(57)【要約】      （修正有）【課題】リチウムイオンを吸脱着する陸上型リチウム回収装置を提供する。【解決手段】陸上に配置され、リチウムが溶存したリチウム含有水を供給受けて、リチウム含有水中に溶存したリチウムを吸着させ、再び脱着させてリチウム抽出液を排出する複合部２００と、複合部２００の一側に配置され、供給管３１０が備えられて複合部２００に淡水を供給し、複合部２００を洗浄する洗浄部３００と、洗浄部３００の一側に配置され、脱着液を貯蔵したり、供給管３１０を介して脱着液を移送して複合部２００に供給する脱着液部４００と、複合部２００の一側に配置され、脱着液部４００から供給された脱着液が複合部２００を通過して生成されるリチウム抽出液を受け取って貯蔵する抽出液部５００と、を含む、リチウムイオン吸脱着工程のための陸上型リチウム回収装置。【選択図】図１
2018172775.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
陸上に配置され、リチウムが溶存したリチウム含有水を供給受けて、前記リチウム含有水中に溶存したリチウムを吸着させ、再び脱着させてリチウム抽出液を排出する複合部と、
前記複合部の一側に配置され、供給管が備えられて前記複合部に淡水を供給し、前記複合部を洗浄する洗浄部と、
前記洗浄部の一側に配置され、脱着液を貯蔵したり、前記供給管を介して脱着液を移送して前記複合部に供給する脱着液部と、
前記複合部の一側に配置され、前記脱着液部から供給された脱着液が複合部を通過して生成されるリチウム抽出液を受け取って貯蔵する抽出液部と、を含む、リチウムイオン吸脱着工程のための陸上型リチウム回収装置。
【請求項２】
リチウムが溶存したリチウム含有水を供給する供給部と、
陸上に配置され、前記リチウム含有水が流入されてリチウム含有水中に溶存したリチウムを吸着させ、再び脱着させてリチウム抽出液を排出する複合部と、
前記複合部の一側に配置され、供給管が備えられて前記複合部に淡水を供給し、前記複合部を洗浄する洗浄部と、
前記洗浄部の一側に配置され、脱着液を貯蔵したり、前記供給管を介して脱着液を移送して前記複合部に供給する脱着液部と、
前記複合部の一側に配置され、前記脱着液部から供給された脱着液が複合部を通過して生成されるリチウム抽出液を受け取って貯蔵する抽出液部と、
前記複合部の一側に配置され、前記複合部内の圧力を調節して前記リチウム含有水の流れを調節する圧力調節部と、
前記圧力調節部と連通されてリチウムが回収されたリチウム含有水を排出する排出部と、
前記複合部のリチウム含有水と、前記洗浄部の淡水と、前記脱着液部の脱着液の流れを制御する制御部と、を含む、リチウムイオン吸脱着工程のための陸上型リチウム回収装置。
【請求項３】
前記リチウム含有水は、
近海で取水管を用いて直接取水される海水であるか、前記供給部の周囲に配置された原子力発電所または火力発電所の冷却用の海水であることを特徴とする、請求項２に記載のリチウムイオン吸脱着工程のための陸上型リチウム回収装置。
【請求項４】
前記リチウム含有水は、
前記供給部の周囲の塩湖から取水管を用いて取水される塩水であることを特徴とする、請求項２に記載のリチウムイオン吸脱着工程のための陸上型リチウム回収装置。
【請求項５】
前記リチウム含有水は、
前記供給部の周囲の地下から排出される地熱水であることを特徴とする、請求項２に記載のリチウムイオン吸脱着工程のための陸上型リチウム回収装置。
【請求項６】
前記リチウム含有水は、
淡水化設備から排出される濃縮水であることを特徴とする、請求項２に記載のリチウムイオン吸脱着工程のための陸上型リチウム回収装置。
【請求項７】
前記複合部は、
ハウジングと、
前記ハウジング内側に備えられ、前記供給部と連通される複数の導管と、
前記複数の導管内部に設けられて、前記リチウム含有水と直接接触され、リチウム含有水に溶存したリチウムイオンが吸着されたり、脱着液が流入される場合にも、形態を維持しながら、リチウムイオンが脱着される固定ブロックと、
前記複数の導管の両端に設けられ、リチウム含有水を調節する流量調節手段と、
前記流量調節手段の一側に配置されて、前記固定ブロックの汚染度を測定する感知手段と、を含むことを特徴とする、請求項２に記載のリチウムイオン吸脱着工程のための陸上型リチウム回収装置。
【請求項８】
前記ハウジングは、
一面が開放され得るように備えられて、前記固定ブロックの汚染状態を確認することができ、前記固定ブロックを分離して、入れ替えできることを特徴とする、請求項７に記載のリチウムイオン吸脱着工程のための陸上型リチウム回収装置。
【請求項９】
前記複数の導管は、
互いに分離されて備えられ、導管内に設けられる固定ブロックが、前記リチウム含有水によって汚染された場合には、入れ替えできることを特徴とする、請求項７に記載のリチウムイオン吸脱着工程のための陸上型リチウム回収装置。
【請求項１０】
前記複数の導管は、
内側にスプリンクラーが配置されることを特徴とする、請求項７に記載のリチウムイオン吸脱着工程のための陸上型リチウム回収装置。
【請求項１１】
前記流量調節手段は、
前記リチウム含有水の流量変動による圧力差を感知して、圧力差を一定のレベルに維持し、あらかじめ指定された流量に調節する自動調節バルブであることを特徴とする、請求項７に記載のリチウムイオン吸脱着工程のための陸上型リチウム回収装置。
【請求項１２】
前記固定ブロックは、
リチウムマンガン酸化物をハニカム形状ブロックまたは多孔質ブロックに成形するが、脱着液によってリチウムが溶出（ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ）されたイオンふるい型（ｉｏｎ−ｓｉｅｖｅ）マンガン酸化物吸着剤であることを特徴とする、請求項７に記載のリチウムイオン吸脱着工程のための陸上型リチウム回収装置。
【請求項１３】
前記固定ブロックは、
前記複数の導管に設けられた固定ガイドに挿入されて固定されることを特徴とする、請求項７に記載のリチウムイオン吸脱着工程のための陸上型リチウム回収装置。
【請求項１４】
前記固定ブロックは、
前記複数の導管内で一定の間隔を置いて互いに離隔されて設けられることを特徴とする、請求項７に記載のリチウムイオン吸脱着工程のための陸上型リチウム回収装置。
【請求項１５】
前記固定ブロックは、
固定ブロック間の離隔距離が各固定ブロックの長さの１／２以下であることを特徴とする、請求項１４に記載のリチウムイオン吸脱着工程のための陸上型リチウム回収装置。
【請求項１６】
前記圧力調節部は、
主ポンプと予備ポンプに分離されて備えられることを特徴とする、請求項２に記載のリチウムイオン吸脱着工程のための陸上型リチウム回収装置。
【請求項１７】
前記脱着液部は、
前記複合部に備えられた固定ブロックからリチウムイオンがすべて溶出されるまで脱着液を供給して、
前記脱着液を複合部から脱着液部へ連続的に循環させることを特徴とする、請求項２に記載のリチウムイオン吸脱着工程のための陸上型リチウム回収装置。
【請求項１８】
前記抽出液部は、
前記脱着液部から供給される脱着液を複合部に供給し、リチウムイオンを脱着させて、リチウム抽出液を形成するが、
前記リチウム抽出液があらかじめ選定された基準濃度を超える場合には、前記リチウム抽出液を回収して貯蔵することを特徴とする、請求項２に記載のリチウムイオン吸脱着工程のための陸上型リチウム回収装置。
【請求項１９】
前記排出部は、
シールピット（ｓｅａｌ  ｐｉｔ）で備えられて、重力による流体の流れによってリチウムが回収されたリチウム含有水を排出することを特徴とする、請求項２に記載のリチウムイオン吸脱着工程のための陸上型リチウム回収装置。
【請求項２０】
（ａ）リチウムマンガン酸化物を成形して固定ブロックを製造するステップと、
（ｂ）前記固定ブロックを複数の導管内部に配置するステップと、
（ｃ）前記複数の導管内部に脱着液を導入して、前記リチウムマンガン酸化物のリチウムを溶出させて排出し、イオンふるい型マンガン酸化物吸着剤を形成するステップと、
（ｄ）リチウムを含有する脱着液を回収して、前記複数の導管に循環させるステップと、
（ｅ）前記固定ブロックが、イオンふるい型マンガン酸化物吸着剤に変化したか否かを判断するステップと、
（ｆ）前記固定ブロックが、マンガン酸化物吸着剤に変化した場合には、リチウム含有水を取水して前記複数の導管内部に導入して、リチウム含有水中の溶存リチウムイオンを固定ブロックに吸着させるステップと、
（ｇ）前記導管内部に脱着液を導入し、前記固定ブロックでリチウムイオンを脱着（ｄｅｓｏｒｐｔｉｏｎ）させてリチウム抽出液を製造するステップと、
（ｈ）前記リチウム抽出液中のリチウムイオンの含量を確認するステップと、
（ｉ）あらかじめ選定された基準を超える場合には、前記リチウム抽出液を分離して抽出液部に貯蔵するステップと、  （ｊ）前記固定ブロックの汚染有無を確認するステップと、  
（ｋ）あらかじめ選定された基準以上の汚染が確認される場合には、前記リチウム含有水の導入を遮り、淡水を前記複数の導管に導入して固定ブロックの汚染物質を除去するステップと、
（ｌ）前記固定ブロックの汚染が除去された以後に、リチウム含有水を取水して前記複数の導管内部に導入して、リチウム含有水中の溶存リチウムを固定ブロックに吸着させるステップと、を含むことを特徴とする、陸上型リチウム回収装置を用いたリチウム回収方法。
【請求項２１】
前記（ａ）ステップにおいて、
リチウムマンガン酸化物をハニカム形状ブロックまたは多孔質ブロックに成形するが、前記固定ブロックが固定ガイドを通じて固定され得るように製造されることを特徴とする、請求項２０に記載の陸上型リチウム回収装置を利用したリチウム回収方法。
【請求項２２】
前記（ｂ）ステップにおいて、
前記固定ブロックを複数の導管内部に配置するが、固定ブロック間の隔離距離は、隣接した固定ブロックの長さの１／２以下になるように設けることを特徴とする、請求項２０に記載の陸上型リチウム回収装置を利用したリチウム回収方法。
【請求項２３】
前記（ｅ）ステップにおいて、
前記固定ブロックがイオンふるい型マンガン酸化物吸着剤に変化しない場合には、前記（ｃ）ステップに回帰されることを特徴とする、請求項２０に記載の陸上型リチウム回収装置を利用したリチウム回収方法。
【請求項２４】
前記（ｆ）ステップにおいて、
前記複数の導管の両端に流量調節手段を設けて、制御部が前記流量調節手段を制御して複数の導管に導入されるリチウム含有水の流れを個別的に制御することを特徴とする、請求項２０に記載の陸上型リチウム回収装置を利用したリチウム回収方法。
【請求項２５】
前記（ｈ）ステップにおいて、
前記リチウム抽出液中のリチウムイオン含量があらかじめ選定された基準以下である場合には、前記（ｇ）ステップに回帰されることを特徴とする、請求項２０に記載の陸上型リチウム回収装置を利用したリチウム回収方法。
【請求項２６】
前記（ｊ）ステップにおいて、
前記複数の導管の両端に感知手段を設けて、前記固定ブロックの汚染か否かを判断して、汚染が生じると、制御部が、淡水を導入して前記固定ブロックを洗浄することを特徴とする、請求項２０に記載の陸上型リチウム回収装置を利用したリチウム回収方法。
【請求項２７】
前記（ｆ）ステップにおいて、
前記固定ブロックにリチウムイオンが吸着されるが、吸着効率が最初の吸着効率よりも３０％以下に減少する場合には、前記固定ブロックを入れ替えできることを特徴とする、請求項２０に記載の陸上型リチウム回収装置を利用したリチウム回収方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リチウム含有水に溶存したリチウムを吸着及び脱着過程を通じて分離し、これを通じてリチウムを大量に生産することができるリチウム回収装置及び回収方法に関するものであって、特に、海上に設けられるプラントではない陸上型プラントを用いて大量にリチウムを回収することができるイオン吸脱着工程のための陸上型リチウム回収装置及びこれを用いたリチウム回収方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
リチウムは、二次電池、特殊ガラス、酸化物単結晶、航空、スプリング材などに幅広く利用される稀少な非鉄金属である。特に、最近、携帯電話、ノートブック及び電気自動車産業の発展に応じて、多量の二次電池が要求されて、リチウムの消費量は、増加し続けている傾向にある。
【０００３】
リチウムは、自然の状態で塩の形態で存在し、主に塩湖、岩塩などに全体埋蔵量の７０％以上が分布され、主に炭酸リチウムの形態で回収される。但し、リチウム産出国が偏在して生産量が一定ではないため安定したリチウムの確保が非常に難しく、安定したリチウムの確保は、産業発展のための必須の条件となっている。
【０００４】
一方、海水には、約２千５百億トンのリチウムイオンが溶解していると推定され、重要なリチウム供給源として認識され始めた。しかしながら、濃度が海水１リットル当たり０．１７ｍｇで非常に低く、大量にリチウムを回収し難く、リチウムイオン回収に対する経済性を考えるとき、リチウムイオンを選択的且つ低コストで回収するシステムが必要である。
【０００５】
従来に、海水からリチウムイオン回収のために、イオン交換吸着法、溶媒抽出法、共沈法のような方法などが研究されたし、このような試みのうちで、非常に高い選択性を持ったイオン交換特性を有したマンガン酸化物系無機吸着体を用いたリチウムイオン回収方法が最も好ましい方法中の一つである。従って様々なマンガン酸化物系無機吸着剤が開発されている。マンガン酸化物系無機吸着剤は、リチウムイオンを含む溶液で水素イオンとリチウムイオンとのイオン交換、すなわち、位相溶出（ｔｏｐｏｔａｃｔｉｃ  ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ）により、前記液体のリチウムイオンを吸着し、以後、リチウムイオンを吸着した無機吸着剤は、希塩酸水溶液で水素イオンとリチウムイオンとのイオン交換を通じて、リチウムイオンの回収を可能にする。従って、このようなマンガン酸化物系無機吸着剤は、繰り返して使用できるメリットを有する。
【０００６】
本発明者たちは、マンガン酸化物系無機吸着剤の製造方法として、リチウムマンガン酸化物及びその製造方法、並びに前記酸化物を用いるリチウム吸着剤（特許文献１、大韓民国登録特許第０９３９５１６号、公告日２０１０．０２．０３）を開示して、非常に優れたリチウムマンガン酸化物を提供した。
【０００７】
さらに、近海のリチウム吸着設備及び沿岸のリチウム分離設備を使用した海水のリチウム回収装置（特許文献２、大韓民国登録特許１３８８５４８号、公告日２０１４．０４．２３）を開示し、近海のリチウム吸着設備及び沿岸のリチウム分離設備を使用するリチウム回収装置を開示したところがある。
【０００８】
但し、近海のリチウム吸着設備を設けて、リチウム吸着手段を海水に担持する方式は、リチウム吸着手段を海水と接触させる面積を最大に増加させて、リチウムの回収効率を非常に大きく増加させることができるが、海上プラントの場合には、気象条件に影響を受け、海上に配置されるので、陸上に配置されるリチウム吸着手段に比べて、リチウム吸着手段のメンテナンスが難しく、リチウムの全体の生産コストが増加する問題点がある。
【０００９】
従って、リチウム吸着手段を陸上に配置して、リチウム吸着手段のメンテナンスをより容易にして、リチウム生産の効率を増加させ得る装置の開発が非常に至急な実情である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】大韓民国登録特許第０９３９５１６号（公告日２０１０．０２．０３．）
【００１１】
【特許文献２】大韓民国登録特許第１３８８５４８号（公告日２０１４．０４．２３．）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
従って、本発明は、海上に配置されるリチウム吸着手段でのリチウム吸着過程、及びリチウム抽出手段で行われるリチウム抽出過程をすべて陸上で１つのシステムを通じて吸／脱着過程が行われるようにして、従来の海上型プラントに比べてシステムの運用及びメンテナンスコストを大きく減少させ、リチウム回収効率を大きく増加させるのにある。
【００１３】
本発明が解決しようとする課題は、以上で言及した課題（など）に制限されず、言及されなかったまた他の課題（など）は、以下の記載から当業者に明らかに理解され得るだろう。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前記課題を解決するために、本発明は、陸上に配置され、リチウムが溶存したリチウム含有水を供給受けて、前記リチウム含有水中に溶存したリチウムを吸着させ、再び脱着させてリチウム抽出液を排出する複合部と、前記複合部の一側に配置され、供給管が備えられて前記複合部に淡水を供給し、前記複合部を洗浄する洗浄部と、前記洗浄部の一側に配置され、脱着液を貯蔵したり、前記供給管を介して脱着液を移送して前記複合部に供給する脱着液部と、前記複合部の一側に配置され、前記脱着液部から供給された脱着液が複合部を通過して生成されるリチウム抽出液を受け取って貯蔵する抽出液部と、を含むリチウムイオン吸脱着工程のための陸上型リチウム回収装置を提供する。
【００１５】
本発明の一具体例において、本発明は、リチウムが溶存したリチウム含有水を供給する供給部と、陸上に配置され、前記リチウム含有水が流入されてリチウム含有水中に溶存したリチウムを吸着させ、再び脱着させてリチウム抽出液を排出する複合部と、前記複合部の一側に配置され、供給管が備えられて前記複合部に淡水を供給し、前記複合部を洗浄する洗浄部と、前記洗浄部の一側に配置され、脱着液を貯蔵したり、前記供給管を介して脱着液を移送して前記複合部に供給する脱着液部と、前記複合部の一側に配置され、前記脱着液部から供給された脱着液が複合部を通過して生成されるリチウム抽出液を受け取って貯蔵する抽出液部と、前記複合部の一側に配置され、前記複合部内の圧力を調節して前記リチウム含有水の流れを調節する圧力調節部と、前記圧力調節部と連通されてリチウムが回収されたリチウム含有水を排出する排出部と、前記複合部のリチウム含有水と、前記洗浄部の淡水と、前記脱着液部の脱着液の流れを制御する制御部と、を含むリチウムイオン吸脱着工程のための陸上型リチウム回収装置を提供する。
【００１６】
また、前記リチウム含有水は、近海で取水管を用いて直接取水される海水であるか、前記供給部の周囲に配置された原子力発電所または火力発電所の冷却用の海水であり得る。
【００１７】
また、前記リチウム含有水は、前記供給部の周囲の塩湖から取水管を用いて取水される塩水であり得る。
【００１８】
また、前記リチウム含有水は、前記供給部の周囲の地下から排出される地熱水であり得る。
【００１９】
また、前記リチウム含有水は、淡水化設備から排出される濃縮水であり得る。
【００２０】
また、前記複合部は、ハウジングと、前記ハウジング内側に備えられ、前記供給部と連通される複数の導管と、前記複数の導管内部に設けられて、前記リチウム含有水と直接接触され、リチウム含有水に溶存したリチウムイオンが吸着されたり、脱着液が流入される場合にも、形態を維持しながら、リチウムイオンが脱着される固定ブロックと、前記複数の導管の両端に設けられ、リチウム含有水を調節する流量調節手段と、前記流量調節手段の一側に配置されて、前記固定ブロックの汚染度を測定する感知手段と、を含むことができる。
【００２１】
また、前記ハウジングは、一面が開放され得るように備えられて、前記固定ブロックの汚染状態を確認することができ、固定ブロックを分離して、入れ替えできる。
【００２２】
また、前記複数の導管は、互いに分離されて備えられ、導管内に設けられる固定ブロックが、前記リチウム含有水によって汚染された場合には、入れ替えできる。
【００２３】
また、前記複数の導管は、内側にスプリンクラーが配置され得る。
【００２４】
また、前記流量調節手段は、リチウム含有水の流量変動による圧力差を感知して、圧力差を一定のレベルに維持し、あらかじめ指定された流量に調節する自動調節バルブであり得る。
【００２５】
また、前記固定ブロックは、リチウムマンガン酸化物をハニカム形状ブロックまたは多孔質ブロックに成形するが、脱着液によってリチウムが溶出（ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ）されたイオンふるい型（ｉｏｎ−ｓｉｅｖｅ）マンガン酸化物吸着剤であり得る。
【００２６】
また、前記固定ブロックは、前記複数の導管に設けられた固定ガイドに挿入されて固定され得る。
【００２７】
また、前記固定ブロックは、前記複数の導管内で一定の間隔を置いて互いに離隔されて設けられ得る。
【００２８】
また、前記固定ブロックは、固定ブロック間の離隔距離が各固定ブロックの長さの１／２以下であり得る。
【００２９】
また、前記圧力調節部は、主ポンプと予備ポンプに分離されて備えられることができる。
【００３０】
また、前記脱着液部は、前記複合部に備えられた固定ブロックからリチウムイオンがすべて溶出されるまで脱着液を供給して、前記脱着液を複合部から脱着液部へ連続的に循環させ得る。
【００３１】
また、前記抽出液部は、前記脱着液部から供給される脱着液を複合部に供給し、リチウムイオンを脱着（ｄｅｓｏｒｐｔｉｏｎ）させて、リチウム抽出液を形成するが、前記リチウム抽出液があらかじめ選定された基準濃度を超える場合には、前記リチウム抽出液を回収して貯蔵することができる。
【００３２】
また、前記排出部は、シールピット（ｓｅａｌ  ｐｉｔ）で備えられて、重力による流体の流れによってリチウムが回収されたリチウム含有水を排出することができる。
【００３３】
本発明の他の側面によれば、本発明は、（ａ）リチウムマンガン酸化物を成形して固定ブロックを製造するステップと、（ｂ）前記固定ブロックを複数の導管内部に配置するステップと、（ｃ）前記複数の導管内部に脱着液を導入して、前記リチウムマンガン酸化物のリチウムを溶出させて排出し、イオンふるい型マンガン酸化物吸着剤を形成するステップと、（ｄ）リチウムを含有する脱着液を回収して、前記複数の導管に循環させるステップと、（ｅ）前記固定ブロックが、イオンふるい型マンガン酸化物吸着剤に変化したか否かを判断するステップと、（ｆ）前記固定ブロックが、マンガン酸化物吸着剤に変化した場合には、リチウム含有水を取水して前記複数の導管内部に導入して、リチウム含有水中の溶存リチウムを固定ブロックに吸着させるステップと、（ｇ）前記導管内部に脱着液を導入して、前記固定ブロックでリチウムイオンを脱着させてリチウム抽出液を製造するステップと、（ｈ）前記リチウム抽出液中のリチウムイオンの含量を確認するステップと、（ｉ）あらかじめ選定された基準を超える場合には、リチウム抽出液を分離して抽出液部に貯蔵するステップと、（ｊ）前記固定ブロックの汚染有無を確認するステップと、（ｋ）あらかじめ選定された基準以上の汚染が確認される場合には、前記リチウム含有水の導入を遮り、淡水を前記複数の導管に導入して固定ブロックの汚染物質を除去するステップと、（ｌ）前記固定ブロックの汚染が除去された以後に、リチウム含有水を取水して前記複数の導管内部に導入して、リチウム含有水中の溶存リチウムを固定ブロックに吸着させるステップと、を含む陸上型リチウム回収装置を用いたリチウム回収方法を提供する。
【００３４】
また、前記（ａ）ステップにおいて、リチウムマンガン酸化物をハニカム形状ブロックまたは多孔質ブロックに成形するが、前記固定ブロックが固定ガイドを通じて固定され得るように製造され得る。
【００３５】
また、前記（ｂ）ステップにおいて、前記固定ブロックを複数の導管内部に配置するが、固定ブロック間の隔離距離は、隣接した固定ブロックの長さの１／２以下になるように設けられ得る。
【００３６】
また、前記（ｅ）ステップにおいて、前記固定ブロックがイオンふるい型マンガン酸化物吸着剤に変化しない場合には、前記（ｃ）ステップに回帰され得る。
【００３７】
また、前記（ｆ）ステップにおいて、前記複数の導管の両端に流量調節手段を設けて、制御部が前記流量調節手段を制御して複数の導管に導入されるリチウム含有水の流れを個別的に制御することができる。
【００３８】
また、前記（ｈ）ステップにおいて、前記リチウム抽出液中のリチウムイオン含量があらかじめ選定された基準以下である場合には、前記（ｇ）ステップに回帰され得る。
【００３９】
また、前記（ｊ）ステップにおいて、前記複数の導管の両端に感知手段を設けて、前記固定ブロックの汚染か否かを判断して、汚染が生じると、制御部が、淡水を導入して前記固定ブロックを洗浄することができる。
【００４０】
また、前記（ｆ）ステップにおいて、前記固定ブロックにリチウムイオンが吸着されるが、最初の吸着効率よりも３０％以下に減少する場合には、前記固定ブロックを入れ替って複数の導管内部に再び配置し得る。
【発明の効果】
【００４１】
本発明によれば、リチウム吸着手段を陸上に移転して、従来の海洋プラントを運営するリチウム回収工程に比べてプラント設置コスト及び運営コストを大きく減少させ得る。
【００４２】
リチウム吸着手段が海洋に設けられる場合には、多量の海水とリチウム吸着手段を直接接触させること有利な点があるが、海上プラントは、気象に多くの影響を受けて、作業効率が大きく落ちて、海上にプラントを設けて維持するのに大きい困難がある。従って、陸上でリチウム吸着手段を配置する場合には、全体リチウム回収工程の効率を大きく増加させ得る。
【００４３】
また、リチウム吸着手段とリチウム脱着手段が分離される場合には、工程全体設置空間が制約を受けるようになるが、リチウム吸着手段とリチウム脱着手段を同一空間に一体型で配置して、全体工程が持つ空間を減少させることにより、工程運営の便宜性を大きく増加させる。
【００４４】
また、リチウム吸着剤形成工程と、リチウム吸脱着及び洗浄工程をいずれも１つのシステム内で処理できるように一体化し得る。
【００４５】
また、従来のリチウム吸着剤の形態を固定して、メンテナンスが容易ように備え、多量のリチウム含有水の導入によるリチウム吸着剤の汚染を制御することができるので、リチウムの回収効率を劇的に増加させ得る。
【００４６】
また、陸上でのプラント増設が海上に比べてはるかに容易なので、複数の反応器内でリチウム吸着モジュールを一定に追加する方式で、リチウム回収工程の容量を容易に大容量化できるので、最適の商業用リチウム回収装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
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【００４８】
以下、添付された図面を参照しながら、本発明による好ましい実施例を詳細に説明することにする。
【００４９】
本発明の利点及び特徴、そして、それを達成する方法は、添付された図面と共に詳細に後述されている実施例などを参照すると明確になるだろう。
【００５０】
しかしながら、本発明は、以下に開示される実施例などによって限定されるのではなく、互いに異なる様々な形態で具現されるはずであり、単に本実施例などは、本発明の開示が完全になるようにし、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者に発明のカテゴリを完全に知らせるために提供されるものであり、本発明は、請求項のカテゴリによって定義されるだけである。
【００５１】
また、本発明を説明するにあたって、関連する公知技術などが本発明の要旨を曇らせることができると判断される場合、それに関する詳細な説明は省略することにする。
【００５２】
図１は、本発明の実施例によるリチウムイオン吸脱着工程のための陸上型リチウム回収装置の平断面図である。
【００５３】
図１を参照すると、本発明によるリチウムイオン吸脱着工程のための陸上型リチウム回収装置は、複合部２００、洗浄部３００、脱着液部４００及び抽出液部５００を含む。
【００５４】
前記複合部２００は、リチウム含有水を伝達受けてリチウム吸着剤を形成し、再び脱着液部４００から脱着液を伝達受ける方法でリチウムの吸着及び脱着過程を行うことができ、前記洗浄部３００から供給される淡水によって洗浄され得る。
【００５５】
前記複合部２００によってリチウム吸着剤の形成、リチウムの吸着と脱着、及びリチウム吸着剤の洗浄過程を一体化して１つのシステムで構成することができる。
【００５６】
本発明の一具体例において、本発明によるリチウムイオン吸脱着工程のための陸上型リチウム回収装置は、供給部１００、複合部２００、洗浄部３００、脱着液部４００、抽出液部５００、圧力調節部６００、排出部７００及び制御部８００を含む。
【００５７】
前記供給部１００は、リチウムが溶存したリチウム含有水を供給することができる。
【００５８】
前記供給部１００は、取水管１１０を含むことができる。
【００５９】
前記リチウム含有水は、近海から取水管１１０を用いて直接取水される海水か、前記供給部１００の周囲に配置された原子力発電所または火力発電所の冷却用の海水であり得る。
【００６０】
前記海水が、海洋から直接取水される場合には、前記取水管１１０が海岸から近海まで延長され、多量に海水を供給することができる。
【００６１】
特に、前記海水が原子力発電所の冷却用の海水である場合には、多量の海水を前記圧力調節部６００の圧力調節なしに、そのまま供給することができてリチウム回収装置の効率を大きく増加させ得る。
【００６２】
2018172775.tif 000004
【００６３】
従って、前記供給部１００は、発電所の周囲に配置して大量に排出される海水をそのまま利用できることが非常に好ましい。
【００６４】
前記リチウム含有水は、前記供給部１００の周囲に配置された塩湖から取水管１１０を用いて取水される塩水であり得る。
【００６５】
前記供給部１００は、塩湖の周囲に配置される場合には、塩水を取水して供給することができ、この場合には、陸上型プラントで製造するのに非常に有利である。
【００６６】
前記リチウム含有水は、前記供給部１００の周囲の地下から排出される地熱水であり得る。
【００６７】
前記地熱水を用いる場合にも、前記圧力調節部６００が圧力を大きく調節しなければならない必要性が減少することができて、陸上型リチウム回収装置に供給水として好ましい。
【００６８】
前記地熱水及び塩水は、リチウムの含量が海水よりも非常に高いので、本発明の実施例によるリチウムイオン吸脱着工程のための陸上型リチウム回収装置のリチウム回収効率を増加させ得る。
【００６９】
前記リチウム含有水は、淡水化設備から排出される濃縮水であり得る。
【００７０】
前記リチウム含有水が、淡水化設備から排出される濃縮水で選択される場合には、濃縮水に多量のリチウムイオンが含まれているので、リチウム回収効率を大きく増加させ得る。
【００７１】
従って、本発明によるリチウムイオン吸脱着工程のための陸上型リチウム回収装置は、海水または塩水の淡水化設備と共に配置され得る。
【００７２】
前記複合部２００は、陸上に配置され、前記リチウム含有水が流入されてリチウム含有水に溶存したリチウムを吸着させ、再び脱着させてリチウム抽出液を排出する。
【００７３】
前記複合部２００は、従来のリチウム吸着手段及びリチウム脱着手段をいずれも代替し、同一空間でリチウム吸着手段を製造した以後に、リチウム含有水を流入させてリチウム含有水に溶存したリチウムを吸着させ、再び脱着させてリチウム抽出液を連続的に製造することができる。
【００７４】
前記複合部２００は、陸上に直接設置が可能であるので、従来の海上プラントの空間的制約と運用及びメンテナンスコストをいずれも減少させ得るメリットを有する。
【００７５】
一方、前記複合部２００は、ハウジング２１０、複数の導管２２０、固定ブロック２３０、流量調節手段２４０及び感知手段２４１を含む。
【００７６】
前記ハウジング２１０は、複数の導管２２０、固定ブロック２３０、流量調節手段２４０及び感知手段２４１が配置される空間を提供し、形成方法に制限はないが、地面と面接されて形態を一定に維持しなければならず、容量が増加するにつれて外面を延長して増加させ得るべきであるので、プレキャストコンクリート（ｐｒｅｃａｓｔ  ｃｏｎｃｒｅｔｅ）方式で製作されるのが非常に好ましい。
【００７７】
従って、前記ハウジング２１０は、リチウムイオンの回収量によって大きさが変形されて備えられることができる。
【００７８】
前記ハウジング２１０は、一面が開放され得るように備えられて、前記固定ブロック２３０の汚染状態を確認することができ、固定ブロック２３０を分離して入れ替えが可能である。
【００７９】
従来のリチウム吸着手段は、管の内部に固定されて海水または塩水による汚染、特に生物膜（ｂｉｏｆｏｕｌｉｎｇ）が形成される場合にも、これを洗浄したり、入れ替ることができなかったが、前記ハウジング２１０は、一面が開放されて、固定ブロック２３０に対する入れ替え作業を容易に行うことができる。
【００８０】
前記複数の導管２２０は、前記ハウジング２１０の内側に備えられ、前記供給部１００と連通される。
【００８１】
2018172775.tif 000005
【００８２】
図２を参照すると、前記リチウム含有水は、前記供給部１００の取水管１１０から流入され、連通される前記複数の導管２２０に沿って連続的に伝達されて流れる。
【００８３】
図３を参照すると、前記複数の導管２２０は、互いに分離されて設けられ、内部に固定ブロック２３０が備えられてリチウム含有水がこれを通過する。
【００８４】
前記複数の導管２２０は、互いに分離されて備えられているから、導管２２０内に設けられる固定ブロック２３０がリチウム含有水によって汚染した場合には、入れ替えできる。
【００８５】
前記複数の導管２２０は、リチウム含有水が導入されて、リチウムイオンと吸着または脱着反応が進行される反応器の役割を果たす。
【００８６】
図４は、図１による複合部２００の斜視図である。
【００８７】
図４を参照すると、前記固定ブロック２３０は、前記複数の導管２２０の内部に一定の間隔を置いて複数に設けられて前記リチウム含有水と直接接触され、リチウム含有水に溶存したリチウムイオンが吸着されたり、脱着液が流入される場合にも、形態を維持しながら、リチウムイオンが脱着され得る。
【００８８】
前記リチウム含有水は、前記固定ブロック２３０を通過してリチウム含有水に溶存したリチウムイオンが吸着され得る。
【００８９】
前記固定ブロック２３０は、リチウムマンガン酸化物をハニカム形状ブロックまたは多孔質ブロックに成形するが、脱着液によってリチウムが分離されたイオンふるい型（ｉｏｎ−ｓｉｅｖｅ）マンガン酸化物吸着剤であり得る。
【００９０】
前記固定ブロック２３０は、リチウムマンガン酸化物を酸処理するが、前記脱着液部４００から供給される酸水溶液で備えられる脱着液によってリチウムイオンが位相溶出（ｔｏｐｏｔａｃｔｉｃ  ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ）されてイオンふるい型マンガン酸化物吸着剤に形成されたものであり得る。
【００９１】
前記マンガン酸化物吸着剤は、スピンネル構造のイオンふるい型マンガン酸化物、特に、３次元（１×３）トンネル構造を有するスピンネル構造のマンガン酸化物が好ましく、化学式ＨｎＭｎ２−ｘＯ４（ここで、１≦ｎ≦１．３３、０≦ｘ≦０．３３、ｎ≦１＋ｘである）で示されるマンガン酸化物が好ましく、Ｈ１．３３Ｍｎ１．６７Ｏ４が最も好ましいが、これに限定されるのではない。
【００９２】
より性能が向上したＨ１．６Ｍｎ１．６Ｏ４及びＨ１．６（Ｍｎｘ−Ｍｙ、ｘ＋ｙ＝１）１．６Ｏ４（Ｍ；転移金属、あるいはマンガンと置換可能な他の元素）のような変形されたマンガン酸化物も、本発明による実施例に利用することができる。
【００９３】
前記固定ブロック（２３０）の成形は、公知された技術を選択して利用することができ、例えば、リチウムマンガン酸化物粉末を熱処理してハニカム形状に成形する方法（大韓民国登録特許第１０−０５３６９５７号）、リチウムマンガン酸化物粉末をバインダーと混合した後、ウレタン発泡剤を浸漬させて成形する方法（大韓民国登録特許第１０−０５５７８２４号）を利用することができ、公知された技術であるので、詳細な説明は省略することにする。
【００９４】
図４の挿図は、前記固定ブロック２３０が固定ガイドに挿入されることを示したものである。
【００９５】
図４の挿図を参照すると、前記固定ブロック２３０は、前記複数の導管２２０に設けられた固定ガイド２３１に挿入されて固定され得る。
【００９６】
前記固定ブロック２３０は、固定及びメンテナンスの便宜のために六面体で成形され得るが、これに限定されるのではない。
【００９７】
前記固定ガイド２３１は、前記固定ブロック２３０を複数の導管２２０に固定させ得る手段であり、前記固定ブロック２３０を固定し、以後に再び分離させ得る手段であれば、特に限定されるのではない。
【００９８】
本発明の実施例では、前記固定ブロック２３０が六面体で成形され、突出した固定ガイド２３１に挿入されて固定される方法で固定される。
【００９９】
前記固定ブロック２３０は、前記複数の導管２２０内で一定の間隔を置いて互いに離隔されて設けられる。
【０１００】
前記固定ブロック２３０は、複数で設けられる。
【０１０１】
前記固定ブロック２３０が互いに離隔されて設けられると、固定ブロック２３０の設置が容易になる。
【０１０２】
前記固定ブロック２３０は、リチウムイオンの繰り返し的な吸／脱着過程に応じて吸着剤の吸着能力が徐々に減少するが、本発明の実施例では、前記固定ブロック２３０のリチウムイオンの吸着能力が最初のリチウム吸着効率の３０％以下である場合には、入れ替えが必要なものと判断することができる。
【０１０３】
前記最初のリチウム吸着効率は、リチウムマンガン酸化物に脱着液を投入してマンガン酸化物吸着剤として形成した以後に、リチウム含有水を投入して最初に吸着されたリチウムイオンの量を基準として決定され得る。
【０１０４】
前記固定ブロック２３０が入れ替え対象として判断される場合には、互いに離隔された固定ブロック２３０を複数の導管２２０から非常に容易に分離して入れ替えでき、この場合には、全体のリチウムイオンの回収効率を高く維持することができる。
【０１０５】
前記固定ブロック２３０は、各固定ブロック２３０間の離隔距離が固定ブロック２３０の長さの１／２以下であり得る。
【０１０６】
前記離隔距離が各固定ブロック２３０の長さの１／２を超える場合には、導管２２０内に設けることができる総固定ブロック２３０の数が限定されて、リチウムイオンの吸着効率が減少する。
【０１０７】
また、前記離隔距離が固定ブロック２３０の長さの１／２を超える場合には、流体であるリチウム含有水の流れは、層流（ｌａｍｉｎａｒ  ｆｌｏｗ）に近いので、リチウムイオンの吸着効率が減少する。
【０１０８】
前記離隔距離が固定ブロック２３０の長さの１／２以下である場合には、流体であるリチウム含有水の流れは、乱流（ｔｕｒｂｕｌｅｎｔ  ｆｌｏｗ）が形成されることができ、この場合には、リチウム含有水の不規則な運動によってエアレーション（ａｅｒａｔｉｏｎ）効果を示し、リチウムイオンの吸着効率が大きく増加する。
【０１０９】
前記流量調節手段２４０は、前記複数の導管２２０の両端に設けられ、リチウム含有水の流れを調節することができる。
【０１１０】
前記流量調節手段２４０は、リチウム含有水の流量変動による導管２２０の両端の圧力差を感知して圧力差を一定のレベルに維持し、あらかじめ指定された流量に調節する自動調節バルブであり得る。
【０１１１】
前記流量調節手段２４０は、前記制御部８００と連動され、前記制御部８００の選択に応じてリチウム含有水の導入量を調節することができる。
【０１１２】
前記制御部８００は、前記複合部２００の体積によるリチウム含有水の導入量及び回収されるリチウムイオンの量を実験的に確認して、前記流量調節手段２４０のリチウム含有水の流れを制御する。
【０１１３】
前記感知手段２４１は、前記流量調節手段２４０の一側に配置されて前記固定ブロック２３０の汚染度を測定する。
【０１１４】
前記感知手段２４１は、前記制御部８００と連動され、前記固定ブロック２３０の汚染度を測定して汚染があるものとして判断されると、制御部８００に汚染状態を伝達する。
【０１１５】
前記制御部８００が前記固定ブロック２３０の汚染を確認すると、前記流量調節手段２４０を調節して、前記汚染された固定ブロック２３０が設けられている導管２２０のリチウム含有水の流れを遮る。
【０１１６】
前記制御部８００は、前記洗浄部３００を介して前記汚染された固定ブロック２３０が設けられている導管２２０に淡水を導入し、前記淡水によって汚染された固定ブロック２３０を洗浄する。
【０１１７】
この場合、前記固定ブロック２３０は、汚染が除去されてリチウムイオンの吸着能力を一定に維持することができる。
【０１１８】
従って、前記感知手段２４１は、前記複数の導管２２０に設けられた複数の固定ブロック２３０のうちから汚染された固定ブロック２３０を特定して、１つの導管２２０にのみ淡水を導入して洗浄が可能であり、全体の複数の導管２２０を一度に洗浄するよりも非常に高い効率を維持することができる。
【０１１９】
前記洗浄部３００は、前記供給部１００の一側に配置され、供給管３１０を備えて前記複合部２００へ淡水を供給する。
【０１２０】
前記洗浄部３００から供給される淡水は、供給管３１０を介して流入される。
【０１２１】
図５は、図４による複合部における複数の導管の断面図である。
【０１２２】
図５を参照すると、前記複数の導管２２０は、内側にスプリンクーラー２３２が配置され得る。
【０１２３】
前記スプリンクーラー２３２を使用する場合には、水圧上昇に応じて前記固定ブロック２３０の汚染を迅速に除去することができる。
【０１２４】
前記脱着液部４００は、前記洗浄部３００の一側に配置され、脱着液を貯蔵したり、前記供給管３１０を介して脱着液を移送して前記複合部２００に供給する。
【０１２５】
前記洗浄部３００と前記脱着液部４００は、同一の供給管３１０を介して淡水と脱着液を前記複合部２００へ供給し、淡水が導入される場合には、脱着液は導入されることができず、これとは逆に脱着液が導入される場合には、前記淡水は導入されることができない。
【０１２６】
前記脱着液部４００は、前記複合部２００に備えられた固定ブロック２３０からリチウムイオンがすべて溶出されるまで脱着液を供給して、前記脱着液を複合部２００から脱着液部４００に連続的に循環させ得る。
【０１２７】
前記脱着液は、酸水溶液からなり、本発明の実施例では、０．１〜１Ｍの塩酸水溶液を使用することができる。
【０１２８】
前記濃度が１Ｍよりも大きい濃い酸水溶液を用いる場合には、リチウムマンガン酸化物のマンガンイオンの溶出量が増えてイオンふるい型吸着剤の性能に影響を及ぼす恐れがあり、濃度が０．１Ｍよりも小さすぎる薄い酸水溶液を用いる場合には、イオンふるい型リチウムマンガン酸化物吸着剤の製造効率が低下され得る。
【０１２９】
前記脱着液部４００から導入される脱着液が前記複合部２００から固定ブロック２３０を連続的に循環して、前記固定ブロック２３０は、リチウムイオンを吸着できるマンガン酸化物吸着剤に変化する。
【０１３０】
前記脱着液部４００から導入される脱着液は、前記複数の導管２２０を通過し、再び脱着液部４００に循環されて、前記固定ブロック２３０がすべてマンガン酸化物吸着剤に変化するまで脱着液を循環させ得る。
【０１３１】
前記脱着液は、リチウムを固定ブロック２３０でリチウムを脱着させた後、再び回収されて循環されるので、脱着液の消耗を非常に減少させ得る。
【０１３２】
前記抽出液部５００は、前記複合部２００の一側に備えられ、前記脱着部が供給する脱着液が複合部２００を通過して溶出されたリチウムイオンが含有されたリチウム抽出液を受けて貯蔵することができる。
【０１３３】
前記抽出液部５００は、前記脱着液部４００から供給される脱着液を複合部２００に供給し、リチウムイオンを脱着してリチウム抽出液を形成するが、前記リチウム抽出液があらかじめ選定された基準濃度を超える場合には、前記リチウム抽出液を回収して貯蔵する。
【０１３４】
前記基準濃度は、脱着液部４００の脱着液が循環して脱着液内のリチウムイオンの濃度が増加し、これを繰り返し的に測定する実験過程を通じて決定され得る。
【０１３５】
従って、前記基準濃度は、前記複数の導管２２０内に固定ブロック２３０の個数に応じて定められ得る。
【０１３６】
従来には、リチウム吸着剤の製造反応後、リチウムイオンが溶出された溶液を循環する過程を繰り返してリチウム溶出の効率を増加させ得るが、リチウムイオンが十分に溶出されてこれ以上循環させる必要性がない場合には、リチウムイオンが十分に溶出されたリチウム抽出液を分離して貯蔵できる手段を備えない。
【０１３７】
本発明の実施例において、前記固定ブロック２３０のリチウムマンガン酸化物からリチウムがすべて分離されてマンガン酸化物吸着剤が生成され、リチウム抽出液のリチウムイオンの濃度が十分に増加した場合には、前記複合部２００から直接リチウム抽出液を受け取って貯蔵できるので、リチウム回収効率を大きく増加させ得る。
【０１３８】
また、前記抽出液部５００は、前記複合部２００内で前記固定ブロック２３０がマンガン酸化物吸着剤で形成された後、リチウム含有水が導入されてリチウム含有水に溶存したリチウムイオンが吸着され、前記脱着液部４００から脱着液が導入されて、リチウムイオンを脱着させてリチウム抽出液を生成する場合にも、リチウム抽出液を貯蔵することができる。
【０１３９】
前記抽出液部５００は、リチウム抽出液の濃度を決定して回収することができるので、リチウム回収装置のリチウムイオン吸脱着工程の効率を増加させ得る。
【０１４０】
前記圧力調節部６００は、主ポンプ６１０と予備ポンプ６２０に分離されて備えられることができる。
【０１４１】
前記圧力調節部６００を主ポンプ６１０と予備ポンプ６２０に分けて備える場合、リチウム含有水の流れを中断なしに一定に維持することができ、予備ポンプは、リチウム含有水に溶存しているリチウムの含量に応じて選択的に動作するようにして、圧力調節部６００の全体効率をさらに増加させ得る。
【０１４２】
前記排出部７００は、前記圧力調節部６００と連通されてリチウムが回収されたリチウム含有水を排出することができる。
【０１４３】
前記排出部７００は、前記リチウムが回収された海水または塩水を捕集して淡水化設備に供給することができる。
【０１４４】
前記排出部７００は、シールピット（ｓｅａｌ  ｐｉｔ）で備えられて、重力による流体の流れに沿ってリチウムが回収されたリチウム含有水を排出することができる。
【０１４５】
前記排出部７００をシールピットで備える場合には、リチウムが回収されたリチウム含有水を別の動力源なしに捕集した以後に排出することができるので、リチウム回収装置の効率を増加させ得る。
【０１４６】
一方、前記制御部８００は、前記複合部２００のリチウム含有水と、前記洗浄部３００の淡水と、前記脱着液部４００の脱着液の流れを制御することができる。
【０１４７】
前記制御部８００は、前記脱着液部４００から脱着液を導入して、前記固定ブロック２３０がマンガン酸化物吸着剤に変化するまで脱着液の導入を決定し、前記固定ブロック２３０がリチウム含有水によって汚染される場合には、前記洗浄部３００の淡水を導入して固定ブロック２３０の洗浄を決定し、リチウム含有水を流入させてリチウムイオンを吸着させ、前記脱着液部４００から脱着液を導入して、リチウムイオンを脱着させてリチウム抽出液を生成すると、リチウム抽出液の濃度に応じてリチウム抽出液の分離貯蔵するか否かを決定することができる。
【０１４８】
従って、本発明の実施例によるリチウムイオン吸脱着工程のための陸上型リチウム回収装置は、従来のリチウムイオン吸着手段と、リチウム脱着手段を陸上に移動させて一体型に構成して、大量のリチウムイオンを抽出できる大容量化に有利であり、メンテナンスが非常に効率的に行われることができる。
【０１４９】
本発明の他の側面によれば、本発明は、陸上型リチウム回収装置を用いたリチウム回収方法を提供する。
【０１５０】
図６ａ及び６ｂは、本発明の実施例による陸上型リチウム回収装置を用いたリチウム回収方法の工程順序を示したフローチャート(その１及び２)である。
【０１５１】
図６ａ及び６ｂを参照すると、陸上型リチウム回収装置を用いたリチウム回収方法は、まず、リチウムマンガン酸化物を成形して固定ブロック２３０を製造することができる（Ｓ１０）。
【０１５２】
前記リチウムマンガン酸化物の成形過程でリチウムマンガン酸化物をハニカム形状ブロックまたは多孔質ブロックに成形するが、前記固定ブロック２３０が固定ガイド２３１を介して固定され得るように製造され得る。
【０１５３】
リチウムマンガン酸化物の成形は、前述した公知技術に基づくため、詳細な説明は省略することにする。
【０１５４】
前記固定ブロック２３０を複数の導管２２０内部に配置することができる（Ｓ２０）。
【０１５５】
前記固定ブロック２３０は、複数の導管２２０内部に配置され、各固定ブロック２３０間の隔離距離が各固定ブロックの長さの１／２以下になるように配置される。
【０１５６】
前記離隔距離が各固定ブロック２３０の長さの１／２を超える場合には、導管２２０内に設けることができる総固定ブロック２３０の数が限定されてリチウムイオンの吸着効率が減少する。
【０１５７】
また、前記離隔距離が各固定ブロック２３０の長さの１／２を超える場合には、流体であるリチウム含有水は、層流（ｌａｍｉｎａｒ  ｆｌｏｗ）に近いので、リチウムイオンの吸着効率が減少する。
【０１５８】
前記離隔距離が各固定ブロック２３０の長さの１／２以下である場合には、流体であるリチウム含有水は、乱流（ｔｕｒｂｕｌｅｎｔ  ｆｌｏｗ）が形成されることができ、この場合には、リチウム含有水は、淡水の不規則な運動によってエアレーション（ａｅｒａｔｉｏｎ）効果を示し、リチウムイオンの吸着効率が大きく増加する。
【０１５９】
前記複数の導管２２０内部に脱着液を導入して、前記リチウムマンガン酸化物のリチウムを脱着して排出させ、イオンふるい型（ｉｏｎ−ｓｉｅｖｅ）マンガン酸化物吸着剤を形成することができる（Ｓ３０）。
【０１６０】
前記固定ブロック２３０は、リチウムマンガン酸化物で形成されるが、前記脱着液によってイオンふるい型マンガン酸化物吸着剤に変化する。
【０１６１】
図７は、本発明の実施例による陸上型リチウム回収装置を用いたリチウム回収方法において、脱着液部４００から導入される脱着液の循環を示した模式図である。
【０１６２】
図７を参照すると、前記脱着液が導入されてリチウムマンガン酸化物のリチウムを溶出させ、リチウムを含有する脱着液を回収して、導管２２０に沿って循環される（Ｓ４０）。
【０１６３】
このとき、前記固定ブロック２３０がイオンふるい型マンガン酸化物吸着剤に変化したか否かを判断してマンガン酸化物吸着剤に変化しない場合には、前記脱着液を連続に循環させ、マンガン酸化物吸着剤に変化した場合には、脱着液の導入を中止し、前記供給部１００からリチウム含有水を導入する（Ｓ５０）。
【０１６４】
前記リチウム含有水が発電所の冷却用海水である場合、または地下から溶出される地熱水である場合には、供給部の効率を大きく増加させ得る。
【０１６５】
前記固定ブロック２３０がマンガン酸化物吸着剤に変化した場合には、リチウム含有水を取水して前記複数の導管２２０内部に導入して、リチウム含有水中の溶存リチウムを固定ブロック２３０に吸着させる（Ｓ６０）。
【０１６６】
前記複数の導管２２０の両端に流量調節手段２４０を設けて前記制御部８００が前記自動調節バルブを制御し、複数の導管２２０に導入されるリチウム含有水の流れ及びそれぞれの導管２２０に導入されるリチウム含有水の流れを個別的に制御することができる。
【０１６７】
従って、前記複数の導管２２０に導入されるリチウム含有水の流れを調節することができるので、全体工程のリチウム吸着効率を決定することができる。
【０１６８】
前記導管２２０に脱着液を導入して、前記固定ブロック２３０でリチウムイオンを脱着させてリチウム抽出液を製造することができる（Ｓ７０）。
【０１６９】
前記リチウム抽出液中のリチウムイオンの含量を確認することができる（Ｓ８０）。
【０１７０】
このとき、前記リチウム抽出液中のリチウムイオン含量があらかじめ選定された基準以下である場合には、前記導管２２０内部に脱着液を導入して、前記固定ブロック２３０でリチウムイオンを脱着させてリチウム抽出液を製造するステップに回帰され得る。
【０１７１】
前記脱着液が循環されながらリチウム抽出液の濃度は、増加し続けるようになる。
【０１７２】
ここで、あらかじめ選定された基準を超える場合には、リチウム抽出液を分離して抽出液部５００に貯蔵することができる。
【０１７３】
前記基準は、固定ブロック２３０の個数に応じて実験的に定められることができ、固定ブロック２３０の個数が増加するにつれてイオンの濃度を再決定することができる。
【０１７４】
前記リチウム抽出液を別々に分離して貯蔵する場合には、リチウムイオンをより効率的に回収することができる。
【０１７５】
従来には、リチウム抽出液を回収するために、全体工程を中断しなければならないが、複数の導管２２０を備えてリチウム含有水のリチウムイオンが吸着される導管２２０と、リチウムイオンが脱着される導管２２０を互いに分離させ、いずれかの導管２２０でリチウムイオンが脱着され、残りの導管２２０では、リチウムイオンが吸着される工程が同時に行われて、連続的なリチウムイオンの吸着及び脱着工程が可能である。
【０１７６】
一方、前記リチウム含有水が導入されてリチウム吸着ステップが繰り返されると、前記リチウム含有水中の汚染物質によって固定ブロック２３０に汚染が生じられる。
【０１７７】
従って、前記固定ブロック２３０の汚染の有無を確認することができる（Ｓ１００）。
【０１７８】
このとき、あらかじめ選定された基準以上の汚染が確認される場合には、前記リチウム含有水の導入を遮り、淡水を前記複数の導管２２０に導入して固定ブロック２３０の汚染物質を除去することができる（Ｓ１１０）。
【０１７９】
前記汚染が確認される基準は、感知手段２４１を光学媒体で備えて固定ブロック表面に形成される生物膜の増加を確認して、実験的に決定することができる。
【０１８０】
図８は、本発明の実施例による陸上型リチウム回収装置を用いたリチウム回収方法において、洗浄部３００の淡水が導入される過程を示した模式図である。
【０１８１】
図８を参照すると、前記複数の導管２２０の両端に感知手段２４１を設けて前記固定ブロック２３０の汚染したか否かを判断して、前記制御部８００が淡水を導入して前記固定ブロック２３０を洗浄することができる。
【０１８２】
前記複数の導管２２０で備える場合には、リチウム含有水で汚染された固定ブロック２３０がある導管２２０に淡水を導入して洗浄を行い、残りの導管２２０では、引き続いてリチウム含有水を通過させて、リチウムイオンを吸着させて全体工程の中断なしに行うことができる。
【０１８３】
前記固定ブロック２３０の汚染が除去された以後に、リチウム含有水を取水して前記複数の導管２２０内部に導入して、リチウム含有水中の溶存リチウムイオンを固定ブロック２３０に吸着させ得る（Ｓ１２０）。
【０１８４】
前記固定ブロック２３０は、汚染物質が洗浄されて除去されたため、リチウムイオンの吸着性能を維持することができる。
【０１８５】
一方、前記固定ブロック２３０は、一定時間以後にリチウム吸着及び脱着効率が減少する。
【０１８６】
この場合、前記固定ブロック２３０にリチウムイオンが吸着されるが、最初の吸着効率よりも３０％以下に減少する場合には、前記固定ブロック２３０を入れ替えできる。
【０１８７】
前記複数の導管２２０は、互いに分離されているので、全体の導管２２０を分離しなくてもよく、前記複数の導管２２０の一面を開放する場合には、固定ブロック２３０を容易に入れ替えできるメリットを有する。
【０１８８】
従って、本発明によるリチウムイオン吸脱着工程のための陸上型リチウム回収装置及びこれを用いたリチウム回収方法は、従来のメンテナンスに非常に困難さがある海上プラントが必要ではなく、リチウム含有水を直接取水して、リチウムを効率的に抽出できる構成を開示する。
【０１８９】
互いに分離されている複数の導管にマンガン酸化物吸着剤で形成される固定ブロックを配置し、リチウム含有水の導入量を決定してリチウム回収効率を決定することができ、前記固定ブロックが、長時間の使用によってリチウム含有水による汚染が生じられる場合には、全体工程の中断なしに固定ブロックを洗浄して連続に工程を行うことができる。
【０１９０】
固定ブロックが備えられる複合部に複数の管で備えて、リチウム吸着モジュールとして固定ブロックを追加して、容易に確張することができるので、陸上型リチウム回収装置を大容量化できるので、小規模なパイロットスケールではない実際の商業用量産スケールに適した装置を構成することができる。
【０１９１】
今まで本発明に係るリチウムイオン吸脱着工程のための陸上型リチウム回収装置及び陸上型リチウム回収装置を用いたリチウム回収方法に関する具体的な実施例に関して説明したが、本発明の範囲から逸脱しない限度内では様々な実施変形が可能であることは自明である。
【０１９２】
従って、本発明の範囲には、説明された実施例に局限されて定められてはいけないし、後述する特許請求の範囲だけでなく、この特許請求の範囲と均等なものなどによって定められなければならない。
【０１９３】
すなわち、前述された実施例は、すべての面で例示的なものであり、限定的なものではないものと理解されるべきであり、本発明の範囲は、詳細な説明よりも後述される特許請求の範囲によって示され、その特許請求の範囲の意味及び範囲、そして、その等価概念から導出されるすべての変更または変形された形態が本発明の範囲に含まれるものと解釈されるべきである。
【符号の説明】
【０１９４】
１００ 供給部
１１０ 取水管
２００ 複合部
２１０ ハウジング
２２０ 導管
２３０ 固定ブロック
２３１ 固定ガイド
２３２ スプリンクラー
２４０ 流量調節手段
２４１ 感知手段
３００ 洗浄部
３１０ 供給管
４００ 脱着液部
５００ 抽出液部
６００ 圧力調節部
６１０ 主ポンプ
６２０ 予備ポンプ
７００ 排出部
８００ 制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図７】
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【図８】
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