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폐리튬이차전지로부터 고순도의 인산리튬을 제조하는 제1공정 및 상기 고순도 인산리튬으로부터 고순도 황산리튬을 제조하고 상기 고순도 황산리튬으로부터 저순도 조탄산리튬을 제조하는 제2공정에 의해 제조되어 20~200um의 크기의 다결정 상태이며 불순물로 나트륨 및 황산이온을 함유하는 저순도 조탄산리튬을 물과 혼합하여 조탄산리튬 슬러리를 제조하는 단계(a);상기 조탄산리튬 슬러리를 탄산화하여 용해시키는 단계(b);상기 탄산화된 조탄산리튬 슬러리를 1차 고액분리하고 여과액을 수득하는 단계(c);상기 1차 고액분리에서 수득한 여과액에 가용성 바륨염을 첨가하여 황산바륨을 침전시키는 단계(d);상기 황산바륨이 침전된 여과액을 2차 고액분리하여 여과액을 수득하는 단계(e);상기 2차 고액분리로부터 수득한 여과액에 탄산리튬 종결정을 혼합하여 상기 여과액의 용해된 탄산리튬을 상기 탄산리튬 종결정의 표면에 석출시켜 입도가 제어된 고순도 탄산리튬을 포함하는 고순도 탄산리튬 슬러리를 제조하는 단계(f); 및상기 입도 및 입도 분포가 제어된 고순도 탄산리튬 슬러리에 탄산화를 수행하여 입도 분포 및 형상이 제어된 고순도 탄산리튬을 제조하는 단계(g);를 포함하는 저순도 조탄산리튬으로부터 입도, 입도분포 및 형상이 조절된 고순도 탄산리튬을 제조하는 방법에 있어서,상기 단계(f)의 탄산리튬 석출은 입도가 2 내지 5um인 탄산리튬종결정을 상기 2차 고액분리로부터 수득한 여과액 1 리터에 대하여 5 내지 50g을 첨가한 후 1기압 이하의 감압 환경, 50 내지 100℃의 온도범위 및 50 내지 400rpm의 교반속도 범위의 조건에서 반응시켜 수행하거나 입도가 2 내지 5um인 탄산리튬종결정을 상기 2차 고액분리로부터 수득한 여과액 1 리터에 대하여 5 내지 50g을 첨가한 후 0
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제 1 항에 있어서, 상기 제1공정은,폐리튬이차전지 폐액을 활성탄에 통과시켜 유기물을 제거하는 단계(h);상기 유기물이 제거된 폐리튬이차전지 폐액에 포함된 리튬이온의 농도를 측정한 후 Na3PO4, Na2HPO4, NaH2PO4, K3PO4, 또는 H3PO4를 포함하는 가용성인산염 또는 상기 가용성인산염의 수용액을 상기 유기물이 제거된 페리튬이차전지 폐액 내에 존재하는 리튬이온 농도의 2배 당량으로 첨가하여 인산리튬-폐액을 제조하는 단계(i);상기 인산리튬-폐액에 NaOH 또는 KOH를 포함하는 pH 조절제를 첨가하여 pH를 13이상으로 유지하고 70℃에서 60분간 반응 시킨 후 고액분리를 수행하여 고체상으로 석출되는 저순도 인산리튬 제조하는 단계(j);상기 고체상으로 석출된 저순도 인산리튬 1중량부에 대하여 10중량부의 물을 첨가하고 H3PO4, H2CO3, H2SO4, HNO3, 또는 HCl을 포함하는 산 또는 상기 산의 수용액을 첨가하여 pH가 10인 인산리튬 숙성용액을 제조하는 단계(k);상기 인산리튬숙성용액을 상온에서 30분 이상 교반하여 상기 인산리튬을 숙성하는 단계(l);상기 숙성된 인산리튬 숙성용액에 수산화리튬 수용액을 상기 산 첨가량의 당량만큼 첨가하여 pH가 13인 인산리튬 석출용액을 제조하는 단계(m); 및 상기 인산리튬 석출용액을 70℃에서 60분 이상 교반하여 고순도 인산리튬을 수득하는 단계(n);를 포함하며,상기 제2공정은,고순도의 인산리튬을 황산수용액과 혼합하여 인산리튬-황산혼합액을 제조하는 단계(o);상기 인산리튬-황산혼합액을 농축하고 고액분리를 수행하여 고체상의 고순도 황산리튬을 수득하는 단계(p);상기 고순도 황산리튬을 물 또는 수산화나트륨 수용액에 용해하고 황산리튬 수용액의 pH를 12이상으로 유지함으로써 잔류인산을 인산리튬으로 침전한 다음 고액분리하여 인성분이 제거된 황산리튬수용액을 수득하는 단계(q); 및상기 황산리튬수용액에 탄산염, 탄산염수용액 또는 탄산가스를 첨가하여 탄산리튬을 침전하고 고액분리하여 고체상의 20~200um의 크기의 다결정 상태인 저순도 조탄산리튬을 수득하는 단계(r);를 포함하는 것을 특징으로 하는 저순도 조탄산리튬으로부터 입도, 입도분포 및 형상이 조절된 고순도 탄산리튬을 제조하는 방법
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제 3 항에 있어서, 상기 단계(q)의 잔류인산을 인산리튬으로 침전시키는 반응은 상기 황산리튬 수용액의 농도가 0
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제 3 항에 있어서, 상기 단계(r)의 탄산리튬의 침전반응은 황산리튬 수용액의 황산리튬 농도를 0
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제 1 항에 있어서, 상기 단계(a)의 조탄산리튬 슬러리는 조탄산리튬 1중량부에 대하여 5 내지 20 중량부의 물을 혼합하여 제조하는 것을 특징으로 하는 저순도 조탄산리튬으로부터 입도, 입도분포 및 형상이 조절된 고순도 탄산리튬을 제조하는 방법
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제 1 항에 있어서, 상기 단계(b)의 조탄산리튬 슬러리 탄산화는 1리터의 조탄산리튬 슬러리에 대하여 500ml/min 유속의 탄산가스(CO2)를 1시간 공급하는 것을 특징으로 하는 저순도 조탄산리튬으로부터 입도, 입도분포 및 형상이 조절된 고순도 탄산리튬을 제조하는 방법
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제 1 항에 있어서, 상기 단계 (d)의 가용성 바륨염은 질산바륨, 염화바륨, 수산화바륨, 및 황화바륨으로 구성된 군으로부터 선택된 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물이 0
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제 1 항에 있어서, 상기 단계(f)의 탄산리튬 석출과정에서 발생하는 이산화탄소(CO2)는 회수하여 조탄산리튬 슬러리를 탄산화(단계(b))에 재사용하는 것을 특징으로 하는 저순도 조탄산리튬으로부터 입도, 입도분포 및 형상이 조절된 고순도 탄산리튬을 제조하는 방법
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