WO2019098407A1 - 리튬 추출장치 - Google Patents

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WO2019098407A1
WO2019098407A1 PCT/KR2017/012979 KR2017012979W WO2019098407A1 WO 2019098407 A1 WO2019098407 A1 WO 2019098407A1 KR 2017012979 W KR2017012979 W KR 2017012979W WO 2019098407 A1 WO2019098407 A1 WO 2019098407A1
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upper housing
lithium
closed chamber
hermetically closed
housing
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PCT/KR2017/012979
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English (en)
French (fr)
Inventor
이희성
Original Assignee
주식회사 그린코어 이엔씨
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B26/00—Obtaining alkali, alkaline earth metals or magnesium
    • C22B26/10—Obtaining alkali metals
    • C22B26/12—Obtaining lithium

Definitions

  • the present invention relates to a lithium extraction apparatus which is structurally stable and has excellent pressing force for maintaining airtightness, and which is capable of preventing lithium from leaking out of salt water in a short period of time
  • the present invention relates to a lithium extraction apparatus capable of extracting lithium ions.
  • Lithium secondary batteries have recently attracted attention as a major power source for hybrid vehicles and electric vehicles. It is expected that the secondary battery will grow into a huge market that is 100 times larger than the conventional small battery market such as mobile phones and notebooks.
  • the lithium source includes minerals, brine or sea water. Among these minerals, spodumene, petalite and lepidolite, lithium is used as the lithium source. However, in order to extract lithium from minerals, it is necessary to perform processes such as flotation, high-temperature heating, pulverization, acid mixing, extraction, refining, concentration and precipitation, Energy consumption is expensive, and environmental pollution is severely caused by the use of acid in the process of extracting lithium.
  • Salt water is produced from a natural salt lake, and salts such as lithium, Mg, Ca, B, Na and K are dissolved together.
  • the concentration of lithium contained in the brine is about 0.3 to 1.5 g / L, and lithium contained in the brine is extracted mainly in the form of lithium carbonate.
  • the solubility of the lithium carbonate is about 13 g / L,
  • the concentration of lithium carbonate in the brine is in the range of 1.59 to 7.95 g / L, which is lower than the solubility of lithium carbonate, so that the precipitated lithium carbonate is redissolved, so that the lithium recovery rate is very low .
  • the salt in order to extract the salt-containing lithium into the form of lithium carbonate, the salt is pumped in a natural salt bath and evaporated in evaporation ponds of the open field. Then, the salt is spontaneously evaporated over a long period of time And then Mg, Ca, B, Na, K or the like is removed by precipitation of impurities and an amount of lithium carbonate solubility or more is precipitated to recover lithium.
  • the present invention has been conceived to solve the above-mentioned problems of the prior art, and it is an object of the present invention to provide a hermetically sealed chamber which is excellent in pressing force for maintaining airtightness, thereby preventing a packing portion located between upper and lower housings The purpose is to make it possible to do.
  • the upper end portion of the upper housing is uniformly pressurized by a pressing member that operates in a link manner on both upper end portions of the upper housing of the hermetically closed chamber, so that the packing portion is not damaged by the pressure of the air to be injected, And to keep it.
  • Another object of the present invention is to uniformly distribute the salt water to the entire upper portion of the conveyor belt located inside the hermetically closed chamber so that the lithium contained in the salt water is uniformly distributed without being concentrated on one side.
  • the upper housing and the lower housing of the hermetically closed chamber are separated from each other, the upper housing is lifted by a cylinder installed in the lower housing.
  • the inner pressure of the hermetically closed chamber can be prevented from being transmitted to the lower housing.
  • a lithium extraction apparatus comprising a base, a hermetic chamber provided in the base and kept airtight, and a brine provided in the base to supply brine to the inside of the hermetic chamber. And a filtering unit for filtering lithium from the brine supplied to the inside of the hermetically closed chamber.
  • the base includes a base frame mounted on the ground, a case provided on the base frame and having a discharge port formed on one side thereof and a discharge pipe provided on the lower side thereof, and an upper frame provided on the upper portion of the case. .
  • the hermetically sealed chamber is provided with a lower housing provided at a lower inner side of a case of the base part, and an upper housing provided with an upper part of the lower housing to cover.
  • the lower housing is formed with a space on the inner side to open the upper part, a discharge pipe on the lower part, and a plurality of support members on the outer side.
  • the upper housing may have a space formed therein to open the lower portion thereof, and a support frame may be provided at the outer portion thereof.
  • a packing unit provided to maintain airtightness of the hermetic chamber is provided.
  • the packing part includes a lifting cylinder provided on an upper part of a supporting member provided in a lower housing of the hermetically closed chamber, and an elevating member coupled to the cylinder rod of the lifting cylinder, And a support member coupled and fixed to a lower portion of a support frame provided on an upper housing of the hermetic chamber, wherein an upper packing is provided at a lower portion of the support member.
  • a locking part for fixing the upper housing of the hermetically closed chamber when the hermetically sealed chamber is lifted or lowered is further provided.
  • the locking unit includes a locking cylinder coupled to the base frame of the base unit.
  • the locking unit includes a coupling member coupled to the cylinder rod of the locking cylinder.
  • the coupling unit is coupled to the support frame of the upper housing. And a locking member formed with a binding hole to be released.
  • the present invention is characterized in that the hermetically sealed chamber is provided with a pressurizing portion for pressing the upper portion of the upper housing to maintain airtightness.
  • the pressing portion includes a pressing cylinder provided on an outer side of the upper housing and rotatably coupled to the upper portion of the mounting member, and a pressing cylinder is formed on the outer side of the upper housing of the sealing chamber in a "
  • the pressing members are connected to each other by a connecting shaft, and the pressing member provided at one end of the pressing member is fixedly coupled to the cylinder rod of the pressing cylinder.
  • the pressing member includes a guide pipe fixed to both side portions of the upper housing, and a pivot shaft which is located on the inner side so as to protrude from both sides of the guide pipe and to which the central portion of the pressing member is fixed to both ends, .
  • the brine supply unit is provided with a main supply pipe installed in an upper frame of the base part and is connected to the main supply pipe and has a water supply pipe in which a lower part is located inside the upper housing of the hermetically closed chamber and a discharge hole is formed in the lower side part, And a distribution pipe provided at an inner upper end of the housing, the pipe being formed in a tubular shape and having a through hole to which a water supply pipe is connected so that a discharge hole of the water supply pipe is positioned inside.
  • the filtering unit may include a pair of main rollers positioned at both sides of the hermetically closed chamber in the longitudinal direction thereof and a pair of guide rollers positioned outside the lower end of the lower housing of the hermetically closed chamber, And a belt operation motor connected to any one of the pair of main belt rollers is provided with a mesh-shaped conveyor belt connected to the upper and lower housings of the hermetically sealed chamber, .
  • both sides of the conveyor belt are protruded to the outside of the upper and lower housings, and a guide member for guiding the chain is provided on the base frame of the base part.
  • a plurality of support rollers for supporting the conveyor belt of the filtering unit are provided on the inner side of the lower housing.
  • a water spray nozzle for spraying water onto the conveyor belt is further provided.
  • the conveyor belt may further include a plurality of reinforcing members formed in a rectangular shape.
  • the present invention is characterized by further comprising a compaction unit which is installed in the hermetically closed chamber and complements the filtered lithium from the filtering unit.
  • the compaction unit is provided on the upper housing of the hermetically closed chamber, and includes a compaction cylinder having a cylinder rod positioned inside, and a compaction member coupled to the cylinder rod of the compaction cylinder.
  • the pressing force for maintaining the airtightness of the hermetically closed chamber is excellent, so that the packing portion located between the upper and lower housings from the inner pressure of the hermetically closed chamber can be prevented from being damaged or broken.
  • the upper end portion of the upper housing is uniformly pressurized by a pressing member that operates in a link manner on both upper end portions of the upper housing of the hermetically closed chamber, so that the packing portion is not damaged by the pressure of the air to be injected, So that it can be maintained.
  • the brine When the lithium contained in the brine is extracted, the brine is uniformly sprayed to the entire upper portion of the conveyor belt located inside the hermetically closed chamber.
  • the upper housing and the lower housing of the hermetically closed chamber are separated from each other, the upper housing is lifted by a cylinder installed in the lower housing, thereby preventing the inner pressure of the hermetically closed chamber from being transmitted to the lower housing have.
  • FIG. 1 is a front view showing a lithium extraction apparatus according to the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view showing a lithium extraction apparatus according to the present invention.
  • FIG. 3 is a side sectional view showing a lithium extraction apparatus according to the present invention.
  • 4A and 4B show the hermetically sealed chamber of the present invention.
  • Figure 6 shows the locking part of the invention.
  • FIG. 7A to 7C are views showing the pressing portion of the present invention.
  • FIG. 8 is a view showing the brine supply unit of the present invention.
  • 9A to 9C show a filtering unit according to the present invention.
  • FIGS. 10A and 10B are diagrams showing the working relationship of the lithium extraction apparatus according to the present invention.
  • FIG. 10A and 10B are diagrams showing the working relationship of the lithium extraction apparatus according to the present invention.
  • FIG. 1 is a front view showing a lithium extraction apparatus according to the present invention
  • FIG. 2 is a plan view showing a lithium extraction apparatus according to the present invention
  • FIG. 3 is a side sectional view showing a lithium extraction apparatus according to the present invention
  • FIG. 5 is a view showing a packing unit according to the present invention
  • FIG. 6 is a view showing a locking unit of the present invention
  • FIGS. 7A to 7C are views showing a pressing unit of the present invention
  • FIG. 8 is a view showing the brine supply unit of the present invention
  • FIGS. 9A to 9C are views showing the filtering unit of the present invention.
  • the lithium extraction apparatus 100 includes a base 110, a hermetic chamber 210 installed in the base 110 to maintain airtightness, A packing part 310 installed to maintain airtightness of the chamber 210; a brine supplying part 610 supplying brine to the inside of the hermetically closed chamber 210; a filtering part 300 for extracting lithium particles from the brine; (710).
  • the base 110 includes a base frame 112 that is seated on the ground.
  • the base frame 110 is provided with a space formed therein, a discharge port 122 formed on one side thereof, And a case 120 having a discharge pipe 124 at a lower side thereof.
  • an upper frame 130 which is formed in an upper portion of the base frame 112 and has a pair of spaced apart at predetermined intervals, is coupled to the upper portion of the base frame 112 by means of bolt fastening means, Respectively.
  • the hermetically sealed chamber 210 is provided with a lower housing 212 fixed to the inside of the case 120 of the base 110 by using fixing means.
  • a space is formed in the lower housing 212 so as to open the upper part, a discharge pipe 214 is provided at one side of the lower housing 212 so as to protrude outside the case 120, and a plurality of supporting members 216 do.
  • the upper housing 220 is provided with a space on the inner side thereof so that the lower portion of the lower housing 212 is covered and a lower portion thereof is opened, and a support frame 222 which is fixedly coupled to the outer side portion thereof by bolt fixing means .
  • the packing unit 310 is provided with a lifting cylinder 312 mounted on an upper portion of a supporting member 216 provided at the outer side of the lower housing 212 and fixed to the cylinder rod of the lifting cylinder 312 And a lower packing 316 is provided at an upper portion of the lifting member 314.
  • the lower packing 316 is provided at the upper part of the lifting member 314.
  • the lower packing 316 is coupled and fixed to one side of the lifting member 314 to which the lower packing 316 is fixed by bolts or the like, and is formed in a shape of " And a cover member 318 covering the cover member 318 is provided.
  • a support member 320 is coupled to the lower portion of the support frame 222 provided at the outer side of the upper housing 220 so as to correspond to the lifting cylinder 312. Below the support member 320, An upper packing 322 is provided corresponding to the packing 316.
  • the inside of the hermetically closed chamber 210 is kept air-tight by the lower packing 316 and the upper packing 322, and the cylinder rod is drawn out by the operation of the lifting cylinder 312, And the upper packing 322 is lifted up to the upper side so that the upper housing 220 is lifted upward.
  • a pressing portion 410 is provided to press the upper portion of the upper housing 220 so that airtightness is maintained when the upper housing 220 is seated on the upper portion of the lower housing 318.
  • the pressing part 410 includes a mounting frame 412 installed on the outer side of the upper housing 220 and a pressing cylinder 414 is rotatably mounted on the mounting frame 412.
  • a plurality of pressing members 416 are formed on the outer side of the upper housing 220 in the shape of a letter A.
  • the plurality of pressing members 416 are connected to one ends of the pressing members 416 by a connecting shaft 418
  • the urging member 416 provided at a position close to the pressurizing cylinder 414 among the plurality of the joining members 416 is engaged and fixed to the cylinder rod of the pressurizing cylinder 414.
  • the plurality of pressing members 416 may be disposed on both sides of the upper housing 220 so as to correspond to the pressing members 416 disposed on both sides of the upper housing 220 in the width direction
  • a guide pipe 420 is provided so as to penetrate the guide pipe 420 and a pivot shaft 422 which is coupled to the inside in such a manner as to protrude from both sides of the guide pipe 420.
  • the pushing member 416 Is fixedly engaged with the central portion of the frame.
  • the pressing member coupled to the cylinder rod rotates together with the rotary shaft 422, and at the same time, the plurality of pressing members 416
  • the pressing member 416 provided on the other side of the upper housing 220 rotates in the same manner by the rotating shaft 422 so that the pressing member 416 rotates in the same direction as the upper portion of the upper housing 220 .
  • the upper housing 220 is lifted up by the operation of the lifting cylinder 312 provided on the outer side of the lower housing 212. When the upper housing 220 is lifted up, (Not shown).
  • the locking part 510 is provided with a locking cylinder 512 which is fixedly coupled to the base frame 112 of the base part 110 by means of a bolt or the like fixing means and the locking cylinder 512 is connected to the upper housing 220 As shown in Fig.
  • a binding member 514 which is fixed to the cylinder rod of the locking cylinder 512 is provided.
  • the coupling member 524 is coupled and fixed to the side surface of the support frame 222 of the upper housing 220 by a bolt or the like fixing means so that the coupling member 514 can be coupled and disengaged by the operation of the locking cylinder 512.
  • a locking member 520 is formed.
  • the locking cylinder 512 is operated while the upper housing 220 is lifted up by the operation of the lifting cylinder 312, the cylinder rod is pulled out and is coupled to the binding hole 522 of the locking member 520 The member 514 is engaged and the upper housing 220 is maintained in an upwardly raised state.
  • the coupling member 514 can be separated from the coupling hole 522 to lower the upper housing 220.
  • the brine supply unit 610 is provided in the upper frame 130 of the base unit 110 and includes a main supply pipe 612 for transferring the brine supplied from the tank 640 in which the brine is stored.
  • the main supply pipe 612 is provided with an automatic valve 614 for controlling the supply of saline water by shutting off or opening the main supply pipe 612 under the control of a control means (not shown).
  • One side of the main pipe 612 is fixedly coupled to the main pipe 612.
  • the other side of the main pipe 612 passes through the upper portion of the upper housing 220 and is positioned inside.
  • a water supply pipe 620 having a hole 622 formed therein.
  • the brine that is moved through the main supply pipe 612 is supplied to the water supply pipe 620, and the salt water supplied to the water supply pipe 620 is discharged through the discharge hole 622 formed in the side portion.
  • a through hole 632 is formed at the inner upper end of the upper housing 220 and formed in a tubular shape and has a central portion through which the water supply pipe 620 passes, and a plurality of through holes (not shown)
  • a pipe 630 is provided.
  • the discharge hole 622 of the water supply pipe 620 coupled to the through hole 632 of the distribution pipe 630 is coupled and fixed inside the distribution pipe 630.
  • the brine discharged through the discharge hole 622 of the water supply pipe 620 flows through the distribution pipe 630 and is discharged to the lower portion through a through hole (not shown), so that the brine is not concentratedly supplied to any one place, And distributed.
  • the water supply pipe 620 is fixed and the dispensing pipe 630 is lifted up to the upper part of the upper housing 220. At this time, The distribution pipe 630 can be easily moved up and down according to the guide of the water supply pipe 620 connected to the through hole 632.
  • the filtering unit 710 includes a pair of main rollers 712 disposed at front and rear portions of the hermetically closed chamber 210 in the longitudinal direction and positioned at a boundary between the lower housing 212 and the upper housing 220, .
  • a pair of guide rollers 714 are provided on the lower end of the hermetically closed chamber 210 so as to correspond to each other on the lower end where the pair of main rollers 712 are installed.
  • the conveyor belt 716 is connected to the main roller 712 and the guide roller 714 in an endless track so that the conveyor belt 716 is formed in a net shape so that the upper portion of the conveyor belt 716 is connected to the lower housing 212, And passes through the space between the housings 220.
  • the conveyor belt 716 is provided with a reinforcing member 718 which is formed in a rectangular shape and is fixedly coupled to the upper and lower portions of the conveyor belt 716.
  • the brine supplied from the brine supply unit 610 is sprayed on the upper part of the conveyor belt 716 and the lithium is filtered from the brine sprayed by the conveyor belt 716 to accumulate lithium on the upper part of the conveyor belt 716 do.
  • the conveyor belt 716 is made wider than the width of the hermetically closed chamber 210 so that the conveyor belt 716 protrudes from both sides between the lower housing 212 and the upper housing 220 and has a chain 720 at both ends thereof.
  • the chain 720 is guided by a plurality of guide members 722 provided on the base frame 112.
  • the guide member 722 is formed with a guide hole 724 in which the chain 720 is bound to the base frame 112, and is fixedly coupled to the base frame 112 by a bolt or the like fixing means.
  • the support 726 is provided with a support 728 having a conveyor belt 716 at the same height as the axis of the chain 720.
  • the support 726 is provided with a support 726,
  • the conveyor belt 716 is fixed to the upper portion of the conveyor belt 728 by means of bolt fixation means.
  • a belt operation motor 730 installed in the case 120 and connected to any one of the pair of main rollers 712 to transmit power is provided.
  • the conveyor belt 716 is operated by the operation of the belt operation motor 730 so that the lithium accumulated on the upper portion is discharged through the discharge port 122 of the case 120.
  • a plurality of support rollers 740 are provided inside the hermetically closed chamber 210 to prevent the conveyor belt 716 from sagging.
  • the lithium accumulated on the conveyor belt 716 is discharged through the discharge port 122 formed in the case 120 by the operation of the conveyor bet 716, and the lithium or the like remaining on the conveyor belt 716 And is removed by the water to be sprayed through the water spray nozzle 750.
  • a compaction unit 810 is provided in the upper housing 220 of the hermetic chamber 210 to prevent cracking during the filtering of lithium accumulated on the conveyor belt 716.
  • the compaction unit 810 is installed on the upper portion of the upper housing 220, and a compaction cylinder 812 is provided so that the cylinder rod is positioned inside the upper housing 220.
  • a compaction member 814 which is fixedly coupled to the cylinder rod of the compaction cylinder 812 and is arranged on the upper portion of the conveyor belt 716 by pulling or inserting the cylinder rod, is provided.
  • the compaction cylinder 812 is periodically operated to remove lithium accumulated in the compaction member 814 It will be done.
  • FIGS. 10A and 10B illustrate the operation of the lithium extraction apparatus according to the present invention.
  • the lithium extraction apparatus 100 firstly brings the lower housing 212 and the upper housing 220 of the hermetic chamber 210 into close contact with each other while the lower packing 316 and the upper packing 322 Are kept in close contact with each other so that the hermeticity of the hermetic chamber 210 is maintained.
  • the upper packing 322 is brought into close contact with the lower packing 316 by pressing the upper part of the upper housing 220 using the pressing member 416 of the pressing part 410, The airtightness of the air conditioner can be maintained.
  • the upper housing 220 is maintained in a tightly adhered state without falling or torsion from the lower housing 212 due to the pressure generated inside the hermetically closed chamber 210.
  • An upper section of the conveyor belt 716 is positioned between the lower housing 212 and the upper housing 220 of the hermetically closed chamber 210.
  • filtering is performed through the conveyor belt 716 by the weight of the brine flowing into the inside of the hermetically closed chamber 210, and additional air pressure is applied to the hermetically closed chamber 210 to further increase the filtering effect
  • the filtering is performed by the pressing force.
  • Air supply means (not shown) is provided at a position of the brine supply portion 610 to which the brine is supplied in order to apply the air pressure to the inside of the hermetic chamber 210.
  • the air pressure is sufficiently applied to the upper portion of the conveyor belt 716 so that the filtered lithium can be easily discharged, thereby maximally removing moisture from the lithium.
  • the lifting cylinder 312 When the lifting cylinder 312 is operated in a state where lithium is extracted from the brine introduced into the hermetically closed chamber 210, the lifting member 314 rises while the cylinder rod is drawn out. At this time, the upper housing 220 The upper packing 322 and the upper housing 200 provided at the upper portion of the upper housing 200 simultaneously rise upward.
  • the lower packing 316 is returned to its original position by inserting the cylinder rod of the lifting cylinder 312 while the upper housing 220 lifted up by the locking portion 510 is fixed.
  • the conveyor belt 716 When the conveyor belt 716 is moved at a predetermined pitch in this state, the dried lithium on the conveyor belt 716 is removed from the conveyor belt 716 during the movement of the conveyor belt 716, And the conveyor belt 716 on the new side is positioned inside the hermetically closed chamber 210.
  • the portion of the conveyor belt 716 from which the lithium is removed is retained by the water sprayed through the water spray nozzle 750 provided inside the case 120 in the process of rotating the conveyor belt 716 in an endless track Lithium and the like are removed, and the sprayed water is discharged to the outside through the discharge pipe 124 of the case 120.
  • the conveyor belt 716 repeatedly changes the position of filtering by orbital motion, thereby repeating filtering and regeneration by the method as described above.
  • the time for extracting lithium can be shortened, and a large amount of lithium can be extracted in a short time.
  • the lithium extraction apparatus 100 is described as an example of filtering lithium from brine, the present invention is not limited thereto, and the rolling or grinding oil containing iron may be filtered.

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Abstract

본 발명은 리튬 추출장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 구조적으로 안정되어 기밀을 유지하기 위한 가압력이 우수하고, 상부하우징의 반복적인 승강동작에 의해 파손이나 변형이 작으면서 염수로부터 빠른 시간 내에 리튬을 추출할 수 있도록 한 리튬 추출장치에 관한 것이다. 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 리튬 추출장치에 있어서, 베이스부와, 상기 베이스부에 설치되어 기밀이 유지되는 밀폐챔버와, 상기 베이스부에 설치되어 밀폐챔버의 내측으로 염수를 공급하는 염수공급부와, 상기 밀폐챔버의 내측으로 공급되는 염수로부터 리튬을 필터링하는 필터링부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

리튬 추출장치
본 발명은 리튬 추출장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 구조적으로 안정되어 기밀을 유지하기 위한 가압력이 우수하고, 상부하우징의 반복적인 승강동작에 의해 파손이나 변형이 작으면서 염수로부터 빠른 시간 내에 리튬을 추출할 수 있도록 한 리튬 추출장치에 관한 것이다.
일반적으로, 리튬은 2차전지, 유리, 세라믹, 합금, 윤활유, 제약 등 각종 산업 전반에 다양하게 사용되고 있는데, 리튬 2차전지는 최근 하이브리드 자동차 및 전기 자동차의 주요 동력원으로 주목받고 있으며, 이러한 자동차용 리튬 2차전지는 휴대폰, 노트북 등 기존의 소형 배터리 시장의 100배 규모의 거대시장으로 성장할 것으로 예측되고 있다.
또한, 세계적으로 이루어지고 있는 환경 규제 강화 움직임으로 인하여 앞으로 하이브리드 자동차 및 전기자동차뿐만 아니라 전자, 화학, 에너지 등으로 그 응용 분야도 확대되어 21세기 산업 전반에 걸쳐 그 사용량이 많이 증가하여 리튬에 대한 국내외 수요가 급증할 것으로 예상하고 있다.
이러한, 리튬 공급원은 광물(mineral), 염수(brine) 또는 해수(sea water) 등이 있으며, 이 중 광물은 스포듀민(spodumene), 페탈라이트(petalite) 및 레페돌라이트(lepidolite) 등으로서 리튬이 약 1 내지 1.5%로 비교적 많이 함유되어 있지만, 광물로부터 리튬을 추출하기 위해서는 부유선별, 고온가열, 분쇄, 산 혼합, 추출, 정제농축, 침전 등의 공정을 거쳐야 하기 때문에 회수절차가 복잡하고, 고에너지 소비로 인해 비용이 많이 소비되며, 리튬을 추출하는 과정에서 산을 사용함으로써 환경오염이 극심한 문제점이 있다.
그리고, 해수로부터 리튬을 회수하는 경우는 흡착제가 포함된 회수장치를 해수에 투입하여 리튬을 선택적으로 흡착시킨 후 산처리하여 리튬을 추출하는 기술이 주를 이루고 있으나, 해수에 포함된 리튬의 농도가 0.7ppm에 불과하여 경제성이 떨어지는 문제가 있다.
이러한 문제들로 인하여 현재 리튬은 주로 염수로부터 추출되고 있는데, 염수는 천연의 염호(salt lake)에서 산출되고, 리튬을 비롯한 Mg, Ca, B, Na, K 등의 염류가 함께 용존되어 있다.
상기 염수에 함유된 리튬의 농도는 약 0.3 내지 1.5g/L 정도이고, 염수에 함유된 리튬은 주로 탄산리튬의 형태로 추출되는데, 상기 탄산리튬의 용해도는 약 13g/L로서, 염수에 함유된 리튬이 모두 탄산리튬으로 변환된다고 가정하여도 염수 중 탄수리튬의 농도는 1.59 내지 7.95g/L이어서, 탄산리튬의 용해도 보다 낮기 때문에 석출된 탄산리튬이 재용해됨으로써, 리튬 회수율이 매우 낮은 문제가 있었다.
따라서, 종래에는 염수 함유 리튬을 탄산리튬 형태로 추출하기 위해서, 천연의 염호에서 염수를 펌핑하여 노지(露地)의 증발못(evaporation ponds)에 가둔 후 1년이상의 장시간에 걸쳐 자연증발시켜 리튬을 수십배로 농축시킨 다음 Mg, Ca, B, Na, K 등이 불순물을 침전시켜 제거하고, 탄산리튬 용해도 이상의 양이 석출되도록 하여 리튬을 회수하기 위한 방법이 사용되어 왔다.
그러나, 이러한 종래의 방법은 염수의 증발 및 농축에 많은 시간이 소요되어 생산성이 크게 저하되고, 염수의 증발 및 농축 과정에서 리튬이 다른 불순물과 함께 염 형태로 석출되어 리튬의 손실이 발생되며, 비가 오는 우기에는 이용이 제한되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 밀폐챔버의 기밀을 유지하기 위한 가압력이 우수하여 밀폐챔버의 내측 압력으로부터 상,하부하우징의 사이에 위치한 패킹부가 파손이나 틀림 현상을 방지할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.
즉, 밀폐챔버의 상부하우징의 상단 양측부에 링크 방식으로 동작하는 가압부재를 구비하여 상부하우징의 상단 가장자리부를 균일하게 가압함으로써, 주입되는 에어의 압력에 의해 패킹부가 파손되지 않고 밀폐챔버의 기밀을 유지할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.
그리고, 밀폐챔버의 내측에 위치하는 컨베이어벨트의 상부 전체로 염수가 균일하게 분사되도록 하여 염수에 포함된 리튬을 추출할 때 어느 한쪽으로 편중되지 않고 균일하게 분포되도록 하는데 그 목적이 있다.
또한, 컨베이어벨트의 사각틀 형상의 보강틀을 구획하여 더 구비함으로써, 컨베이어벨트의 처짐 현상을 방지할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.
그리고, 밀폐챔버의 상,하부하우징을 분리시 하부하우징에 설치된 실린더에 의해 상부하우징을 들어올리는 구조로 구성함으로써, 밀폐챔버의 상부하우징 내측 압력이 하부하우징으로 전달되는 것을 방지할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 리튬 추출장치에 있어서, 베이스부와, 상기 베이스부에 설치되어 기밀이 유지되는 밀폐챔버와, 상기 베이스부에 설치되어 밀폐챔버의 내측으로 염수를 공급하는 염수공급부와, 상기 밀폐챔버의 내측으로 공급되는 염수로부터 리튬을 필터링하는 필터링부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 베이스부는 지면에 안착되는 베이스프레임이 구비되고, 상기 베이스프레임에 설치되되, 일측부에 배출구가 형성되며, 하부에 배출관이 마련된 케이스가 구비되고, 상기 케이스의 상부에 설치되는 상부프레임이 구비된 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 밀폐챔버는 베이스부의 케이스 내측 하단에 설치되는 하부하우징이 구비되고, 상기 하부하우징의 상부가 커버되게 설치되는 상부하우징이 구비된 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 하부하우징은 상부가 개방되게 내측에 공간이 형성되고, 하부에는 배출관이 구비되며, 외측에는 다수개의 받침부재가 구비된 것을 특징으로 한다.
나아가, 상기 상부하우징은 하부가 개방되게 내측에 공간이 형성되고, 외측부에는 지지프레임이 구비된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 밀폐챔버의 기밀을 유지할 수 있도록 설치되는 패킹부가 구비된 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 패킹부는 밀폐챔버의 하부하우징에 구비된 받침부재의 상부에 설치되는 승강실린더가 구비되고, 이 승강실린더의 실린더로드에 결속 고정되는 승강부재가 구비되며, 이 승강부재의 상부에는 하부패킹이 구비되고, 상기 밀폐챔버의 상부하우징에 구비된 지지프레임의 하부에 결합 고정되는 지지부재가 구비되며, 이 지지부재의 하부에는 상부패킹이 구비된 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 밀폐챔버의 상부하우징이 승강시 고정시키는 로킹부가 더 구비된 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 로킹부는 베이스부의 베이스프레임에 결합 고정되는 로킹실린더가 구비되고, 상기 로킹실린더의 실린더로드에 결합 고정되는 결속부재가 구비되며, 상기 상부하우징의 지지프레임에 결합 고정되되, 결속부재가 결속 및 해지되는 결속공이 형성된 로킹부재가 구비된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 밀폐챔버의 상부하우징 상부를 가압하여 기밀을 유지시키는 가압부가 구비된 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 가압부는 상부하우징의 외측에 설치되는 설치부재가 구비되고, 상기 설치부재의 상부에 회동 가능하게 결합 고정되는 가압실린더가 구비되며, 상기 밀폐챔버의 상부하우징 외측에 "ㄱ"자 형상으로 형성된 다수개의 가압부재가 구비되되, 이 가압부재는 서로 연결축에 의해 연결되고, 일측 끝단부에 구비된 가압부재는 가압실린더의 실린더로드에 결합 고정된 것을 특징으로 한다.
나아가, 상기 가압부재는 상부하우징의 양측부에 고정되는 가이드관이 구비되고, 이 가이드관의 양측으로 돌출되게 내측에 위치되어 양측 끝단부에 가압부재의 중앙부가 결합 고정되는 회동축이 구비된 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 염수공급부는 베이스부의 상부프레임에 설치되는 메인공급관이 구비되고, 상기 메인공급관에 결합 고정되어 하부가 밀폐챔버의 상부하우징 내측에 위치되어 하단 측부에 배출공이 형성된 급수관이 구비되며, 상기 상부하우징의 내측 상단에 구비되되, 관 형상으로 형성되고, 중앙부에 급수관의 배출공이 내측에 위치되게 급수관이 결속되는 관통공이 형성된 분배관이 구비된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 필터링부는 밀폐챔버의 길이 방향 양측부에 위치되는 한 쌍의 메인로울러가 구비되고, 상기 밀폐챔버의 하부하우징 하단 외측에 위치되는 한 쌍의 가이드로울러가 구비되며, 상기 메인로울러 및 가이드로울러에 연결되되, 상부가 밀폐챔버의 상,하부하우징의 사이를 통과하는 망 형상의 컨베이어벨트가 구비되고, 상기 한 쌍의 메인벨트로울러 중 어느 하나에 연결되는 벨트작동모터가 구비된 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 컨베이어벨트의 양측부는 상,하부하우징의 외측으로 돌출되어 체인이 구비되고, 상기 베이스부의 베이스프레임에는 체인을 가이드하는 가이드부재가 구비된 것을 특징으로 한다.
나아가, 상기 하부하우징의 내측에는 필터링부의 컨베이어벨트를 지지하는 다수개의 지지로울러가 구비된 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 컨베이어벨트로 물을 분사하는 물분사노즐이 더 구비된 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 컨베이어벨트에는 사각틀 형상으로 형성된 다수개의 보강부재가 더 구비된 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 밀폐챔버에 설치되어 필터링부로부터 필터링된 리튬을 다지는 다짐부가 더 구비된 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 다짐부는 밀폐챔버의 상부하우징 상부에 설치되되, 실린더로드가 내측에 위치되게 설치되는 다짐실린더가 구비되고, 상기 다짐실린더의 실린더로드에 결합 고정되는 다짐부재가 구비된 것을 특징으로 한다.
이와 같이 구성된 본 발명은 밀폐챔버의 기밀을 유지하기 위한 가압력이 우수하여 밀폐챔버의 내측 압력으로부터 상,하부하우징의 사이에 위치한 패킹부가 파손이나 틀림 현상을 방지할 수 있도록 하는 효과가 있다.
즉, 밀폐챔버의 상부하우징의 상단 양측부에 링크 방식으로 동작하는 가압부재를 구비하여 상부하우징의 상단 가장자리부를 균일하게 가압함으로써, 주입되는 에어의 압력에 의해 패킹부가 파손되지 않고 밀폐챔버의 기밀을 유지할 수 있도록 하는 효과가 있다.
그리고, 밀폐챔버의 내측에 위치하는 컨베이어벨트의 상부 전체로 염수가 균일하게 분사되도록 하여 염수에 포함된 리튬을 추출할 때 어느 한쪽으로 편중되지 않고 균일하게 분포되도록 하는 효과가 있다.
또한, 컨베이어벨트의 사각틀 형상의 보강틀을 구획하여 더 구비함으로써, 컨베이어벨트의 처짐 현상을 방지할 수 있도록 하는 효과가 있다.
그리고, 밀폐챔버의 상,하부하우징을 분리시 하부하우징에 설치된 실린더에 의해 상부하우징을 들어올리는 구조로 구성함으로써, 밀폐챔버의 상부하우징 내측 압력이 하부하우징으로 전달되는 것을 방지할 수 있도록 하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 리튬 추출장치를 보인 정면도.
도 2는 본 발명에 따른 리튬 추출장치를 보인 평면도.
도 3은 본 발명에 따른 리튬 추출장치를 보인 측단면도.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 밀폐챔버를 보인 도면.
도 5는 본 발명의 패킹부를 보인 도면.
도 6은 본 발명의 로킹부를 보인 도면.
도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 가압부를 보인 도면.
도 8은 본 발명의 염수공급부를 보인 도면.
도 9a 내지 도 9c는 본 발명의 필터링부를 보인 도면.
도 10a 및 도 10b는 본 발명에 따른 리튬 추출장치의 작용관계를 보인 도면.
이하, 본 발명에 따른 리튬 추출장치에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 리튬 추출장치를 보인 정면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 리튬 추출장치를 보인 평면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 리튬 추출장치를 보인 측단면도이고, 도 4a 및 도 4b는 본 발명의 밀폐챔버를 보인 도면이고, 도 5는 본 발명의 패킹부를 보인 도면이고, 도 6은 본 발명의 로킹부를 보인 도면이고, 도 7a 내지 7c는 본 발명의 가압부를 보인 도면이고, 도 8은 본 발명의 염수공급부를 보인 도면이고, 도 9a 내지 도 9c는 본 발명의 필터링부를 보인 도면이다.
도 1 내지 도 9c에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 리튬 추출장치(100)는 베이스부(110)와, 상기 베이스부(110)에 기밀이 유지되게 설치되는 밀폐챔버(210)와, 상기 밀폐챔버(210)의 기밀을 유지할 수 있도록 설치되는 패킹부(310)와, 상기 밀폐챔버(210)의 내측으로 염수를 공급하는 염수공급부(610)와, 상기 염수로부터 리튬의 입자를 추출하는 필터링부(710)로 구성된다.
여기서, 상기 베이스부(110)는 지면에 안착되는 베이스프레임(112)이 구비되고, 이 베이스프레임(112)에 설치되되, 내측에 공간이 형성되고, 일측부에 배출구(122)가 형성되고, 하단 측부에 배출관(124)이 마련된 케이스(120)가 구비된다.
나아가, 상기 베이스프레임(112)의 상부에는 "∩"자 형상으로 형성되어 소정의 간격으로 이격되게 한 쌍이 구비되어 베이스프레임(112) 상부에 볼트 등 고정수단에 의해 결합 고정되는 상부프레임(130)이 구비된다.
그리고, 상기 밀폐챔버(210)는 베이스부(110)의 케이스(120) 내측에 고정수단을 이용하여 고정 설치되는 하부하우징(212)이 구비된다.
이때, 상기 하부하우징(212)은 상부가 개방되게 내측에 공간이 형성되고, 일측부에는 케이스(120) 외측으로 돌출되게 배출관(214)이 구비되며, 외측부에는 다수개의 받침부재(216)가 구비된다.
여기서, 상기 하부하우징(212)의 상부가 커버되게 하부가 개방되도록 내측에 공간이 형성되고, 외측부에는 볼트 등 고정수단에 의해 결합 고정되는 지지프레임(222)이 마련된 상부하우징(220)이 구비된다.
또한, 상기 패킹부(310)는 하부하우징(212)의 외측부에 구비된 받침부재(216)의 상부에 설치되는 승강실린더(312)가 구비되고, 이 승강실린더(312)의 실린더로드에 결합 고정되는 승강부재(314)가 구비되며, 이 승강부재(314)의 상부에는 하부패킹(316)이 구비된다.
이때, 상기 하부패킹(316)이 결합 고정되는 승강부재(314)의 일측부에 볼트 등 고정수단에 의해 결합 고정되되, "∩"자 형상으로 형성되어 하부하우징(212)의 상단 테두리부에 안착되어 커버하는 커버부재(318)가 구비된다.
여기서, 상기 승강실린더(312)에 대응되게 상부하우징(220)의 외측부에 구비된 지지프레임(222) 하부에 결합 고정되는 지지부재(320)가 구비되고, 이 지지부재(320)의 하부에는 하부패킹(316)에 대응되게 상부패킹(322)이 구비된다.
따라서, 상기 하부패킹(316)과 상부패킹(322)에 의해 밀폐챔버(210)의 내측은 기밀이 유지되고, 승강실린더(312)의 작동에 의해 실린더로드가 인출되면서 승강부재(314)가 상부로 상승함과 동시에 상부패킹(322)을 상부로 상승시켜 상부하우징(220)이 상부로 상승되게 된다.
그리고, 상기 상부하우징(220)이 하부하우징(318)의 상부에 안착될 때 기밀이 유지되도록 상부하우징(220)의 상부를 가압하는 가압부(410)가 구비된다.
여기서, 상기 가압부(410)는 상부하우징(220)의 외측에 설치되는 설치프레임(412)이 구비되고, 이 설치프레임(412)의 상부에 회동 가능하게 가압실린더(414)가 구비된다.
나아가, 상기 상부하우징(220)의 외측부에는 "ㄱ"자 형상으로 형성된 다수개의 가압부재(416)가 구비되되, 다수개의 가압부재(416)는 연결축(418)에 의해 일측 끝단부가 서로 연결되고, 다수개의 가입부재(416) 중 가압실린더(414)에 근접한 위치에 구비된 가압부재(416)는 가압실린더(414)의 실린더로드에 결합 고정되게 된다.
이때, 상기 다수개의 가압부재(416)는 상부하우징(220)의 양측부에 서로 대응되게 구비되되, 양측부에 서로 대응되게 구비된 가압부재(416) 사이에 상부하우징(220)을 폭 방향으로 관통하는 가이드관(420)이 구비되고, 이 가이드관(420)의 양측으로 돌출되게 내측에 결속되는 회동축(422)이 구비되며, 이 회동축(422)의 양측 끝단부에 가압부재(416)의 중앙부가 결합 고정되게 된다.
따라서, 상기 가압실린더(414)의 실리더로드를 인출시키게 되면 실린더로드에 결속된 가압부재가 회동축(422)과 함께 회전함과 동시에 연결축(418)에 의해 서로 연결된 다수개의 가압부재(416)가 동시에 동일하게 회전하게 되고, 상부하우징(220)의 타측부에 구비된 가압부재(416) 또한 회동축(422)에 의해 동일하게 회전하면서 가압부재(416)가 상부하우징(220)의 상부를 가압하게 된다.
또한, 상기 하부하우징(212)의 외측부에 구비된 승강실린더(312)의 작동에 의해 실린더로드가 인출되면서 상부하우징(220)을 상부로 상승시킬 때 상승된 상부하우징(220)을 고정시키는 로킹부(510)가 구비된다.
여기서, 상기 로킹부(510)는 베이스부(110)의 베이스프레임(112)에 볼트 등 고정수단에 의해 결합 고정되는 로킹실린더(512)가 구비되되, 이 로킹실린더(512)는 상부하우징(220)의 외측 길이 방향으로 다수개가 구비된다.
이때, 상기 로킹실린더(512)의 실린더로드에 결합 고정되는 결속부재(514)가 구비된다.
나아가, 상기 상부하우징(220)의 지지프레임(222) 측면에 볼트 등 고정수단에 의해 결합 고정되되, 로킹실린더(512)의 작동에 의해 결속부재(514)가 결속 및 해지되도록 결속공(522)이 형성된 로킹부재(520)가 구비된다.
따라서, 상기 승강실린더(312)의 작동에 의해 상부하우징(220)이 상부로 상승한 상태에서 로킹실린더(512)를 작동시키게 되면 실린더로드가 인출되면서 로킹부재(520)의 결속공(522)으로 결속부재(514)가 결속되게 되어 상부하우징(220)이 상부로 상승한 상태를 유지하게 된다.
반대로, 상기 로킹실린더(512)의 실린더로드를 삽입시키게 되면 결속부재(514)는 결속공(522)으로부터 분리되어 상부하우징(220)을 하강시킬 수 있게 된다.
그리고, 상기 염수공급부(610)는 베이스부(110)의 상부프레임(130)에 설치되어 염수가 저장된 탱크(640)로부터 공급되는 염수를 이동시키는 메인공급관(612)이 구비된다.
이때, 상기 메인공급관(612)에는 제어수단(미도시)의 제어에 의해 메인공급관(612)을 차단 또는 개방하여 염수의 공급을 제어하는 자동밸브(614)가 구비된다.
여기서, 상기 메인공급관(612)에 일측부가 결합 고정되고, 타측부는 상부하우징(220)의 상부를 관통하여 내측에 위치되되, 상부하우징(220)의 내측에 위치하는 끝단부 측면에는 다수개의 배출공(622)이 형성된 급수관(620)이 구비된다.
따라서, 상기 메인공급관(612)을 통하여 이동되는 염수는 급수관(620)으로 공급되고, 이 급수관(620)으로 공급된 염수는 측부에 형성된 배출공(622)을 통하여 배출되게 된다.
나아가, 상기 상부하우징(220)의 내측 상단에 위치되되, 관 형상으로 형성되어 중앙부에 급수관(620)이 관통하는 관통공(632)이 형성되고, 하부에는 다수개의 통공(미도시)이 형성된 분배관(630)이 구비된다.
이때, 상기 분배관(630)의 관통공(632)에 결속된 급수관(620)의 배출공(622)은 분배관(630) 내측에 위치되게 결합 고정되게 된다.
따라서, 상기 급수관(620)의 배출공(622)을 통하여 배출되는 염수는 분배관(630)을 통하여 이동하면서 통공(미도시)을 통하여 하부로 배출되어 염수가 어느 한곳으로 집중되게 공급되지 않고 골고루 분산 공급되게 된다.
한편, 상기 상부하우징(220)이 상부로 상승할 때 급수관(620)은 고정된 상태에서 분배관(630)이 상부하우징(220)과 동일하게 상부로 상승하게 되고, 이때 분배관(630)의 관통공(632)에 결속된 급수관(620)의 안내에 따라 용이하게 분배관(630)이 승하강 동작을 수행할 수 있게 된다.
또한, 상기 필터링부(710)는 밀폐챔버(210)의 길이 방향 전, 후부에 구비되되, 하부하우징(212)과 상부하우징(220)의 경계부에 위치되게 설치되는 한 쌍의 메인로울러(712)가 구비된다.
여기서, 상기 한 쌍의 메인로울러(712)가 설치된 하단부에 설치되되, 밀폐챔버(210)의 하단 외측에 서로 대응되게 설치되는 한 쌍의 가이드로울러(714)가 구비된다.
나아가, 상기 메인로울러(712)와 가이드로울러(714)를 무한궤도로 연결되는 컨베이어벨트(716)를 구비하되, 이 컨베이어벨트(716)는 망 형상으로 형성되어 상부가 하부하우징(212)과 상부하우징(220)의 사이를 통과하도록 구비된다.
이때, 상기 컨베이어벨트(716)에는 사각틀 형상으로 형성되어 컨베이어벨트(716)의 상,하부에 결합 고정되는 보강부재(718)가 구비된다.
따라서, 상기 염수공급부(610)로부터 공급되는 염수는 컨베이어벨트(716)의 상부로 분사되고, 이 컨베이어벨트(716)로 분사된 염수로부터 리튬이 필터링되어 컨베이어벨트(716)의 상부에 리튬이 쌓이게 된다.
아울러, 상기 컨베이어벨트(716)는 밀폐챔버(210)의 폭보다 넓게 제작되어 하부하우징(212)과 상부하우징(220)의 사이 양측부로 돌출되어 양측 끝단부에 체인(720)이 구비되고, 이 체인(720)은 베이스프레임(112)에 설치된 다수개의 가이드부재(722)에 의해 가이드되게 된다.
즉, 상기 가이드부재(722)는 베이스프레임(112)에 체인(720)이 결속되는 가이드공(724)이 형성되어 볼트 등 고정수단에 의해 결합 고정되고, 체인(720)의 일측부에 "ㄴ"자 형상으로 형성된 연결구(726)가 구비되며, 이 연결구(726)에는 체인(720)의 축과 동일한 높이에 컨베이어벨트(716)가 위치되게 지지구(728)가 구비되고, 이 지지구(728)의 상부에 컨베이어벨트(716)가 볼트 등 고정수단에 의해 결합 고정된다.
또한, 상기 케이스(120)에 설치되어 한 쌍의 메인로울러(712) 중 어느 하나에 연결되어 동력을 전달하는 벨트작동모터(730)가 구비된다.
따라서, 상기 벨트작동모터(730)의 작동에 의해 컨베이어벨트(716)가 작동하여 상부에 쌓인 리튬이 케이스(120)의 배출구(122)를 통하여 배출되게 된다.
한편, 상기 밀폐챔버(210)의 내측에는 컨베이어벨트(716)가 처지는 현상을 방지하는 다수개의 지지로울러(740)가 구비된다.
그리고, 상기 케이스(120) 내측에 설치되어 컨베이에벨트(716)로 물을 분사하여 리튬을 배출시키고 컨베이어벨트(716)에 잔류하는 리튬 등 이물질을 제거하는 다수개의 물분사노즐(750)이 구비된다.
따라서, 상기 컨베이어벨트(716)의 상부에 쌓인 리튬은 컨베이어베트(716)의 작동에 의해 케이스(120)에 형성된 배출구(122)를 통하여 배출시킨 후 컨베이어벨트(716)에 잔류하는 리튬 등 이물질은 물분사노즐(750)을 통하여 분사하되는 물에 의해 제거되게 된다.
한편, 상기 밀폐챔버(210)의 상부하우징(220)에 설치되어 컨베이어벨트(716) 상부에 쌓인 리튬의 필터링시 균열이 발생하는 것을 방지하기 위한 다짐부(810)가 구비된다.
여기서, 상기 다짐부(810)는 상부하우징(220)의 상부에 설치되되, 실린더로드가 상부하우징(220)의 내측에 위치되도록 다짐실린더(812)가 구비된다.
나아가, 상기 다짐실린더(812)의 실린더로드에 결합 고정되어 실린더로드의 인출 또는 삽입동작에 의해 컨베이어벨트(716)의 상부에 쌓인 리튬을 다지는 다짐부재(814)가 구비된다.
따라서, 상기 컨베이어벨트(716)에서 필터링되어 쌓인 리튬으로부터 수분을 제거하는 과정에서 발생하는 쌓인 리튬의 갈라짐 등을 방지하기 위하여 주기적으로 다짐실린더(812)를 작동시켜 다짐부재(814)가 쌓인 리튬을 다져주게 된다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 리튬 추출장치에 대한 작용관계를 설명하면 다음과 같다.
도 10a 및 도 10b는 본 발명에 따른 리튬 추출장치에 대한 작용관계를 설명하면 다음과 같다.
이에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 리튬 추출장치(100)는 먼저, 밀폐챔버(210)의 하부하우징(212)과 상부하우징(220)을 서로 밀착시키되, 하부패킹(316)과 상부패킹(322)이 서로 밀착되어 밀폐챔버(210)의 기밀이 유지되게 된다.
이때, 상기 가압부(410)의 가압부재(416)를 이용하여 상부하우징(220)의 상부를 가압하여 상부패킹(322)이 하부패킹(316)에 밀착되게 되어 더욱 견고하게 밀폐챔버(210)의 기밀이 유지되게 된다.
따라서, 상기 밀폐챔버(210)의 내측에서 발생하는 압력에 의해 상부하우징(220)이 하부하우징(212)으로부터 떨어지거나 비틀림 현상이 발생하지 않고 견고하게 밀착된 상태를 유지하게 된다.
그리고, 상기 밀폐챔버(210)의 하부하우징(212)과 상부하우징(220)의 사이에 컨베이어벨트(716)의 상부 구간이 위치되게 된다.
이 상태에서 상기 염수공급부(610)를 통하여 염수를 밀폐챔버(210)의 내측으로 공급시키게 되면 이 염수는 컨베이에벨트(716)를 통과하는 과정에서 염수에 포함된 리튬이 필터링되고, 필터링 되어 컨베이어벨트(716)를 통과한 염수는 하부하우징(212)의 배출관(214)을 통하여 외부로 배출되게 된다.
이때, 상기 밀폐챔버(210)의 내측으로 유입되는 염수의 자중에 의해 컨베이어벨트(716)를 통하여 필터링이 이루어지고, 필터링의 효과를 더욱 증대시키기 위하여 밀폐챔버(210) 내에 별도의 에어압을 가하여 가압력에 의해 필터링이 이루어지게 된다.
이러한 에어압을 밀폐챔버(210)의 내측으로 압력을 가하기 위하여 염수가 공급되는 염수공급부(610)의 위치에는 에어공급수단(미도시)이 구비된다.
한편, 상기 컨베이어벨트(716)의 상부에 필터링이 이루어진 리튬을 용이하게 배출시킬 수 있도록 에어압을 충분히 작용시켜 리튬에서 수분을 최대한 제거하는 것이 바람직하다.
이와 같이 상기 밀폐챔버(210)의 내측으로 유입된 염수로부터 리튬이 추출된 상태에서 승강실린더(312)를 작동시키게 되면 실린더로드가 인출되면서 승강부재(314)이 상승하게 되고, 이때 상부하우징(220)에 구비된 상부패킹(322)과 상부하우징(200)이 동시에 상부로 상승하게 된다.
이렇게, 상기 상부하우징(220)을 상부로 상승시킨 상태에서 로킹실린더(414)를 작동시키게 되면 실린더로드가 인출되면서 결속부재(416)가 로킹부재(520)의 결속공(522)에 결속되어 상부하우징(220)을 상부로 상승된 상태로 고정시키게 된다.
그리고, 상기 로킹부(510)에 의해 상부로 상승한 상부하우징(220)을 고정시킨 상태에서 승강실린더(312)의 실린더로드를 삽입시켜 하부패킹(316)을 원상복귀시킨다.
이 상태에서 상기 컨베이어벨트(716)를 소정의 피치로 이동시키게 되면 컨베이어벨트(716)의 상부에 건조된 리튬은 컨베이어벨트(716)가 이동하는 과정에서 떨어져 케이스(120)의 배출구(122)를 통하여 배출됨과 동시에 새로운 면의 컨베이어벨트(716)가 밀폐챔버(210)의 내측에 위치되게 된다.
이때, 상기 리튬이 제거된 컨베이어벨트(716) 부분은 컨베이어벨트(716)가 무한궤도로 회전하는 과정에서 케이스(120) 내측에 구비된 물분사노즐(750)을 통하여 분사되는 물에 의해 잔류하는 리튬 등이 제거되고, 분사된 물은 케이스(120)의 배출관(124)을 통하여 외부로 배출되게 된다.
따라서, 상기 컨베이어벨트(716)는 궤도운동에 의해 필터링의 위치를 반복적으로 변경하여 전술한 바와 같은 방법에 의해 필터링과 재생을 반복하게 된다.
이와 같은 방법에 의해 염수에 포함된 리튬을 추출함으로써, 리튬을 추출하는 시간을 단축시킬 수 있고, 단시간에 많은 양의 리튬을 추출할 수 있게 된다.
한편, 본 발명에 따른 리튬 추출장치(100)는 염수로부터 리튬을 필터링하는 것을 일예로 설명하고 있으나, 이는 이에 한정되지 않고 철분이 함유된 압연 또는 연삭오일을 필터링할 수도 있다.
상기에서는 본 발명에 따른 리튬 추출장치에 대한 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고, 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이 또한 본 발명의 권리범위에 속한다.

Claims (20)

  1. 리튬 추출장치에 있어서,
    베이스부와,
    상기 베이스부에 설치되어 기밀이 유지되는 밀폐챔버와,
    상기 베이스부에 설치되어 밀폐챔버의 내측으로 염수를 공급하는 염수공급부와,
    상기 밀폐챔버의 내측으로 공급되는 염수로부터 리튬을 필터링하는 필터링부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 리튬 추출장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 베이스부는 지면에 안착되는 베이스프레임이 구비되고,
    상기 베이스프레임에 설치되되, 일측부에 배출구가 형성되며, 하부에 배출관이 마련된 케이스가 구비되고,
    상기 케이스의 상부에 설치되는 상부프레임이 구비된 것을 특징으로 하는 리튬 추출장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 밀폐챔버는 베이스부의 케이스 내측 하단에 설치되는 하부하우징이 구비되고,
    상기 하부하우징의 상부가 커버되게 설치되는 상부하우징이 구비된 것을 특징으로 하는 리튬 추출장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 하부하우징은 상부가 개방되게 내측에 공간이 형성되고, 하부에는 배출관이 구비되며, 외측에는 다수개의 받침부재가 구비된 것을 특징으로 하는 리튬 추출장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 상부하우징은 하부가 개방되게 내측에 공간이 형성되고, 외측부에는 지지프레임이 구비된 것을 특징으로 하는 리튬 추출장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 밀폐챔버의 기밀을 유지할 수 있도록 설치되는 패킹부가 구비된 것을 특징으로 하는 리튬 추출장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 패킹부는 밀폐챔버의 하부하우징에 구비된 받침부재의 상부에 설치되는 승강실린더가 구비되고, 이 승강실린더의 실린더로드에 결속 고정되는 승강부재가 구비되며, 이 승강부재의 상부에는 하부패킹이 구비되고,
    상기 밀폐챔버의 상부하우징에 구비된 지지프레임의 하부에 결합 고정되는 지지부재가 구비되며, 이 지지부재의 하부에는 상부패킹이 구비된 것을 특징으로 하는 리튬 추출장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 밀폐챔버의 상부하우징이 승강시 고정시키는 로킹부가 더 구비된 것을 특징으로 하는 리튬 추출장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 로킹부는 베이스부의 베이스프레임에 결합 고정되는 로킹실린더가 구비되고,
    상기 로킹실린더의 실린더로드에 결합 고정되는 결속부재가 구비되며,
    상기 상부하우징의 지지프레임에 결합 고정되되, 결속부재가 결속 및 해지되는 결속공이 형성된 로킹부재가 구비된 것을 특징으로 하는 리튬 추출장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 밀폐챔버의 상부하우징 상부를 가압하여 기밀을 유지시키는 가압부가 구비된 것을 특징으로 하는 리튬 추출장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 가압부는 상부하우징의 외측에 설치되는 설치부재가 구비되고,
    상기 설치부재의 상부에 회동 가능하게 결합 고정되는 가압실린더가 구비되며,
    상기 밀폐챔버의 상부하우징 외측에 "ㄱ"자 형상으로 형성된 다수개의 가압부재가 구비되되, 이 가압부재는 서로 연결축에 의해 연결되고, 일측 끝단부에 구비된 가압부재는 가압실린더의 실리더로드에 결합 고정된 것을 특징으로 하는 리튬 추출장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 가압부재는 상부하우징의 양측부에 고정되는 가이드관이 구비되고, 이 가이드관의 양측으로 돌출되게 내측에 위치되어 양측 끝단부에 가압부재의 중앙부가 결합 고정되는 회동축이 구비된 것을 특징으로 하는 리튬 추출장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 염수공급부는 베이스부의 상부프레임에 설치되는 메인공급관이 구비되고,
    상기 메인공급관에 결합 고정되어 하부가 밀폐챔버의 상부하우징 내측에 위치되어 하단 측부에 배출공이 형성된 급수관이 구비되며,
    상기 상부하우징의 내측 상단에 구비되되, 관 형상으로 형성되고, 중앙부에 급수관의 배출공이 내측에 위치되게 급수관이 결속되는 관통공이 형성된 분배관이 구비된 것을 특징으로 하는 리튬 추출장치.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 필터링부는 밀폐챔버의 길이 방향 양측부에 위치되는 한 쌍의 메인로울러가 구비되고,
    상기 밀폐챔버의 하부하우징 하단 외측에 위치되는 한 쌍의 가이드로울러가 구비되며,
    상기 메인로울러 및 가이드로울러에 연결되되, 상부가 밀폐챔버의 상,하부하우징의 사이를 통과하는 망 형상의 컨베이어벨트가 구비되고,
    상기 한 쌍의 메인벨트로울러 중 어느 하나에 연결되는 벨트작동모터가 구비된 것을 특징으로 하는 리튬 추출장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 컨베이어벨트의 양측부는 상,하부하우징의 외측으로 돌출되어 체인이 구비되고,
    상기 베이스부의 베이스프레임에는 체인을 가이드하는 가이드부재가 구비된 것을 특징으로 하는 리튬 추출장치.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 하부하우징의 내측에는 필터링부의 컨베이어벨트를 지지하는 다수개의 지지로울러가 구비된 것을 특징으로 하는 리튬 추출장치.
  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 컨베이어벨트로 물을 분사하는 물분사노즐이 더 구비된 것을 특징으로 하는 리튬 추출장치.
  18. 제 14 항에 있어서,
    상기 컨베이어벨트에는 사각틀 형상으로 형성된 다수개의 보강부재가 더 구비된 것을 특징으로 하는 리튬 추출장치.
  19. 제 1 항에 있어서,
    상기 밀폐챔버에 설치되어 필터링부로부터 필터링된 리튬을 다지는 다짐부 가 더 구비된 것을 특징으로 하는 리튬 추출장치.
  20. 제 1 항에 있어서,
    상기 다짐부는 밀폐챔버의 상부하우징 상부에 설치되되, 실린더로드가 내측에 위치되게 설치되는 다짐실린더가 구비되고,
    상기 다짐실린더의 실린더로드에 결합 고정되는 다짐부재가 구비된 것을 특징으로 하는 리튬 추출장치.
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