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리튬함유 폐액으로부터 D2EHPA에 의한 리튬의 회수
Recovery of Li from the Lithium Containing Waste Solution by D2EHPA 원문보기

資源리싸이클링 = Journal of the Korean Institute of Resources Recycling, v.23 no.5, 2014년, pp.21 - 27  

안효진 (대진대학교) ,  안재우 (대진대학교) ,  이기웅 ((주)성일하이텍) ,  손현태 ((주)성일하이텍)

초록
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리튬함유 폐액에서 $D_2EHPA$를 추출제로 사용하여 용매추출법에 의해 리튬의 회수에 관한 연구를 실시하였다. 수용액상의 pH, 추출제 농도 및 상비 변화 등 리튬의 추출에 영향을 미칠 수 있는 인자들에 대한 실험을 실시하였다. 실험 결과, 평형 pH가 증가할수록 리튬의 추출율이 증가하였고, pH 6.0에서 20% $D_2EHPA$에 의해 최대 50%의 리튬 추출율을 보였다. McCabe-Thiele diagram 분석으로 부터 리튬은 상비(O/A) 3.0에서 4단으로 95%이상 추출이 가능하였다. 한편 탈거액으로 황산을 사용하였고, 리튬 탈거의 최적 황산 농도는 90 ~ 120 g/L 이었다. 연속탈거 공정을 통하여 리튬이 11.85 g/L까지 농축 가능하였으며, 이 용액으로 부터 침전법에 의해 탄산리튬의 제조가 가능하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

A study on the solvent extraction for the recovery of Li from lithium-containing waste solution was investigated using $D_2EHPA$ as an extractant. The experimental parameters, such as the pH of the aqueous solution, concentration of extractant and phase ratio were observed. Experimental r...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 따라서 본 연구에서는 저농도의 용액에서 고농도로 분리·농축효과가 우수한 용매추출 기술을 적용하여 리튬을 회수하는 기술을 개발하고자 하였다.
  • . 따라서 저농도의 리튬 용액을 농축해야 할 필요가 있기 때문에 리튬이 추출된 유기상을 탈거반응시에 농축시키기 위하여 탈거 과정 중 상비 조절 및 연속적인 탈거를 통하여 탈거액 중의 리튬을 농축 시키고자 하였다. 실험 조건으로는 먼저 리튬이 추출된 유기상을 이용하여 하나의 탈거액에 여러 유기상을 교체해 가면서 탈거 시 pH를 조절하면서 탈거반응을 시키는 방식의 연속식 탈거 방법을 채택하였다.
  • 리튬폐액으로부터 용매추출법을 이용하여 리튬을 회수한 용액을 이용 하여 습식법으로 탄산리튬(Li2CO3)을 제조하기 위한 기초 실험을 진행하였다. 1차적으로 리튬폐액에서 추출과 탈거공정을 거쳐 리튬을 농축한 황산리튬(Li2SO4)용액을 사용하여 탄산리튬을 제조하는 원료로 사용하였고 다음과 같은 순서로 진행하였고 이에 대한 전체 공정도를 Fig.
  • 일반적으로 리튬을 탄산리튬으로 침전하여 회수하기 위해서는 황산리튬용액중의 리튬이온농도가 적어도 11 g/L 이상은 되어야한다11). 본 연구에서는 1차적으로 저농도의 리튬 용액으로부터 용매추출 기술을 이용하여 11 g/L 이상의 고농도의 황산리튬 용액을 얻는 것이 목적이며, 리튬의 분리 및 농축에 관한 최적 조건을 도출하고 최종적으로 탄산리튬을 제조하고자 하였다.
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참고문헌 (11)

  1. KERI. Oversea Economic Research Institute "Industrial trend of Lithium secondary batteries", Vol. 2011-2012. 

  2. Uong Chon, Gichun Han, Kiyoung Kim and Ki Hong Kim, 2010 : "Current Status of Lithium Resources" J. of Korean Inst. of Resources Recycling. 19(3), 3-8. 

  3. J. Xu, H.R. Thomas, R.W. Francis, et al., 2008 : "A review of processes and technologies for the recycling of lithiumion secondary batteries." J. Power sources 177, 512-527. 

  4. Dorella, G., Mansur, M., 2007 : "A study of the separation of cobalt from spent Li-ion battery residues." J. Power sources 170, 210-215. 

  5. Swain, B., Jeong., Lee, J.C. et al., 2007 : "Hydrometallurgical process for recovery of cobalt from waste cathodic active material generated during manufacturing of lithium batteries." J. Power sources 167, 536-544. 

  6. Zhang, W.P., Yokoyama, T., Itabashi, O., et al., 1998 : "Hydrometallurgical process for recovery of metal values from spent lithium-ion secondary batteries." Hydrometallurgy 47, 259-271. 

  7. Shin, S.M., Kim, N.H., Sohn, J. S., 2005 : "Development of a metal recovery process from Li-ion battery wastes." Hydrometallurgy 79, 172-181. 

  8. T. Georgi-Maschler., B. Friedrich, R. Weyhe, H. Heegn, M. Rutz, 2012 : "Development of a recycling process for Li-ion batteries" J. of Power Source 207, 173-182. 

  9. JP Patent 2006-57142 "Method for recovery of lithium" 

  10. Jae-Woo Ahn, Hyo-Jin Ahn, Seong-Ho Son and Ki-Woong Lee, 2012 : "Solvent extraction of Ni and Li from sulfate leach liquor of the cathode active materials of spent of Liion batteries by PC88A" J. of Korean Inst. of Resources Recycling, 21(6), 58-64. 

  11. O. Sitando, P.L. Crouse, 2012 : "Processing of a Zimbabwean petalite to obtain lithium carbonate' Internal Journal of Mineral Processing, 102-103, 45-50. 

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