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CDI를 이용한 고효율 리튬 회수 시스템 및 방법

  • 기술번호 : KST2021006686
  • 담당센터 : 대전기술혁신센터
  • 전화번호 : 042-610-2279
요약, Int. CL, CPC, 출원번호/일자, 출원인, 등록번호/일자, 공개번호/일자, 공고번호/일자, 국제출원번호/일자, 국제공개번호/일자, 우선권정보, 법적상태, 심사진행상태, 심판사항, 구분, 원출원번호/일자, 관련 출원번호, 기술이전 희망, 심사청구여부/일자, 심사청구항수의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 서지정보 표입니다.
요약 본 발명의 목적은 현재 폐수 처리되고 있는 고품위 리튬 자원의 효율적 회수뿐만 아니라 폐수 처리를 위한 고효율 CDI 공정을 적용하여 리튬 화합물의 제조시 요구되는 리튬 용액의 농축(Li conc. 003e# 1%) 공정에 적용하여 기존의 리튬 추출 기술(침전법, 용매추출법, 기계식 증발/농축법 등)이 지닌 환경 부하 및 높은 공정 비용을 개선하기 위한 CDI를 이용한 고효율 리튬 회수 방법을 제공하는 것이다. 상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 CDI를 이용한 고효율 리튬 회수 방법은, 전위 또는 전류를 인가한 상태에서 리튬 폐수를 CDI부의 내부로 공급하여 리튬 이온을 1차 탈염시키는 제 1 단계; 농도 또는 전도율 센서의 모니터링을 통해 1차 탈염의 완료를 확인하면, 리튬 폐수 공급 밸브를 폐쇄하고, 상기 전위 또는 상기 전류를 적용한 상태에서 가스 블로우부에 의해 에어 블로잉을 수행하여 상기 CDI부의 내부에 잔류하는 용매를 정수조로 이동시키는 제 2 단계; 및 상기 에어 블로잉을 완료 후, 정수조 밸브를 폐쇄하고, 농축액 저장조 밸브를 개방한 후, 상기 전위 또는 상기 전류를 차단하거나 또는 상기 전위 또는 상기 전류를 역으로 인가하여 정수조로부터 탈착 용액을 공급하여 전극에 흡착된 리튬 이온을 탈착시키고 상기 가스 블로우부에 의해 에어 블로잉을 수행하여 탈착된 상기 리튬 이온을 농축액 저장조로 이동시켜 1차 농축시키는 제 3 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Int. CL C22B 26/12 (2006.01.01) C22B 3/04 (2006.01.01)
CPC C22B 26/12(2013.01) C22B 3/045(2013.01)
출원번호/일자 1020190147472 (2019.11.18)
출원인 한국지질자원연구원
등록번호/일자
공개번호/일자 10-2021-0059987 (2021.05.26) 문서열기
공고번호/일자
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 등록
심사진행상태 수리
심판사항
구분
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2019.11.18)
심사청구항수 11

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 한국지질자원연구원 대한민국 대전광역시 유성구

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 류태공 대전광역시 유성구
2 권한중 대전광역시 서구
3 손원근 대전광역시 대덕구

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 특허법인(유한) 대아 대한민국 서울특별시 강남구 역삼로 ***, 한양빌딩*층(역삼동)

최종권리자

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번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 [특허출원]특허출원서
[Patent Application] Patent Application
2019.11.18 수리 (Accepted) 1-1-2019-1179069-74
2 선행기술조사의뢰서
Request for Prior Art Search
2020.07.14 수리 (Accepted) 9-1-9999-9999999-89
3 [출원서 등 보정]보정서
[Amendment to Patent Application, etc.] Amendment
2020.07.23 수리 (Accepted) 1-1-2020-0769459-95
4 선행기술조사보고서
Report of Prior Art Search
2020.10.16 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-6-2020-0190474-71
5 의견제출통지서
Notification of reason for refusal
2021.02.16 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2021-0134153-95
6 [명세서등 보정]보정서
[Amendment to Description, etc.] Amendment
2021.04.12 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) 1-1-2021-0424905-45
7 [거절이유 등 통지에 따른 의견]의견서·답변서·소명서
2021.04.12 수리 (Accepted) 1-1-2021-0424904-00
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번호 청구항
1 1
전위 또는 전류를 인가한 상태에서 리튬 폐수를 CDI부의 내부로 공급하여 리튬 이온을 1차 탈염시키는 제 1 단계;농도 또는 전도율 센서의 모니터링을 통해 1차 탈염의 완료를 확인하면, 리튬 폐수 공급 밸브를 폐쇄하고, 상기 전위 또는 상기 전류를 적용한 상태에서 가스 블로우부에 의해 에어 블로잉을 수행하여 상기 CDI부의 내부에 잔류하는 용매를 정수조로 이동시키는 제 2 단계; 및상기 에어 블로잉을 완료 후, 정수조 밸브를 폐쇄하고, 농축액 저장조 밸브를 개방한 후, 상기 전위 또는 상기 전류를 차단하거나 또는 상기 전위 또는 상기 전류를 역으로 인가하여 정수조로부터 탈착 용액을 공급함으로써 전극에 흡착된 리튬 이온을 탈착시키고 상기 가스 블로우부에 의해 에어 블로잉을 수행하여 탈착된 상기 리튬 이온을 농축액 저장조로 이동시켜 1차 농축시키는 제 3 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는,CDI를 이용한 고효율 리튬 회수 방법
2 2
제 1 항에 있어서,상기 전위 또는 상기 전류를 인가한 상태에서 리튬 폐수를 CDI부의 내부로 공급하여 리튬 이온을 2차 탈염시키는 제 4 단계;상기 농도 또는 전도율 센서의 모니터링을 통해 2차 탈염의 완료를 확인하면, 상기 리튬 폐수 공급 밸브를 폐쇄하고, 상기 가스 블로우부에 의해 에어 블로잉을 수행하여 상기 CDI부의 내부에 잔류하는 용매를 정수조로 이동시키는 제 5 단계; 및상기 전위 또는 상기 전류를 차단하거나 또는 상기 전위 또는 상기 전류를 역으로 인가하여 1차 농축이 완료된 상기 농축액 저장조로부터 1차 농축액을 탈착 용액으로 공급하여 전극에 흡착된 리튬 이온을 탈착시켜 상기 농축액 저장조로 이동시켜 2차 농축시키는 제 6 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는,CDI를 이용한 고효율 리튬 회수 방법
3 3
제 2 항에 있어서,상기 제 4 단계 내지 상기 제 6 단계를 복수회 반복 수행하여 농축 횟수에 따라 상기 리튬 폐수로부터 상기 리튬 용액을 농축시키는 것을 특징으로 하는,CDI를 이용한 고효율 리튬 회수 방법
4 4
제 1 항에 있어서,상기 1차 탈염 중 배출되는 정수는 상기 정수조로 이동되는 것을 특징으로 하는,CDI를 이용한 고효율 리튬 회수 방법
5 5
제 1 항에 있어서,상기 제 3 단계 이후,상기 가스 블로우부에 의해 에어 블로잉을 수행하여 상기 CDI부의 내부에 잔류하는 용액을 상기 농축액 저장조로 이동시키는 것을 특징으로 하는,CDI를 이용한 고효율 리튬 회수 방법
6 6
제 2 항에 있어서,상기 제 6 단계 이후,상기 가스 블로우부에 의해 에어 블로잉을 수행하여 상기 CDI부의 내부에 잔류하는 용액을 상기 농축액 저장조로 이동시키는 것을 특징으로 하는,CDI를 이용한 고효율 리튬 회수 방법
7 7
제 2 항에 있어서,상기 리튬 이온을 탈착시 상기 CDI부와 연결된 상기 농축액 저장조 라인의 내경 사이즈는 상기 정수조와 연결된 라인의 내경 사이즈보다 작은 것을 특징으로 하는,CDI를 이용한 고효율 리튬 회수 방법
8 8
제 3 항에 있어서,상기 리튬 용액의 리튬 이온 농도 변화값은 탈착 횟수가 증가할수록 증가하는 것을 특징으로 하는,CDI를 이용한 고효율 리튬 회수 방법
9 9
제 3 항에 있어서,상기 리튬 용액의 농축은 흡착과 탈착의 반복 횟수에 따라 증가하는 것을 특징으로 하는,CDI를 이용한 고효율 리튬 회수 방법
10 10
제 3 항에 있어서,상기 리튬 용액의 탈착 횟수가 증가할수록 상기 탈착 용액의 전도율이 증가하는 것을 특징으로 하는,CDI를 이용한 고효율 리튬 회수 방법
11 11
CDI부의 내부에서 리튬 이온의 탈염이 완료되면 가스 블로우부에 의해 에어 블로잉을 수행하여 상기 CDI부의 내부에 잔류하는 용매를 정수조로 이동시키는 A단계를 포함하는 것을 특징으로 하는,CDI를 이용한 고효율 리튬 회수 방법
12 12
제 11 항에 있어서,전위 또는 전류를 차단하거나 또는 상기 전위 또는 상기 전류를 역으로 인가하여 정수조로부터 탈착 용액을 공급하여 전극에 흡착된 리튬 이온을 탈착시키는 B 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는,CDI를 이용한 고효율 리튬 회수 방법
13 13
제 12 항에 있어서,상기 가스 블로우부에 의해 에어 블로잉을 수행하여 탈착된 상기 리튬 이온을 농축액 저장조로 이동시켜 1차 농축시키는 C 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는,CDI를 이용한 고효율 리튬 회수 방법
14 14
제 13 항에 있어서,상기 전위 또는 상기 전류를 차단하거나 또는 상기 전위 또는 상기 전류를 역으로 인가하여 1차 농축이 완료된 상기 농축액 저장조로부터 1차 농축액을 탈착 용액으로 공급하여 전극에 흡착된 리튬 이온을 탈착시켜 상기 농축액 저장조로 이동시켜 2차 농축시키는 D단계를 포함하는 것을 특징으로 하는,CDI를 이용한 고효율 리튬 회수 방법
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CDI부의 내부에서 탈염이 완료되면 가스 블로우부에 의해 에어 블로잉을 수행하여 상기 CDI부의 내부에 잔류하는 용매를 정수조로 이동시키는 것을 특징으로 하는,CDI를 이용한 고효율 리튬 회수 시스템
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제 15 항에 있어서,상기 CDI부는,다공성 탄소로 이루어진 복수의 전극으로 형성되는 것을 특징으로 하는,CDI를 이용한 고효율 리튬 회수 시스템
17 17
제 15 항에 있어서,상기 CDI부는,음이온 교환막 또는 양이온 교환막을 포함하는 것을 특징으로 하는,CDI를 이용한 고효율 리튬 회수 시스템
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순번 연구부처 주관기관 연구사업 연구과제
1 산업통상자원부 (주)세화이에스 소재부품기술개발(R&D) 저급염호 및 공정폐수로부터 리튬회수를 위한 MCDI용 피치계 전극소재 제조 및 리튬이차전지 양극재 원료용 리튬화합물 제조기술 개발
2 미래창조과학부 한국지질자원연구원 주요 사업-산업화형 타이타늄 스크랩으로부터 절삭공구용 복합 타이타늄 탄질화물 원료 상용화 기술 개발