함리튬 부산물에서 리튬 회수를 위한 친환경 건식배소 공정 개발

초록

본 연구에서는 친환경 수침출 공정을 통하여 함리튬 부산물 및 폐기물로부터 리튬을 회수하는 건식 배소 공정을 개발하였다. 건식 공정을 통한 LIBs 리싸이클링 공정의 경우, 리튬이 산화물 형태로 슬래그에 농축되어 회수하는데 어려움이 따른다. 리튬 회수를 위한 산침출의 습식 공정이 아닌, 수침출을 통한 친환경 리튬 회수 공정 개발을 위하여 건식 배소 공정을 개발하였으며, 배소 온도 및 첨가물에 따른 열역학적 안정상의 변화와 리튬 회수율을 평가하였다. 함리튬 부산물 및 폐기물의 일반적인 형태인 Li2O-Al2O3-SiO2 계에서 CaO, CaO-CaCl2을 첨가하여 고온 배소하는 경우에 대하여 상용 열역학 계산 소프트웨어인 FactSage를 통하여 예측하고, 실제 결정상의 변화를 분석하였다. 배소 온도, 첨가물 조성, 열처리 시간, 수침출 시간에 따른 리튬 회수율의 변화를 확인하였으며, 최적의 첨가물 조성과 조업 조건을 도출하였다. 또한 수침출 공정 중 Cl의 수침출 거동을 확인하였으며, 최종적으로 기존의 리튬 분리/추출 공정과 연계하여 함리튬 부산물 및 폐기물로부터 건식 배소 공정을 활용하여 리튬을 회수하는 공정을 제안하였다