룹, 정수 및/또는 단계의 존재를 특정하고, 명시되지 않은 다른 특징, 요소, 구성 요소, 그룹, 정수 및/또는 단계의 존재를 배제하는 폐쇄형 용어인 것으로 의도된다.
본 명세서에 사용되는 용어 "필수적으로 이루어진(consisting essentially of)"은 명시된 특징, 요소, 구성 요소, 그룹, 정수 및/또는 단계뿐만 아니라, 이러한 특징, 요소, 구성 요소, 그룹, 정수 및/또는 단계의 기본적 및 새로운 특성(들)에 실질적으로 영향을 미치지 않는 것들의 존재를 특정하는 것으로 의도된다.
본 명세서에 사용되는 용어 "약(about)", "사실상(ubstantially)" 및 "대략(approximately)"은 최종 결과가 현저히 변경되지 않도록 변형된 용어의 합리적인 편차를 의미한다. 이 편차가 그것이 변형하는 단어의 의미를 부정하지 않으면, 이러한 정도의 용어는 변형된 용어의 최소 ± 1%의 편차를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
본 명세서에 사용되는 용어 "리튬 공급 원료(lithium feedstock)"는 리튬 옥사이드 및 스포듀민(spodumene)과 같은 상이한 결정 형태에 이르는, 슬림, 클레이 및 단단한 암석과 같은 고체 형태로 리튬을 함유하는 다양한 재료를 나타낸다. 이러한 재료는 다른 형태들 중에서 포타슘 옥사이드/클로라이드와 같은 칼륨 결정질 형태를 함유할 수 있다. 또한, MgO는 일반적으로 이러한 공급 원료뿐만 아니라 칼슘에서도 발견된다.
쇄해(Digestion)는 광범위하게 사용되며, 10 내지 90%의 범위 내의 질산으로 고체를 산 쇄해(acid digesting)하는 것을 나타낸다. 공급물(feed)에 따라, 대부분의 스포듀민 또는 레피도라이트는 60 내지 90% 농도의 HNO3을 필요로 한다.
본 명세서에 개시되는 방법 단계와 관련하여 본 명세서에 사용되는 용어 "실질적으로(substantially)"은, 재료의 전환 또는 회수가 최대화되는 정도로 공정 단계가 진행되는 것을 의미한다. 예를 들면, 제공된 금속 유가물(예를 들면, 리튬, MgO, 칼륨)의 회수와 관련하여, 회수는 유가물의 적어도 50%가 회수되는 것을 의미한다.
용어 "정제(purification)"는 수지 또는 용매 추출을 사용하여 리튬의 액체 분리와 관련하여 사용된다.
본 명세서에 사용되는 용어 "하소(calcination)"는 LiOH를 LiO로, MgOH를 MgO로 전환하고, 스포듀민 및 레피도라이트의 미세 구조를 변경하고/하거나, 이러한 형태의 리튬의 침출 능력을 촉진시키기 위해 산소를 첨가하는 것을 나타낸다.
양태
본 발명의 양태는 고온 및 고압 용기를 사용하는 것을 억제하는 침출을 사용한다. 원료에 따라서, 본 발명의 양태를 사용함으로써 마그네슘, 칼륨, 마그네슘 나이트레이트(magnesium nitrate), 칼슘 나이트레이트(calcium nitrate), 및 소듐 나이트레이트(sodium nitrate)의 회수가 가능하다.
리튬 농축물(Lithium concentrate)은 부선(floatation)의 선택성을 향상시키기 위한 컬럼 부선(column floatation) 및 용액을 염으로 포화시킴으로써 용액의 밀도를 변경하는 것에 의한 포말 부선(froth floatation)으로 달성 가능하다. 이는, 입자의 크기와 무게로 인해 공기 입자의 흐름에 의해서만 표적되지 않은 결정을 쉽게 운반할 수 있는 클레이와 같은 초미분(super fine)에 적용 가능하다. 용액의 밀도 변화는 입자를 농축시키는데 도움이 된다.
공급물 원료에 따라서, 공기 분급(air classification)은 필요한 경우에만 건조하고, 재료를 탈응집(de-agglomeration)한 후, 포화 염 용액으로 슬러리를 생성함으로써 성공적으로 적용될 수 있다. MgCl2, 실리카 염은 모두 성공적으로 사용된다.
향상된 부선에도 불구하고, 4 내지 6% 리튬의 스포듀민 농축물과 유사한 농축물은 달성 불가능하다. 1% 내지 3% 리튬의 농축물은 정제 단계를 방해할 수 있는 원소를 줄이기 위해 선택적 침출을 필요로 한다. 패시베이팅 산 (passivating acid)으로서 질산(nitric acid)은 주로 칼슘, 마그네슘, 나트륨 및 리튬뿐만 아니라 카보네이트와 같은 염 금속을 침출하는 것으로 나타났다.
나이트레이트 첨가를 위해, 이러한 원소들은 비료에 보충된다. 또한, 과량의 질산 및 나이트레이트는 도 1에 도시된 바와 같이 나이트로-포스페이트 비료(nitro-phosphate fertilizer)를 만들기 위해 포스페이트 공급물(phosphate feed)과 조합될 수 있다.
전해 채취를 통해 생성된 리튬 하이드록사이드는 질산 염기(nitric acid base)로 생성되지 않는다. 또한, 하소 시 고순도의 LiO로 전환될 수 있고, 이는 리튬 금속 또는 리튬과 Mg의 합금을 만드는데 이상적이다. 이 공급물은 탄소와 페트 코크(pet coke)의 화학량론적 요건과 혼합되어, 코크(coke)는 산소를 CO 및 CO2로 묶고, 액체 리튬은 리튬 금속을 만들기 위해 전해 채취 공정으로 보내진다. 회수된 염소 가스는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 리튬 클로라이드 반응기로 다시 보내진다.
미분(fine)의 경우: 본 발명의 양태에 따르면, 리튬-함유 광석의 리튬 유가물의 분획은 보니 클레어(Bonnie Claire)에서 발견되는 것과 같은 클레이 재료, 맥석 슬라임으로부터 부선되고, 크기 분포에 따라, 포화 염 용액으로 농축되거나, 공기 분급을 이용하여 보니 클레어의 것과 유사하게 절반으로 업그레이드될 수 있다.
포말 부선 공정에 의해, 광석의 수성 펄프가 컨디셔닝 시약으로 처리되며, 이는 스포듀민 및 다른 리튬 유가물에 대한 음이온 포집제의 선택성을 향상시킨다. 보다 구체적으로, 컨디셔닝 시약은 수용성 다가 금속염을 수용성 알칼리 금속 실리케이트의 수용액에 혼입함으로써 형성된다. 펄프가 부선제(floatation agent)로서 음이온 포집제의 존재 하에 통상의 포말 부선 공정에 들어가기 전에, 컨디셔닝 시약이 광석 펄프에 첨가되고, 광석 펄프와 완전히 혼합된다.
이러한 개선 이외에도, 칼륨과 같이 회수할 가치가 있는 원소를 선택적으로 농축시킴으로써 가공 플랜트 크기를 줄인다. 일단, 슬러리에서 칼륨 농축물은 변경된 용액의 밀도로 인해 리튬과 동일한 방법으로 달성될 수 있다.
초미분으로 컬럼 부선은 최상의 결과를 달성한다. 부분적인 개선을 위해, 공기 분급은 리튬의 총 농도를 약 2배로 개선하고, 총 중량의 55%를 줄였다.
발견의 다른 항목은, 동시 침출 및 초음파 처리에 의해, 고온, 압력 침출 및 리튬이 풍부한 스포듀민 재료와 같은 재료를 로스팅할 필요성을 억제하면서, 궁극적으로 귀액(pregnant solution)을 얻을 수 있는 것이다. 리튬이 풍부한 용액은 그 후 리튬 카보네이트 및/또는 리튬 하이드록사이드 및/또는 리튬 금속의 제품을 만들기 위해 정제 플랜트에 공급된다.
MgO 또는 CaO의 함량이 높은 재료는 이러한 원소를 제거하기 위해 화학 물질로 침출하거나 멤브레인을 사용한 후 정제해야 하는 상당한 요건이 있을 수 있다. 본 발명은 표적 리튬을 침출하면서, MgO 및 CaO의 선택적 침출 및 제거를 허용하여, 더 간단한 공정 플랜트 단계를 허용한다. 또한, MgO는 더 적은 화학 물질과 더 적은 노력으로 판매 가능한 고순도 제품으로 회수될 수 있다.
이러한 개선은, 현재 경제적으로 회수될 수 있는 가능한 리튬 자원으로서 높은 함량의 MgO로 간과되었던 다수의 자원을 허용한다. Mg는 금속 형태의 Li에 대한 안정화제 역할을 하며, 정적 배터리에서 합금으로서 사용될 수 있다.
하나의 측면에서, 본 개시 내용은 MgO, 칼륨 및 기타 원소 및 리튬을 나이트레이트 부분에 대한 비료의 부산물과 선택적으로 회수하는 방법 및 아파타이트(apatite) 농축물 또는 P2O5의 기타 농축물을 사용하여 나이트로-포스페이트(nitro-phosphate)가 첨가된 유가물을 생성하기 위해 불순물이 축적된 폐-질산(spent nitric acid)을 사용할 가능성에 관한 것이다. 석고 부산물은 건식벽(drywall)의 용도로 판매될 수 있다. 아몬드 및 석류와 같은 작물이 Mg의 토양을 고갈시키기 때문에, 포타슘 설페이트와 같은 비료가 사용되는 경우, 예로서 Mg가 첨가제로서 요구된다.
10% 내지 90%의 범위 내의 질산은 슬림, 클레이 및 단단한 암석을 포함하는 스포듀민 다른 단단한 암석 자원을 침출하는데 성공적으로 사용된다. 이는, 압력, 초음파 처리, 또는 고온을 필요로 하지 않는다. 질산은 다수의 금속을 패시베이팅하고, 칼륨, 철, 니켈과 같은 용액에 들어가는 원소의 양을 줄이는데 도움이 된다. 리튬은 쉽게 침출되며, 수지 및 용매 추출로 회수되어, 고순도 리튬 제품을 만들 수 있다. 침출의 선택적 특성으로 인해, 주로 염 금속, 주로 Mg가 침출되어, 추가 정제 없이 리튬 마그네슘 합금을 생산할 수 있다.
화학양론적으로 적절한 양의 황산을 첨가함으로써, Ca는 제거되어, 예를 들면 건식벽에 사용될 수 있는 고순도 석고를 생산할 수 있다. 이는 하나의 잔류물을 제거한다. 그 후, 주로 Mg 및 Li이 용액 내에 남는다. 브라인(brine)에서, Mg, Na, Ca는 Li보다 더 큰 이온을 가지며, 멤브레인으로 분리될 수 있다. Mg 및 Li 제품 및 Mg 나이트레이트를 얻는데에 동일하게 사용될 수 있다.
리튬의 정제는 수지를 사용함으로써 수행되어, 리튬을 선택적으로 수집한다. Mg 및 Ca의 수준이 높은 공급물에 따라, 멤브레인을 사용하는 분리 단계는 리튬을 함유하는 용액으로부터 Mg 및 Ca를 분리하는데 사용될 수 있다. Mg 및 Ca의 이온 크기는 Li보다 더 커서, 이러한 분리를 허용한다. 이는, 모든 경우에 필요한 것은 아니고, 용액에서 6 대 1 이상의 Mg 대 Li의 비에만 적용되어야 할 수도 있다. 리튬은 유기물과 함께 선택적으로 수집된다. 수지는 pH 조정을 돕기 위해 시트르산을 사용했다.
리튬 망간 합금의 경우에, 화학양론적으로 H2SO4를 첨가함으로써 칼슘만 제거된다. Mg 및 Li의 금속 합금에 따라, 비율은 금속의 전기 분해(electrolysis), 하소(calcining) 및 전해 채취 전에 조정될 수 있다. LiOH는 전기 분해에 의해 생성된다. 이는 화학 물질을 회수하고, 공정을 달성하도록 화학 물질을 줄이는데 도움이 된다. 이는 다수의 고객을 위한 최종 제품이거나, 금속 생산 시설에 공급된다.
LiOH는 리튬 금속을 생산할 계획이 있을 때 하소된다. 본 개시 내용은 하이드로 퀘백(Hydro Quebec)에 의해 제안되는 바와 같이 정적 배터리용 호일로 롤링하는 것과 같은 리튬의 제조의 모든 측면을 포함하지 않는다. 하소된 리튬 하이드록사이드는 반응을 위해 유동층에 공급되도록 펠릿화(pelletizing) 또는 브리켓화(briquetting)를 위해 리튬 옥사이드(LiO)로 전환된다. 염소 가스는 리튬 옥사이드와 반응하는 리튬 펠릿 또는 브리켓의 층을 통해 유동된다. 코크(coke)는 화학양론적 동류(ally)를 추가하여, 하기 반응을 위해 산소와 결합한다:
2LiO +2C + Cl2 = 2LiCl + 2CO
리튬 클로라이드는 700 ℃에서 액체이고, 유동층은 액체 리튬 클로라이드가 전해 채취 셀(electrowinning cell)로 배출되도록 이 온도 이상에서 작동될 것이다.
2LiCl + 전기 에너지 = 2Li +Cl2
염소가 수집 및 반환되어, 약간의 첨가로 폐쇄 루프(closed loop)로서 유동층에서 재사용된다.
본 개시 내용의 양태에서, 선택적 침출을 하여 MgO, CaO 및 Na(모든 형태) Li(LiO, 스포듀민 및 레피도라이트 형태)를 제거한다. 선택적 침출은 다른 원소보다 우선적으로 염류 금속(salt family metal)의 쇄해(digestion)를 나타낸다.
리튬의 전기 분해는 LiNO3로부터 LiOH를 생성하는 것을 나타낸다. 반응은 하기와 같다:
2LiNO3 + 2H2O ± 2e-　→ H2　+ NO3　+ 2LiOH.
NO3 가스는 회수되어 HNO3를 재생한다.
리튬 금속 생성은 과량의 H2O를 제거하고 생성물을 LiO로 전환하기 위해 하소함으로써 LiOH를 하소하는 것을 나타낸다. 질소 또는 아르곤과 같은 불활성 가스는 리튬을 제어하고 LiO의 형태를 유지하는데 필요하다. 이는 염소 살균기(chlorinator)로 공급되어, 코크 첨가 화학량론적 동류로부터 CO 및 CO2 부산물과 함께 LiCl2 액체를 생성한다. 액체 LiCl2는 전해 채취 회로에 공급되어, Li 금속을 생성하고 Cl2를 포획하여, 반응기의 시작 부분으로 반환되어, 반응기에 공급되는 새로운 LiO와 반응한다.
본 개시 내용의 양태에서, 초음파-도움 추출 공정(ultrasound-assisted extraction process)은 공급 원료로부터 리튬 및 다른 귀금속(other valuable)의 공기 분급 및 또는 부선 및 침출/초음파 처리에 의한 농축을 포함한다.
본 개시 내용의 양태에서, 침출은 공급물의 표면적에 따라 5분 내지 120분의 범위의 기간에 걸쳐 질산을 사용하여 수행된다.
초미분 클레이 공급물은 5분의 시간 요건에 더 가깝다.
추가의 양태에서, 정제는 수지와 함께 수행되어, 시트르산과 필요에 따라 pH를 조절한다.
다른 자원
리튬 이온 배터리가 본 발명의 다른 양태를 사용하여 리사이클링될 수 있음이 고려된다. 당업자에게 이해될 수 있는 바와 같이, 리튬은 오래된(old) 리튬 이온 배터리로부터 회수될 수 있다. 하나의 양태에서, 리튬 이온 배터리를 리사이클링하는 것은 하기 단계를 포함할 수 있다:
처음에, 패키징이 제거된다. FeLiPO4로 코팅된 알루미늄 호일은 파쇄되어, 클레이, 스포듀민 또는 레피도라이트와 같은 단단한 암석 유형의 리튬 제품과 블렌딩되거나 별도로 처리될 수 있다. 하소에 의해, 포스페이트는 가스화되고, 냉각될 때 백 하우스(bag house)에서 회수된다. Fe, 알루미늄 산화물의 나머지 혼합물은 상기 기재된 것과 동일한 침출 반응기에 공급된다. 포스페이트 및 나이트레이트가 비료로 사용될 수 있어 하소 단계가 필요하지 않지만, 이러한 방식으로 새로운 배터리 생산을 위해 고순도 포스페이트가 회수될 수도 있다. 질산은 리튬을 우선적으로 침출시켜, 알루미늄과 산화철을 이후에 남긴다. 예를 들면, 쇄해되지 않은 알루미늄과 철은 여과되어, 앞서 열거된 단계를 재사용함으로써 알루미늄 회수를 위한 추가 리사이클링 공정에 사용될 수 있다. 회수된 포스페이트 새로운 배터리 또는 비료로 사용될 수 있다.
오래된 배터리로부터 리튬을 회수하는 능력은 매우 유용하며, 잠재적으로 정적 배터리의 신규 및 미래 시장을 다룬다.
본 명세서에서 논의된 임의의 측면 또는 양태의 임의의 부분은 본 명세서에서 논의된 임의의 다른 측면 또는 양태의 임의의 부분과 조합되거나 구현될 수 있음이 고려된다. 특정 양태가 앞서 기재되었지만, 다른 양태가 가능하고 본 명세서에 포함되도록 의도되는 것이 이해될 것이다. 나타내지 않은 상기 양태의 변형 및 조정이 가능함은 당업자에게 명백할 것이다.
청구 범위의 범위는 본 명세서에 제시되는 실시예에 의해 제한되어서는 안되고, 전체로서 설명과 일치하는 가장 넓은 해석이 제공되어야 한다.

Claims (23)

  1. 공급 원료로부터 리튬 유가물(metal value)을 선택적으로 회수하는 방법으로서, 상기 방법은,
    (a) 공기 분급 및 부선(floatation) 중 하나 이상에 의해 농축시키는 단계;
    (b) 선택적 침출(leaching)을 하여, Mg, Ca 및 Na 형성물들(formation) 중 하나 이상을 제거하는 단계; 및
    (c) 산으로 침출/초음파 처리하는 단계;를 포함하는 것인, 회수 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 Mg 및 Ca 형성물들은 각각 MgO 및 CaO인 것인, 회수 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 방법은, 추가 물질을 제공하여 침출을 향상시키는 단계를 더 포함하는 것인, 회수 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 물질은 H2SO4를 포함하는 것인, 회수 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 선택적 침출은 질산을 사용하는 것을 포함하는 것인, 회수 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 질산은 10% 내지 90%의 농도로 사용되는 것인, 회수 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 산은 황산인 것인, 회수 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 산은 상기 질산이고, 상기 침출/초음파 처리는 약 5분에서 약 120분 이하의 범위의 기간에 걸쳐 수행되는 것인, 회수 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    공급 원료는 초미분 클레이(ultra fine clay)이고, 상기 기간은 상기 5분에 더 가까운 것인, 회수 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 공기 분급에 의해 농축시키는 단계는 상기 리튬 유가물의 농도의 대략 두배인 것인, 회수 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 공기 분급에 의해 농축시키는 단계는 건조를 포함하는 것인, 회수 방법.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 선택적 침출을 하여, Ca 형성물을 제거하는 단계는 화학양론적으로 H2SO4의 첨가를 더 포함하는 것인, 회수 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 방법은 고순도 석고(gypsum)를 생성하는 것인, 회수 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 석고는 건식벽(drywall)에 사용하기에 적합한 것인, 회수 방법.
  15. 리튬-함유 광석을 선광하는(beneficiating) 방법으로서,
    상기 방법은,
    (a) 리튬-함유 광석의 수성 펄프를 컨디셔닝 시약(conditioning reagent)으로 처리하는 단계; 및
    (b) 맥석 슬라임(gangue slime)으로부터 리튬-함유 광석의 리튬 유가물의 분획을 부선(floating)시키는 단계;를 포함하고,
    상기 처리하는 단계는 스포듀민(spodumene) 및 상기 리튬 유가물 중 하나 이상에 대한 음이온 포집제(anionic collector)의 선택성을 개선하는 것인, 선광 방법.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 부선시키는 단계는 포말 부선(froth floatation) 공정을 이용하는 것인, 선광 방법.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 컨디셔닝 시약은 수용성 다가 금속염(water-soluble polyvalent metal salt)을 수용성 알칼리 금속 실리케이트의 수용액에 혼입시킴으로써 형성되는 것인, 선광 방법.
  18. 제12항에 있어서,
    펄프가 부선제(floatation agent)로서 음이온 포집제의 존재 하에 통상의 포말 부선 공정에 들어가기 전에, 컨디셔닝 시약이 펄프에 첨가되고, 펄프와 완전히 혼합되는 것인, 선광 방법.
  19. 리튬 이온 배터리로부터 리튬을 선택적으로 회수하는 방법으로서,
    상기 방법은,
    (a) 배터리로부터 패키징을 제거하는 단계; 및
    (b) 리튬을 산으로 선택적으로 침출시키고, 알루미늄 및 산화철 중 적어도 하나를 이후에 남기는 단계;를 포함하는 것인, 회수 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 산은 질산인 것인, 회수 방법.
  21. 제19항에 있어서,
    상기 방법은, 알루미늄 회수를 위한 후속 리사이클링 공정에서 재사용하기 위해, 쇄해되지 않은(undigested) 알루미늄 및 철을 여과하는 단계를 더 포함하는 것인, 회수 방법.
  22. 제19항에 있어서,
    상기 방법은, 배터리에 존재하는 포스페이트를 가스화하기 위해 하소(calcining)하는 단계를 더 포함하는 것인, 회수 방법.
  23. 제19항에 있어서,
    상기 패키징은 FeLiPO4로 코팅되는 알루미늄 호일을 포함하고, 상기 방법은 상기 호일을 파쇄하는(shredding) 단계를 더 포함하는 것인, 회수 방법.
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