재결정화법을 이용한 탄산리튬 내 황산이온 제거에 관한 연구
A Study on the Removal of Sulfate in Li2CO3 by Recrystallization
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초록
증류수 및 염산용액을 사용하여 용해 및 재결정화 공정을 통한 탄산리튬 내 황산이온(SO4 ) 제거에 관한 연구를 진행하였다. 증류수를 사용하여 탄산리튬 용해 시 용액 온도가 감소할수록 탄산리튬의 용해량이 증가하여 2.5 ℃에서 약 1.50 wt.%의 용해량을 나타내었다. 또한 해당 탄산리튬 용해액을 사용하여 탄산나트륨을 첨가하며 재결정화할 경우, 온도 증가에 따라 재결정화율이 증가하여 95 ℃에서49.00 %의 재결정화율을 나타내었다. 한편, 염산 용액을 사용한 탄산리튬 용해 시 반응 온도의 영향은 없었으며 염산농도가 증가함에 따라 탄산리튬의 용해량이 증가하여 2.0 M 염산 용액에서 7.10 wt.%를 나타내었다. 또한 이 용액을 사용하여 탄산나트륨을 첨가하며 재결정화를 진행하였을 때 반응 온도 70 ℃에서 탄산리튬의 재결정화율은 86.10 %이었고, 황산이온 제거율은 96.50 % 이상이었다. 이후 수세 과정을 통하여 재결정화된 탄산리튬으로부터 나트륨을 99.10 % 이상, 황산이온을 99.90 % 이상 제거하여 순도 99.10 %의 정제된 탄산리튬을 회수할 수 있었다.
Abstract
In order to remove sulfate(SO4 2- ) and purify the Li2CO3, dissolution and recrystallization of crude Li2CO3 using distilled water and HCl solution was performed. When Li2CO3 was dissolved using distilled water, the amount of dissolved Li2CO3(wt.%) increased as the solution temperature decrease and showed about 1.50 wt.% at 2.5°C. In addition, when Na2CO3 was added and the Li2CO3 solution was recrystallized, the recrystallization(%) increased with increasing temperature, resulting in a 49.00 % at 95 ℃. On the other hand, when Li2CO3 was dissolved using HCl solution, there was no effect of reaction temperature. As the concentration of HCl solution increased, the amount of dissolved Li2CO3(wt.%) increased, indicating 7.10 wt.% in 2.0 M HCl solution. When the LiCl solution was recrystallized by adding Na2CO3, it exhibited a recrystallization(%) of 86.10 % at a reaction temperature of 70 ℃, and showed a sulfate ion removal(%) of 96.50 % or more. Finally, more than 99.10 % of Na and more than 99.90 % of sulfate were removed from the recrystallized Li2CO3 powder through water washing, and purified Li2CO3 with a purity of 99.10 % could be recovered.
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