KR20220087868A - 염수 리튬 유체 및 슬러리 유동 모사장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 목적은 고지대(예, 해발 3,000m 이상) 염호에서 채취된 염수가 증발폰드에서 최종 리튬화합물 제품화가 이루어지는 각각의 공정별 유체 및 반응 슬러리를 이송하는 염수 리튬 화합물 제조 라인을 모사하는 염수 리튬 유체 및 슬러리 유동 모사장치를 제공하는 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 염수 리튬 유체 및 슬러리 유동 모사장치는, 시험 대상 물질을 저장 및 공급하는 시험 유체 공급부, 상기 시험 유체 공급부에 연결되어 시험 대상 물질이 공급되는 수평의 유동로를 형성하는 수평배관부, 상기 수평배관부에 연결되어 시험 대상 물질이 수직 방향으로 상승 및 하강하는 유동로를 형성하는 수직배관부, 및 상기 시험 유체 공급부, 상기 수평배관부 및 상기 수직배관부가 설치되는 냉동고를 포함한다.

Description

염수 리튬 유체 및 슬러리 유동 모사장치 {TEST SYSTEM FOR FLOWING FLUID AND SLURRY OF BRINE LITHIUM}
본 발명은 염수 리튬 유체 및 슬러리 유동 모사장치에 관한 것으로서, 유체 및 반응 슬러리를 이송하는 염수 리튬 화합물 제조 라인을 모사하는 염수 리튬 유체 및 슬러리 유동 모사장치에 관한 것이다.
리튬 화합물은 이차전지, 세라믹, 유리, 합금, 제약 등 각종 산업 전반에 걸쳐 다양한 용도로 사용되고 있으며, 전기자동차의 상용화 및 전력 저장의 필요성 증대와 함께 향후 리튬 소재의 수요 또한 크게 성장할 것으로 전망되고 있다.
리튬 소재를 제조하기 위한 원료에는 광석(mineral), 염수(brine) 및 해수(sea water) 등이 있다. 광석은 스포듀민(spodumene), 페탈라이트(petalite) 및 레피돌라이트(lepidolite) 등으로써 리튬이 약 1~1.5%로 비교적 많이 함유되어 있지만 광물로부터 리튬을 추출하기 위해서는 부유선별, 고온소성, 분쇄, 산 혼합, 추출, 정제, 농축, 침전 등의 매우 많은 공정을 거쳐야 하기 때문에 회수 절차가 복잡하고, 고에너지 소비로 인하여 비용이 많이 소비되며, 리튬을 추출하는 과정에서 산을 사용함으로써 환경 오염이 극심하다.
또한, 해수에는 리튬이 총 2.5×1011 톤이 용존되어 있는 것으로 알려져 있고, 흡착제가 포함된 회수장치를 해수에 투입하여 리튬을 선택적으로 흡착시킨 후 산처리하여 리튬을 추출하는 기술이 주를 이루고 있으나, 해수에 포함된 리튬의 농도가 0.17 ppm에 불과하여 해수로부터 리튬을 추출하는 것은 매우 비효율적이어서 경제성이 떨어진다.
이러한 문제들로 인하여, 현재 리튬은 주로 염수로부터 추출되고 있는데, 염수는 천연의 염호(salt lake)에서 산출되고, 전 세계 매장량의 70% 이상이 아르헨티나, 칠레, 볼리비아 등 남미 지역에 분포해 있다. 리튬을 함유하는 염수 중 상업적으로 개발되고 있는 염수의 리튬 농도는 0.3g/L ~ 2g/L 수준이며, 리튬을 제외한 Mg, Ca, B, Na, K, SO4 등의 염류가 함께 용존되어 있다.
염수에 함유된 리튬은 주로 탄산리튬의 형태로 추출되는데, 상용화된 공정에서는 리튬 함유 염수에서 탄산리튬 형태로 추출하기 위해서, 해발 3,000m 이상의 고지에 있는 천연의 염호에서 관정을 뚫은 다음 염수를 펌핑하여 증발폰드(evaporation ponds)에 가둔 후 수개월~1년 정도의 장시간에 걸쳐 자연 증발시켜 리튬을 수십 배로 농축시킨 다음, Mg, Ca, B 등의 불순물을 침전시켜 제거하고, 탄산리튬 용해도 이상의 양이 석출되도록 하여 리튬을 회수하는 방법이 사용되어 왔다.
그러나, 이러한 종래의 방법은 염수의 증발 및 농축에 많은 에너지와 시간이 소요되어 생산성이 크게 저하되고, 염수의 증발 및 농축 과정에서 리튬이 다른 불순물과 함께 염 형태로 석출되어 리튬의 손실이 발생되며, 비가 오는 우기에는 이용이 제한된다.
또한, 불순물 제거를 위한 Mg과 Ca의 고액분리 과정에서 리튬이 함께 공침되어 리튬의 회수율이 감소되며, Mg과 Ca이 서로 혼합 침전됨으로써 이를 또 다시 분리해야 하는 번거로운 작업 때문에 자원으로 활용이 용이하지 않을 뿐만 아니라, B의 제거를 위해 사용되는 이온교환수지의 가격이 너무 고가이고 B제거 공정의 운용을 위해 각종 화학약품을 많이 사용해야 한다.
이러한 여러 가지 문제점들을 해소하기 위해 염수를 4g/L 수준까지만 농축한 후, Mg, Ca 등을 제거한 후, NaOH와 인산을 투입하여 인산리튬을 회수한 후, 후속 전기분해 및 결정화를 통하여 수산화리튬을 제조하는 공정이 제안되었다.
제안된 염수로부터 리튬화합물을 제조하는 공정에서 가장 크게 대두되는 문제점은 염호 및 공장이 해발 3,000미터 이상의 고지대에 위치해 있기 때문에 동절기 최저 기온이 영하 20도 이하로 하강함에 따라 각각의 공정 간 염수 및 반응 슬러리의 이송 과정에서 배관이 자주 막혀서 공장 가동이 불가능한 경우가 빈번하다.
염호에서 최종 제품을 개발하는 데 있어 액상 및 슬러리 형태의 반응물이 배관을 통하여 연속적으로 이송되게 되는데, 고지대의 환경적인 요인으로 급격한 유동 변화 및 온도 변화가 발생한다. 저온에서의 유체 및 슬러리의 이송 거동은 염수로부터 리튬 화합물을 제조하는 데 있어서 생산성과 밀접하게 연관되어 있으므로 이에 대한 정량적인 연구가 요구된다.
본 발명의 목적은 고지대(예, 해발 3,000m 이상) 염호에서 채취된 염수가 증발폰드에서 최종 리튬화합물 제품화가 이루어지는 각각의 공정별 유체 및 반응 슬러리를 이송하는 염수 리튬 화합물 제조 라인을 모사하는 염수 리튬 유체 및 슬러리 유동 모사장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 염수 리튬 화합물 제조 라인의 이송 과정을 모사함으로써 유동 특성을 파악할 수 있고, 동절기 극저온 환경에서의 배관 형태 및 조건에 따른 유동 특성의 변화를 관찰하고 데이터를 획득하는 염수 리튬 유체 및 슬러리 유동 모사장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 염수 리튬 유체 및 슬러리 유동 모사장치는, 시험 대상 물질을 저장 및 공급하는 시험 유체 공급부, 상기 시험 유체 공급부에 연결되어 시험 대상 물질이 공급되는 수평의 유동로를 형성하는 수평배관부, 상기 수평배관부에 연결되어 시험 대상 물질이 수직 방향으로 상승 및 하강하는 유동로를 형성하는 수직배관부, 및 상기 시험 유체 공급부, 상기 수평배관부 및 상기 수직배관부가 설치되는 냉동고를 포함한다.
상기 시험 유체 공급부에 저장되는 시험 대상 물질은, 실제 생산 공장이 위치한 고지대의 관정에서 생산되거나 농축된 염수의 제1유체, LiCl, NaCl, KCl의 화합물을 혼합하여 실제 염수와 동일한 특성을 갖도록 제조한 모사액의 제2유체, 및 Mg제거 공정, Ca제거 공정 및 인산리튬 추출 공정의 반응 슬러리의 제3유체중 하나일 수 있다.
상기 시험 유체 공급부는, 저온용 PVC 탱크, 상기 탱크에 저장된 시험 대상 물질에 부원료를 투입하고 혼합하는 교반기, 상기 탱크의 하단에 개폐밸브를 개재하여 연결되는 공급 펌프 및 일정 유량 및 유속 제어를 위하여 상기 공급 펌프에서 상기 탱크를 연결하는 바이패스 배관을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 염수 리튬 유체 및 슬러리 유동 모사장치는, 상시 수평배관부의 말단에 연결되어 시험 대상 물질을 회수하는 시험 유체 회수부를 더 포함할 수 있다.
상기 시험 유체 회수부는, 상기 시험 유체 공급부의 크기와 재질로 구성되며, 공급된 시험 대상 물질이 상기 수평배관부 및 상기 수직배관부 순환 후 배출되어 다시 모이는 곳으로 상기 시험 유체 공급부와 이웃하게 설치될 수 있다.
상기 시험 대상 물질의 장기간 연속 순환이 필요한 경우 상기 수평배관부의 말단은 상기 시험 유체 공급부에 연결될 수 있다.
상기 수평배관부는, 시험 대상 물질이 수평으로 이동하는 부분으로서, 지표면 하부 또는 지상에 설치되어 수평으로 염수 및 반응 슬러리가 이송되는 배관 라인을 모사할 수 있다.
상기 수평배관부는, 실제 배관 라인의 꺾인 부분을 모사하기 위하여 90도로 꺾인 제11꺾임부와 제12꺾임부를 구비하며, 상기 제11꺾임부의 유입측에 구비되는 제11개폐밸브와 상기 제12꺾임부의 유출측에 구비되는 제12개폐밸브를 구비할 수 있다.
상기 수평배관부는, 공급되는 염수 또는 슬러리의 유량, 압력 및 온도를 측정하는 유량계, 압력계 및 온도계를 구비할 수 있다.
상기 수평배관부는, 상기 제11꺾임부 및 상기 제12꺾임부의 인근에 내부 유체의 상태를 관찰하는 제11시창부 및 제12시창부를 각각 구비할 수 있다.
상기 수직배관부는, 시험 대상 물질이 수직으로 이동하는 부분으로서, 지표면 하부에 매립된 배관이나 공장 내부의 배관에서 수직 방향으로 염수 및 반응 슬러리가 이송되는 배관 라인을 모사할 수 있다.
상기 수직배관부는, 상기 수평배관부의 초입에서 분기하여 수직으로 상승하는 상승부분, 상기 수평배관부의 말단에서 다시 합쳐지도록 하강하는 하강부분, 및 상기 상승부분과 상기 하강부분을 연결하는 수평부분을 포함하며, 실제 배관 라인의 꺾인 부분을 모사하기 위하여 90도로 꺾인 제21꺾임부와 제22꺾임부를 구비하며, 상기 제21꺾임부의 유입측에 구비되는 제21개폐밸브와 상기 제22꺾임부의 유출측에 구비되는 제22개폐밸브를 구비할 수 있다.
상기 수직배관부는, 공급되는 염수 또는 슬러리의 유량, 압력 및 온도를 측정하는 유량계, 압력계 및 온도계를 구비할 수 있다.
상기 수직배관부는, 상기 제21꺾임부 및 상기 제22꺾임부의 인근에 내부 유체의 상태를 관찰하는 제21시창부 및 제22시창부를 각각 구비할 수 있다.
이와 같이 본 발명의 염수 리튬 유체 및 슬러리 유동 모사장치는 시험 유체 공급부, 수평배관부, 수직배관부 및 냉동고를 구비하여 시험 대상 물질의 유체 순환을 통하여, 고지대(예, 해발 3,000m 이상) 염호에서 채취된 염수가 증발폰드에서 최종 리튬화합물 제품화가 이루어지는 각각의 공정별 유체 및 반응 슬러리가 이송하는 염수 리튬 화합물 제조 라인을 모사할 수 있다.
도 1는 본 발명의 일 실시예에 따른 염수 리튬 유체 및 슬러리 유동 모사장치의 사시도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 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. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
도 1는 본 발명의 일 실시예에 따른 염수 리튬 유체 및 슬러리 유동 모사장치의 사시도이다. 도 1을 참조하면, 일 실시예의 염수 리튬 유체 및 슬러리 유동 모사장치(100)는 시험 유체 공급부(10), 수평배관부(20), 수직배관부(30) 및 냉동고(40)를 포함한다. 또한 염수 리튬 유체 및 슬러리 유동 모사장치(100)는 시험 유체 회수부(50)를 더 포함할 수 있다.
시험 유체 공급부(10)는 시험 대상 물질을 저장 및 공급하도록 구성된다. 시험 유체 공급부(10)에 저장되는 시험 대상 물질은 제1유체, 제2유체 및 제3유체 중 하나일 수 있다. 제1유체는 실제 생산 공장이 위치한 고지대의 관정에서 생산되거나 농축된 염수이다.
제2유체는 LiCl, NaCl, KCl의 화합물을 혼합하여 실제 염수와 동일한 특성을 갖도록 제조한 모사액이다. 제3유체는 Mg제거 공정, Ca제거 공정 및 인산리튬(LP) 추출 공정의 반응 슬러리일 수 있다.
시험 유체 공급부(10)는 저온용 PVC 탱크(11), 교반기(12), 공급 펌프(13) 및 바이패스 배관(14)을 포함할 수 있다. 교반기(12)는 탱크(11)에 저장된 시험 대상 물질에 부원료를 투입하고 혼합할 수 있다.
공급 펌프(13)는 탱크(11)의 하단에 개폐밸브(15)를 개재하여 연결되어 탱크(11) 내의 시험 대상 물질을 공급한다. 바이패스 배관(14)은 일정 유량 및 유속 제어를 위하여 공급 펌프(13)에서 탱크(11)를 연결하여, 공급하고 남은 유량을 탱크(11)로 바이패스시킨다.
시험 유체 회수부(50)는 수평배관부(20)의 말단에 연결되어 시험 대상 물질을 회수하여 저장할 수 있게 한다. 시험 유체 회수부(50)는 시험 유체 공급부(10)의 크기와 재질로 구성되며, 공급된 시험 대상 물질이 수평배관부(20) 및 수직배관부(30) 순환 후 배출되어 다시 모아서 저장하며, 시험 유체 공급부(10)와 이웃하게 설치될 수 있다.
한편, 시험 대상 물질의 장기간 연속 순환이 필요한 경우 수평배관부(20)의 말단은 시험 유체 공급부(10)에 연결될 수 있다. 이 경우 시험 유체 회수부를 필요로 하지 않을 수도 있다.
수평배관부(20)는 시험 유체 공급부(10)에 연결되어 시험 대상 물질이 공급되는 수평의 유동로를 형성한다. 수직배관부(30)는 수평배관부(20)에 연결되어 시험 대상 물질이 수직 방향으로 상승 및 하강하는 유동로를 형성한다.
냉동고(40)는 시험 유체 공급부(10), 수평배관부(20) 및 수직배관부(30)가 설치되는 공간을 제공한다. 시험 유체 회수부(50)가 있는 경우 시험 유체 회수부(50)는 냉동고(40) 내에 설치된다. 즉 냉동고(40)는 냉동 제어를 통하여 모사장치(100) 전체를 고지대 환경과 유사하게 유지할 수 있게 한다.
냉동고(40) 내에 설치되는 수평배관부(20)는 시험 대상 물질이 수평으로 이동하는 부분으로서, 지표면 하부 또는 지상에 설치되어 수평으로 염수 및 반응 슬러리가 이송되는 배관 라인을 모사하도록 구성된다.
일례로써, 수평배관부(20)는 실제 배관 라인의 꺾인 부분을 모사하기 위하여 90도로 꺾인 제11꺾임부(B11)와 제12꺾임부(B12)를 구비한다. 또한 수평배관부(20)는 제11꺾임부(B11)의 유입측에 구비되는 제11개폐밸브(V11)와 제12꺾임부(B12)의 유출측에 구비되는 제12개폐밸브(V12)를 구비한다. 제11개폐밸브(V11)와 제12개폐밸브(V12)의 개폐 작동으로 수평배관부(20)로 염수 또는 슬러리의 유동이 단속된다.
수평배관부(20)는 공급되는 염수 또는 슬러리의 유량, 압력 및 온도를 측정하는 유량계(F), 압력계(P) 및 온도계(T)를 구비한다. 일례로써, 유량계(F), 압력계(P) 및 온도계(T)는 제11, 제12꺾임부(B11, B12)의 사이 부분(21)에 위치하여, 이 구간을 유동하는 염수 또는 슬러리의 유량, 압력 및 온도를 측정한다.
수평배관부(20)는 제1, 제2꺾임부(B11, B12)의 인근에 제11, 제12시창부(S11, S12)를 각각 구비하여, 제11, 제12꺾임부(B11, B12)의 인근에서 내부 유체의 상태를 관찰할 수 있게 한다. 제11, 제12시창부(S11, S12)는 육안으로 내부 유체를 관찰할 수 있게 하고, 카메라를 설치하여 내부 유체의 영상을 녹화할 수 있게 한다.
냉동고(40) 내에 설치되는 수직배관부(30)는 시험 대상 물질이 수직으로 이동하는 부분으로서, 지표면 하부에 매립된 배관이나 공장 내부의 배관에서 수직 방향으로 염수 및 반응 슬러리가 이송되는 배관 라인을 모사하도록 구성된다.
일례로써, 수직배관부(30)는 상 실제 배관 라인의 꺾인 부분을 모사하기 위하여 90도로 꺾인 제21꺾임부(B21)와 제22꺾임부(B22)를 구비하며, 이로 인하여, 상승부분(31), 하강부분(32), 수평부분(33)을 포함한다.
상승부분(31)은 수평배관부(20)의 초입에서 분기하여 수직으로 상승하고, 하강부분(32)은 수평배관부(20)의 말단에서 다시 합쳐지도록 하강하며, 수평부분(33)은 상승부분(31)과 하강부분(32)을 서로 연결한다.
또한 수직배관부(30)는 제21꺾임부(B21)의 유입측에 구비되는 제21개폐밸브(V21)와 제22꺾임부(B22)의 유출측에 구비되는 제22개폐밸브(V22)를 구비한다. 제21개폐밸브(V21)와 제22개폐밸브(V22)의 개폐 작동으로 수직배관부(30)로 염수 또는 슬러리의 유동이 단속된다.
수직배관부(30)는 공급되는 염수 또는 슬러리의 유량, 압력 및 온도를 측정하는 유량계(F), 압력계(P) 및 온도계(T)를 구비한다. 일례로써, 유량계(F), 압력계(P) 및 온도계(T)는 제21, 제22꺾임부(B21, B22) 사이의 수평부분(33)에 위치하여, 이 구간을 유동하는 염수 또는 슬러리의 유량, 압력 및 온도를 측정한다.
수직배관부(30)는 제21, 제22꺾임부(B21, B22)의 인근에 인근에 제21, 제22시창부(S21, S22)를 각각 구비하여, 제21, 제22꺾임부(B21, B22)의 인근에서 내부 유체의 상태를 관찰할 수 있게 한다. 제21, 제22시창부(S21, S22)는 육안으로 내부 유체를 관찰할 수 있게 하고, 카메라를 설치하여 내부 유체의 영상을 녹화할 수 있게 한다.
또한, 수평배관부(20)와 수직배관부(30)가 분기되지 이전 위치 및 합쳐진 이후 위치에도 유동되는 염수 또는 슬러리의 유량, 압력 및 온도를 측정하는 유량계(F), 압력계(P) 및 온도계(T)를 구비할 수 있다.
Oroskar과 Turian 등이 보고한 바에 의하면, 난류 영역에서의 유동에서 뉴튼형 유체(Newtonian fluid)를 가정하면 석출된 염의 퇴적 유무를 가르는 임계속도(critical velocity)는 수학식 1과 같은 경험식으로 나타낼 수 있다. 파이프의 내경(D)이 커질수록 배관 내부의 퇴적을 방지하기 위해 필요한 유속이 커짐을 알 수 있고, 이는 임계속도(critical velocity)가 증가되어야 함을 의미한다.
Figure pat00001
Figure pat00002
Vc: 임계퇴적속도(Critical deposition velocity)(m/s)
g: 중력가속도(Gravity)(m/s2)
d: 입경(Particle diameter)(micron)
S: 분산매밀도에 대한 고체밀도의 비(Ratio of solid density to carrier fluid density, ρs/ρf)
Cs: 고체입자 용적분율(Solid particle volume fraction)
D: 관내경(Pipe inner diameter)(m)
ρf: 분산매밀도(Carrier fluid density)(kg/m3)
μm: 혼합유체점도(Mixture fluid viscosity)(mPa s)
χ: 간섭침강인자(Hindered settling factor)
실험예는 염수 리튬 유체 및 슬러리 유동 모사장치(100)의 효과를 검증하기 위하여 고지대의 관정에서 생산된 염수와 그를 이용하여 Mg제거 반응, Ca제거 반응, 인산리튬(LP) 추출 반응을 경유한 슬러리를 제조하여, 각각의 설정 온도에서의 시험 대상 물질의 유체 유동 특성 변화를 측정하였다.
각각의 유량 및 유속에 따라 배관 내부에 슬러리 침강 여부(슬러리 침강 속도)를 관찰하였으며, 완전히 막혀 유동이 정지할 때(flushing ㅿP)까지의 유량 및 유속(임계 속도(critical velocity)와 배관 막힘 유속)을 측정하였다.
실제 측정된 값을 기반으로 Mg, Ca, LP 슬러리 각 특성에 따른 침강계수를 보정하였으며, 보정된 계수를 적용하여 계산된 임계 속도(modified critical velocity) 및 측정 결과를 표 1에 나타내었다.
Figure pat00003
또한, 일 실시에의 염수 리튬 유체 및 슬러리 유동 모사장치(100)를 이용하여, 남미 지역 3,000미터 이상 고지대에 위치한 염수 리튬 제조 공정의 각 단계별 유체 및 슬러리 유동 현상을 경제적이고 효과적으로 구현할 수 있다. 또한 일 실시예는 시험 데이터를 기반으로 공정 라인의 설계 최적화에도 활용될 수 있다.
이상을 통해 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 청구범위와 발명의 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
100: 유동 모사장치 10: 시험 유체 공급부
11: 탱크 12: 교반기
13: 공급 펌프 14: 바이패스 배관
20: 수평배관부 30: 수직배관부
31: 상승부분 32: 하강부분
33: 수평부분 40: 냉동고
50: 시험 유체 회수부 B11: 제11꺾임부
B12: 제12꺾임부 B21: 제21꺾임부
B22: 제22꺾임부 F: 유량계
P: 압력계 S11, S12: 제11, 제12시창부
S21, S22: 제21, 제22시창부 T: 온도계
V: 개폐밸브 11: 제11개폐밸브
V12: 제12개폐밸브 V21: 제21개폐밸브
V22: 제22개폐밸브

Claims (14)

  1. 시험 대상 물질을 저장 및 공급하는 시험 유체 공급부;
    상기 시험 유체 공급부에 연결되어 시험 대상 물질이 공급되는 수평의 유동로를 형성하는 수평배관부;
    상기 수평배관부에 연결되어 시험 대상 물질이 수직 방향으로 상승 및 하강하는 유동로를 형성하는 수직배관부; 및
    상기 시험 유체 공급부, 상기 수평배관부 및 상기 수직배관부가 설치되는 냉동고
    를 포함하는 염수 리튬 유체 및 슬러리 유동 모사장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 시험 유체 공급부에 저장되는 시험 대상 물질은
    실제 생산 공장이 위치한 고지대의 관정에서 생산되거나 농축된 염수의 제1유체,
    LiCl, NaCl, KCl의 화합물을 혼합하여 실제 염수와 동일한 특성을 갖도록 제조한 모사액의 제2유체, 및
    Mg제거 공정, Ca제거 공정 및 인산리튬(LP) 추출 공정의 반응 슬러리의 제3유체중 하나인, 염수 리튬 유체 및 슬러리 유동 모사장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 시험 유체 공급부는
    저온용 PVC 탱크,
    상기 탱크에 저장된 시험 대상 물질에 부원료를 투입하고 혼합하는 교반기,
    상기 탱크의 하단에 개폐밸브를 개재하여 연결되는 공급 펌프, 및
    일정 유량 및 유속 제어를 위하여 상기 공급 펌프에서 상기 탱크를 연결하는 바이패스 배관
    을 포함하는, 염수 리튬 유체 및 슬러리 유동 모사장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상시 수평배관부의 말단에 연결되어 시험 대상 물질을 회수하는 시험 유체 회수부를 더 포함하는, 염수 리튬 유체 및 슬러리 유동 모사장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 시험 유체 회수부는
    상기 시험 유체 공급부의 크기와 재질로 구성되며,
    공급된 시험 대상 물질이 상기 수평배관부 및 상기 수직배관부 순환 후 배출되어 다시 모이는 곳으로 상기 시험 유체 공급부와 이웃하게 설치되는, 염수 리튬 유체 및 슬러리 유동 모사장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 시험 대상 물질의 장기간 연속 순환이 필요한 경우 상기 수평배관부의 말단은 상기 시험 유체 공급부에 연결되는, 염수 리튬 유체 및 슬러리 유동 모사장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 수평배관부는
    시험 대상 물질이 수평으로 이동하는 부분으로서, 지표면 하부 또는 지상에 설치되어 수평으로 염수 및 반응 슬러리가 이송되는 배관 라인을 모사하는, 염수 리튬 유체 및 슬러리 유동 모사장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 수평배관부는
    실제 배관 라인의 꺾인 부분을 모사하기 위하여 90도로 꺾인 제11꺾임부와 제12꺾임부를 구비하며,
    상기 제11꺾임부의 유입측에 구비되는 제11개폐밸브와 상기 제12꺾임부의 유출측에 구비되는 제12개폐밸브를 구비하는, 염수 리튬 유체 및 슬러리 유동 모사장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 수평배관부는
    공급되는 염수 또는 슬러리의 유량, 압력 및 온도를 측정하는 유량계, 압력계 및 온도계를 구비하는, 염수 리튬 유체 및 슬러리 유동 모사장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 수평배관부는
    상기 제11꺾임부 및 상기 제12꺾임부의 인근에 내부 유체의 상태를 관찰하는 제11시창부와 제12시창부를 각각 구비하는, 염수 리튬 유체 및 슬러리 유동 모사장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 수직배관부는
    시험 대상 물질이 수직으로 이동하는 부분으로서, 지표면 하부에 매립된 배관이나 공장 내부의 배관에서 수직 방향으로 염수 및 반응 슬러리가 이송되는 배관 라인을 모사하는, 염수 리튬 유체 및 슬러리 유동 모사장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 수직배관부는
    상기 수평배관부의 초입에서 분기하여 수직으로 상승하는 상승부분, 상기 수평배관부의 말단에서 다시 합쳐지도록 하강하는 하강부분, 및 상기 상승부분과 상기 하강부분을 연결하는 수평부분을 포함하며,
    실제 배관 라인의 꺾인 부분을 모사하기 위하여 90도로 꺾인 제21꺾임부와 제22꺾임부를 구비하며,
    상기 제21꺾임부의 유입측에 구비되는 제21개폐밸브와 상기 제22꺾임부의 유출측에 구비되는 제22개폐밸브를 구비하는, 염수 리튬 유체 및 슬러리 유동 모사장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 수직배관부는
    공급되는 염수 또는 슬러리의 유량, 압력 및 온도를 측정하는 유량계, 압력계 및 온도계를 구비하는, 염수 리튬 유체 및 슬러리 유동 모사장치.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 수직배관부는
    상기 제21꺾임부 및 상기 제22꺾임부의 인근에 내부 유체의 상태를 관찰하는 제21시창부와 제22시창부를 각각 구비하는, 염수 리튬 유체 및 슬러리 유동 모사장치.

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