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1) 리튬이온을 포함하는 원료 용액에서 불용성 리튬 화합물을 침전시키는 단계;2) 상기 불용성 리튬 화합물을 하기 일반식 1의 구조를 갖는 화합물과 수열반응시켜 황산리튬 수용액을 제조하는 단계; 및3) 상기 황산리튬 수용액으로부터 리튬이온 회수용 리튬 화합물을 수득하는 단계; 를 포함하는고회수율로 리튬 화합물을 제조하는 방법:[일반식 1]Ax(SOy)z상기 일반식 1에 있어서, A는 마그네슘, 칼슘, 나트륨, 칼륨, 철(Fe), 암모늄 및 알루미늄 중에서 선택된 하나 이상의 양이온이고, y는 2~4의 정수이며, z는 1 또는 3이다
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제1항에 있어서,상기 불용성 리튬화합물은 리튬 인산화물(Li3PO4), 리튬 불화물(LiF) 및 리튬 알루미네이트(LiAlO2) 중에서 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 고회수율로 리튬 화합물을 제조하는 방법
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제2항에 있어서,상기 1) 단계는 상기 원료 용액에 침전제를 투입하여 불용성 리튬 화합물을 침전시키되,상기 침전제의 투입 당량비는 상기 원료 용액의 리튬 이온에 대하여 0
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제1항에 있어서,상기 1) 단계는1-1) 저농도의 리튬용액을 막축전식 탈염공정(MCDI)을 통하여 리튬 이온을 농축하여 상기 원료 용액을 제조하는 전처리 단계; 및1-2) 상기 원료 용액에서 불용성 리튬 화합물을 침전시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는고회수율로 리튬 화합물을 제조하는 방법
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제4항에 있어서,상기 저농도의 리튬 용액은 리튬 염호, 리튬화합물 제조공정의 폐액, 리튬이차전지 양극재 세척수 및 리튬이차전지 재활용 공정폐액 중 선택된 하나 이상으로부터 유래한 것을 특징으로 하는고회수율로 리튬 화합물을 제조하는 방법
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제4항에 있어서,상기 1-1) 단계에서 상기 저농도 리튬 용액과 상기 원료 용액의 리튬 이온 농도는 하기의 관계식 (1) 및 (2)를 만족하는 것을 특징으로 하는고회수율로 리튬 화합물을 제조하는 방법:(1) (2) 상기 관계식 (1) 및 (2)에 있어서, 는 상기 저농도 리튬 용액에 포함된 리튬 이온의 농도를 나타내고 은 상기 원료 용액에 포함된 리튬 이온의 농도를 나타낸다
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제4항에 있어서,상기 1-1) 단계를 반복 수행하되,축전식 탈염공정을 반복 수행할 때 리튬이온이 전극에 흡착된 후 축전식 탈염공정을 반복 수행하기 전, 전위를 0
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제1항에 있어서,상기 2) 단계의 상기 일반식 1로 표시되는 화합물은 황산마그네슘(MgSO4), 아황산마그네슘(MgSO3), 차아황산마그네슘(MgSO2), 황산칼슘(CaSO4), 아황산칼슘(CaSO3), 차아황산칼슘(CaSO2), 황산나트륨(Na2SO4), 아황산나트륨(Na2SO3), 차아황산나트륨(Na2SO2), 황산칼륨(K2SO4), 아황산칼륨(K2SO3), 차아황산칼륨(K2SO2), 황산제일철(FeSO4), 아황산제일철(FeSO3), 차아황산제일철(FeSO2), 황산제이철(Fe2(SO4)3), 아황산제이철(Fe2(SO3)3), 차아황산제이철(Fe2(SO2)3), 황산암모늄((NH4)2SO4), 황산알루미늄(Al2(SO4)3), 아황산알루미늄(Al2(SO3)3), 및 차아황산알루미늄 (Al2(SO2)3) 중에서 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는고회수율로 리튬 화합물을 제조하는 방법
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제1항에 있어서,상기 2) 단계는 상기 불용성 리튬 화합물을 상기 일반식 1의 구조를 갖는 화합물의 수용액과 40~300℃의 온도에서 수열반응을 수행하며, 하기 관계식 (3) 및 (4)를 만족하는 것을 특징으로 하는고회수율로 리튬 화합물을 제조하는 방법:(3) (4) 상기 관계식 (3) 및 (4)에 있어서, 은 상기 수열반응에 투입하는 불용성 리튬 화합물의 질량(g)을 나타내고, 은 상기 수열반응에 투입하는 상기 일반식 1의 구조를 갖는 화합물의 수용액의 부피(L)를 나타내며,는 상기 수열반응에 투입하는 리튬 이온의 몰수를 나타내고 는 상기 일반식 1의 구조를 갖는 화합물의 수용액 내 황(S) 원자의 몰수를 나타낸다
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제1항에 있어서,상기 2) 단계에 의하여 제조된 황산리튬 수용액은 10,000 ~ 34,000 mg/L의 농도로 리튬 이온을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는고회수율로 리튬 화합물을 제조하는 방법
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제1항에 있어서,상기 3) 단계는3-1) 상기 황산리튬 수용액을 알칼리 용제로 정제하는 단계; 및3-2) 상기 정제된 황산리튬 수용액에 탄산화 반응 또는 수산화반응을 수행하여 탄산리튬 또는 수산화리튬을 수득하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는고회수율로 리튬 화합물을 제조하는 방법
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제11항에 있어서,상기 3-1) 단계에서는 알칼리 용제로 정제하되 pH 9~12
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제1항에 있어서,상기 리튬이온 회수용 리튬 화합물은 양극재 원료용 리튬 화합물인 것을 특징으로 하는고회수율로 리튬 화합물을 제조하는 방법
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