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인산 리튬을 준비하는 단계;상기 인산 리튬과 황산을 혼합하여 혼합물을 수득하는 단계;상기 혼합물 내 반응을 통해 상기 인산 리튬이 황산 리튬으로 전환되는 단계; 및상기 황산 리튬을 고상으로 분리하는 단계;를 포함하고, 상기 혼합물 내 반응을 통해 상기 인산 리튬이 황산 리튬으로 전환되는 단계;에서, 상기 혼합물의 액상 내 인 (P) 및 황 (S)의 합계 농도가 ([P+S] mol/L) 5 mol/L 이상이고, 상기 인산 리튬과 황산을 혼합하여 혼합물을 수득하는 단계; 및 상기 혼합물 내 반응을 통해 상기 인산 리튬이 황산 리튬으로 전환되는 단계;는, 인산 리튬과 황산의 직접 반응을 통하여 고농도 인산용액을 생성시키고, 상기 고농도 인산용액은 황산 이온이 존재하는 고농도 인산 용액이고, 상기 황산 이온이 존재하는 고농도 인산용액에서 고상의 황산 리튬 (Li2SO4)이 석출되는 것인 리튬 화합물의 제조 방법
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제1항에 있어서, 상기 혼합물 내 반응을 통해 상기 인산 리튬이 황산 리튬으로 전환되는 단계;의 반응은 하기 반응식 1의 반응을 포함하는 것인 리튬 화합물의 제조 방법
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제2항에 있어서, 상기 인산 리튬을 준비하는 단계;는, 고상의 인산 리튬 자체를 준비하는 단계; 또는 고상의 인산 리튬을 용매에 슬러리 상태로 준비하는 단계;인 것인 리튬 화합물의 제조 방법
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제3항에 있어서, 상기 인산 리튬을 준비하는 단계;는, 고상의 인산 리튬을 용매에 슬러리 상태로 준비하는 단계;이며, 상기 용매는 물 또는 인산인 것인 리튬 화합물의 제조 방법
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제4항에 있어서, 상기 황산 리튬을 고상으로 분리하는 단계;에서, 고상의 황산 리튬을 분리하고 남은 여액인 고농도 인산을 회수하는 단계;를 더 포함하는 것인 리튬 화합물의 제조 방법
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제5항에 있어서, 상기 고농도 인산의 농도는 40 중량% 이상인 것인 리튬 화합물의 제조 방법
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제5항에 있어서, 상기 회수된 고농도의 인산은,상기 고상의 인산 리튬을 용매에 슬러리 상태로 준비하는 단계;의 용매로 재사용되는 것인 리튬 화합물의 제조 방법
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제5항에 있어서, 상기 회수된 고농도의 인산은,상기 인산 리튬을 준비하는 단계; 이전의 인산 리튬의 생산에 이용되는 것인 리튬 화합물의 제조 방법
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제2항에 있어서,상기 황산 리튬을 고상으로 분리하는 단계; 이후에, 상기 분리된 고상의 황산 리튬을 세척하는 단계; 및상기 세척수를, 상기 고상의 인산 리튬을 용매에 슬러리 상태로 준비하는 단계;의 용매로 재사용하는 단계;를 포함하는 것인 리튬 화합물의 제조 방법
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제9항에 있어서,상기 분리된 고상의 황산 리튬을 세척하는 단계;는, 순수(DI water)를 이용하는 것인 리튬 화합물의 제조 방법
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제10항에 있어서,상기 분리된 고상의 황산 리튬을 세척하는 단계;는, 알코올계 용매를 이용하고, 상기 알코올계 용매를 포함하는 세척수는, 증류를 통해 알코올계 용매를 회수하여 고상의 황산 리튬을 세척하는 단계;에 재사용하는 것인 리튬 화합물의 제조 방법
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제1항에 있어서,상기 분리된 황산 리튬을 순수에 용해시켜 황산 리튬 수용액을 제조하는 단계; 및 상기 황산 리튬 수용액을 바이폴라막을 포함하는 전기 투석 장치를 이용하여 수산화 리튬으로 전환하는 단계;를 더 포함하는 것인 리튬 화합물의 제조 방법
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제12항에 있어서,상기 전환된 수산화 리튬을 탄화시켜 탄산 리튬을 수득하는 단계;를 더 포함하는 리튬 화합물의 제조 방법
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제9항에 있어서,상기 분리된 고상의 황산 리튬을 세척하는 단계;는, 순수(DI water)를 이용하고, 2회 이상의 세척 단계를 포함하는 것인 리튬 화합물의 제조 방법
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제14항에 있어서,상기 분리된 고상의 황산 리튬을 세척하는 단계;는,n차 세척에 의한 n차 세척수를 수득하는 단계; 상기 n차 세척수 중 일부를, 상기 세척수를 상기 고상의 인산 리튬을 용매에 슬러리 상태로 준비하는 단계의 용매로 재사용하는 단계; 및상기 n차 세척수 중 남은 잔액 및 추가 순수를 혼합하여 황산 리튬을 n+1차 세척하는 단계;를 포함하는 것인 리튬 화합물의 제조 방법
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제15항에 있어서,상기 n+1차 세척수 전체를 n+2차 세척에 사용하는 단계;상기 n+2차 세척에 의한 n+2차 세척수 중 일부를, 상기 세척수를 상기 고상의 인산 리튬을 용매에 슬러리 상태로 준비하는 단계의 용매로 재사용하는 단계; 및 상기 n+2차 세척수 중 남은 잔액 및 추가 순수를 혼합하여 황산 리튬을 n+3차 세척하는 단계;를 포함하는 것인 리튬 화합물의 제조 방법
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제12항에 있어서,상기 황산 리튬 수용액을 바이폴라막을 포함하는 전기 투석 장치를 이용하여 수산화 리튬으로 전환하는 단계;에서, 상기 전기 투석 장치는, 마주 보는 바이폴라막 사이에, 음이온 분리막 및 양이온 분리막이 순차적으로 위치하는 구조인 것인 리튬 화합물의 제조 방법
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제17항에 있어서,상기 황산 리튬 수용액을 바이폴라막을 포함하는 전기 투석 장치를 이용하여 수산화 리튬으로 전환하는 단계;는, 추가적인 별도의 산(acid) 투입 없이 pH 3
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제18항에 있어서,상기 황산 리튬 수용액을 바이폴라막을 포함하는 전기 투석 장치를 이용하여 수산화 리튬으로 전환하는 단계;에서, 상기 전기 투석 장치로 투입되는 황산 리튬은, 공정 운전 중, 연속적으로 투입되는 것인 리튬 화합물의 제조 방법
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제18항에 있어서,상기 황산 리튬 수용액을 바이폴라막을 포함하는 전기 투석 장치를 이용하여 수산화 리튬으로 전환하는 단계;에서, 상기 전기 투석 장치로 투입되는 황산 리튬은, 원료 물질임과 동시에 pH 조절제로의 역할을 수행하는 것인 리튬 화합물의 제조 방법
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