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Alternative Title: Recovery of Lithium Carbonate(Li2CO3) from Lithium Sulphate(Li2SO4) using Thermal Reaction

Abstract: 본 연구는 리튬함유광물인 Spodumene(LiAlSi2O6)으로부터 황산 침출을 통해 생성된 황산 리튬(Li2SO4)으로부터 Carbonation을 통한 탄산 리튬(Li2CO3)의 회수에 관한 연구를 실시하였다.
실험은 Carbon powder 함량에 따른 Carbonation 영향, Carbonation 반응 온도, Carbonation 반응 시간, 분위기 등의 영향을 줄 수 있는 인자들에 대한 실험을 실시하였다. Carbon powder와 황산 리튬의 비율은 1:1, 1:2, 1:4의 비율로 실시하였으며, 반응 온도는800℃, 900℃, 반응 시간은 1hr, 2hr, 3hr으로 실험을 실시하였다. 실험 결과 황산 리튬의 Carbonation 최적 조건은 첨가제(Carbon powder) 와의 비율1:4, 반응온도900℃, 반응시간2hr으로 결과를 확인하였다. Carbonation후 탄산 리튬을 선택적으로 회수하기 위해 증류수에 수침출을 진행하였으며, 증류수와 Carbonation후 분말의 비율을 1:10, 1:20, 1:30으로, 수침출 시간은 1시간, 2시간, 3시간으로 실험을 진행 하였다. 실험결과 1:30으로 3시간 수침출 하였을 때, 가장 많은 양의 리튬을 회수 할 수 있었다.
최종적으로 본 실험을 통해 리튬 회수율 95%이상, 리튬의 순도99wt% 이상의 탄산리튬 용액을 회수 하였다.

URI: https://repository.pknu.ac.kr:8443/handle/2021.oak/23789
http://pknu.dcollection.net/common/orgView/200000289837

Table Of Contents: Ⅰ. 서론 1
1.1 연구배경 1

Ⅱ. 이론적 배경 3
2.1 Lithium의 개요 3
2.1.1 Lithium의 정의 3
2.1.2 Lithium의 용도 4
2.1.3 Lithium의 매장 현황 7
2.1.4 Lithium의 생산 현황 11
2.1.4 Lithium의 처리 및 용도 14
2.2 리튬 광석의 제련법 16
2.2.1 황산법을 통한 리튬화합물제조 17
2.2.2 석회법을 통한 리튬화합물 제조 18
2.2.3 점토형 리튬 원료로부터 리튬화합물 제조 19
2.2.4 염수로부터 리튬화합물 제조 20
2.3 리튬 농축을 통한 리튬 화합물 제조 24
2.3.1 진공증발법 24
2.3.2 용매 추출법 25
2.3.3 전기 투석법 25
2.4 Carbonation을 통한 탄산리튬(Li2CO3) 제조의 필요성 26

Ⅲ. 실험방법 및 결과 29
3.1 실험 재료 및 장비 29
3.1.1 원시료 29
3.1.1 실험 장비 31
3.2 실험 방법 33
3.2.1 실험의 목적 33
3.2.2 열역학적 메커니즘 분석 34
3.2.3 TGA 열중량 분석 37
3.2.4 Carbonation 41
3.1.5 수침출 및 여과 42

Ⅳ. 실험 결과 및 고찰 43
4.1 Carbonation 43
4.1.1 Carbonation 온도 조건에 따른 상변화 43
4.1.2 Carbonation 첨가제 비율 조건에 따른 상변화 45
4.1.3 Carbonation 반응 시간 조건에 따른 상변화 47
4.1.4 증류수 비율 조건에 따른 수침출 50
4.1.5 침출 시간 조건에 따른 수침출 52
4.1.6 건조를 통한 탄산리튬(Li2CO3) 분말 회수 54

Ⅴ. 결론 59

Ⅵ. 참고문헌 61

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