KR20230023714A

KR20230023714A - 스케일런트의 존재 하에서의 리튬 추출

Info

Publication number: KR20230023714A
Application number: KR1020237000628A
Authority: KR
Inventors: 데이비드 헨리 스나이대커; 아모스 인드라나다; 알리시아 루키토
Original assignee: 리락 솔루션즈, 인크.
Priority date: 2020-06-09
Filing date: 2021-06-07
Publication date: 2023-02-17
Also published as: US11358875B2; US20210380429A1; US11964876B2; US20220348475A1; EP4162087A1; JP2023529444A; CA3178825A1; US20240217832A1; EP4162087A4

Abstract

본 발명은 리튬 용액에서 불순물 침전을 제한하면서 리튬 용액을 생성하기 위한 액체 자원으로부터의 리튬의 회수에 관한 것이다.

Description

스케일런트의 존재 하에서의 리튬 추출

상호 참조

본 출원은 2020년 6월 9일자에 출원된 미국 가출원 제 63/036,896호의 이익을 주장하며, 이는 그 전체가 참조로 본원에 포함되어 있다.

이온 교환 물질은 액체 자원으로부터 리튬 이온을 추출하고 불순물을 수반하는 산성 용액으로 리튬 이온을 방출하는데 사용될 수 있으며, 용리액 용액 중의 불순물의 농도는 침전물 형성을 제한하거나 제거하기 위해 감소될 수 있다.

리튬은 이온 교환 물질로의 흡수를 통해 액체 자원으로부터 회수된 후 양성자를 사용하는 용리에 의해 리튬염 용액을 형성할 수 있다. 특정한 경우, 리튬염 용액은 침전되어 공정 장비를 방해할 수 있는 고체를 형성할 수 있는 용해된 화합물을 함유할 수 있다. 본 발명은 리튬염 용액 중의 화합물의 침전을 제한 및 제거하는 방법을 포함한다.

일 측면에서, 본원에는 a) 리튬 선택적 이온 교환 물질을 리튬을 포함하는 액체 자원과 접촉시켜 상기 리튬 선택적 이온 교환 물질이 상기 액체 자원으로부터의 리튬을 흡수할 수 있게 하여 리튬이 풍부한 이온 교환 물질을 형성하는 단계; b) 임의로 상기 리튬이 풍부한 이온 교환 물질을 세척 용액과 접촉시켜 상기 리튬이 풍부한 이온 교환 물질로부터 상기 액체 자원을 제거하는 단계; c) 리튬 및 불순물이 상기 리튬이 풍부한 이온 교환 물질로부터 용리되도록 상기 리튬이 풍부한 이온 교환 물질을 산성 용액과 접촉시켜 제1의 불순물이 풍부한 리튬화된(IEL) 산성 용액 및 부분적으로 용리된 이온 교환 물질을 형성하는 단계; 및 d) 상기 제1의 불순물이 풍부한 리튬화된 산성 용액으로부터 적어도 일부의 불순물을 제거하여 리튬이 풍부한 산성 용액을 형성하는 단계를 포함하는, 액체 자원으로부터 리튬을 추출하는 방법이 개시되어 있다. 일부 실시양태에서, 부분적으로 용리된 이온 교환 물질로부터 리튬 및 불순물이 더 용리되도록 리튬이 풍부한 산성 용액을 부분적으로 용리된 이온 교환 물질과 접촉시켜 축적된 양의 리튬을 갖는 제2의 불순물이 풍부한 리튬화된 산성 용액을 형성한다. 일부 실시양태에서, 청구항 1의 단계 (d)의 적어도 일부의 불순물을 제거하는 것 및 청구항 2의 리튬이 풍부한 산성 용액을 부분적으로 용리된 이온 교환 물질과 접촉시키는 것을 반복적 방식으로 반복하여, 결과적으로 리튬이 풍부한 산성 용액의 형성을 각각 반복하면서 리튬 농도가 축적된다.

또 다른 측면에서 본원에는 a) 제1의 리튬 선택적 이온 교환 물질을 리튬을 포함하는 액체 자원과 접촉시켜 상기 제1의 리튬 선택적 이온 교환 물질이 상기 액체 자원으로부터 리튬을 흡수할 수 있게 하여 제1의 리튬이 풍부한 이온 교환 물질을 형성하는 단계; b) 임의로 상기 제1의 리튬이 풍부한 이온 교환 물질을 세척 용액과 접촉시켜 상기 제1의 리튬이 풍부한 이온 교환 물질로부터 상기 액체 자원을 제거하는 단계; c) 리튬 및 불순물이 상기 제1의 리튬이 풍부한 이온 교환 물질로부터 용리되도록 상기 제1의 리튬이 풍부한 이온 교환 물질을 산성 용액과 접촉시켜 제1의 불순물이 풍부한 리튬화된(IEL) 산성 용액 및 제1의 부분적으로 용리된 이온 교환 물질을 형성하는 단계; d) 상기 제1의 불순물이 풍부한 리튬화된 산성 용액으로부터 적어도 일부의 불순물을 제거하여 리튬이 풍부한 산성 용액을 형성하는 단계; 및 e) 상기 리튬이 풍부한 산성 용액을 제2의 리튬이 풍부한 이온 교환 물질과 접촉시켜 리튬 및 불순물이 상기 제2의 리튬이 풍부한 이온 교환 물질로부터 용리되어 1) 축적된 양의 리튬을 갖는 제2의 불순물이 풍부한 리튬화된 산성 용액, 및 2) 제2의 부분적으로 용리된 이온 교환 물질을 형성하는 단계를 포함하는, 액체 자원으로부터 산성 용액으로 리튬을 추출하는 방법이 개시되어 있다.

일부 실시양태에서, 본원에 기술된 임의의 방법에 대해, 불순물은 다가 양이온을 포함한다. 일부 실시양태에서, 본원에 기재된 임의의 방법에 대해, 양성자는 적어도 일부의 불순물을 제거한 후 리튬이 풍부한 산성 용액에 첨가된다. 일부 실시양태에서, 본원에 기술된 임의의 방법에 대해, 산성 용액은 산성 술페이트 용액을 포함한다. 일부 실시양태에서, 본원에 기술된 임의의 방법에 대해, 제거된 불순물은 칼슘, 바륨, 스트론튬, 또는 이의 조합을 포함한다. 일부 실시양태에서, 본원에 기술된 임의의 방법에 대해, 불순물은 나노여과 막을 사용하여 제거된다.

일부 실시양태에서, 본원에 기술된 임의의 방법에 대해, 불순물은 음이온 침전제를 사용하는 침전을 통해 제거된다. 일부 실시양태에서, 방법은 양이온 침전제를 사용한 침전을 통해 단계 (d) 후에 리튬이 풍부한 산성 용액으로부터 음이온 침전제를 제거하는 단계를 더 포함한다. 일부 실시양태에서, 상기 음이온 침전제는 옥살레이트 또는 시트레이트이다.

일부 실시양태에서, 본원에 기술된 임의의 방법에 대해, 불순물은 다가 양이온 선택적 이온 교환 수지를 사용하여 제거된다. 일부 실시양태에서, 상기 다가 양이온 선택적 이온 교환 수지는 강산성 양이온 교환 물질을 포함한다. 일부 실시양태에서, 상기 다가 양이온 선택적 이온 교환 수지는 스티렌 디비닐벤젠 공중합체를 포함한다. 일부 실시양태에서, 상기 다가 양이온 선택적 이온 교환 수지는 술폰산 작용화된 스티렌 디비닐벤젠 공중합체를 포함한다. 일부 실시양태에서, 상기 다가 양이온 선택적 이온 교환 수지는 포스폰산 작용화된 스티렌 디비닐벤젠 공중합체를 포함한다. 일부 실시양태에서, 상기 다가 양이온 선택적 이온 교환 수지는 스티렌 디비닐벤젠 공중합체를 포함하고 상기 불순물은 칼슘을 포함한다. 일부 실시양태에서, 상기 다가 양이온 선택적 이온 교환 수지는 술폰산 작용화된 스티렌 디비닐벤젠 공중합체를 포함하고 상기 불순물은 칼슘을 포함한다. 일부 실시양태에서, 상기 다가 양이온 선택적 이온 교환 수지는 포스폰산 작용화된 스티렌 디비닐벤젠 공중합체를 포함하고 상기 불순물은 칼슘을 포함한다. 일부 실시양태에서, 상기 다가 양이온 선택적 이온 교환 수지는 술폰산 작용화된 스티렌 디비닐벤젠 중합체를 포함하고, 상기 불순물은 칼슘을 포함하며, 상기 침전물은 황산칼슘을 포함한다. 일부 실시양태에서, 상기 다가 양이온 선택적 이온 교환 수지는 포스폰산 작용화된 스티렌 디비닐벤젠 중합체를 포함하고, 상기 불순물은 칼슘을 포함하며, 각각의 리튬이 풍부한 산성 용액에서 형성되는 것이 방지된 침전물은 황산칼슘을 포함한다. 일부 실시양태에서, 상기 다가 양이온 선택적 이온 교환 수지는 스티렌, 디비닐벤젠, 부타디엔, 비닐벤젠 클로라이드, 아크릴로니트릴의 공중합체 또는 이의 조합을 포함한다. 일부 실시양태에서, 상기 다가 양이온 선택적 이온 교환 수지는 술폰산, 포스폰산, 포스핀산, 인산, 또는 이의 조합으로 작용화된 스티렌, 디비닐벤젠, 부타디엔, 비닐벤젠 클로라이드, 아크릴로니트릴의 공중합체 또는 이의 조합을 포함한다.

일부 실시양태에서, 본원에 기술된 임의의 방법에 대해, 상기 불순물은 칼슘을 포함한다. 일부 실시양태에서, 본원에 기술된 임의의 방법에 대해, 각각의 리튬이 풍부한 산성 용액에서 형성되는 것이 방지된 침전물은 황산칼슘을 포함한다.

일부 실시양태에서, 본원에 기술된 임의의 방법에 대해, 스케일 방지제 또는 킬레이트제가 침전물 형성을 제한하기 위해 사용된다. 일부 실시양태에서, 본원에 기술된 임의의 방법에 대해, 리튬 선택적 이온 교환 물질은 용기의 네트워크에 로딩된다. 일부 실시양태에서, 본원에 기술된 임의의 방법에 대해, 상기 액체 자원의 pH는 리튬 선택적 이온 교환 물질과의 접촉 전, 동안, 또는 후에 증가된다. 일부 실시양태에서, 본원에 기술된 임의의 방법에 대해, 상기 액체 자원의 pH는 리튬 선택적 이온 교환 물질과의 접촉 전, 동안 또는 후에 수산화나트륨의 첨가에 의해 증가된다. 일부 실시양태에서, 본원에 기술된 임의의 방법에 대해, 축적된 양의 리튬은 막 전기분해를 사용하여 수산화리튬으로 전환된다. 일부 실시양태에서, 본원에 기술된 임의의 방법에 대해, 축적된 양의 리튬은 수산화나트륨의 첨가에 의해 수산화리튬으로 전환된다. 일부 실시양태에서, 본원에 기술된 임의의 방법에 대해, 축적된 양의 리튬은 탄산나트륨의 첨가에 의해 탄산리튬으로 전환된다.

일부 실시양태에서, 본원에 기술된 임의의 방법에 대해, 상기 리튬 선택적 이온 교환 물질은 유동층(fluidized bed) 내에서 상기 액체 자원과 접촉된다. 일부 실시양태에서, 본원에 기술된 임의의 방법에 대해, 상기 리튬 선택적 이온 교환 물질은 충전층(packed bed)에서 상기 액체 자원과 접촉된다.

일부 실시양태에서, 본원에 기술된 임의의 방법에 대해, 상기 리튬 선택적 이온 교환 물질은 LiFePO4, LiMnPO4, Li2MO3(M = Ti, Mn, Sn), Li4Ti5O12, Li4Mn5O12, LiMn2O4, Li1.6Mn1.6O4, LiMO2(M = Al, Cu, Ti), Li4TiO4, Li7Ti11O24, Li3VO4, Li2Si3O7, Li2CuP2O7, 이의 변형물, 이의 고용체, 또는 이의 조합을 포함한다. 일부 실시양태에서, 본원에 기술된 임의의 방법에 대해, 상기 리튬 선택적 이온 교환 물질은 산화물, 중합체 또는 이의 조합을 포함하는 코팅으로 코팅된 리튬 선택적 이온 교환 물질을 포함한다. 일부 실시양태에서, 본원에 기술된 임의의 방법에 대해, 상기 리튬 선택적 이온 교환 물질은 SiO2, TiO2, ZrO2, 폴리비닐리덴 디플루오라이드, 폴리비닐 클로라이드, 폴리스티렌, 폴리부타디엔, 폴리디비닐벤젠, 또는 이의 조합을 포함하는 코팅으로 코팅된 리튬 선택적 이온 교환 물질을 포함한다.

일부 실시양태에서, 본원에 기술된 임의의 방법에 대해, 상기 액체 자원은 천연 염수, 전처리된 염수, 용해된 염류평원(dissolved salt flat), 해수, 농축된 해수, 담수화 유출액, 농축된 염수, 가공된 염수, 유전 염수, 이온 교환 공정으로부터의 액체, 용매 추출 공정으로부터의 액체, 합성 염수, 광석 또는 광석의 조합으로부터의 침출액, 광물 또는 광물의 조합으로부터의 침출액, 점토 또는 점토의 조합으로부터의 침출액, 리사이클 제품으로부터의 침출액, 재순환 물질로부터의 침출액, 또는 이의 조합을 포함한다.

참조에 의한 통합

본 명세서에서 언급된 모든 간행물, 특허, 및 특허 출원은 각각의 개별 간행물, 특허, 또는 특허 출원이 참조로 포함되는 것으로 구체적이고 개별적으로 표시된 것과 동일한 정도로 본원에 참조로 포함된다.

본 발명의 신규한 특징은 첨부된 청구범위에서 구체적으로 제시된다. 본 발명의 원리가 이용되는 예시적인 실시양태를 제시하는 하기 상세한 설명, 및 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 특징 및 이점은 더 잘 이해될 것이다:
도 1은 산성 술페이트 용액에서 침전물의 형성을 방지하도록 다가 양이온의 선택적 제거를 위한 강산성 양이온 교환 물질을 통해 산성 술페이트 용액을 순환시키는 교반 탱크 반응기를 사용하여 리튬 선택적 이온 교환 물질로부터 산성 술페이트 용액으로 리튬을 용리하는 시스템의 비제한적인 예를 예시한다.
도 2는 리튬 선택적 이온 교환 물질이 들어있는 충전층 컬럼의 제1 네트워크 및 다가 양이온을 흡수하기 위한 강산성 양이온 교환 물질이 들어있는 충전층 컬럼의 제2 네트워크를 포함하는 시스템의 비제한적 예를 예시하며, 여기서 산성 술페이트 용액은 리튬 선택적 이온 교환 물질과 접촉하여 리튬을 용리한 다음 강산성 양이온 교환 물질과 접촉하여 다가 양이온을 제거한 후 리튬 선택적 이온 교환 물질로 리턴하여 침전물의 형성을 방지하면서 추가의 리튬을 용리한다.
도 3은 리튬 선택적 이온 교환 물질의 제1 유동층으로부터 옥살레이트로 처리된 산성 술페이트 용액으로 리튬을 용리시켜 옥살산칼슘을 침전시킨 다음 아연으로 처리하여 옥살산 아연을 침전시킨 후 리튬 선택적 이온 교환 물질의 제2 유동층과 접촉시키는 시스템의 비제한적인 예를 예시한다.
도 4는 리튬 선택적 이온 교환 물질의 제1 충전층으로부터 강산성 양이온 교환 물질과 접촉된 산성 술페이트 용액으로 리튬을 용리시켜 다가 양이온을 제거한 후 리튬 선택적 이온 교환 물질의 제2 충전층과 접촉시키는 시스템의 비제한적인 예를 예시한다.

용어 "리튬", "리튬 이온", "Li" 및 "Li⁺"는 본 명세서에서 상호 교환적으로 사용되며, 이들 용어는 달리 구체적으로 언급되지 않는 한 동의어이다. 용어 "수소", "수소 이온", "양성자", "H" 및 "H⁺"는 본 명세서에서 상호교환적으로 사용되며, 이들 용어는 달리 구체적으로 언급되지 않는 한 동의어이다. 용어 "액체 자원" 및 "염수"는 본 명세서에서 상호교환적으로 사용되며, 이들 용어는 달리 구체적으로 언급되지 않는 한 동의어이다.

용어 "산성 용액", "산성 리튬 용액", "용리액", "용리액 용액(eluate solution)", "불순물이 풍부한 리튬화된(IEL) 산성 용액" 및 "불순물이 풍부한 리튬화된(IEL) 용리액"은 때때로 본 명세서에서 상호 교환적으로 사용되며, 본원에서 사용되는 경우, 본원에서 기술된 바와 같이 리튬이 풍부한 이온 교환 물질로부터 용리된 불순물 및 리튬을 갖는 산성 용액을 지칭한다. 용어 "리튬이 풍부한 산성 용액" 및 "리튬이 풍부한 산성 용리액"은 때때로 본 명세서에서 상호교환적으로 사용되며, 본원에서 사용되는 경우, 전술한 "산성 용액"(IEL 산성 용액 포함)을 지칭하며 여기서 모든 또는 적어도 일부의 불순물은 본원에 기술된 시스템 및/또는 방법을 사용하여 그로부터 제거된다. 용어 "제2 IEL 산성 용액" 및 "새로운 IEL 산성 용액"은 때때로 본 명세서에서 상호교환적으로 사용되며, 본원에 기술된 시스템 및/또는 방법에서 기술된 바와 같이, 리튬이 풍부한 이온 교환 물질로부터 더 용리된 불순물 및 리튬을 갖는 리튬이 풍부한 산성 용액을 지칭한다.

리튬은 리튬 선택적 이온 교환 물질에 흡수된 다음 용리되어 리튬 이온 및 불순물을 포함하는 용리액 용액을 형성할 수 있다. 불순물의 농도는 용리 전, 동안 및/또는 후에 감소되어 용리액 용액에서 고체 침전물의 형성을 제한하거나 제거할 수 있다. 용리액 용액에서 불순물의 농도는 나노여과, 이온 교환, 침전 및/또는 기타 선택적 불순물 제거 방법을 사용하여 감소될 수 있다.

리튬 선택적 이온 교환 물질을 사용하여 액체 자원으로부터 리튬을 추출하기 위한 시스템 및 방법이 본원에서 개시되며, 여기서 리튬 및 하나 이상의 불순물은 하나 이상의 리튬이 풍부한 이온 교환 물질로부터 점진적으로 용리되고, 용리된 불순물은 적어도 부분적으로 점진적으로 제거되어 리튬이 풍부한 용리액으로부터 침전물의 형성을 감소시키거나 제거한다.

일부 실시양태에서, 액체 자원으로부터 리튬을 추출하는 방법은 a) 리튬 선택적 이온 교환 물질을 리튬을 포함하는 액체 자원과 접촉시켜 상기 리튬 선택적 이온 교환 물질이 상기 액체 자원으로부터의 리튬을 흡수할 수 있게 하여 리튬이 풍부한 이온 교환 물질을 형성하는 단계; b) 임의로 상기 리튬이 풍부한 이온 교환 물질을 세척 용액과 접촉시켜 상기 리튬이 풍부한 이온 교환 물질로부터 상기 액체 자원을 제거하는 단계; c) 리튬 및 불순물이 상기 리튬이 풍부한 이온 교환 물질로부터 용리되도록 상기 리튬이 풍부한 이온 교환 물질을 산성 용액과 접촉시켜 제1의 불순물이 풍부한 리튬화된(IEL) 산성 용액 및 부분적으로 용리된 이온 교환 물질을 형성하는 단계; 및 d) 상기 제1의 불순물이 풍부한 리튬화된 산성 용액으로부터 적어도 일부의 불순물을 제거하여 리튬이 풍부한 산성 용액을 형성하는 단계를 포함한다. 일부 실시양태에서, 리튬이 풍부한 산성 용액은 부분적으로 용리된 이온 교환 물질로부터 리튬 및 불순물이 더 용리되도록 부분적으로 용리된 이온 교환 물질과 접촉되어 축적된 양의 리튬을 갖는 제2의 불순물이 풍부한 리튬화된 산성 용액을 형성한다. 일부 실시양태에서, 청구항 1의 단계 (d)의 적어도 일부의 불순물을 제거하는 것 및 청구항 2의 리튬이 풍부한 산성 용액을 부분적으로 용리된 이온 교환 물질과 접촉시키는 것을 반복적 방식으로 반복하여, 결과적으로 리튬이 풍부한 산성 용액의 형성을 각각 반복하면서 리튬 농도를 축적한다.

대안적으로, 또는 추가로, 일부 실시양태에서, 상기 방법은 하기 단계를 포함한다: a) 제1의 리튬 선택적 이온 교환 물질을 리튬을 포함하는 액체 자원과 접촉시켜 상기 제1의 리튬 선택적 이온 교환 물질이 상기 액체 자원으로부터 리튬을 흡수할 수 있게 하여 제1의 리튬이 풍부한 이온 교환 물질을 형성하는 단계; b) 임의로 상기 제1의 리튬이 풍부한 이온 교환 물질을 세척 용액과 접촉시켜 상기 제1의 리튬이 풍부한 이온 교환 물질로부터 상기 액체 자원을 제거하는 단계; c) 리튬 및 불순물이 상기 제1의 리튬이 풍부한 이온 교환 물질로부터 용리되도록 상기 제1의 리튬이 풍부한 이온 교환 물질을 산성 용액과 접촉시켜 제1의 불순물이 풍부한 리튬화된(IEL) 산성 용액 및 제1의 부분적으로 용리된 이온 교환 물질을 형성하는 단계; d) 상기 제1의 불순물이 풍부한 리튬화된 산성 용액으로부터 적어도 일부의 불순물을 제거하여 리튬이 풍부한 산성 용액을 형성하는 단계; 및 e) 상기 리튬이 풍부한 산성 용액을 제2의 리튬이 풍부한 이온 교환 물질과 접촉시켜 리튬 및 불순물이 상기 제2의 리튬이 풍부한 이온 교환 물질로부터 용리되어 1) 축적된 양의 리튬을 갖는 제2의 불순물이 풍부한 리튬화된 산성 용액(예컨대, 후속하는 IEL 산성 용액), 및 2) 제2의 부분적으로 용리된 이온 교환 물질을 형성하는 단계.

일부 실시양태에서, 전술한 리튬이 풍부한 산성 용액으로부터 불순물을 제거하는 단계는 나노여과, 음이온 침전제를 사용한 침전, 전기화학적 침전, 온도 저하에 의한 침전 또는 이의 임의의 조합을 통한 불순물 선택적 이온 교환 물질과의 접촉을 포함한다.

일부 실시양태에서, 전술한 리튬이 풍부한 산성 용액으로부터 불순물을 제거하는 단계는 다가 양이온 선택적 이온 교환 수지를 사용하는 것을 포함한다. 일부 실시양태에서, 상기 다가 양이온 선택적 이온 교환 수지는 강산성 양이온 교환 물질을 포함한다.

일부 실시양태에서, 전술한 리튬이 풍부한 산성 용액의 pH는 부분적으로 용리된 이온 교환 물질 또는 제2의 리튬이 풍부한 이온 교환 물질과 접촉하기 전에 조정된다. 일부 실시양태에서, 불순물이 풍부한 리튬화된 산성 용액의 pH는 이로부터 불순물을 제거하기 전에 조정된다.

일부 실시양태에서, 리튬 선택적 이온 교환 물질은 코팅된 이온 교환 입자, 코팅되지 않은 이온 교환 입자, 또는 둘 모두를 포함한다. 일부 실시양태에서, 코팅된 이온 교환 입자는 코팅되지 않은 교환 입자 및 코팅 물질을 포함한다.

일부 실시양태에서, 리튬 추출을 위한 시스템 및 방법은 액체 자원과 접촉되고, 이에 의해 액체 자원으로부터 리튬 및 하나 이상의 불순물을 흡수하는 리튬이 풍부한 이온 교환 물질을 각기 포함하는 복수의 용기를 포함한다. 일부 실시양태에서, 산성 용액, 각각의 매개 리튬이 풍부한 용리액, IEL 산성 용액 및/또는 후속하는 IEL 산성 용액(예컨대, 본원에 기술된 제2 또는 새로운 IEL 산성 용액)은 복수의 용기로부터 리튬 용리를 위한 복수의 용기를 통해 유동한다.

일부 실시양태에서, 액체 자원의 pH는 리튬 선택적 이온 교환 물질과의 접촉 전, 동안 및/또는 후에 조정된다.

액체 자원

일 실시양태에서, 액체 자원은 천연 염수, 용해된 염류평원, 해수, 농축된 해수, 지열 염수, 담수화 유출액, 농축된 염수, 가공된 염수, 유전 염수, 이온 교환 공정으로부터의 액체, 용매 추출 공정으로부터의 액체, 합성 염수, 광석 또는 광석의 조합으로부터의 침출액, 광물 또는 광물의 조합으로부터의 침출액, 점토 또는 점토의 조합으로부터의 침출액, 리사이클 제품으로부터의 침출액, 재순환 물질로부터의 침출액, 또는 이의 조합이다.

일 실시양태에서, 염수는 -20 내지 20℃, 20 내지 50℃, 50 내지 100℃, 100 내지 200℃, 또는 200 내지 400℃의 온도이다. 일 실시양태에서, 염수는 염수에 있는 종을 침전시키거나 용해시키기 위해, 또는 염수로부터 금속의 제거를 용이하게 하기 위해 가열되거나 냉각된다.

일 실시양태에서, 염수는 1 mg/L 미만, 1 내지 50 mg/L, 50 내지 200 mg/L, 200 내지 500 mg/L, 500 내지 2,000 mg/L, 2,000 내지 5,000 mg/L, 5,000 내지 10,000 mg /L, 10,000 내지 20,000 mg/L, 20,000 내지 80,000 mg/L, 또는 80,000 mg/L 초과의 농도로 리튬을 함유한다.

일 실시양태에서, 염수는 0.01 내지 0.1 mg/L, 0.1 내지 1 mg/L, 1 내지 10 mg/L, 10 내지 100 mg/L, 100 내지 1,000 mg/L, 1,000 내지 10,000 mg/L, 10,000 내지 50,000 mg/L, 50,000 내지 100,000 mg/L, 100,000 내지 150,000 mg/L, 또는 150,000 mg/L 초과의 농도로 마그네슘을 함유한다. 일 실시양태에서, 염수는 0.01 내지 0.1 mg/L, 0.1 내지 1 mg/L, 1 내지 10 mg/L, 10 내지 100 mg/L, 100 내지 1,000 mg/L, 1,000 내지 10,000 mg/L, 10,000 내지 50,000 mg/L, 50,000 내지 100,000 mg/L, 100,000 내지 150,000 mg/L, 또는 150,000 mg/L 초과의 농도로 칼슘을 함유한다. 일 실시양태에서, 염수는 0.01 내지 0.1 mg/L, 0.1 내지 1 mg/L, 1 내지 10 mg/L, 10 내지 100 mg/L, 100 내지 1,000 mg/L, 1,000 내지 10,000 mg/L, 10,000 내지 50,000 mg/L, 50,000 내지 100,000 mg/L, 100,000 내지 150,000 mg/L, 또는 150,000 mg/L 초과의 농도로 스트론튬을 함유한다. 일 실시양태에서, 염수는 0.01 내지 0.1 mg/L, 0.1 내지 1 mg/L, 1 내지 10 mg/L, 10 내지 100 mg/L, 100 내지 1,000 mg/L, 1,000 내지 10,000 mg/L, 10,000 내지 50,000 mg/L, 50,000 내지 100,000 mg/L, 100,000 내지 150,000 mg/L, 또는 150,000 mg/L 초과의 농도로 바륨을 함유한다.

일 실시양태에서, 염수는 0.01 내지 0.1 mg/L, 0.1 내지 1 mg/L, 1 내지 10 mg/L, 10 내지 100 mg/L, 100 내지 1,000 mg/L, 1,000 내지 10,000 mg/L, 10,000 내지 50,000 mg/L, 50,000 내지 100,000 mg/L, 100,000 내지 150,000 mg/L, 또는 150,000 mg/L 초과의 농도로 다가 양이온을 함유한다. 일 실시양태에서, 염수는 0.01 내지 0.1 mg/L, 0.1 내지 1 mg/L, 1 내지 10 mg/L, 10 내지 100 mg/L, 100 내지 1,000 mg/L, 1,000 내지 10,000 mg/L, 10,000 내지 50,000 mg/L, 50,000 내지 100,000 mg/L, 100,000 내지 150,000 mg/L, 또는 150,000 mg/L 초과의 농도로 다가 이온을 함유한다. 일 실시양태에서, 염수는 0.01 내지 0.1 mg/L, 0.1 내지 1 mg/L, 1 내지 10 mg/L, 10 내지 100 mg/L, 100 내지 1,000 mg/L, 1,000 내지 10,000 mg/L, 10,000 내지 50,000 mg/L, 50,000 내지 100,000 mg/L, 100,000 내지 150,000 mg/L, 또는 150,000 mg/L 초과의 농도로 리튬이 아닌 불순물을 함유한다. 일 실시양태에서, 염수는 0.01 내지 0.1 mg/L, 0.1 내지 1 mg/L, 1 내지 10 mg/L, 10 내지 100 mg/L, 100 내지 1,000 mg/L, 1,000 내지 10,000 mg/L, 10,000 내지 50,000 mg/L, 50,000 내지 100,000 mg/L, 100,000 내지 150,000 mg/L, 또는 150,000 mg/L 초과의 농도로 전이 금속을 함유한다. 일 실시양태에서, 염수는 0.01 내지 0.1 mg/L, 0.1 내지 1 mg/L, 1 내지 10 mg/L, 10 내지 100 mg/L, 100 내지 1,000 mg/L, 1,000 내지 10,000 mg/L, 10,000 내지 50,000 mg/L, 50,000 내지 100,000 mg/L, 100,000 내지 150,000 mg/L, 또는 150,000 mg/L 초과의 농도로 철을 함유한다. 일 실시양태에서, 염수는 0.01 내지 0.1 mg/L, 0.1 내지 1 mg/L, 1 내지 10 mg/L, 10 내지 100 mg/L, 100 내지 1,000 mg/L, 1,000 내지 10,000 mg/L, 10,000 내지 50,000 mg/L, 50,000 내지 100,000 mg/L, 100,000 내지 150,000 mg/L, 또는 150,000 mg/L 초과의 농도로 망간을 함유한다.

일 실시양태에서, 염수는 특정 금속이 제거된 공급 염수를 생성하도록 처리된다. 일 실시양태에서, 공급 염수는 0.01 mg/L 미만, 0.01 내지 0.1 mg/L, 0.1 내지 1.0 mg/L, 1.0 내지 10 mg/L, 10 내지 100 mg/L, 또는 100 내지 1,000 mg/L의 농도로 철을 함유한다. 일 실시양태에서, 공급 염수는 0.01 mg/L 미만, 0.01 내지 0.1 mg/L, 0.1 내지 1.0 mg/L, 1.0 내지 10 mg/L, 10 내지 100 mg/L, 또는 100 내지 1,000 mg/L의 농도로 망간을 함유한다. 일 실시양태에서, 공급 염수는 0.01 mg/L 미만, 0.01 내지 0.1 mg/L, 0.1 내지 1.0 mg/L, 1.0 내지 10 mg/L, 10 내지 100 mg/L, 또는 100 내지 1,000 mg/L의 농도로 납을 함유한다. 일 실시양태에서, 공급 염수는 0.01 mg/L 미만, 0.01 내지 0.1 mg/L, 0.1 내지 1.0 mg/L, 1.0 내지 10 mg/L, 10 내지 100 mg/L, 또는 100 내지 1,000 mg/L의 농도로 아연을 함유한다. 일 실시양태에서, 공급 염수는 1 내지 50 mg/L, 50 내지 200 mg/L, 200 내지 500 mg/L, 500 내지 2,000 mg/L, 또는 2,000 mg/L 초과의 농도로 리튬을 함유한다.

일 실시양태에서, 공급 염수는 리튬과 같은 금속을 회수하고 사용된 염수 또는 라피네이트를 수득하도록 처리된다. 일 실시양태에서, 라피네이트는 0.01 mg/L 미만, 0.01 내지 0.1 mg/L, 0.1 내지 1.0 mg/L, 1.0 내지 10 mg/L, 10 내지 100 mg/L, 100 내지 1,000 mg/L, 또는 1,000 내지 10,000 mg/L의 농도로 회수된 금속의 잔류량을 함유한다.

일 실시양태에서, 염수의 pH는 0 미만, 0 내지 1, 1 내지 2, 2 내지 4, 4 내지 6, 6 내지 8, 4 내지 8, 8 내지 9, 9 내지 10, 9 내지 11, 또는 10 내지 12로 교정된다. 일 실시양태에서, 염수의 pH는 2 내지 4, 4 내지 6, 6 내지 8, 4 내지 8, 8 내지 9, 9 내지 10, 9 내지 11, 또는 10 내지 12로 교정된다. 일 실시양태에서, 염수의 pH는 금속을 침전시키거나 용해시키기 위해 교정된다.

일 실시양태에서, 금속은 염수로부터 침전되어 침전물을 형성한다. 일 실시양태에서, 침전물은 전이 금속 히드록시드, 옥시 히드록시드, 술피드, 응집제(flocculant), 집합체(aggregate), 응집체(agglomerate) 또는 이의 조합을 포함한다. 일 실시양태에서, 침전물은 Li, Na, K, Rb, Cs, Fr, Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra, Sc, Y, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Tc, Fe, Fe, Ru, Os, Co, Rh, Ir, Ni, Pd Pt, Cu, Ag, Au, Zn, Cd, Hg, B, Al, Ga, In, Si, Ge, Sn, Pb, As, Sb, Bi, Se, Te, Po, Br, I, At, 기타 금속, 또는 이의 조합을 포함한다. 일 실시양태에서, 침전물은 슬러리, 필터 케이크, 습식 필터 케이크, 건식 필터 케이크, 고밀도 슬러리, 또는 희석된 슬러리로 농축될 수 있다.

일 실시양태에서, 침전물은 0.01 mg/kg 미만, 0.01 내지 1 mg/kg, 1 내지 100 mg/kg, 100 내지 10,000 mg/kg, 또는 10,000 내지 800,000 mg/kg의 농도로 철을 함유한다. 일 실시양태에서, 침전물은 0.01 mg/kg 미만, 0.01 내지 1 mg/kg, 1 내지 100 mg/kg, 100 내지 10,000 mg/kg, 또는 10,000 내지 800,000 mg/kg의 농도로 망간을 함유한다. 일 실시양태에서, 침전물은 0.01 mg/kg 미만, 0.01 내지 1 mg/kg, 1 내지 100 mg/kg, 100 내지 10,000 mg/kg, 또는 10,000 내지 800,000 mg/kg의 농도로 납을 함유한다. 일 실시양태에서, 침전물은 0.01 mg/kg 미만, 0.01 내지 1 mg/kg, 1 내지 100 mg/kg, 100 내지 10,000 mg/kg, 또는 10,000 내지 800,000 mg/kg의 농도로 비소를 함유한다. 일 실시양태에서, 침전물은 0.01 mg/kg 미만, 0.01 내지 1 mg/kg, 1 내지 100 mg/kg, 100 내지 10,000 mg/kg, 또는 10,000 내지 800,000 mg/kg의 농도로 마그네슘을 함유한다. 일 실시양태에서, 침전물은 Li, Na, K, Rb, Cs, Fr, Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra, Sc, Y, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Tc, Fe, Fe, Ru, Os, Co, Rh, Ir, Ni, Pd Pt, Cu, Ag, Au, Zn, Cd, Hg, B, Al, Ga, In, Si, Ge, Sn, Pb, As, Sb, Bi, Se, Te, Po, Br, I, At, 또는 기타 금속을 0.01 mg/kg 미만, 0.01 내지 1 mg/kg, 1 내지 100 mg/kg, 100 내지 10,000 mg/kg, 또는 10,000 내지 800,000 mg/kg의 농도로 함유한다. 일 실시양태에서, 침전물은 독성 및/또는 방사성이다.

일 실시양태에서, 침전물은 산과 침전물의 조합으로 재용해된다. 일 실시양태에서, 침전물은 혼합 장치에서 산과 침전물의 조합으로 재용해된다. 일 실시양태에서, 침전물은 고전단 믹서를 사용하여 산과 침전물의 조합으로 재용해된다.

리튬은 배터리 및 기타 기술에 필수적인 원소이다. 리튬은 천연 및 합성 염수와 광물, 점토 및 리사이클 제품의 침출액 용액을 포함하는 다양한 액체 자원에서 발견된다. 리튬은 무기 이온 교환 물질에 기초한 이온 교환 공정을 사용하여 이러한 액체 자원으로부터 임의로 추출된다. 이러한 무기 이온 교환 물질은 수소를 방출하면서 액체 자원으로부터 리튬을 흡수한 다음 수소를 흡수하면서 산성 용액으로 리튬을 용리한다. 이러한 이온 교환 공정은 임의로 반복되어 리튬을 액체 자원으로부터 추출하고 농축된 리튬 용액을 생성한다. 농축된 리튬 용액은 임의로 배터리 산업 또는 기타 산업을 위해 화학물질로 더 처리된다.

이온 교환 물질은 임의로 비드로 형성되고 비드는 임의로 이온 교환 컬럼, 교반 탱크 반응기, 다른 반응기 또는 리튬 추출을 위한 다른 시스템에 로딩된다. 염수, 산성 용액, 및 임의로 기타 용액의 교대 유동 또는 분액은 이온 교환 컬럼, 반응기 또는 반응기 시스템을 통해 유동하거나 유입하여 염수로부터 리튬을 추출하고 리튬 농축물을 생성하며, 이는 산성 용액을 사용하여 컬럼으로부터 용리된다. 염수가 이온 교환 컬럼, 반응기, 또는 반응기 시스템을 통해 유동함에 따라, 이온 교환 물질은 수소를 방출하면서 리튬을 흡수하고, 여기서 리튬 및 수소는 둘 모두 양이온이다. 염수의 pH가 임의로 열역학적으로 유리한 리튬 흡수 및 수반하는 수소 방출을 용이하게 하는 적합한 범위로 유지되지 않으면 리튬 흡수 동안 수소의 방출은 염수를 산성화하고 리튬 흡수를 제한할 것이다. 일 실시양태에서, 액체 자원의 pH는 이온 교환 물질로부터 액체 자원으로 방출된 중화된 양성자에 염기의 첨가를 통해 설정점 근처로 유지된다.

일부 실시양태에서, 액체 자원의 pH는 리튬 흡수에 적합한 범위로 pH를 유지하기 위해 리튬 선택적 이온 교환 물질과의 접촉 전, 동안 및/또는 후에 조정된다.

염수의 pH를 제어하고 이온 교환 컬럼에서 리튬 흡수에 적합한 범위의 pH를 유지하기 위해, NaOH, Ca(OH)₂, CaO, KOH, 또는 NH₃와 같은 염기가 고체, 수용액, 또는 기타 형태로 임의로 염수에 첨가된다. Mg, Ca, Sr 또는 Ba와 같은 2가 이온을 함유하는 염수의 경우, 염수에 염기를 첨가하면 Mg(OH)₂ 또는Ca(OH)₂와 같은 고체의 침전이 야기될 수 있으며, 이는 이온 교환 반응에 문제를 야기할 수 있다. 이러한 침전물은 적어도 세 가지 방식으로 문제를 야기한다. 첫째, 침전은 용액에서 염기를 제거하여, 양성자를 중화하고 이온 교환 컬럼에서 리튬 흡수에 적합한 범위로 pH를 유지하기 위한 용액 중의 사용 가능한 염기를 적게 남긴다. 둘째, 염기의 첨가로 인해 형성된 침전물은 이온 교환 비드의 표면 및 기공과 이온 교환 비드 사이의 공극의 막힘을 포함하여 이온 교환 컬럼을 막히게 할 수 있다. 이러한 막힘은 리튬이 비드에 진입하고 이온 교환 물질에 의해 흡수되는 것을 방해할 수 있다. 막힘은 또한 컬럼에서 큰 압력 헤드를 야기할 수 있다. 셋째, 컬럼 내의 침전물은 산 용리 동안 용해되어 이온 교환 시스템에 의해 생성된 리튬 농축물을 오염시킨다. 염수로부터 리튬을 흡수하는 이온 교환 비드의 경우, 염수의 이상적인 pH 범위는 임의로 5 내지 7이고, 바람직한 pH 범위는 임의로 4 내지 8이며, 허용 가능한 pH 범위는 임의로 1 내지 9이다. 일 실시양태에서, 염수의 pH 범위는 임의로 약 1 내지 약 14, 약 2 내지 약 13, 약 3 내지 약 12, 약 4 내지 약 12, 약 4.5 내지 약 11, 약 5 내지 약 10, 약 5 내지 약 9, 약 2 내지 약 5, 약 2 내지 약 4, 약 2 내지 약 3, 약 3 내지 약 8, 약 3 내지 약 7, 약 3 내지 약 6, 약 3 내지 약 5, 약 3 내지 약 4, 약 4 내지 약 10, 약 4 내지 약 9, 약 4 내지 약 8, 약 4 내지 약 7, 약 4 내지 약 6, 약 4 내지 약 5, 약 5 내지 약 6, 약 5 내지 약 7, 약 5 내지 약 8, 약 6 내지 약 7, 약 6 내지 약 8, 또는 약 7 내지 약 8이다.

바람직한 금속의 회수를 용이하게 하기 위한 바람직하지 않은 금속의 취급 방법

액체 자원으로부터 바람직한 금속을 회수하기 위해 직접 추출 기술이 사용될 수 있다. 일 실시양태에서, 직접 추출 기술은 이온 교환 기술, 흡수 기술, 용매 추출 기술, 막 기술, 직접 침전 기술, 및 이의 조합을 포함한다. 일 실시양태에서, 바람직한 금속은 Li, Na, K, Rb, Cs, Fr, Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra, Sc, Y, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Tc, Fe, Fe, Ru, Os, Co, Rh, Ir, Ni, Pd Pt, Cu, Ag, Au, Zn, Cd, Hg, B, Al, Ga, In, Si, Ge, Sn, Pb, As, Sb, Bi, Se, Te, Po, Br, I, At, 또는 기타 금속을 포함할 수 있다. 일 실시양태에서, 바람직하지 않은 금속은 Li, Na, K, Rb, Cs, Fr, Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra, Sc, Y, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Tc, Fe, Fe, Ru, Os, Co, Rh, Ir, Ni, Pd Pt, Cu, Ag, Au, Zn, Cd, Hg, B, Al, Ga, In, Si, Ge, Sn, Pb, As, Sb, Bi, Se, Te, Po, Br, I, At, 또는 기타 금속을 포함할 수 있다. 일 실시양태에서, 금속은 특정 공정에는 바람직하지 않지만 다른 공정에서 바람직할 수 있다.

일 실시양태에서, 이온 교환 물질은 액체 자원으로부터 리튬을 회수하기 위해 사용될 수 있다. 일 실시양태에서, 철, 망간, 및/또는 기타 금속과 같은 금속은 리튬 회수 공정을 방해할 수 있으므로, 리튬 회수 동안 액체 자원에 있는 것이 바람직하지 않을 수 있다. 일 실시양태에서, 바람직하지 않은 금속, 예컨대 철 및 망간은 액체 자원으로부터 침전될 수 있고 생성된 침전물은 액체 자원으로부터 분리되어 이러한 바람직하지 않은 금속의 감소된 농도를 갖는 액체 자원을 생성하여 액체 자원으로부터 리튬 및/또는 기타 바람직한 금속의 회수를 용이하게 한다. 일 실시양태에서, 침전된 철, 망간, 및/또는 기타 바람직하지 않은 금속은 낮은 가치 및 높은 폐기 비용과 관련된 과제를 제시할 수 있다. 일 실시양태에서, 침전된 철, 망간, 및/또는 기타 바람직하지 않은 금속은 폐기하기 위해 재용해될 수 있다. 일 실시양태에서, 침전된 철, 망간, 및/또는 기타 바람직하지 않은 금속은 Ca(OH)₂또는 NaOH와 같은 염기의 첨가에 의해 액체 자원으로부터 침전될 수 있다. 일 실시양태에서, 침전된 철, 망간, 및/또는 기타 바람직하지 않은 금속은 HCl 또는 H₂SO₄와 같은 산을 사용하여 폐기하기 위해 재용해될 수 있다.

일 실시양태에서, 금속은 다중 침전 단계를 사용하여 액체 자원으로부터 회수되어 바람직한 금속 및 바람직하지 않은 금속을 액체 자원으로부터 제거할 수 있고, 바람직하지 않은 금속 및 바람직한 금속은 제거되어 액체 자원과 재조합될 수 있다. 일 실시양태에서, 바람직하지 않은 금속은 액체 자원에 남아 있는 한편 바람직한 금속은 액체 자원으로부터 침전될 수 있다. 일 실시양태에서, 바람직한 금속은 바람직하지 않은 금속과 함께 액체 자원으로부터 공침될 수 있고, 그 후 바람직한 금속 또는 바람직하지 않은 금속은 액체 자원에 재용해될 수 있다. 일 실시양태에서, 다수의 바람직하지 않은 금속은 염기, 산화제, 온도, 화학물질, 막, 및/또는 고체-액체 분리 장치의 조합을 사용하여 후속 단계에서 액체 자원으로부터 침전될 수 있다.

일 실시양태에서, 금속, 예컨대, 철, 망간, 납, 아연, 또는 기타 금속은 염기 및 임의로 산화제를 염수에 첨가함으로써 염수로부터 침전되고, 침전된 금속은 염수로부터 분리되며, 리튬을 염수로부터 회수한 다음, 침전된 금속은 재주입을 위하여 염수에 용해시킨다.

일 실시양태에서, 바람직하지 않은 금속은 이온 교환 물질을 사용하여 염수로부터 제거된다. 일 실시양태에서, 바람직하지 않은 금속은 산, 염 용액, 또는 이의 조합을 사용하여 이온 교환 물질로부터 용리된다. 일 실시양태에서, 바람직하지 않은 금속은 나노여과, 막, 침전 또는 이의 조합을 사용하여 용리액으로부터 분리된다. 일 실시양태에서, 금속은 염화나트륨 용액을 사용하여 이온 교환 물질로부터 용리되고, 금속은 나노여과 막을 사용하여 용리액으로부터 제거되며, 금속이 제거된 용리액은 이온 교환 물질로부터 금속을 용리시키기 위해 재사용될 수 있다. 일 실시양태에서, 나노여과 막은 분리되어 저장소로 재주입될 수 있는 용해된 금속을 함유하는 잔류물을 생성한다. 일 실시양태에서, 나노여과 막은 염수와 혼합될 수 있는 용해된 금속을 함유하는 잔류물을 생성한다.

일 실시양태에서, 금속은 산을 사용하여 염수에 용해된다. 일 실시양태에서, 금속은 염산 또는 황산을 사용하여 염수에 용해된다. 일 실시양태에서, 금속은 염기를 사용하여 염수로부터 침전된다. 일 실시양태에서, 금속은 수산화나트륨, 산화칼슘, 또는 수산화칼슘을 사용하여 염수로부터 침전된다. 일 실시양태에서, 산은 전기화학 전지, 전기화학 막 전지, 전해질 전지, 또는 이의 조합을 사용하여 생성된다. 일 실시양태에서, 산은 황을 연소시켜 생성된다. 일 실시양태에서, 염기는 전기화학 전지, 전기화학 막 전지, 전해질 전지 또는 이의 조합을 사용하여 생성된다. 일 실시양태에서, 염기는 석회를 로스팅하여 생성된다. 일 실시양태에서, 산 및 염기는 둘 모두 전기화학 전지, 전기화학 막 전지, 전해질 전지, 또는 이의 조합을 사용하여 생성된다.

일 실시양태에서, 바람직하지 않은 금속, 예컨대, 철, 망간, 납, 아연, 또는 기타 금속은 염기 및 임의적으로 산화제를 염수에 첨가함으로써 염수로부터 침전되고, 침전된 금속은 염수로부터 분리되며, 바람직한 금속은 염수로부터 회수되고, 그 후 바람직하지 않은 금속은 재주입을 위해 염수에 용해된다. 일 실시양태에서, 금속은 화학 침전물, 예컨대, 히드록시드, 포스페이트, 술피드, 또는 기타 화학물질을 사용하여 침전된다. 일 실시양태에서, 침전을 용이하게하기 위해 산화제 예컨대 과산화수소, 공기, 산소, 또는 기타 산화제가 사용된다. 일 실시양태에서, 응집제는 침전물을 응집시키는데 사용되어 고체-액체 분리를 용이하게 한다.

일부 실시양태에서, 염수는 금속을 제거하도록 처리되어 기타 금속의 회수를 용이하게 한다. 일부 실시양태에서, 염수는 금속을 제거하도록 처리되어 기타 금속, 예컨대, 리튬, 망간, 아연, 납, 철, 금, 백금, 루비듐, 또는 기타 금속의 회수를 용이하게 한다. 일부 실시양태에서, 염수는 바람직하지 않은 금속을 제거하도록 처리되어 바람직한 금속의 회수를 용이하게 하고 바람직한 금속의 회수 후, 바람직하지 않은 금속은 염수에 재용해된다. 일부 실시양태에서, 바람직하지 않은 금속은 염수에 재용해되고 폐기를 위하여 지하에 주입된다. 일부 실시양태에서, 바람직하지 않은 금속은 염수에 재용해되고 이들이 유래된 저장소로 폐기를 위해 지하에 주입된다. 일부 실시양태에서, 바람직하지 않은 금속은 염수에 재용해되고 이들이 유래된 저장소와 상이한 저장소로 폐기하기 위하여 지하에 주입된다.

일 실시양태에서, 리튬은 이온 교환 물질을 사용하여 염수로부터 회수된다. 이온 교환 시스템의 일 실시양태에서, 하나 이상의 이온 교환 용기에는 이온 교환 물질의 충전층 또는 유동층이 로딩된다. 시스템의 일 실시양태에서, 이온 교환 용기는 입구 및 출구 포트를 구비한 원통형 구조물이다. 추가의 실시양태에서, 이온 교환 용기는 임의로 입구 및 출구 포트를 구비한 비원통형 구조물이다. 추가의 실시양태에서, 이온 교환 용기는 탱크이다. 추가의 실시양태에서, 이온 교환 용기는 임의로 염수 펌핑을 위한 입구 및 출구 포트, 및 컬럼에서 컬럼으로의 이온 교환 물질을 로딩 및 언로딩하기 위한 추가의 도어 또는 해치를 갖는다. 추가의 실시양태에서, 이온 교환 용기는 이온 교환 물질의 소실, 유출, 또는 도난의 위험을 감소시키기 위해 하나 이상의 안전 장치가 임의로 장착된다. 물질은 가역적으로 염수로부터 리튬을 흡수하고 산에서 리튬을 방출할 수 있다. 일 실시양태에서, 이온 교환 물질은 이온 교환 물질의 용해 또는 분해를 제한하기 위해 산화물 또는 중합체와 같은 코팅 물질로 임의로 보호된 입자로 구성된다. 일 실시양태에서, 이온 교환 물질은 분말의 형태일 수 있다. 일 실시양태에서, 물질은 비드의 형태일 수 있다. 일 실시양태에서, 비드는 이온 교환 물질에 결합하는 내산성 중합체와 같은 구조 성분을 함유한다. 일 실시양태에서, 비드는 염수, 산, 수성, 및 기타 용액이 비드로 침투하는 것을 용이하게 하는 기공을 함유하여 리튬 및 수소를 비드에서 비드로 전달하거나 또는 비드를 세척한다. 일 실시양태에서, 비드 기공은 기공 크기의 분포를 갖는 기공의 연결된 네트워크를 형성하도록 구조화되고 비드 형성 동안 충전제 물질을 혼입하고 이후에 액체 또는 기체 내의 상기 충전제 물질을 제거함으로써 구조화된다.

이온 교환 시스템의 일 실시양태에서, 시스템은 재순환 배치 시스템이고, 이는 염기를 염수에 혼합하고, 염기 첨가 후 임의 침전물을 침강시키며, 이온 교환 컬럼 또는 다른 탱크로 재주입하기 전에 염수를 저장하기 위한 하나 이상의 탱크에 연결된 이온 교환 컬럼을 포함한다. 재순환 배치 시스템의 일 실시양태에서, 염수는 하나 이상의 탱크에 로딩되고, 이온 교환 컬럼을 통해 펌핑되며, 일련의 탱크를 통해 펌핑된 다음, 루프에서 이온 교환 컬럼으로 리턴된다. 일 실시양태에서, 염수는 임의로 이 루프를 반복적으로 가로지른다. 일 실시양태에서, 염수는 이온 교환 컬럼을 통해 재순환되어 물질에 의한 최적의 리튬 흡수를 가능하게 한다. 일 실시양태에서, 염기는 pH가 리튬 흡수에 충분한 수준으로 유지되는 방식 및 이온 교환 컬럼 내의 염기 관련 침전물의 양이 최소화되는 방식으로 염수에 첨가된다.

일부 실시양태에서, 이온 교환 물질은 옥시드, 포스페이트, 옥시플루오라이드, 플루오로포스페이트, 또는 이의 조합을 포함한다. 일 실시양태에서, 이온 교환 물질은 LiFePO₄, LiMnPO₄, Li₂MO₃(M = Ti, Mn, Sn), Li₄Ti₅O₁₂, Li₄Mn₅O₁₂, LiMn₂O₄, Li_1.6Mn_1.6O₄, LiMO₂(M = Al, Cu, Ti), Li₄TiO₄, Li₇Ti11O₂₄, Li₃VO₄, Li₂Si₃O₇, Li₂CuP₂O₇, Al(OH)₃, LiCl.xAl(OH)₃.yH₂O, SnO₂.xSb₂O₅.yH₂O, TiO₂.xSb₂O₅.yH₂O, 이의 고용체, 기타 원소로 도핑된 관련 조성물, 화학량론에서 벗어난 관련 조성물, 또는 이의 조합으로 구성된 군으로부터 선택되며; 식 중 x는 0.1-10이고 y는 0.1-10이다.

일 실시양태에서, 이온 교환 물질은 코팅된 이온 교환 입자, 코팅되지 않은 이온 교환 입자 또는 이의 조합을 포함한다.

일부 실시양태에서, 코팅되지 않은 이온 교환 입자는 이온 교환 물질(본원에 기술된 바와 같음)을 포함한다.

일부 실시양태에서, 코팅된 이온 교환 입자는 이온 교환 물질(본원에 기술된 바와 같음) 및 코팅 물질을 포함한다. 일부 실시양태에서, 이온 교환 물질은 옥시드, 포스페이트, 옥시플루오라이드, 플루오로포스페이트, 또는 이의 조합을 포함한다. 일 실시양태에서, 이온 교환 물질은 LiFePO₄, LiMnPO₄, Li₂MO₃(M = Ti, Mn, Sn), Li₄Ti₅O₁₂, Li₄Mn₅O₁₂, LiMn₂O₄, Li₁ _. ₆Mn₁ _. ₆O₄, LiMO₂(M = Al, Cu, Ti), Li₄TiO₄, Li₇Ti11O₂₄, Li₃VO₄, Li₂Si₃O₇, Li₂CuP₂O₇, Al(OH)₃, LiCl.xAl(OH)₃.yH₂O, SnO₂.xSb₂O₅.yH₂O, TiO₂.xSb₂O₅.yH₂O, 이의 고용체, 기타 원소로 도핑된 관련 조성물, 화학량론에서 벗어난 관련 조성물, 또는 이의 조합으로 구성된 군으로부터 선택되고; 식 중 x는 0.1-10이고 y는 0.1-10이다.

일부 실시양태에서, 코팅 물질은 카바이드, 니트리드, 옥시드, 포스페이트, 플루오라이드, 중합체, 탄소, 탄소질 물질, 또는 이의 조합을 포함한다. 일부 실시양태에서, 코팅 물질은 Nb₂O₅, Ta₂O₅, MoO₂, TiO₂, ZrO₂, MoO₂, SnO₂, SiO₂, Li₂O, Li₂TiO₃, Li₂ZrO₃, Li₂MoO₃, LiNbO₃, LiTaO₃, Li₂SiO₃, Li₂Si₂O₅, Li₂MnO₃, ZrSiO₄, AlPO₄, LaPO₄, ZrP₂O₇, MoP₂O₇, Mo₂P₃O₁₂, BaSO₄, AlF₃, SiC, TiC, ZrC, Si₃N₄, ZrN, BN, 탄소, 그래파이트 탄소, 비정질 탄소, 경질 탄소, 다이아몬드형 탄소, 이의 고용체, 또는 이의 조합을 포함한다. 일부 실시양태에서, 코팅 물질은 폴리비닐리덴 디플루오라이드, 폴리비닐 클로라이드, 플루오로 중합체, 클로로 중합체, 또는 플루오로-클로로 중합체를 포함한다. 일부 실시양태에서, 코팅 물질은 TiO₂, ZrO₂, SiO₂ MoO₂, Li₂TiO₃, Li₂ZrO₃, Li₂MnO₃, ZrSiO₄, 또는 LiNbO₃, AlF₃, SiC, Si₃N₄, 그래파이트 탄소, 비정질 탄소, 다이아몬드형 탄소, 또는 이의 조합을 포함한다. 일부 실시양태에서, 코팅 물질은 TiO₂, SiO₂, 또는 ZrO₂를 포함한다. 일부 실시양태에서, 코팅 물질은 TiO₂를 포함한다. 일부 실시양태에서, 코팅 물질은 SiO₂를 포함한다. 일부 실시양태에서, 코팅 물질은 ZrO₂를 포함한다.

추가의 일 측면에서, 코팅 물질은 중합체를 포함한다. 일 실시양태에서, 코팅 물질은 클로로 중합체, 플루오로 중합체, 클로로-플루오로 중합체, 친수성 중합체, 소수성 중합체, 이의 공중합체, 이의 혼합물, 또는 이의 조합을 포함한다.

추가의 측면에서, 코팅 물질은 공중합체, 블록 공중합체, 선형 중합체, 분지형 중합체, 가교 중합체, 열 처리된 중합체, 용액 처리된 중합체, 이의 공중합체, 이의 혼합물, 또는 이의 조합을 포함한다.

추가의 측면에서, 코팅 물질은 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에스테르, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 폴리아미드의 유형, 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK), 폴리술폰, 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF), 폴리(4-비닐 피리딘-코-스티렌)(PVPCS), 폴리스티렌(PS), 폴리부타디엔, 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS), 폴리비닐 클로라이드(PVC), 에틸렌 테트라플루오로에틸렌 중합체(ETFE), 폴리(클로로트리플루오로에틸렌)(PCTFE), 에틸렌 클로로트리플루오로 에틸렌(Halar), 폴리비닐플루오라이드(PVF), 플루오르화 에틸렌-프로필렌(FEP), 퍼플루오르화 엘라스토머, 클로로트리플루오로에틸렌 비닐리덴 플루오라이드(FKM), 퍼플루오로폴리에테르(PFPE), 퍼플루오로술폰산(나피온(Nafion)), 폴리에틸렌 옥시드, 폴리에틸렌 글리콜, 소듐 폴리아크릴레이트, 폴리에틸렌-블록-폴리(에틸렌 글리콜), 폴리아크릴로니트릴(PAN), 폴리클로로프렌 (네오프렌), 폴리비닐 부티랄(PVB), 발포 폴리스티렌(EPS), 폴리디비닐벤젠, 이의 공중합체, 이의 혼합물, 또는 이의 조합을 포함한다.　

추가의 측면에서, 코팅 물질은 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF), 폴리비닐 클로라이드(PVC), 에틸렌 클로로트리플루오로 에틸렌(Halar), 폴리(4-비닐 피리딘-코-스티렌)(PVPCS), 폴리스티렌(PS), 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌 (ABS), 발포 폴리스티렌(EPS), 폴리페닐렌 술피드, 술폰화 중합체, 카르복실화 중합체, 기타 중합체, 이의 공중합체, 이의 혼합물, 또는 이의 조합을 포함한다.

일 실시양태에서, 이온 교환 물질 다공성 이온 교환 물질이다. 일 실시양태에서, 이온 교환 물질은 다공성 비드의 형태이다. 일 실시양태에서, 이온 교환 물질은 분말 형태이다. 일 실시양태에서, 산 용액은 H₂SO₄또는HCl의 용액이다.

일부 실시양태에서, 리튬 또는 기타 금속은 a) 구조적 지지체; 및 b) 코팅된 이온 교환 입자, 코팅되지 않은 이온 교환 입자, 및 이의 조합으로부터 선택된 복수의 입자를 포함하는 이온 교환을 위한 다공성 구조물을 사용하여 염수로부터 회수된다. 일부 실시양태에서, 구조적 지지체는 중합체, 옥시드, 포스페이트, 또는 이의 조합을 포함한다. 일부 실시양태에서, 구조적 지지체는 중합체를 포함한다. 일부 실시양태에서, 중합체는 폴리비닐리덴 플루오라이드, 폴리비닐 플루오라이드, 폴리비닐 클로라이드, 폴리비닐리덴 클로라이드, 클로로 중합체, 플루오로 중합체, 플루오로-클로로 중합체, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리페닐렌 술피드, 폴리테트라플루오로에틸렌, 술폰화 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리스티렌, 폴리디비닐벤젠, 폴리부타디엔, 술폰화 중합체, 카르복실화 중합체, 폴리아크릴로니트릴, 나피온®, 이의 공중합체, 또는 이의 조합이다.

일부 실시양태에서, 리튬 또는 기타 금속은 배치, 반 배치, 반 연속, 또는 연속 공정을 사용하여 염수로부터 회수된다. 일부 실시양태에서, 이온 교환 비드는 시스템을 통해 염수의 반대 방향으로 이동한다.

고체-액체 분리

일 실시양태에서, 침전된 금속은 여과, 중력 침강, 원심성 침강, 자기장, 기타 고체-액체 분리 방법, 또는 이의 조합을 사용하여 염수로부터 분리된다. 일부 실시양태에서, 침전된 금속은 필터를 사용하여 염수로부터 제거된다. 일부 실시양태에서, 필터는 벨트 필터, 플레이트 앤드 프레임 필터 프레스(plate-and-frame filter press), 필터 요소가 들어있는 압력 용기, 회전식 드럼 필터, 회전식 디스크 필터, 카트리지 필터, 고정층 또는 이동층을 가진 원심성 필터, 금속 스크린, 천공 바스켓 원심분리기, 3점 원심분리기, 필러형 원심분리기(peeler type centrifuge), 또는 푸셔 원심분리기(pusher centrifuge)이다. 일부 실시양태에서, 필터는 스크롤 또는 진동 장치를 사용할 수 있다. 일부 실시양태에서, 필터는 수평, 수직이거나 사이펀을 사용할 수 있다.

일부 실시양태에서, 필터 케이크는 중력, 원심력, 전기장, 진동, 브러쉬, 액체 제트, 스크래퍼, 간헐적 역류, 진동, 크로우 플로우(crow-flow) 여과, 또는 필터의 표면을 가로지르는 현탁액의 펌핑을 사용하여 방지, 제한 또는 제거된다. 일부 실시양태에서, 침전된 금속 및 액체는 필터에 접선 방향으로 이동하여 케이크 성장을 제한한다. 일부 실시양태에서, 중력, 자기, 원심성 침강, 또는 고체-액체 분리의 기타 수단은 여과 전, 동안, 또는 후에 사용되어 케이크 형성을 방지한다.

일부 실시양태에서, 필터는 스크린, 금속 스크린, 체, 호상체(sieve bend), 굴곡체(bent sieve), 고주파 전자기 스크린, 공명 스크린, 또는 이의 조합을 포함한다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 입자 트랩은 고체-액체 분리 장치이다.

일부 실시양태에서, 하나 이상의 고체-액체 분리 장치는 직렬 또는 병렬로 사용될 수 있다. 일부 실시양태에서, 희석 슬러리는 탱크로부터 제거되고, 외부 고체-액체 분리 장치로 이동되며, 농축된 슬러리 및 현탁된 고체가 적거나 없는 용액으로 분리된다. 일부 실시양태에서, 농축된 슬러리는 탱크로 리턴되거나 상이한 탱크로 이동한다. 일부 실시양태에서, 침전된 금속은 염수 탱크로부터 또 다른 염수 탱크로, 산 탱크로부터 또 다른 산 탱크로, 세척 탱크로부터 또 다른 세척 탱크로, 염수 탱크로부터 세척 탱크로, 세척 탱크로부터 산 탱크로, 산 탱크로부터 세척 탱크로, 또는 산 탱크로부터 염수 탱크로 이동한다.

일부 실시양태에서, 고체-액체 분리 장치는 중력 침강을 사용할 수 있다. 일부 실시양태에서, 고체-액체 분리 장치는 침강 탱크, 농축기, 정화기, 중력 농축기를 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, 고체-액체 분리 장치는 배치 모드, 반 배치 모드, 반 연속 모드, 또는 연속 모드로 작동된다. 일부 실시양태에서, 고체-액체 분리 장치는 입자가 농축기의 하단부를 통해 이탈할 수 있는 구역으로 이온 교환 입자를 회전 및 농축하는 하나 이상의 레이킹(raking) 구성요소를 갖는 농축기로 슬러리가 분산되도록 중심 유입구를 통해 진입하는 슬러리가 있는 원형 베이신(basin) 농축기를 포함한다.

일부 실시양태에서, 고체-액체 분리 장치는 깊은 원뿔, 깊은 원뿔 탱크, 깊은 원뿔 압축 탱크, 또는 슬러리가 중량에 의해 압축되는 탱크를 포함한다. 일부 실시양태에서, 고체-액체 분리 장치는 중심 축 및 레이킹 구성요소와 수직으로 배향된 일련의 농축기들을 가진 트레이 농축기를 포함한다. 일부 실시양태에서, 고체-액체 분리 장치는 평활할 수 있거나, 평평할 수 있거나, 거칠 수 있거나, 물결형일 수 있는 경사진 플레이트 또는 튜브를 가진 라멜라형 농축기를 포함한다. 일부 실시양태에서, 고체-액체 분리 장치는 임의로 입자를 이동시키는 패들 및/또는 연쇄 메커니즘과 함께 한 단부에서의 공급 및 반대 단부에서의 오버플로우를 갖는 직사각형 베이신일 수 있는 중력 정화기를 포함한다. 일부 실시양태에서, 고체-액체 분리 장치는 입자 트랩일 수 있다.

일부 실시양태에서, 고체-액체 분리 장치는 원심성 침강을 사용한다. 일부 실시양태에서, 고체-액체 분리 장치는 관형 원심 분리기, 다중 챔버 원심분리기, 원뿔형 바스켓 원심분리기, 스크롤형 원심분리기, 침강 원심분리기, 또는 디스크 원심분리기를 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, 침전된 금속은 원심분리기로부터 연속적으로 또는 간헐적으로 배출된다. 일부 실시양태에서, 고체-액체 분리 장치는 하이드로사이클론이다. 일부실시양태에서, 고체-액체 분리 장치는 직렬 및/또는 병렬의 하이드로사이클론 또는 원심분리기의 어레이이다. 일부 실시양태에서, 섬프는 침전된 금속을 재슬러리화하기 위해 사용된다. 일부 실시양태에서, 하이드로사이클론은 다중 공급점을 가질 수 있다. 일부 실시양태에서, 하이드로사이클론은 거꾸로 사용된다. 일부 실시양태에서, 액체는 하이드로사이클론의 원뿔의 정점 근처에 주입되어 절단의 날카로움(sharpness)을 개선한다. 일부 실시양태에서, 위어(weir)는 장치의 중간 근처에 진입하는 슬러리화된 침전된 금속의 공급물과 함께 입자 트랩의 중심에서 회전하고, 침전된 금속은 "티컵 효과(teacup effect)"로 인하여 장치의 하단부 및 중심에서 트랩된다.

염기 및 산 생성

일 실시양태에서, 염기는 액체 자원으로부터 바람직하지 않은 금속을 침전시키기 위해 사용되고, 침전된 금속은 액체 자원으로부터 분리된 다음 침전된 금속은 산을 사용하여 재용해된다. 일 실시양태에서, 산 및 염기는 전기화학 전지를 사용하여 생성된다. 일 실시양태에서, 산 및 염기는 전극을 사용하여 생성된다. 일 실시양태에서, 산 및 염기는 막을 사용하여 생성된다.

일 실시양태에서, 상기 이온 전도성 막은 양이온 전도성 막, 음이온 전도성 막 또는 이의 조합이다. 일 실시양태에서, 상기 이온 전도성 막은 술폰화 테트라플루오로에틸렌계 플루오로중합체-공중합체, 술폰화 테트라플루오로에틸렌, 술폰화 플루오로중합체, MK-40, 공중합체, 또는 이의 조합을 포함한다. 일 실시양태에서, 상기 음이온 전도성 막은 작용화된 중합체 구조를 포함한다.

일 실시양태에서, 상기 작용화된 중합체 구조는 폴리아릴렌 에테르, 폴리술폰, 폴리에테르 케톤, 폴리페닐렌, 퍼플루오르화 중합체, 폴리벤즈이미다졸, 폴리에피클로로히드린, 불포화 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리스티렌, 폴리비닐벤질 클로라이드, 폴리포스파젠, 폴리비닐 알코올, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리비닐 클로라이드, 폴리비닐리덴 플루오라이드, 이들 중합체 또는 다른 종류의 중합체의 대체물, 또는 이의 복합물을 포함한다. 일 실시양태에서, 상기 양이온 전도성 막은 리튬 이온의 이동은 허용하지만 음이온 기의 이동은 방지한다. 일 실시양태에서, 상기 이온 전도성 막은 약 1 μm 내지 약 1000 μm의 두께를 갖는다. 일 실시양태에서, 상기 이온 전도성 막은 약 1 mm 내지 약 10 mm의 두께를 갖는다.

일 실시양태에서, 상기 전극은 티탄, 니오븀, 지르코늄, 탄탈륨, 마그네슘, 이산화티탄, 이의 산화물, 또는 이의 조합으로 구성된다. 일 실시양태에서, 상기 전극은 백금, TiO₂, ZrO₂, Nb₂O₅, Ta₂O₅, SnO₂, IrO₂, RuO₂, 혼합 금속 산화물, 그래핀, 이의 유도체, 또는 이의 조합의 코팅을 더 포함한다.

통합 시스템의 일 실시양태에서, 클로르-알칼리 설정은 NaCl 수용액으로부터 HCl 및 NaOH를 생성하기 위해 사용된다. 일 실시양태에서, HCl은 리튬 용리액 용액을 생성하는 선택적 리튬 흡수를 위하여 리튬을 이온 교환 시스템으로부터 용리시키는데 사용된다. 일 실시양태에서, 클로르-알칼리 설정으로부터의 NaOH는 선택적 리튬 흡수를 위한 이온 교환 시스템에서 염수의 pH를 조절하기 위해 사용된다. 일 실시양태에서, NaOH는 리튬 용리액 용액으로부터 불순물을 침전시키기 위해 사용된다.

일 실시양태에서, 시스템은 하나 이상의 전기화학 또는 전기분해 시스템을 포함한다. 용어 "전기화학" 및 "전기분해"는 본 명세서에서 상호교환적으로 사용되고, 이들 용어는 달리 구체적으로 언급되지 않는 한 동의어이다. 일 실시양태에서, 전기분해 시스템은 하나 이상의 전기화학 전지로 구성된다. 일 실시양태에서, 전기화학 시스템은 HCl 및 NaOH를 생성하기 위해 사용된다. 일 실시양태에서, 전기화학 시스템은 염 용액을 염기 중의 산으로 전환시킨다. 일 실시양태에서, 전기화학 시스템은 NaCl, KCl, 및/또는 기타 클로라이드를 함유한 염 용액을 염기 및 산으로 전환시킨다. 일 실시양태에서, 염수로부터 침전되거나 회수된 염 용액은 전기화학 시스템으로 공급되어 산 및 염기를 생성한다. 일 실시양태에서, 전기분해 시스템은 리튬염 용액을 전환시켜 수산화리튬 용액, 산성화된 용액, 및 임의로 희석 리튬 염 용액을 형성한다. 일 실시양태에서, 리튬염 용액은 임의로 농축되고/되거나 정제된 이온 교환 시스템에 의해 생성된 리튬 용리액 용액이거나 이로부터 유도된다. 일 실시양태에서, 전기분해 시스템으로부터의 산성화된 용액은 이온 교환 시스템으로 리턴하여 추가의 리튬 용리액 용액을 용리시킨다.

통합 시스템의 일 실시양태에서, 통합 시스템은 하나 이상의 전기분해 시스템을 포함한다. 일 실시양태에서, 전기분해 시스템은 하나 이상의 전기투석 전지로 구성된다. 일 실시양태에서, 전기분해 시스템은 리튬 염 용액을 전환시켜 수산화리튬 용액, 산성화된 용액, 및 임의로 희석 리튬염 용액을 형성한다. 일 실시양태에서, 리튬염 용액은 임의로 농축되고/되거나 정제된 이온 교환 시스템에 의해 생성된 리튬 용리액 용액이거나 이로부터 유도된다. 일 실시양태에서, 전기분해 시스템으로부터의 산성화된 용액은 이온 교환 시스템으로 리턴하여 추가의 리튬 용리액 용액을 용리시킨다.

일 실시양태에서, 리튬염 용액은 이온 교환 시스템으로부터의 미반응 산을 함유한다. 일 실시양태에서, 이온 교환 시스템으로부터의 리튬염 용액 중의 미반응 산은 전기분해 시스템을 통과하고, 더 산성화되어 산성화된 용액을 형성한다. 일 실시양태에서, 이온 교환 시스템으로부터 유도된 리튬염 용액은 정제되어 리튬 염 용액 중의 미반응 산을 중화시키지 않고 불순물을 제거한 다음 전기분해 시스템으로 공급된다.

일 실시양태에서, 전기분해 시스템에 의해 생성된 산성화된 용액은 리튬 염 용액으로부터 전기분해 시스템으로 공급된 리튬 이온을 함유한다. 일 실시양태에서, 리튬 이온을 함유하는 산성화된 용액은 전기분해 시스템을 이탈하고, 이온 교환 시스템으로 다시 공급되어 리튬을 용리하고 추가의 리튬 염 용액을 생성한다.

전기분해 시스템의 일 실시양태에서, 전기분해 전지는 전기화학 전지이다. 전기화학 전지의 일 실시양태에서, 막은 양이온 전도성 및/또는 음이온 전도성 막일 수 있다. 일 실시양태에서, 전기화학 전지는 챔버 사이의 리튬 이온의 이동을 허용하지만 음이온기 예컨대, 클로라이드, 술페이트, 및 히드록시드 기의 이동을 방지하는 양이온 전도성 막을 가진 2 구획 전지이다.

전기분해 시스템의 일 실시양태에서, 전기분해 전지는 전기투석 전지이다. 전기투석 전지의 일 실시양태에서, 막은 양이온 전도성 및/또는 음이온 전도성 막일 수 있다. 일 실시양태에서, 전기투석 전지는 챔버 사이의 리튬 이온의 이동을 허용하지만 음이온기 예컨대, 클로라이드, 술페이트, 및 히드록시드 기의 이동을 방지하는 양이온 전도성 막을 가진 2 구획 전지이다.

전기분해 시스템의 일 실시양태에서, 전기분해 전지는 막 전기분해 전지이다. 막 전기분해 전지의 일 실시양태에서, 막은 양이온 전도성 및/또는 음이온 전도성 막일 수 있다. 일 실시양태에서, 막 전기분해 전지는 챔버 사이의 리튬 이온의 이동을 허용하지만 음이온기 예컨대, 클로라이드, 술페이트, 및 히드록시드 기의 이동을 방지하는 양이온 전도성 막을 가진 2 구획 전지이다.

일 실시양태에서, 막 전기분해 전지는 전기화학적 환원 전극을 가진 구획을 중심 구획으로부터 분리하는 리튬 이온의 이동을 허용하는 양이온 전도성 막 및 전기화학적 산화 전극을 가진 구획을 중심 구획으로부터 분리하는 음이온 이온의 이동을 허용하는 음이온 전도성 막을 가진 3 구획 전지이다. 일 실시양태에서, 양이온 전도성 막은 음이온 예컨대, 클로라이드, 술페이트, 또는 히드록시드의 이동을 방지한다. 일 실시양태에서, 음이온 전도성 막은 양이온 예컨대, 리튬, 나트륨, 또는 양성자의 이동을 방지한다.

막 전기분해 전지의 일 실시양태에서, 막은 나피온^®, 술폰화 테트라플루오로에틸렌, 술폰화 플루오로중합체, MK-40, 공중합체, 다른 막 물질, 복합물, 또는 이의 조합으로 구성될 수 있다. 막 전기분해 전지의 일 실시양태에서, 양이온 교환 막은 나피온^®, 술폰화 테트라플루오로에틸렌, 술폰화 플루오로중합체, 공중합체, 상이한 중합체, 중합체의 복합물, 또는 이의 조합일 수 있는 작용화된 중합체 구조로 구성된다. 막 전기분해 전지의 일 실시양태에서, 양이온 교환 막의 중합체 구조는 술폰기, 카르복실산기, 포스페이트기, 다른 음전하의 작용기, 또는 이의 조합으로 작용화된다.

전기화학 전지의 일 실시양태에서, 막은 나피온^®, 술폰화 테트라플루오로에틸렌, 술폰화 플루오로중합체, MK-40, 공중합체, 다른 막 물질, 복합물, 또는 이의 조합으로 구성될 수 있다. 전기화학 전지의 일 실시양태에서, 양이온 교환 막은 나피온^®, 술폰화 테트라플루오로에틸렌, 술폰화 플루오로중합체, 공중합체, 상이한 중합체, 중합체의 복합물, 또는 이의 조합일 수 있는 작용화된 중합체 구조로 구성된다. 전기화학 전지의 일 실시양태에서, 양이온 교환 막의 중합체 구조는 술폰기, 카르복실산기, 포스페이트기, 다른 음전하의 작용기, 또는 이의 조합으로 작용화된다.

전기투석 전지의 일 실시양태에서, 막은 나피온^®, 술폰화 테트라플루오로에틸렌, 술폰화 플루오로중합체, MK-40, 공중합체, 다른 막 물질, 복합물, 또는 이의 조합으로 구성될 수 있다. 전기투석 전지의 일 실시양태에서, 양이온 교환 막은 나피온^®, 술폰화 테트라플루오로에틸렌, 술폰화 플루오로중합체, 공중합체, 상이한 중합체, 중합체의 복합물, 또는 이의 조합일 수 있는 작용화된 중합체 구조로 구성된다. 전기투석 전지의 일 실시양태에서, 양이온 교환 막의 중합체 구조는 술폰기, 카르복실산기, 포스페이트기, 다른 음전하의 작용기, 또는 이의 조합으로 작용화된다.

막 전기분해 전지의 일 실시양태에서, 음이온 교환 막은 작용화된 중합체 구조로 구성된다. 중합체 구조는 폴리아릴렌 에테르, 폴리술폰, 폴리에테르 케톤, 폴리페닐렌, 퍼플루오르화 중합체, 폴리벤즈이미다졸, 폴리에피클로로히드린, 불포화 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리스티렌, 폴리비닐벤질 클로라이드, 폴리포스파젠, 폴리비닐 알코올, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리비닐 클로라이드, 폴리비닐리덴 플루오라이드, 이들 중합체 또는 다른 종류의 중합체의 대체물, 또는 이의 복합물로 구성될 수 있다. 막의 일 실시양태에서, 작용기는 중합체 골격의 일부이다. 막의 일 실시양태에서, 작용기는 플라즈마 기술, 방사선 그래프팅, 또는 다른 작용화 반응을 사용하여 첨가된다. 막의 일 실시양태에서, 작용기는 벤질트리알킬암모늄, 알킬 측쇄 사차 암모늄기, 가교 디암모늄기, 퀴누클리디늄계 사차 암모늄기, 이미다졸륨기, 피리디늄기, 펜타메틸구아니디늄기, 알칼리 안정화 사차 포스포늄기, 금속 함유 양이온기, 기타 양이온 함유기, 또는 이의 조합일 수 있다.

전기화학 전지의 일 실시양태에서, 음이온 교환 막은 작용화된 중합체 구조로 구성된다. 중합체 구조는 폴리아릴렌 에테르, 폴리술폰, 폴리에테르 케톤, 폴리페닐렌, 퍼플루오르화 중합체, 폴리벤즈이미다졸, 폴리에피클로로히드린, 불포화 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리스티렌, 폴리비닐벤질 클로라이드, 폴리포스파젠, 폴리비닐 알코올, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리비닐 클로라이드, 폴리비닐리덴 플루오라이드, 이들 중합체 또는 다른 종류의 중합체의 대체물, 또는 이의 복합물로 구성될 수 있다. 막의 일 실시양태에서, 작용기는 중합체 골격의 일부이다. 막의 일 실시양태에서, 작용기는 플라즈마 기술, 방사선 그래프팅, 또는 다른 작용화 반응을 사용하여 첨가된다. 막의 일 실시양태에서, 작용기는 벤질트리알킬암모늄, 알킬 측쇄 사차 암모늄기, 가교 디암모늄기, 퀴누클리디늄계 사차 암모늄기, 이미다졸륨기, 피리디늄기, 펜타메틸구아니디늄기, 알칼리 안정화 사차 포스포늄기, 금속 함유 양이온기, 기타 양이온 함유기, 또는 이의 조합일 수 있다.

전기투석 전지의 일 실시양태에서, 음이온 교환 막은 작용화된 중합체 구조로 구성된다. 중합체 구조는 폴리아릴렌 에테르, 폴리술폰, 폴리에테르 케톤, 폴리페닐렌, 퍼플루오르화 중합체, 폴리벤즈이미다졸, 폴리에피클로로히드린, 불포화 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리스티렌, 폴리비닐벤질 클로라이드, 폴리포스파젠, 폴리비닐 알코올, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리비닐 클로라이드, 폴리비닐리덴 플루오라이드, 이들 중합체 또는 다른 종류의 중합체의 대체물, 또는 이의 복합물로 구성될 수 있다. 막의 일 실시양태에서, 작용기는 중합체 골격의 일부이다. 막의 일 실시양태에서, 작용기는 플라즈마 기술, 방사선 그래프팅, 또는 다른 작용화 반응을 사용하여 첨가된다. 막의 일 실시양태에서, 작용기는 벤질트리알킬암모늄, 알킬 측쇄 사차 암모늄기, 가교 디암모늄기, 퀴누클리디늄계 사차 암모늄기, 이미다졸륨기, 피리디늄기, 펜타메틸구아니디늄기, 알칼리 안정화 사차 포스포늄기, 금속 함유 양이온기, 기타 양이온 함유기, 또는 이의 조합일 수 있다.

막 전기분해 전지의 일 실시양태에서, 막은 10 μm 미만, 50 μm 미만, 200 μm 미만, 400 μm 미만, 또는 1,000 μm 미만의 두께를 가질 수 있다. 막 전기분해 전지의 일 실시양태에서, 막은 1,000 μm 초과의 두께를 가질 수 있다. 막 전기분해 전지의 일 실시양태에서, 막은 약 1 μm 내지 약 1000 μm, 약 1 μm 내지 약 800 μm, 약 1 μm 내지 약 600 μm, 약 1 μm 내지 약 400 μm, 약 1 μm 내지 약 200 μm, 약 1 μm 내지 약 100 μm, 약 1 μm 내지 약 90 μm, 약 1 μm 내지 약 80 μm, 약 1 μm 내지 약 70 μm, 약 1 μm 내지 약 60 μm, 약 1 μm 내지 약 50 μm, 약 1 μm 내지 약 40 μm, 약 1 μm 내지 약 30 μm, 약 1 μm 내지 약 20 μm, 약 1 μm 내지 약 15 μm, 또는 약 1 μm 내지 약 10 μm의 두께를 가질 수 있다.

전기화학 전지의 일 실시양태에서, 막은 10 μm 미만, 50 μm 미만, 200 μm 미만, 400 μm 미만, 또는 1,000 μm 미만의 두께를 가질 수 있다. 전기화학 전지의 일 실시양태에서, 막은 1,000 um 초과의 두께를 가질 수 있다. 전기화학 전지의 일 실시양태에서, 막은 약 1 μm 내지 약 1000 μm, 약 1 μm 내지 약 800 μm, 약 1 μm 내지 약 600 μm, 약 1 μm 내지 약 400 μm, 약 1 μm 내지 약 200 μm, 약 1 μm 내지 약 100 μm, 약 1 μm 내지 약 90 μm, 약 1 μm 내지 약 80 μm, 약 1 μm 내지 약 70 μm, 약 1 μm 내지 약 60 μm, 약 1 μm 내지 약 50 μm, 약 1 μm 내지 약 40 μm, 약 1 μm 내지 약 30 μm, 약 1 μm 내지 약 20 μm, 약 1 μm 내지 약 15 μm, 또는 약 1 μm 내지 약 10 μm의 두께를 가질 수 있다.

전기투석 전지의 일 실시양태에서, 막은 10 μm 미만, 50 μm 미만, 200 μm 미만, 400 μm 미만, 또는 1,000 μm 미만의 두께를 가질 수 있다. 전기투석 전지의 일 실시양태에서, 막은 1,000 um 초과의 두께를 가질 수 있다. 전기투석 전지의 일 실시양태에서, 막은 약 1 μm 내지 약 1000 μm, 약 1 μm 내지 약 800 μm, 약 1 μm 내지 약 600 μm, 약 1 μm 내지 약 400 μm, 약 1 μm 내지 약 200 μm, 약 1 μm 내지 약 100 μm, 약 1 μm 내지 약 90 μm, 약 1 μm 내지 약 80 μm, 약 1 μm 내지 약 70 μm, 약 1 μm 내지 약 60 μm, 약 1 μm 내지 약 50 μm, 약 1 μm 내지 약 40 μm, 약 1 μm 내지 약 30 μm, 약 1 μm 내지 약 20 μm, 약 1 μm 내지 약 15 μm, 또는 약 1 μm 내지 약 10 μm의 두께를 가질 수 있다.

일 실시양태에서, 전기분해 시스템은 2 구획 전기분해 전지 또는 3 구획 전기분해 전지일 수 있는 전기분해 전지를 포함한다.

2 구획 전기분해 전지의 일 실시양태에서, 전지는 전기화학적 산화 전극을 포함하는 제1 구획을 포함한다. 리튬 염 용액은 제1 구획으로 진입하고 산성화된 용액으로 전환된다. 2 구획 전기분해 전지의 일 실시양태에서, 전지는 전기화학적 환원 전극을 포함하는 제2 구획을 포함한다. 이러한 제2 구획은 입력물로 물 또는 희석 LiOH 용액을 취하고, 출력물로 추가의 농축된 LiOH 용액을 생성한다. 일 실시양태에서, 구획은 음이온의 수송을 제한하는 양이온 전도성 막에 의해 분리된다.

3 구획 전기분해 전지의 일 실시양태에서, 전지는 전기화학적 산화 전극을 포함하는 제1 구획을 포함한다. 제1 구획은 입력물로 물 또는 희석 염 용액을 취하고, 출력물로 산성화된 용액을 생성한다. 3 구획 전기분해 전지의 일 실시양태에서, 전지는 전기화학적 환원 전극을 포함하는 제2 구획을 포함한다. 이러한 제2 구획은 입력물로 물 또는 희석 수산화물 용액을 취하고, 출력물로 추가의 농축된 수산화물 용액을 생성한다. 3 구획 전기분해 전지의 일 실시양태에서, 전지는 전극을 포함하지 않는 제3 구획을 포함하고, 이는 제1 구획과 제2 구획 사이에 위치하며, 입력물로 농축된 리튬 염 용액을 취하고, 출력물로 희석 리튬염 용액을 생성한다. 일 실시양태에서, 제1 및 제3 구획은 양이온의 수송을 제한하는 음이온 전도성 막에 의해 분리된다. 일 실시양태에서, 제2 및 제3 구획은 음이온의 수송을 제한하는 양이온 전도성 막에 의해 분리된다.

전기분해 전지의 일 실시양태에서, 전극은 티탄, 니오븀, 지르코늄, 탄탈륨, 마그네슘, 이산화티탄, 이의 산화물, 또는 이의 조합으로 구성될 수 있다. 전기분해 전지의 일 실시양태에서, 전극은 백금, TiO₂, ZrO₂, Nb₂O₅, Ta₂O₅, SnO₂, IrO₂, RuO₂, PtO_x, 혼합된 금속 산화물, 그래핀, 이의 유도체, 또는 이의 조합으로 코팅될 수 있다. 전기분해 전지의 일 실시양태에서, 전극은 강철, 스테인리스 강, 니켈, 니켈 합금, 강철 합금, 또는 흑연으로 구성될 수 있다.

전기분해 시스템의 일 실시양태에서, 리튬 염 용액은 임의로 HCl을 함유하는 LiCl 용액이다. 전기분해 시스템의 일 실시양태에서, 전기화학적 산화 전극 옥시드 클로라이드 이온은 염소 기체를 생성한다.

전기분해 시스템의 일 실시양태에서, 리튬 염 용액은 임의로 H₂SO₄을 함유하는 Li₂SO₄ 용액이다. 전기분해 시스템의 일 실시양태에서, 전기화학적 산화 전극은 물, 히드록시드, 또는 다른 종을 산화시켜 산소 기체를 생성한다.

전기분해 시스템의 일 실시양태에서, 전기화학적 환원 전극은 수소 이온을 환원시켜 수소 가스를 생성한다. 전기분해 시스템의 일 실시양태에서, 전기화학적 환원 전극이 들어있는 챔버는 수산화물 용액을 생성하거나 용액의 수산화물 농도를 증가시킨다.

전기분해 시스템의 일 실시양태에서, 염소 및 수소 기체는 연소되어 HCl 버너에서 HCl을 생성한다. 일 실시양태에서, HCl 버너는 대략 100-300℃ 또는 300-2,000℃로 유지되는 컬럼이다. 일 실시양태에서, HCl 버너에서 생성된 HCl은 열 교환을 통해 냉각되고 흡수 탑에서 물에 흡수되어 HCl 수용액을 생성한다. 일 실시양태에서, HCl 버너로부터 생성된 HCl 용액은 이온 교환 시스템으로부터 리튬을 용리시키기 위해 사용된다.

일 실시양태에서, 전기분해 전지를 이탈하는 산성화된 용액의 pH는 0 내지 1, -2 내지 0, 1 내지 2, 2 미만, 1 미만, 또는 0 미만일 수 있다. 일부 실시양태에서, 막 전기분해 전지는 다중 구획을 갖는 전기투석 전지이다. 일부 실시양태에서, 전기투석 전지는 약 2개 초과, 약 5개 초과, 약 10개 초과, 또는 약 20개 초과의 구획을 가질 수 있다.

일 실시양태에서, 액체 자원으로부터 금속을 침전시키기 위하여 첨가되는 염기는 수산화칼슘 또는 수산화나트륨일 수 있다. 일 실시양태에서, 염기는 액체 자원에 1 N 미만, 1-2 N, 2-4 N, 4-10 N, 10-20 N, 또는 20-40 N일 수 있는 염기 농도를 가진 수용액으로서 첨가될 수 있다. 일 실시양태에서, 염기는 액체 자원에 고체로서 첨가될 수 있다.

일 실시양태에서, 산은 재용해된 금속을 액체 자원과 혼합하기 전에 침전된 금속을 용해시키기 위하여 침전된 금속에 첨가될 수 있다. 일 실시양태에서, 산은 액체 자원에 첨가되어 액체 자원을 산성화시킬 수 있고, 침전된 금속은 산성화된 액체 자원과 조합되어 침전된 금속을 재용해시킬 수 있다.

일부 실시양태에서, 전기화학 전지로부터의 산은 선택적 이온 교환 물질로부터 리튬을 용리시키기 위해 사용될 수 있다. 일부 실시양태에서, 전기화학 전지로부터의 염기는 선택적 이온 교환 물질로부터 방출된 양성자를 중화시키기 위해 사용될 수 있다.

액체 자원으로부터 흡수된 불순물

일부 실시양태에서, 액체 자원으로부터 흡수되고 리튬이 풍부한 이온 교환 물질로부터 용리되는 리튬이 아닌 불순물은 다가 불순물을 포함한다. 일부 실시양태에서, 다가 불순물은 다가 양이온을 포함한다. 일부 실시양태에서, 다가 양이온은 바륨, 마그네슘, 스트론튬, 기타 금속, 또는 이의 조합을 포함한다.

산성 용액

일 실시양태에서, 산성 용액은 황산, 인산, 염산, 브롬화수소산, 탄산, 질산 또는 이의 조합을 포함한다. 일 실시양태에서, 리튬은 황산, 인산, 염산, 질산 또는 이의 조합을 사용하여 리튬 선택적 이온 교환 물질로부터 용리된다. 일 실시양태에서, 리튬은 술페이트, 포스페이트, 니트레이트, 보레이트, 또는 이의 조합을 포함하는 산 용액을 사용하여 리튬 선택적 이온 교환 물질로부터 용리된다.

일부 실시양태에서, 산성 용액은 특정 농도에서 침전될 수 있는 용해된 종을 포함한다. 일부 실시양태에서, 산성 용액은 침전을 방지하기 위해 농도가 감소될 수 있는 용해된 종을 포함한다. 일부 실시양태에서, 산성 용액에 용해된 종은 술페이트 음이온, 니트레이트 음이온, 포스페이트 음이온, 클로라이드 음이온, 브로마이드 음이온, 플루오라이드 음이온, 보레이트 음이온, 요오다이드 음이온, 카르보네이트 음이온, 또는 이의 조합을 포함한다. 일부 실시양태에서, 리튬 및 리튬이 아닌 불순물은 제1의 리튬이 풍부한 이온 교환 물질로부터 산성 용액으로 용리되어, 불순물이 풍부한 리튬화된("IEL") 산성 용액을 형성하고, 여기서 용리된 불순물은 산성 용액에서 하나 이상의 상기 음이온과 반응하여 침전될 수 있는 불용성 염을 형성한다. 일부 실시양태에서, IEL 산성 용액 중의 상기 음이온 및 리튬이 아닌 불순물의 농도는 불용성 염의 침전을 감소시키거나 억제하도록 독립적으로 제한된다. 일 실시양태에서, 산성 용액은 술페이트 음이온을 포함한다.

일부 실시양태에서, 산성 용액은 물, 염, 킬레이트 화합물, 에틸렌디아민테트라아세트산, 에틸렌디아민테트라아세테이트의 염, 에틸렌디아민테트라아세테이트의 화합물, 스케일 방지제, 또는 이의 조합을 더 포함한다. 일부 실시양태에서, 희석수는 불용성 침전물의 형성을 제한 및/또는 방지하기 위해 산성 용액에 첨가된다.

불순물의 제거

일부 실시양태에서, 불순물 선택적 이온 교환 물질, 나노여과, 화학 침전, 전기화학 분리, 온도 저하 침전, 기타 불순물 제거 방법, 또는 이의 조합을 사용하여 IEL 용리액 및/또는 새로운 IEL 용리액으로부터 불순물을 제거한다. 일부 실시양태에서, 불순물은 불순물 선택적 이온 교환 물질, 나노여과, 화학 침전, 전기화학 분리, 온도 저하 침전, 다가 불순물을 제거하는 기타 방법, 또는 이의 조합, 병렬, 직렬, 또는 이의 조합을 사용하여 제거된다.

불순물 선택적 이온 교환 물질

일부 실시양태에서, 본원에 기술된 임의 리튬 추출 방법 또는 시스템에 대해, 불순물은 불순물이 풍부한 리튬화된(IEL) 산성 용액을 불순물 선택적 이온 교환 물질과 접촉시킴으로써 적어도 제거된다. 일부 실시양태에서, 불순물 선택적 이온 교환 물질은 다가 불순물 선택적 이온 교환 물질을 포함한다. 일부 실시양태에서, 다가 불순물 선택적 이온 교환 물질은 다가 양이온 선택적(MCS) 이온 교환 물질을 포함한다. 일부 실시양태에서, MCS 이온 교환 물질은 충전층에 제공된다. 일부 실시양태에서, MCS 이온 교환 물질은 유동층에 제공된다. 일부 실시양태에서, MCS 이온 교환 물질은 MCS 용기 내에 위치한다. 일부 실시양태에서, MCS 이온 교환 물질은 MCS 용기의 네트워크 내에 배열된다. 일부 실시양태에서, MCS 이온 교환 물질은 MCS 용기의 네트워크 내에 배열되며, 여기서 IEL 산성 용액은 다가 양이온이 각각의 MCS 용기를 통과할 때 IEL 산성 용액으로부터 흡수되도록 순차적으로 MCS 용기의 네트워크를 통과한다. 일부 실시양태에서, MCS 용기의 네트워크를 통과하는 IEL 산성 용액으로부터 흡수된 다가 양이온의 양은 IEL 산성 용액의 유동 순서에서 첫 번째 MCS 용기로부터 상기 순서에서 마지막 MCS 용기로 감소한다. 일부 실시양태에서, 상기 순서에서 마지막 MCS 용기는 미량의 다가 양이온을 흡수한다. 일부 실시양태에서, 복수의 MCS 용기의 순서는 각각의 MCS 용기 내의 MCS 이온 교환 물질의 포화도에 기초하여 재배열된다. 일부 실시양태에서, MCS 이온 교환 물질은 리드-래그(lead-lag) 구성으로 배열된다. 일부 실시양태에서, MCS 이온 교환 물질은 리드 래그 설정의 변형으로 배열된다. 일부 실시양태에서, MCS 이온 교환 물질은 제2 산성 용액을 사용하여 용리된다. 일부 실시양태에서, MCS 이온 교환 물질은 염산을 사용하여 용리된다. 일부 실시양태에서, MCS 이온 교환 물질은 수산화나트륨, 수산화칼륨, 또는 이의 조합을 사용하여 재생된다. 일부 실시양태에서, MCS 이온 교환 물질은 하나 이상의 교반 탱크 반응기, 탱크, 컬럼, 유동층, 충전층 또는 이의 조합으로 제공되고, 직렬 및/또는 병렬로 배열된다.

일 실시양태에서, 다가 양이온 선택적(MCS) 이온 교환 물질은 2+, 3+, 4+, 5+, 6+ 또는 이의 조합의 전하를 갖는 양이온에 대해 선택적이다.

일 실시양태에서, 다가 선택적 양이온 교환 물질은 폴리스티렌, 폴리부타디엔, 이의 혼합물, 이의 변형물 또는 이의 조합으로 구성된다. 일 실시양태에서, 다가 선택적 양이온 교환 물질 폴리스티렌, 술포네이트로 작용화된 폴리스티렌, 술포네이트기 및/또는 포스포네이트기로 작용화된 폴리스티렌-폴리부타디엔 공중합체, 폴리(2-아크릴아미도-2-메틸-1-프로판술폰산)(PolyAMPS), 술포네이트기, 포스포네이트기, 이미노디아세트산기, 카르복실산기로 작용화된 폴리(스티렌-코-디비닐벤젠) 공중합체, 이의 혼합물, 이의 변형물, 또는 이의 조합으로 구성된다. 일 실시양태에서, 불순물 제거를 위한 이온 교환 물질은 폴리스티렌, 폴리부타디엔, 이의 혼합물, 이의 변형물, 또는 이의 조합으로 구성된다. 일 실시양태에서, 불순물 제거를 위한 이온 교환 물질은 폴리스티렌, 폴리부타디엔, 폴리 디비닐 벤젠, 디비닐 벤젠, 술포네이트로 작용화된 폴리스티렌, 술포네이트기 및/또는 포스포네이트기로 작용화된 폴리스티렌-폴리부타디엔 공중합체, 폴리(2-아크릴아미도-2-메틸-1-프로판술폰산)(PolyAMPS), 술포네이트기, 포스포네이트기, 이미노디아세트산기, 카르복실산기로 작용화된 폴리(스티렌-코-디비닐벤젠) 공중합체, 이의 혼합물, 이의 변형물, 또는 이의 조합으로 구성된다. 일 실시양태에서, 다가 선택적 양이온 교환 물질은 제올라이트, 클리노프틸로라이트, 벤토나이트, 글라우코나이트(glauconite), 이의 혼합물, 이의 변형물, 또는 이의 조합으로 구성된다. 일 실시양태에서, 불순물 제거를 위한 이온 교환 물질은 강산성 양이온 교환 수지를 포함한다. 일 실시양태에서, 강산성 양이온 교환 수지는 리튬을 함유하는 산성 용액으로부터 다가 양이온을 제거하기 위해 사용된다. 일 실시양태에서, 불순물 제거를 위한 이온 교환 물질은 겔형 강산성 양이온 교환 수지를 포함한다. 일 실시양태에서, 겔형 강산성 양이온 교환 수지는 리튬을 함유하는 산성 용액으로부터 다가 양이온을 제거하기 위해 사용된다. 일 실시양태에서, 불순물 제거를 위한 이온 교환 물질은 가우시안, 좁은, 또는 기타 입자 크기 분포를 갖는 겔형 강산성 양이온 교환 수지를 포함한다. 일 실시양태에서, 불순물 제거를 위한 이온 교환 물질은 병류(co-flow) 또는 역류(counter-flow)로 작동된다. 일 실시양태에서, 불순물 제거를 위한 이온 교환 물질은 리튬 및 불순물을 함유하는 산성 용리액 용액의 유동과 염산 용액의 유동과 교대로 접촉된다. 일 실시양태에서, 불순물 제거를 위한 이온 교환 물질은 리튬 및 불순물을 함유하는 산성 용리액 용액의 유동과 동일한 방향 또는 반대 방향의 염산 용액의 유동과 교대로 접촉된다.

일 실시양태에서, 산성 리튬 용액(예컨대, 본원에 기재된 불순물이 풍부한 리튬화된(IEL) 산성 용액)으로부터 불순물 제거를 위한 이온 교환 물질은 스티렌 디비닐벤젠 공중합체이다. 일 실시양태에서, 산성 리튬 용액으로부터 불순물 제거를 위한 이온 교환 물질은 술폰산 작용기를 갖는 스티렌 디비닐벤젠 공중합체이다. 일 실시양태에서, 산성 리튬 용액으로부터 불순물 제거를 위한 이온 교환 물질은 술폰산 작용기를 갖는 스티렌 공중합체이다. 일 실시양태에서, 산성 리튬 용액으로부터 불순물 제거를 위한 이온 교환 물질은 술폰산 작용기를 갖는 스티렌 부타디엔 공중합체이다. 일 실시양태에서, 불순물 제거를 위한 이온 교환 물질은 평균 직경이 약 10-50 미크론, 50-100 미크론, 100-200 미크론, 200-400 미크론, 300-500 미크론, 400-600 미크론, 600-800 미크론, 200-500 미크론, 400-800 미크론, 500-1000 미크론, 800-1600 미크론, 또는 1000-2000 미크론인 비드를 포함한다. 일 실시양태에서, 액체 자원으로부터 선택적 리튬 추출을 위한 이온 교환 물질은 평균 직경이 약 10-50 미크론, 50-100 미크론, 100-200 미크론, 200-400 미크론, 300-500 미크론, 400-600 미크론, 600-800 미크론, 200-500 미크론, 400-800 미크론, 500-1000 미크론, 800-1600 미크론, 또는 1000-2000 미크론인 비드를 포함한다.

일 실시양태에서, 산성 리튬 용액으로부터 불순물 제거를 위한 이온 교환 물질은 스티렌, 디비닐벤젠, 부타디엔의 공중합체 또는 이의 조합이다. 일 실시양태에서, 산성 리튬 용액으로부터 불순물 제거를 위한 이온 교환 물질은 스티렌, 디비닐벤젠, 부타디엔의 혼합물 또는 이의 조합이다.

일 실시양태에서, 산성 리튬 용액으로부터 불순물 제거를 위한 이온 교환 물질은 술폰산기로 작용화된 스티렌, 디비닐벤젠, 부타디엔의 공중합체 또는 이의 조합이다. 일 실시양태에서, 산성 리튬 용액으로부터 불순물 제거를 위한 이온 교환 물질은 술폰산기로 작용화된 스티렌, 디비닐벤젠, 부타디엔의 혼합물 또는 이의 조합이다.

일 실시양태에서, 산성 리튬 용액으로부터 불순물 제거를 위한 이온 교환 물질은 포스폰산기로 작용화된 스티렌, 디비닐벤젠, 부타디엔의 공중합체 또는 이의 조합이다. 일 실시양태에서, 산성 리튬 용액으로부터 불순물 제거를 위한 이온 교환 물질은 포스폰산기로 작용화된 스티렌, 디비닐벤젠, 부타디엔의 혼합물 또는 이의 조합이다.

일 실시양태에서, 산성 리튬 용액으로부터 불순물 제거를 위한 이온 교환 물질은 술폰산기로 작용화된 공중합체이다. 일 실시양태에서, 산성 리튬 용액으로부터 불순물 제거를 위한 이온 교환 물질은 술폰산기로 작용화된 중합체이다.

일 실시양태에서, 산성 리튬 용액으로부터 불순물 제거를 위한 이온 교환 물질은 포스폰산기로 작용화된 공중합체이다. 일 실시양태에서, 산성 리튬 용액으로부터 불순물 제거를 위한 이온 교환 물질은 포스폰산기로 작용화된 중합체이다.

일 실시양태에서, 산성 리튬 용액으로부터 불순물 제거를 위한 이온 교환 물질은 술폰산기로 작용화된 스티렌-디비닐벤젠 공중합체이다. 일 실시양태에서, 산성 리튬 용액으로부터 불순물 제거를 위한 이온 교환 물질은 술폰산기로 작용화된 스티렌-부타디엔 공중합체이다. 일 실시양태에서, 산성 리튬 용액으로부터 불순물 제거를 위한 이온 교환 물질은 술폰산기로 작용화된 디비닐벤젠-부타디엔 공중합체이다. 일 실시양태에서, 산성 리튬 용액으로부터 불순물 제거를 위한 이온 교환 물질은 술폰산기로 작용화된 스티렌-부타디엔-디비닐벤젠 공중합체이다.

일 실시양태에서, 산성 리튬 용액으로부터 불순물 제거를 위한 이온 교환 물질은 포스폰산기로 작용화된 스티렌-디비닐벤젠 공중합체이다. 일 실시양태에서, 산성 리튬 용액으로부터 불순물 제거를 위한 이온 교환 물질은 포스폰산기로 작용화된 스티렌-부타디엔 공중합체이다. 일 실시양태에서, 산성 리튬 용액으로부터 불순물 제거를 위한 이온 교환 물질은 포스폰산기로 작용화된 디비닐벤젠-부타디엔 공중합체이다. 일 실시양태에서, 산성 리튬 용액으로부터 불순물 제거를 위한 이온 교환 물질은 포스폰산기로 작용화된 스티렌-부타디엔-디비닐벤젠 공중합체이다.

일 실시양태에서, 산성 리튬 용액으로부터 불순물 제거를 위한 이온 교환 물질은 술폰산 또는 포스폰산기로 작용화된 비닐벤젠 공중합체이다. 일 실시양태에서, 산성 리튬 용액으로부터 불순물 제거를 위한 이온 교환 물질은 술폰산 또는 포스폰산기로 작용화된 비닐벤젠 클로라이드 공중합체이다. 일 실시양태에서, 산성 리튬 용액으로부터 불순물 제거를 위한 이온 교환 물질은 술폰산 또는 포스폰산기로 작용화된 비닐리덴 공중합체이다. 일 실시양태에서, 산성 리튬 용액으로부터 불순물 제거를 위한 이온 교환 물질은 술폰산 또는 포스폰산기로 작용화된 아크릴로니트릴 공중합체이다.

일부 실시양태에서, 산성 리튬 용액으로부터 불순물 제거를 위한 이온 교환 물질은 인산기 또는 포스핀산기로 작용화된 중합체이다.

나노여과

일부 실시양태에서, 본원에 기술된 임의 리튬 추출 공정 또는 시스템에 대해, 불순물은 직렬 및/또는 병렬로 배열된 하나 이상의 나노여과 막 유닛을 통해 불순물이 풍부한 리튬화된(IEL) 산성 용액을 통과시킴으로써 적어도 제거된다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 나노여과 막 유닛은 나노여과 막 물질을 포함한다.

일 실시양태에서, 불순물은 나노여과 막 물질을 사용하여 산성 용액으로부터 제거된다. 일 실시양태에서, 나노여과 막 물질은 셀룰로오스, 셀룰로오스 아세테이트, 셀룰로오스 디아세테이트, 셀룰로오스 트리아세테이트, 폴리아미드, 폴리(피페라진-아미드), 이의 혼합물, 이의 변형물 또는 이의 조합으로 구성된다. 일 실시양태에서, 나노여과 막 물질은 박막 복합물로 구성된다. 일 실시양태에서, 나노여과 막 물질은 폴리아크릴로니트릴(PAN), 폴리에테르술폰, 폴리술폰, 폴리페닐렌 술폰, 셀룰로오스 아세테이트, 폴리이미드, 폴리프로필렌, 폴리케톤, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 이의 혼합물, 이의 변형물, 또는 이의 조합으로 구성된 지지체를 갖는 폴리아미드로 구성된다. 일 실시양태에서, 나노여과 막 물질은 폴리에틸렌 테레프탈레이트로 구성된다. 일 실시양태에서, 나노여과 막 물질은 세라믹 물질로 구성된다. 일 실시양태에서, 나노여과 막 물질은 알루미나, 지르코니아, 이트리아 안정화 지르코니아, 티타니아, 실리카, 이의 혼합물, 이의 변형물, 또는 이의 조합으로 구성된다. 일 실시양태에서, 나노여과 막 물질은 탄소, 탄소 나노튜브, 그래핀 옥시드, 이의 혼합물, 이의 변형물, 또는 이의 조합으로 구성된다. 일 실시양태에서, 나노여과 막 물질은 폴리아미드 및/또는 폴리술폰 지지체를 갖는 제올라이트 혼합 매트릭스 막, 알루미나 충전된 폴리비닐 알코올 혼합 매트릭스 막 물질, 이의 혼합물, 이의 변형물, 또는 이의 조합으로 구성된다.

일부 실시양태에서, 스케일 방지제, 킬레이트제, 및/또는 기타 스케일링 방지 수단은 나노여과 막 유닛에서 스케일링을 방지하기 위해 사용된다. 일부 실시양태에서, 스케일 방지제는 나노여과 막 유닛 또는 이온 교환 용기를 통해 유동하여 스케일런트의 형성을 방지한다.

침전

일 실시양태에서, 불순물은 침전을 사용하여 산성 용액으로부터 제거된다. 일 실시양태에서, 불순물은 전기화학적 침전을 사용하여 산성 용액으로부터 제거된다. 일 실시양태에서, 불순물은 화학적, 카르보네이트 침전, 히드록시드 침전, 포스페이트 침전, 또는 이의 조합을 사용하여 산성 용액으로부터 제거된다. 일 실시양태에서, 불순물은 포스페이트의 첨가로 인산칼슘, 인산마그네슘, 인산바륨, 및/또는 기타 포스페이트 화합물을 침전시킴으로써 산성 용액으로부터 제거된다. 일 실시양태에서, 불순물은 인산나트륨, 인산칼륨, 인산, 또는 기타 인산 화합물의 첨가로 인산칼슘, 인산마그네슘, 인산바륨, 및/또는 기타 포스페이트 화합물을 침전시킴으로써 산성 용액으로부터 제거된다. 일 실시양태에서, 잔류 포스페이트는 산성 용액으로부터 제거된다. 일 실시양태에서, 잔류 포스페이트는 이온 교환 또는 침전을 사용하여 산성 용액으로부터 제거된다. 일 실시양태에서, 잔류 포스페이트는 알루미늄 또는 철과의 침전을 사용하여 산성 용액으로부터 제거된다.

일부 실시양태에서, 본원에 기술된 임의 리튬 추출 방법 또는 시스템에 대해, 불순물은 화학적으로 유도된 침전을 사용하여 불순물이 풍부한 리튬화된(IEL) 산성 용액으로부터 적어도 제거된다. 일부 실시양태에서, 다가 불순물은 카르보네이트 침전, 히드록시드 침전, 포스페이트 침전, 또는 이의 조합을 통해 IEL 산성 용액으로부터 제거된다. 일부 실시양태에서, 다가 불순물은 포스페이트의 첨가로 인산칼슘, 인산마그네슘, 인산바륨, 및/또는 기타 포스페이트 화합물을 침전시킴으로써 IEL 산성 용액으로부터 제거된다. 일부 실시양태에서, 다가 불순물은 인산나트륨, 인산칼륨, 인산, 및/또는 기타 포스페이트 화합물의 첨가로 인산칼슘, 인산마그네슘, 인산바륨, 및/또는 기타 포스페이트 화합물을 침전시킴으로써 IEL 산성 용액으로부터 제거된다. 일부 실시양태에서, 잔류 포스페이트는 IEL 산성 용액으로부터 제거된다. 일부 실시양태에서, 잔류 포스페이트는 이온 교환 또는 침전을 사용하여 IEL 산성 용액으로부터 제거된다. 일부 실시양태에서, 잔류 포스페이트는 알루미늄 또는 철과의 침전을 사용하여 IEL 산성 용액으로부터 제거된다.

일부 실시양태에서, 다가 불순물은 인산을 첨가하여 포스페이트 화합물을 침전시킴으로써 IEL 산성 용액으로부터 제거된다. 일부 실시양태에서, 인산 첨가는 Ca, Mg, Sr 및/또는 Ba 포스페이트 화합물의 침전을 통해 IEL 산성 용액으로부터 Ca, Mg, Sr 및/또는 Ba를 제거한다.

일부 실시양태에서, 다가 불순물은 옥살레이트, 옥살산, 시트레이트, 시트르산, 또는 이의 조합을 첨가함으로써 IEL 산성 용액으로부터 제거된다. 일부 실시양태에서, 옥살레이트, 옥살산, 시트레이트, 시트르산 또는 이의 조합이 침전제로서 첨가되어 다가 불순물이 침전된다. 일부 실시양태에서, IEL 산성 용액 중의 침전제 농도는 후속하여 양이온 침전제를 IEL 산성 용액에 첨가함으로써 침전을 통해 감소된다. 일부 실시양태에서, 다가 불순물은 IEL 산성 용액에 옥살레이트의 첨가로 다가 불순물을 침전시킴으로써 IEL 산성 용액으로부터 제거된다. 일부 실시양태에서, 잔류 옥살레이트 음이온은 양이온 침전제의 첨가로 생성된 리튬이 풍부한 산성 용액으로부터 침전되고 제거된다. 일부 실시양태에서, 양이온 침전제는 아연, 철, 망간, 기타 전이 금속, 기타 양이온, 또는 이의 조합을 포함한다. 일부 실시양태에서, 다가 불순물은 IEL 산성 용액에 시트레이트의 첨가로 다가 불순물을 침전시킴으로써 IEL 산성 용액으로부터 제거된다. 일부 실시양태에서, 잔류 시트레이트 음이온은 양이온 침전제의 첨가로 생성된 리튬이 풍부한 산성 용액으로부터 침전되고 제거된다. 일부 실시양태에서, 양이온 침전제는 아연, 철, 망간, 기타 전이 금속, 기타 양이온, 또는 이의 조합을 포함한다. 일부 실시양태에서, 다가 불순물은 IEL 산성 용액에 음이온 침전제를 첨가하여 다가 불순물을 침전시킴으로써 IEL 산성 용액으로부터 제거된다. 일부 실시양태에서, 잔류 음이온은 양이온 침전제의 첨가로 생성된 리튬이 풍부한 산성 용액으로부터 침전되고 제거된다. 일부 실시양태에서, 양이온 침전제는 아연, 철, 망간, 기타 전이 금속, 기타 양이온, 또는 이의 조합을 포함한다.

전기투석 분리

일부 실시양태에서, 본원에 기술된 임의 리튬 추출 공정 또는 시스템에 대해, 불순물은 하나 이상의 전기투석막을 통과하여 다가 불순물을 분리함으로써 불순물이 풍부한 리튬화된(IEL) 산성 용액으로부터 적어도 제거된다.

일부 실시양태에서, 전기투석은 산성 리튬 용액으로부터 불순물을 제거하기 위해 사용된다. 일부 실시양태에서, 전기 투석은 인가된 전기장의 도움으로 특정의 하전된 종이 막을 통과하도록 하는 막 분리 기술이다. 일부 실시양태에서, 전기투석은 하전된 이온이 선택적 이온 교환 막을 통과하는 동안 물이 공급 상에서 유지되는 산성 리튬 용액으로부터 불순물을 제거하기 위해 사용된다. 일부 실시양태에서, 전기투석은 산성 리튬 용액으로부터 불순물을 제거하기 위해 사용되며, 여기서 선택적 양이온 교환 막은 막을 통해 상이한 수송 동역학 수단에 의해 1가 및 다가 이온의 분리를 얻기 위해 사용된다. 일부 실시양태에서, 전기투석은 작용기를 갖는 중합체 기반 막을 사용하여 산성 리튬 용액으로부터 불순물을 제거하기 위해 사용된다. 일부 실시양태에서, 전기투석은 음이온이 통과하는 것을 방지하면서 양이온이 통과하도록 하는 음으로 하전된 작용기, 예컨대 술폰, 카르복실, 기타 작용기, 또는 이의 조합으로 작용화된 양이온 교환 막을 사용하여 산성 리튬 용액으로부터 불순물을 제거하기 위해 사용된다. 일부 실시양태에서, 전기투석은 전극 상에서 염소 또는 수소 가스의 생성을 방지하기 위해 전극 근처에서 이온을 세척하는 전극 근처의 추가 막 또는 린스 용액을 사용하여 산성 리튬 용액으로부터 불순물을 제거하기 위해 사용된다. 일부 실시양태에서, 전기투석은 2가 또는 다가 양이온이 1가 이온보다 느리게 막을 통해 이동하는 산성 리튬 용액으로부터 불순물을 제거하기 위해 사용된다.

온도 저하 침전

일부 실시양태에서, 본원에 기술된 임의의 리튬 추출 방법 또는 시스템에 대해, 불순물은 IEL 산성 용액의 온도 저하로 다가 불순물을 침전시킴으로써 불순물이 풍부한 리튬화된(IEL) 산성 용액으로부터 적어도 제거된다. 일부 실시양태에서, IEL 산성 용액의 온도는 열교환기를 사용하여 저하된다. 일부 실시양태에서, 온도는 IEL 산성 용액을 열 교환기에 통과시킴으로써 저하된다. 일부 실시양태에서, 다가 불순물을 침전시키기 위한 온도 저하 후, 리튬이 풍부한 용리액의 온도는 가열되거나 가온된다.

리튬이 풍부한 산성 용액 및/또는 불순물이 풍부한 리튬화된 산성 용액의 pH 변경

본원에 개시된 바와 같이, 일부 실시양태에서, 및 본원에 개시된 리튬 추출의 임의 방법에 대해, 리튬이 풍부한 산성 용액의 pH는 리튬 및/또는 리튬이 아닌 불순물의 용리를 제어하기 위해 조절된다. 일부 실시양태에서, 리튬이 풍부한 산성 용액의 pH는 산 및/또는 산성 용액과 같은 양성자를 리튬이 풍부한 산성 용액에 첨가함으로써 조절된다. 일부 실시양태에서, 리튬이 풍부한 산성 용액의 pH는 불순물을 제거하기 전에 산 및/또는 산성 용액과 같은 양성자를 불순물이 풍부한 리튬화된 산성 용액에 첨가함으로써 조절된다.

일부 실시양태에서, 산은 황산, 인산, 염산, 브롬화수소산, 탄산, 질산, 또는 이의 조합을 포함한다. 일부 실시양태에서, 산성 용액은 제1의 리튬이 풍부한 이온 교환 물질과 접촉한 원래의 산성 용액과 동일하다. 일부 실시양태에서, 산성 용액은 제1의 리튬이 풍부한 이온 교환 물질과 접촉한 원래의 산성 용액과 상이하다.

일부 실시양태에서, 추가의 양성자가 리튬이 풍부한 산성 용액에 첨가되어 양성자화된 리튬이 풍부한 산성 용액을 형성하고 이는 다시 리튬이 풍부한 이온 교환 물질과 접촉하여 양성자화된 리튬이 풍부한 산성 용액으로 추가의 리튬을 용리시킨다. 일부 실시양태에서, 추가의 양성자는 산 또는 산성 용액을 리튬이 풍부한 산성 용액에 첨가함으로써 양성자화된 리튬이 풍부한 산성 용액을 형성한다. 일부 실시양태에서, 양성자는 본원에 기술된 리튬 선택적 이온 교환 용기의 네트워크 내의 각 용기를 통과하기 전에 리튬이 풍부한 산성 용액에 첨가된다.

용기 및 용기의 네트워크에서의 리튬 추출

일부 실시양태에서 본원에 개시된 리튬 추출 공정은 용기 내에 배치된 리튬 선택적 이온 교환 물질을 포함한다. 일부 실시양태에서, 용기는 탱크, 교반 탱크 반응기, 또는 컬럼이다. 본원에 개시된 바와 같이, 일부 실시양태에서, 리튬 선택적 이온 교환은 유동층, 충전층, 또는 이의 조합으로서 구성된다. 일부 실시양태에서, 리튬 추출 공정은 1) 액체 자원을 제1 용기에 로딩된 리튬 선택적 이온 교환 물질과 접촉시켜 액체 자원으로부터 리튬 선택적 이온 교환 물질로 리튬을 흡수시킴으로써 리튬이 풍부한 이온 교환 물질을 형성하는 단계, 2) 임의로 리튬이 풍부한 이온 교환 물질을 세척하여 잔류 액체 자원을 제거하는 단계, 3) 리튬이 풍부한 이온 교환 물질을 산성 용액과 접촉시켜 리튬을 산성 용액으로 용리하여 IEL 산성 용액을 형성하는 단계; 및 4) IEL 용리액으로부터 리튬이 아닌 불순물을 제거하여 상기 리튬이 아닌 불순물에 의한 침전물 형성을 감소 또는 억제하고, 리튬이 풍부한 용리액을 형성하는 단계를 포함한다. 일부 실시양태에서, 리튬이 풍부한 산성 용액은 제1 용기로 다시 순환하여 리튬이 아닌 불순물이 제거된 후 리튬이 풍부한 이온 교환 물질과 다시 접촉한다. 일부 실시양태에서, 본원에 기술된 바와 같이, 제2 IEL 산성 용액이 형성되며, 여기서 불순물은 제거되고 제2의 리튬이 풍부한 산성 용액이 형성된다. 일부 실시양태에서, 상기 각각의 형성된 리튬이 풍부한 산성 용액은 여러 번 용기로 다시 순환되어, 각각의 순환과 함께 상응하는 IEL 산성 용액을 형성하며, 이는 불순물 제거의 대상이 된다. 이와 같이 각각의 리튬이 풍부한 산성 용액은 낮거나 제거된 리튬이 아닌 불순물 함량을 유지하면서 각각의 순환으로 리튬 함량을 축적한다.

일부 실시양태에서, 본원에 기술된 바와 같이, 리튬이 풍부한 용리액은 리튬이 아닌 불순물이 제거된 후 제2의 리튬이 풍부한 이온 교환 물질이 들어있는 제2 용기로 보내진다. 일부 실시양태에서, 제2 IEL 산성 용액은 제2 용기로부터 형성되고, 여기서 불순물이 다시 제거되어 제2의 리튬이 풍부한 산성 용액을 형성한다. 일부 실시양태에서, 리튬 추출 공정은 리튬 및 리튬이 아닌 불순물의 용리를 위해 리튬이 풍부한 이온 교환 물질이 들어있는 용기의 네트워크를 통해 리튬이 풍부한 산성 용액을 유동시키고, 각 용기로부터 상응하는 IEL 산성 용액을 형성하는 것을 포함한다. 일부 실시양태에서, 용기의 네트워크는 직렬, 병렬, 또는 이의 조합으로 배열된 복수의 용기를 포함한다. 일부 실시양태에서, 복수의 용기는 충전층, 유동층 또는 이의 조합으로서 리튬이 풍부한 이온 교환 물질을 포함한다. 일부 실시양태에서, 복수의 용기는 순차적으로 배열되며 여기서 산성 용액은 순서의 제1 용기를 통해 유동하고, 이어서 IEL 산성 용액은 순서의 각각의 후속하는 용기를 통해 유동한다. 일부 실시양태에서, 불순물은 상응하는 용기로부터 형성된 각각의 IEL 산성 용액으로부터 제거되어, 리튬이 풍부한 산성 용액을 형성한다. 일부 실시양태에서, 각각의 형성된 리튬이 풍부한 산성 용액은 순서대로 연속적인 용기(들)로 보내진다. 일부 실시양태에서, 순서의 마지막 용기로부터 상응하는 IEL 산성 용액의 불순물을 제거한 후에 형성된 리튬이 풍부한 산성 용액은 본원에 개시된 바와 같이 더 처리되어 리튬 염 용액을 생성한다. 일부 실시양태에서, 순서의 마지막 용기의 하류에 형성된 리튬이 풍부한 용리액은 임의로 다시 제1 용기에서 시작하여 일련의 용기를 통해 유동한다. 일부 실시양태에서, 복수의 용기의 순서는 각각의 용기에서 리튬이 풍부한 이온 교환 물질의 포화도에 기초하여 재배열된다. 일부 실시양태에서, 불순물은 각각의 IEL 산성 용액으로부터 제거되고, 공통 불순물 제거 유닛은 순서대로 각각의 용기(들)로부터 IEL 용리액을 받고, 리튬이 풍부한 용리액을 순서대로 연속 용기(들)로 보낸다.

용리액 용액 중의 불순물의 침전을 제한하거나 제거하기 위한 실시양태

일 실시양태에서, 리튬 및 리튬이 아닌 불순물은 리튬 자원으로부터 이온 교환 물질로 흡수된다. 일 실시양태에서, 리튬 및 리튬이 아닌 불순물은 이온 교환 물질로부터 산성 용액으로 용리된다. 일 실시양태에서, 리튬 및 리튬이 아닌 불순물은 이온 교환 물질로부터 특정 농도에서 침전될 수 있는 용해된 종을 함유하는 산성 용액으로 용리된다. 일 실시양태에서, 리튬 및 리튬이 아닌 불순물은 침전을 방지하기 위해 농도가 감소될 수 있는 용해된 종을 함유하는 산성 용액으로 이온 교환 물질로부터 용리된다. 일 실시양태에서, 리튬 및 리튬이 아닌 불순물은 이온 교환 물질로부터 산성 용액으로 용리되며, 여기서 상기 리튬이 아닌 불순물은 특정 농도에서 침전될 수 있다.

일 실시양태에서, 리튬 및 다가 불순물은 리튬 자원으로부터 이온 교환 물질로 흡수된다. 일 실시양태에서, 리튬 및 다가 불순물은 이온 교환 물질로부터 산성 용액으로 용리된다. 일 실시양태에서, 리튬 및 다가 불순물은 이온 교환 물질로부터 술페이트 음이온을 함유하는 산성 용액으로 용리된다. 일 실시양태에서, 리튬 및 다가 불순물은 다가 불순물 및 술페이트 음이온이 반응하여 침전될 수 있는 불용성 염을 형성할 수 있도록 이온 교환 물질로부터 술페이트 음이온을 함유하는 산성 용액으로 용리된다. 일 실시양태에서, 리튬 및 다가 불순물은 다가 불순물 및 술페이트 음이온이 반응하여 침전될 수 있는 불용성 염을 형성할 수 있도록 이온 교환 물질로부터 술페이트 음이온을 함유하는 용액으로 용리된다. 일 실시양태에서, 리튬 및 다가 양이온은 이온 교환 물질로부터 술페이트 음이온을 함유하는 용액으로 용리되며 여기서 술페이트 음이온 및 다가 양이온의 농도는 불용성 술페이트 화합물의 침전을 방지하기 위해 제한된다.

일 실시양태에서, 리튬 및 다가 양이온은 이온 교환 물질로부터 술페이트 음이온을 함유하는 용액으로 용리되며 여기서 다가 양이온의 농도는 불용성 술페이트 화합물의 침전을 방지하기 위해 제한된다. 일 실시양태에서, 리튬 및 다가 양이온은 이온 교환 물질로부터 술페이트 음이온을 함유하는 용액으로 용리되며 여기서 다가 양이온의 농도는 불용성 술페이트 화합물의 침전을 방지하기 위해 나노여과를 사용하여 제한된다. 일 실시양태에서, 리튬 및 다가 양이온은 제1 이온 교환 물질로부터 술페이트 음이온을 함유하는 용액으로 용리되며 여기서 다가 양이온의 농도는 불용성 술페이트 화합물의 침전을 방지하기 위해 제2 이온 교환 물질을 사용하여 감소된다. 일 실시양태에서, 리튬 및 다가 양이온은 제1 이온 교환 물질로부터 술페이트 음이온을 함유하는 용액으로 용리되며 여기서 다가 양이온의 농도는 불용성 술페이트 화합물의 침전을 방지하기 위해 다가 양이온에 대해 선택적인 제2 이온 교환 물질을 사용하여 제한된다.

일 실시양태에서, 리튬 및 다가 양이온은 이온 교환 물질로부터 술페이트 음이온을 함유하는 용액으로 용리되며 여기서 다가 양이온의 농도는 불용성 술페이트 화합물의 침전을 방지하기 위해 감소된다. 일 실시양태에서, 리튬 및 다가 양이온은 이온 교환 물질로부터 술페이트 음이온을 함유하는 용액으로 용리되며 술페이트 용액에서 다가 양이온의 농도는 불용성 술페이트 화합물의 침전을 방지하기 위해 감소된다.

일 실시양태에서, 술페이트 용액을 이온 교환 물질과 접촉시켜 불순물과 함께 리튬을 용리시키고, 술페이트 용액을 처리하여 불순물의 농도를 감소시키고, 술페이트 용액을 이온 교환 물질과 다시 접촉시켜 불순물과 함께 추가의 리튬을 용리시킨다. 일 실시양태에서, 술페이트 용액을 이온 교환 물질과 접촉시켜 불순물과 함께 리튬을 용리시키며, 술페이트 용액을 처리하여 다가 양이온의 농도를 감소시키고, 술페이트 용액을 이온 교환 물질과 다시 접촉시켜 불순물과 함께 추가의 리튬을 용리시킨다. 일 실시양태에서, 술페이트 용액을 이온 교환 물질과 접촉시켜 불순물과 함께 리튬을 용리시키며, 술페이트 용액을 처리하여 다가 양이온의 농도를 감소시키고, 술페이트 용액을 이온 교환 물질과 다시 접촉시켜 불순물과 함께 추가의 리튬을 용리시키며, 불용성 염의 침전을 방지하기 위해 다가 양이온의 농도는 충분히 낮은 수준으로 유지한다.

일 실시양태에서, 술페이트 용액을 이온 교환 물질과 접촉시켜 불순물과 함께 표적 금속을 용리시키며, 술페이트 용액을 처리하여 불순물의 농도를 감소시키고, 술페이트 용액을 이온 교환 물질과 다시 접촉시켜 불순물과 함께 추가의 표적 금속을 용리시킨다. 일 실시양태에서, 술페이트 용액을 이온 교환 물질과 접촉시켜 불순물과 함께 표적 금속을 용리시키며, 술페이트 용액을 처리하여 다가 양이온의 농도를 감소시키고, 술페이트 용액을 이온 교환 물질과 다시 접촉시켜 불순물과 함께 추가의 표적 금속을 용리시킨다. 일 실시양태에서, 술페이트 용액을 이온 교환 물질과 접촉시켜 불순물과 함께 표적 금속을 용리시키며, 술페이트 용액을 처리하여 다가 양이온의 농도를 감소시키고, 술페이트 용액을 이온 교환 물질과 다시 접촉시켜 불순물과 함께 추가의 표적 금속을 용리시키며, 불용성 염의 침전을 방지하기 위해 다가 양이온의 농도는 충분히 낮은 수준으로 유지한다.

일 실시양태에서, 산성 술페이트 용액을 이온 교환 물질과 접촉시켜 불순물과 함께 리튬을 용리시키며, 산성 술페이트 용액을 처리하여 불순물의 농도를 감소시키고, 산성 술페이트 용액을 이온 교환 물질과 다시 접촉시켜 추가의 불순물과 함께 추가의 리튬을 용리시킨다. 일 실시양태에서, 산성 술페이트 용액의 pH는 리튬 및/또는 불순물의 용리를 제어하기 위해 조절된다. 일 실시양태에서, 산성 술페이트 용액의 pH는 pH 프로브로 pH를 측정하고 황산 및/또는 황산을 함유하는 용액을 산성 술페이트 용액에 첨가함으로써 조절된다. 일 실시양태에서, 산성 술페이트 용액의 pH는 황산 및/또는 황산을 함유하는 용액을 산성 술페이트 용액에 첨가함으로써 조절된다.

일 실시양태에서, 이온 교환 물질로부터 리튬을 용리하기 위해 사용되는 술페이트 용액은 상이한 용액으로 대체된다. 일 실시양태서, 이온 교환 물질로부터 리튬을 용리하기 위해 사용되는 술페이트 용액은 술페이트, 니트레이트, 포스페이트, 클로라이드, 브로마이드, 플루오라이드, 보레이트, 요오다이드, 카르보네이트 또는 이의 조합을 포함하는 용액으로 대체된다. 일 실시양태에서, 음이온을 포함하는 용액을 이온 교환 물질과 접촉시켜 불순물과 함께 리튬을 용리시키며, 용액을 처리하여 불순물의 농도를 감소시키고, 용액을 이온 교환 물질과 다시 접촉시켜 불순물과 함께 추가의 리튬을 용리시키며, 여기서 음이온은 술페이트, 니트레이트, 포스페이트, 클로라이드, 브로마이드, 플루오라이드, 보레이트, 요오다이드, 카르보네이트, 또는 이의 조합을 포함하는 목록에서 선택된다.

일 실시양태에서, 이온 교환 물질의 유동층을 염수와 접촉시켜 리튬을 염수로부터 이온 교환 물질로 흡수시키고, 이온 교환 물질의 유동층을 임의로 세척하여 이온 교환 물질로부터 잔류 염수를 제거하며, 이온 교환 물질의 유동층을 산성 용액과 접촉시켜 리튬을 산성 용액으로 용리시키고, 다가 불순물을 산성 용액으로부터 제거하여 침전물의 형성을 방지한다. 일 실시양태에서, 이온 교환 물질의 유동층을 염수와 접촉시켜 리튬을 염수로부터 이온 교환 물질로 흡수시키고, 이온 교환 물질의 유동층을 임의로 세척하여 이온 교환 물질로부터 잔류 염수를 제거하며, 이온 교환 물질의 유동층을 산성 술페이트 용액과 접촉시켜 리튬을 산성 용액으로 용리시키고, 다가 불순물을 산성 용액으로부터 제거하여 술페이트 침전물의 형성을 방지한다.

일 실시양태에서, 이온 교환 물질의 유동층을 염수와 접촉시켜 리튬을 염수로부터 이온 교환 물질로 흡수시키고, 이온 교환 물질의 유동층을 임의로 세척하여 이온 교환 물질로부터 잔류 염수를 제거하며, 이온 교환 물질의 유동층을 산성 용액과 접촉시켜 리튬을 산성 용액으로 용리시키고, 산성 용액을 유동층으로 리턴시키기 전에 산성 용액을 유동층으로부터 다가 불순물 제거 유닛으로 순환시킴으로써 다가 불순물이 산성 용액으로부터 제거된다. 일 실시양태에서, 이온 교환 물질의 유동층을 염수와 접촉시켜 리튬을 염수로부터 이온 교환 물질로 흡수시키고, 이온 교환 물질의 유동층을 임의로 세척하여 이온 교환 물질로부터 잔류 염수를 제거하며, 이온 교환 물질의 유동층을 산성 용액과 접촉시켜 리튬을 산성 용액으로 용리시키고, 다가 불순물의 선택적 제거를 위해 산성 용액을 유동층으로부터 나노 여과 유닛으로 순환시킴으로써 다가 불순물을 산성 용액으로부터 제거한 다음, 산성 용액은 유동층으로 리턴시킨다. 일 실시양태에서, 이온 교환 물질의 유동층을 염수와 접촉시켜 리튬을 염수로부터 이온 교환 물질로 흡수시키고, 이온 교환 물질의 유동층을 임의로 세척하여 이온 교환 물질로부터 잔류 염수를 제거하며, 이온 교환 물질의 유동층을 산성 용액과 접촉시켜 리튬을 산성 용액으로 용리시키고, 다가 불순물을 선택적으로 제거하기 위해 산성 용액을 유동층으로부터 제2 이온 교환 물질이 들어있는 제2 이온 교환 유닛으로 순환시킴으로써 다가 불순물을 산성 용액으로부터 제거한 다음, 산성 용액은 유동층으로 리턴시킨다.

일 실시양태에서, 이온 교환 물질의 유동층을 염수와 접촉시켜 리튬을 염수로부터 이온 교환 물질로 흡수시키고, 이온 교환 물질의 유동층을 임의로 세척하여 이온 교환 물질로부터 잔류 염수를 제거하며, 이온 교환 물질의 유동층을 산성 용액과 접촉시켜 리튬을 산성 용액으로 용리시키고, 추가의 리튬을 산성 용액으로 용리시키기 위해 산성 용액이 이온 교환 물질의 제2 유동층으로 전달되기 전에 산성 용액을 유동층으로부터 다가 불순물 제거 유닛으로 순환시킴으로써 다가 불순물을 산성 용액으로부터 제거한다. 일 실시양태에서, 이온 교환 물질의 유동층을 염수와 접촉시켜 리튬을 염수로부터 이온 교환 물질로 흡수시키고, 이온 교환 물질의 유동층을 임의로 세척하여 이온 교환 물질로부터 잔류 염수를 제거하며, 이온 교환 물질의 유동층을 산성 용액과 접촉시켜 리튬을 산성 용액으로 용리시키고, 다가 불순물의 선택적 제거를 위해 산성 용액을 유동층으로부터 나노여과 유닛으로 순환시킴으로써 다가 불순물을 산성 용액으로부터 제거한 다음, 산성 용액으로 추가의 리튬을 용리시키기 위해 산성 용액은 이온 교환 물질의 제2 유동층으로 전달된다. 일 실시양태에서, 이온 교환 물질의 유동층을 염수와 접촉시켜 리튬을 염수로부터 이온 교환 물질로 흡수시키고, 이온 교환 물질의 유동층을 임의로 세척하여 이온 교환 물질로부터 잔류 염수를 제거하며, 이온 교환 물질의 유동층을 산성 용액과 접촉시켜 리튬을 산성 용액으로 용리시키고, 산성 용액을 유동층으로부터 다가 불순물의 제거에 대해 선택적인 제2 이온 교환 물질이 들어있는 제2 이온 교환 유닛으로 순환시킴으로써 다가 불순물을 산성 용액으로부터 제거한 다음, 산성 용액으로 추가의 리튬을 용리시키기 위해 산성 용액을 이온 교환 물질의 제2 유동층으로 전달시킨다. 일 실시양태에서, 산성 용액은 리튬 및 불순물의 용리를 위해 이온 교환 물질의 다중 유동층을 통해 유동하고, 불순물은 다중 유동층 사이에서 산성 용액으로부터 제거된다. 일 실시양태에서, 산성 용액은 리튬 및 불순물의 용리를 위해 이온 교환 물질의 다중 유동층을 통해 유동하고, 불순물은 나노여과를 사용하여 다중 유동층 사이에서 산성 용액으로부터 제거된다. 일 실시양태에서, 산성 용액은 리튬 및 불순물의 용리를 위해 리튬 선택적인 제1 이온 교환 물질의 다중 유동층을 통해 유동하고, 불순물은 다가 이온에 대해 선택적인 제2 이온 교환 물질을 사용하여 다중 유동층 사이에서 산성 용액으로부터 제거된다.

일 실시양태에서, 이온 교환 물질의 충전층을 염수와 접촉시켜 리튬을 염수로부터 이온 교환 물질로 흡수시키고, 이온 교환 물질의 충전층을 임의로 세척하여 이온 교환 물질로부터 잔류 염수를 제거하며, 이온 교환 물질의 충전층을 산성 용액과 접촉시켜 리튬을 산성 용액으로 용리시키고, 다가 불순물을 산성 용액으로부터 제거하여 침전물 형성을 방지한다. 일 실시양태에서, 이온 교환 물질의 충전층을 염수와 접촉시켜 리튬을 염수로부터 이온 교환 물질로 흡수시키고, 이온 교환 물질의 충전층을 임의로 세척하여 이온 교환 물질로부터 잔류 염수를 제거하며, 이온 교환 물질의 충전층을 산성 술페이트 용액과 접촉시켜 리튬을 산성 용액으로 용리시키고, 다가 불순물을 산성 용액으로부터 제거하여 술페이트 침전물의 형성을 방지한다.

일 실시양태에서, 이온 교환 물질의 충전층을 염수와 접촉시켜 리튬을 염수로부터 이온 교환 물질로 흡수시키고, 이온 교환 물질의 충전층을 임의로 세척하여 이온 교환 물질로부터 잔류 염수를 제거하며, 이온 교환 물질의 충전층을 산성 용액과 접촉시켜 리튬을 산성 용액으로 용리시키고, 산성 용액이 충전층으로 리턴되기 전에 산성 용액을 충전층으로부터 다가 불순물 제거 유닛으로 순환시킴으로써 다가 불순물을 산성 용액으로부터 제거한다. 일 실시양태에서, 이온 교환 물질의 충전층을 염수와 접촉시켜 리튬을 염수로부터 이온 교환 물질로 흡수시키고, 이온 교환 물질의 충전층을 임의로 세척하여 이온 교환 물질로부터 잔류 염수를 제거하며, 이온 교환 물질의 충전층을 산성 용액과 접촉시켜 리튬을 산성 용액으로 용리시키고, 다가 불순물의 선택적 제거를 위해 산성 용액을 충전층으로부터 나노 여과 유닛으로 순환시킴으로써 다가 불순물을 산성 용액으로부터 제거한 다음, 산성 용액은 충전층으로 리턴시킨다. 일 실시양태에서, 이온 교환 물질의 충전층을 염수와 접촉시켜 리튬을 염수로부터 이온 교환 물질로 흡수시키고, 이온 교환 물질의 충전층을 임의로 세척하여 이온 교환 물질로부터 잔류 염수를 제거하며, 이온 교환 물질의 충전층을 산성 용액과 접촉시켜 리튬을 산성 용액으로 용리시키고, 다가 불순물을 선택적으로 제거하기 위해 산성 용액을 충전층으로부터 제2 이온 교환 물질이 들어있는 제2 이온 교환 유닛으로 순환시킴으로써 다가 불순물을 산성 용액으로부터 제거한 다음, 산성 용액은 충전층으로 리턴시킨다.

일 실시양태에서, 이온 교환 물질의 충전층을 염수와 접촉시켜 리튬을 염수로부터 이온 교환 물질로 흡수시키고, 이온 교환 물질의 충전층을 임의로 세척하여 이온 교환 물질로부터 잔류 염수를 제거하며, 이온 교환 물질의 충전층을 산성 용액과 접촉시켜 리튬을 산성 용액으로 용리시키고, 추가의 리튬을 산성 용액으로 용리시키기 위해 산성 용액이 이온 교환 물질의 제2 충전층으로 전달되기 전에 산성 용액을 충전층으로부터 다가 불순물 제거 유닛으로 순환시킴으로써 다가 불순물을 산성 용액으로부터 제거한다. 일 실시양태에서, 이온 교환 물질의 충전층을 염수와 접촉시켜 리튬을 염수로부터 이온 교환 물질로 흡수시키고, 이온 교환 물질의 충전층을 임의로 세척하여 이온 교환 물질로부터 잔류 염수를 제거하며, 이온 교환 물질의 충전층을 산성 용액과 접촉시켜 리튬을 산성 용액으로 용리시키고, 다가 불순물의 선택적 제거를 위해 산성 용액을 충전층으로부터 나노여과 유닛으로 순환시킴으로써 다가 불순물을 산성 용액으로부터 제거한 다음, 산성 용액으로 추가의 리튬을 용리시키기 위해 산성 용액은 이온 교환 물질의 제2 충전층으로 전달된다. 일 실시양태에서, 이온 교환 물질의 충전층을 염수와 접촉시켜 리튬을 염수로부터 이온 교환 물질로 흡수시키고, 이온 교환 물질의 충전층을 임의로 세척하여 이온 교환 물질로부터 잔류 염수를 제거하며, 이온 교환 물질의 충전층을 산성 용액과 접촉시켜 리튬을 산성 용액으로 용리시키고, 산성 용액을 충전층으로부터 다가 불순물의 제거에 대해 선택적인 제2 이온 교환 물질이 들어있는 제2 이온 교환 유닛으로 순환시킴으로써 다가 불순물을 산성 용액으로부터 제거한 다음, 산성 용액으로 추가의 리튬을 용리시키기 위해 산성 용액은 이온 교환 물질의 제2 충전층으로 전달시킨다. 일 실시양태에서, 산성 용액은 리튬 및 불순물의 용리를 위해 이온 교환 물질의 다중 충전층을 통해 유동하고, 불순물은 다중 충전층 사이에서 산성 용액으로부터 제거된다. 일 실시양태에서, 산성 용액은 리튬 및 불순물의 용리를 위해 이온 교환 물질의 다중 충전층을 통해 유동하고, 불순물은 나노여과를 사용하여 다중 충전층 사이에서 산성 용액으로부터 제거된다. 일 실시양태에서, 산성 용액은 리튬 및 불순물의 용리를 위해 리튬 선택적인 제1 이온 교환 물질의 다중 충전층을 통해 유동하고, 불순물은 다가 이온에 대해 선택적인 제2 이온 교환 물질을 사용하여 다중 충전층 사이에서 산성 용액으로부터 제거된다.

일부 실시양태에서, 충전층은 부분적으로 또는 가끔 유동화될 수 있다. 일부 실시양태에서, 유동층은 부분적으로 또는 가끔 충전될 수 있다. 일부 실시양태에서, 충전층 또는 유동층은 물 또는 물, 염, 킬레이트 화합물, 에틸렌디아민테트라아세트산, 에틸렌디아민테트라아세테이트의 염, 에틸렌디아민테트라아세테이트의 화합물, 및/또는 스케일 방지제를 함유하는 세척 용액을 사용하여 염수 및/또는 산으로 수축하기 전 및/또는 후에 세척될 수 있다. 일부 실시양태에서, 리튬 선택적 이온 교환 물질로부터 리튬을 용리하기 위해 사용되는 산성 용액은 물, 염, 킬레이트 화합물, 에틸렌디아민테트라아세트산, 에틸렌디아민테트라아세테이트의 염, 에틸렌디아민테트라아세테이트의 화합물 및/또는 스케일 방지제를 함유할 수 있다. 일부 실시양태에서, 희석수는 불용성 침전물의 형성을 제한 및/또는 방지하기 위해 사용된다.

일부 실시양태에서, 다가 불순물은 침전을 사용하여 리튬염 용액으로부터 제거할 수 있다. 일부 실시양태에서, 다가 불순물은 염기 첨가를 통한 침전을 사용하여 리튬 염 용액으로부터 제거할 수 있다. 일부 실시양태에서, 다가 불순물은 수산화나트륨, 탄산나트륨 및/또는 기타 화합물의 첨가를 통한 침전을 사용하여 리튬 염 용액으로부터 제거할 수 있다.

일부 실시양태에서, 리튬 선택적 이온 교환 물질을 액체 자원과 접촉시켜 리튬을 리튬 선택적 이온 교환 물질에 로딩하고, 리튬 선택적 이온 교환 물질을 임의로 세척하여 선택적 이온 교환 물질로부터 잔류 액체 자원을 제거하고, 리튬 선택적 이온 교환 물질을 산성 용액과 접촉시켜 리튬을 산성 용액으로 용리시킨다. 일부 실시양태에서, 리튬 선택적 이온 교환 물질을 액체 자원과 접촉시켜 리튬을 리튬 선택적 이온 교환 물질에 로딩하고, 리튬 선택적 이온 교환 물질을 임의로 세척하여 선택적 이온 교환 물질로부터 잔류 액체 자원을 제거하고, 리튬 선택적 이온 교환 물질을 산성 용액과 접촉시켜 리튬을 산성 용액으로 용리시키고, 추가의 양성자를 산성 용액에 첨가하고, 산성 용액을 다시 리튬 선택적 이온 교환 물질과 접촉시켜 추가의 리튬을 산성 용액으로 용리시킨다. 일부 실시양태에서, 리튬 선택적 이온 교환 물질을 액체 자원과 접촉시켜 리튬을 리튬 선택적 이온 교환 물질에 로딩하고, 리튬 선택적 이온 교환 물질을 임의로 세척하여 선택적 이온 교환 물질로부터 잔류 액체 자원을 제거하고, 리튬 선택적 이온 교환 물질은 산성 용액과 접촉시켜 리튬을 산성 용액으로 용리시키고, 추가의 산을 산성 용액에 첨가하고, 산성 용액을 다시 리튬 선택적 이온 교환 물질과 접촉시켜 추가의 리튬을 산성 용액으로 용리시킨다. 일부 실시양태에서, 리튬 선택적 이온 교환 물질을 액체 자원과 접촉시켜 리튬을 리튬 선택적 이온 교환 물질에 로딩하고, 리튬 선택적 이온 교환 물질을 임의로 세척하여 선택적 이온 교환 물질로부터 잔류 액체 자원을 제거하고, 리튬 선택적 이온 교환 물질을 산성 용액과 접촉시켜 리튬을 제1 용기 내의 산성 용액으로 용리시키며, 추가의 양성자를 산성 용액에 첨가하고, 산성 용액을 다시 리튬 선택적 이온 교환 물질과 접촉시켜 리튬을 제2 용기 내의 산성 용액으로 용리시킨다. 일부 실시양태에서, 리튬 선택적 이온 교환 물질을 액체 자원과 접촉시켜 리튬을 리튬 선택적 이온 교환 물질에 로딩하고, 리튬 선택적 이온 교환 물질을 임의로 세척하여 선택적 이온 교환 물질로부터 잔류 액체 자원을 제거하고, 리튬 선택적 이온 교환 물질을 산성 용액과 접촉시켜 리튬을 용기 내의 산성 용액으로 용리시키며, 추가의 양성자를 산성 용액에 첨가하고, 산성 용액을 다시 리튬 선택적 이온 교환 물질과 접촉시켜 추가의 리튬을 용기 내의 산성 용액으로 용리시킨다.

일부 실시양태에서, 리튬 선택적 이온 교환 물질을 액체 자원과 접촉시켜 리튬을 리튬 선택적 이온 교환 물질에 로딩하고, 리튬 선택적 이온 교환 물질을 임의로 세척하여 선택적 이온 교환 물질로부터 잔류 액체 자원을 제거하고, 리튬 선택적 이온 교환 물질을 산성 용액과 접촉시켜 리튬을 산성 용액으로 용리시키고, 불순물을 산성 용액으로부터 제거하며, 추가의 양성자를 산성 용액에 첨가하고, 산성 용액을 다시 리튬 선택적 이온 교환 물질과 접촉시켜 추가의 리튬을 산성 용액으로 용리시킨다. 일부 실시양태에서, 리튬 선택적 이온 교환 물질을 액체 자원과 접촉시켜 리튬을 리튬 선택적 이온 교환 물질에 로딩하고, 리튬 선택적 이온 교환 물질을 임의로 세척하여 선택적 이온 교환 물질로부터 잔류 액체 자원을 제거하고, 리튬 선택적 이온 교환 물질을 산성 용액과 접촉시켜 리튬을 산성 용액으로 용리시키고, 추가의 양성자를 산성 용액에 첨가하고, 불순물을 산성 용액으로부터 제거하며, 산성 용액을 다시 리튬 선택적 이온 교환 물질과 접촉시켜 추가의 리튬을 산성 용액으로 용리시킨다.

일부 실시양태에서, 리튬 선택적 이온 교환 물질을 액체 자원과 접촉시켜 리튬을 리튬 선택적 이온 교환 물질에 로딩하고, 리튬 선택적 이온 교환 물질을 임의로 세척하여 선택적 이온 교환 물질로부터 잔류 액체 자원을 제거하고, 리튬 선택적 이온 교환 물질을 산성 용액과 접촉시켜 리튬을 산성 용액으로 용리시키고, 불순물을 나노여과 또는 다가 선택적 이온 교환 물질을 사용하여 산성 용액으로부터 제거하며, 추가의 양성자를 산성 용액에 첨가하고, 산성 용액을 다시 리튬 선택적 이온 교환 물질과 접촉시켜 추가의 리튬을 산성 용액으로 용리시킨다. 일부 실시양태에서, 리튬 선택적 이온 교환 물질을 액체 자원과 접촉시켜 리튬을 리튬 선택적 이온 교환 물질에 로딩하고, 리튬 선택적 이온 교환 물질을 임의로 세척하여 선택적 이온 교환 물질로부터 잔류 액체 자원을 제거하고, 리튬 선택적 이온 교환 물질을 산성 용액과 접촉시켜 리튬을 산성 용액으로 용리시키고, 추가의 양성자를 산성 용액에 첨가하고, 불순물을 나노여과 또는 다가 선택적 이온 교환 물질을 사용하여 산성 용액으로부터 제거하며, 산성 용액을 다시 리튬 선택적 이온 교환 물질과 접촉시켜 추가의 리튬을 산성 용액으로 용리시킨다.

일부 실시양태에서, 액체 자원과 리튬 선택적 이온 교환 물질을 접촉시킴으로써 이전에 리튬으로 로딩된 리튬 선택적 이온 교환 물질과 산성 용액을 접촉시키고, 산성 용액을 처리하여 다가 불순물을 제거하며, 산성 용액은 액체 자원과 리튬 선택적 이온 교환 물질을 접촉시킴으로써 이전에 리튬으로 로딩된 리튬 선택적 이온 교환 물질과 다시 접촉된다. 일부 실시양태에서, 산성 용액을 리튬 선택적 이온 교환 물질과 접촉시켜 리튬을 용리시키고, 산성 용액을 처리하여 다가 불순물을 제거하며, 산성 용액을 리튬 선택적 이온 교환 물질과 다시 접촉시켜 리튬을 용리시킨다. 일부 실시양태에서, 산성 용액을 리튬 선택적 이온 교환 물질과 접촉시켜 리튬을 용리시키고, 산성 용액을 처리하여 다가 불순물을 제거하며, 추가의 양성자를 산성 용액에 첨가하고, 산성 용액을 리튬 선택적 이온 교환 물질과 다시 접촉시켜 리튬을 용리시킨다. 일부 실시양태에서, 산성 용액을 리튬 선택적 이온 교환 물질과 접촉시켜 리튬을 용리시키고, 추가의 양성자를 산성 용액에 첨가하며, 산성 용액을 처리하여 다가 불순물을 제거하며, 산성 용액을 리튬 선택적 이온 교환 물질과 다시 접촉시켜 리튬을 용리시킨다. 일부 실시양태에서, 산성 용액을 리튬 선택적 이온 교환 물질과 접촉시켜 용기 내에서 리튬을 용리하고, 산성 용액을 처리하여 다가 불순물을 제거하며, 산성 용액을 리튬 선택적 이온 교환 물질과 접촉시켜 상기 용기 내에서 리튬을 용리시킨다. 일부 실시양태에서, 산성 용액을 리튬 선택적 이온 교환 물질과 접촉시켜 제1 용기 내에서 리튬을 용리하고, 산성 용액을 처리하여 다가 불순물을 제거하며, 산성 용액을 리튬 선택적 이온 교환 물질과 접촉시켜 제2 용기 내에서 리튬을 용리시킨다. 일부 실시양태에서, 다가 불순물은 다가 양이온 선택적 이온 교환 물질로 제거된다. 일부 실시양태에서, 다가 불순물은 나노여과 막을 사용하여 제거된다. 일부 실시양태에서, 리튬 선택적 이온 교환 물질은 탱크, 컬럼, 또는 교반 탱크 반응기 내에 있다. 일부 실시양태에서, 리튬 선택적 이온 교환 물질은 고정층 또는 유동층에 있다.

일부 실시양태에서, 산성 용액은 리튬 선택적 이온 교환 물질이 로딩된 다중 용기를 통해 유동하여 리튬을 용리한다. 일부 실시양태에서, 산성 용액은 리튬 선택적 이온 교환 물질이 로딩된 다중 용기를 통해 유동하여 리튬을 용리하고 다가 양이온 불순물은 용기 사이에서 제거된다. 일부 실시양태에서, 산성 용액은 리튬 선택적 이온 교환 물질이 로딩된 다중 용기를 통해 유동하여 리튬을 용리시킨다. 일부 실시양태에서, 산성 용액은 리튬 선택적 이온 교환 물질이 로딩된 다중 용기를 통해 유동하여 리튬을 용리시키고, 다가 양이온 불순물은 다중 용기 사이에서 제거되며, 추가의 양성자가 다중 용기 사이에서 산 용액에 첨가된다. 일부 실시양태에서, 산성 용액은 리튬 선택적 이온 교환 물질이 로딩된 용기를 통해 재순환되어 리튬을 용리시킨다. 일부 실시양태에서, 산성 용액은 리튬 선택적 이온 교환 물질이 로딩된 용기를 통해 재순환되어 리튬을 용리시키고 다가 양이온 불순물은 재순환 사이에서 제거된다. 일부 실시양태에서, 산성 용액은 리튬 선택적 이온 교환 물질이 로딩된 용기를 통해 재순환되어 리튬을 용리시키고, 다가 양이온 불순물이 재순환 사이에서 제거되고, 추가의 양성자가 재순환 사이에서 산 용액에 첨가된다.

일부 실시양태에서, 리튬 선택적 이온 교환 물질을 액체 자원과 접촉시켜 리튬을 리튬 선택적 이온 교환 물질에 로딩하고, 리튬 선택적 이온 교환 물질을 임의로 세척하여 선택적 이온 교환 물질로부터 잔류 액체 자원을 제거하고, 리튬 선택적 이온 교환 물질을 산성 용액과 접촉시켜 리튬을 산성 용액으로 용리시키고, 산성 용액을 산성 용액 혼합 유닛에서 제조한다. 일 실시양태에서, 산성 용액 혼합 유닛은 탱크, 인라인 혼합 장치, 교반 탱크 반응기, 또 다른 혼합 유닛 또는 이의 조합이다. 일 실시양태에서, 산 용액 혼합 탱크는 리튬 선택적 이온 교환 물질이 들어있는 하나의 용기를 제공하기 위해 사용된다. 일 실시양태에서, 산 용액 혼합 탱크는 리튬 선택적 이온 교환 물질이 들어있는 다중 용기를 병렬 또는 직렬로 제공하기 위해 사용된다. 일 실시양태에서, 산 용액 혼합 탱크는 리튬 선택적 이온 교환 물질이 들어있는 다중 용기를 순차적으로 제공하기 위해 사용된다.

일 실시양태에서, 산성 용액은 황산, 인산, 염산, 브롬화수소산, 탄산, 질산 또는 이의 조합으로 구성된다. 일 실시양태에서, 리튬은 황산, 인산, 염산, 질산 또는 이의 조합을 사용하여 리튬 선택적 이온 교환 물질로부터 용리된다. 일 실시양태에서, 리튬은 술페이트, 포스페이트, 니트레이트, 보레이트, 또는 이의 조합을 포함하는 산 용액을 사용하여 리튬 선택적 이온 교환 물질로부터 용리된다.

일부 실시양태에서, 리튬 선택적 이온 교환 물질을 액체 자원과 접촉시켜 리튬을 리튬 선택적 이온 교환 물질에 로딩하고, 리튬 선택적 이온 교환 물질을 임의로 세척하여 선택적 이온 교환 물질로부터 잔류 액체 자원을 제거하고, 리튬 선택적 이온 교환 물질은 산성 용액과 접촉시켜 리튬을 산성 용액으로 용리시키고, 불순물은 나노여과의 조합, 다가 양이온 선택적 이온 교환 물질, 다가 불순물을 제거하는 기타 방법, 또는 이의 조합을 사용하여 제거된다. 일 실시양태에서, 불순물은 나노여과의 조합, 다가 양이온 선택적 이온 교환 물질, 다가 불순물을 병렬, 직렬, 또는 이의 조합으로 제거하는 기타 방법을 사용하여 산성 리튬 용액으로부터 제거된다.

일부 실시양태에서, 리튬 선택적 이온 교환 물질을 액체 자원과 접촉시켜 리튬을 리튬 선택적 이온 교환 물질에 로딩하고, 리튬 선택적 이온 교환 물질을 임의로 세척하여 선택적 이온 교환 물질로부터 잔류 액체 자원을 제거하고, 리튬 선택적 이온 교환 물질은 산성 용액과 접촉시켜 리튬을 산성 용액으로 용리시키고, 불순물은 직렬 및/또는 병렬로 배열된 나노여과 막 유닛을 사용하여 산성 용액으로부터 제거하고, 추가의 양성자를 산성 용액에 첨가하고, 산 용액을 리튬 선택적 이온 교환 물질과 접촉시켜 추가의 리튬을 산성 용액으로 용리시킨다. 일 실시양태에서, 스케일 방지제, 킬레이트제 또는 기타 스케일링 방지 수단은 나노여과 막 유닛에서 스케일링 방지를 위해 사용한다.

일부 실시양태에서, 리튬 선택적 이온 교환 물질을 액체 자원과 접촉시켜 리튬을 리튬 선택적 이온 교환 물질에 로딩하고, 리튬 선택적 이온 교환 물질을 임의로 세척하여 선택적 이온 교환 물질로부터 잔류 액체 자원을 제거하고, 리튬 선택적 이온 교환 물질은 산성 용액과 접촉시켜 리튬을 산성 용액으로 용리시키고, 불순물은 다가 양이온 선택적 이온 교환 물질을 사용하여 산성 용액으로부터 제거하고, 추가의 양성자를 산성 용액에 첨가하고, 산 용액을 리튬 선택적 이온 교환 물질과 접촉시켜 추가의 리튬을 산성 용액으로 용리시킨다. 일부 실시양태에서, 리튬 선택적 이온 교환 물질을 액체 자원과 접촉시켜 리튬을 리튬 선택적 이온 교환 물질에 로딩하고, 리튬 선택적 이온 교환 물질을 임의로 세척하여 선택적 이온 교환 물질로부터 잔류 액체 자원을 제거하고, 리튬 선택적 이온 교환 물질은 산성 용액과 접촉시켜 리튬을 산성 용액으로 용리시키고, 불순물은 충전층 내에서 다가 양이온 선택적 이온 교환 물질을 사용하여 산성 용액으로부터 제거하고, 추가의 양성자를 산성 용액에 첨가하고, 산 용액을 리튬 선택적 이온 교환 물질과 접촉시켜 추가의 리튬을 산성 용액으로 용리시킨다. 일부 실시양태에서, 리튬 선택적 이온 교환 물질을 액체 자원과 접촉시켜 리튬을 리튬 선택적 이온 교환 물질에 로딩하고, 리튬 선택적 이온 교환 물질을 임의로 세척하여 선택적 이온 교환 물질로부터 잔류 액체 자원을 제거하고, 리튬 선택적 이온 교환 물질은 산성 용액과 접촉시켜 리튬을 산성 용액으로 용리시키고, 불순물은 컬럼의 네트워크 내에 배열된 다가 양이온 선택적 이온 교환 물질을 사용하여 산성 용액으로부터 제거하고, 추가의 양성자를 산성 용액에 첨가하고, 산 용액을 리튬 선택적 이온 교환 물질과 접촉시켜 추가의 리튬을 산성 용액으로 용리시킨다. 일부 실시양태에서, 리튬 선택적 이온 교환 물질을 액체 자원과 접촉시켜 리튬을 리튬 선택적 이온 교환 물질에 로딩하고, 리튬 선택적 이온 교환 물질을 임의로 세척하여 선택적 이온 교환 물질로부터 잔류 액체 자원을 제거하고, 리튬 선택적 이온 교환 물질은 산성 용액과 접촉시켜 리튬을 산성 용액으로 용리시키고, 불순물은 불순물을 흡수하기 위한 첫 번째 흡수 컬럼 위치 및 미량의 불순물을 흡수하기 위한 마지막 흡수 컬럼 위치를 갖는 컬럼의 네트워크에 배열된 다가 양이온 선택적 이온 교환 물질을 사용하여 산성 용액으로부터 제거하고, 추가의 양성자를 산성 용액에 첨가하고, 산 용액을 리튬 선택적 이온 교환 물질과 접촉시켜 추가의 리튬을 산성 용액으로 용리시킨다. 일부 실시양태에서, 리튬 선택적 이온 교환 물질을 액체 자원과 접촉시켜 리튬을 리튬 선택적 이온 교환 물질에 로딩하고, 리튬 선택적 이온 교환 물질을 임의로 세척하여 선택적 이온 교환 물질로부터 잔류 액체 자원을 제거하고, 리튬 선택적 이온 교환 물질은 산성 용액과 접촉시켜 리튬을 산성 용액으로 용리시키고, 불순물은 리드-래그 구성으로 배열된 다가 양이온 선택적 이온 교환 물질을 사용하여 산성 용액으로부터 제거하고, 산 용액을 리튬 선택적 이온 교환 물질과 접촉시켜 추가의 리튬을 산성 용액으로 용리시킨다. 일 실시양태에서, 다가 양이온 선택적 이온 교환 물질은 리드-래그 설정의 변형으로 배열된다. 일 실시양태에서, 다가 양이온 선택적 이온 교환 물질은 제2 산성 용액을 사용하여 용리된다. 일 실시양태에서, 다가 양이온 선택적 이온 교환 물질은 염산을 사용하여 용리된다. 일 실시양태에서, 다가 양이온 선택적 이온 교환 물질은 수산화나트륨을 사용하여 재생성된다. 일 실시양태에서, 다가 양이온 선택적 이온 교환 물질은 직렬 및/또는 병렬로 배열된 교반 탱크 반응기, 유동층, 또는 충전층에서 작동된다. 일 실시양태에서, 리튬 선택적 이온 교환 물질은 직렬 및/또는 병렬로 배열된 교반 탱크 반응기, 유동층 또는 충전층에서 작동된다.

일 실시양태에서, 리튬 선택적 이온 교환 물질을 액체 자원과 접촉시켜 리튬을 리튬 선택적 이온 교환 물질에 로딩하고, 리튬 선택적 이온 교환 물질을 임의로 세척하여 선택적 이온 교환 물질로부터 잔류 액체 자원을 제거하고, 리튬 선택적 이온 교환 물질은 산성 용액과 접촉시켜 리튬을 산성 용액으로 용리시키고, 불순물은 포스페이트를 첨가하여 포스페이트 화합물을 침전시킴으로써 산성 용액으로부터 제거하고, 추가의 양성자를 산성 용액에 첨가하고, 산 용액을 리튬 선택적 이온 교환 물질과 접촉시켜 추가의 리튬을 산성 용액으로 용리시킨다. 일 실시양태에서, 리튬 선택적 이온 교환 물질을 액체 자원과 접촉시켜 리튬을 리튬 선택적 이온 교환 물질에 로딩하고, 리튬 선택적 이온 교환 물질을 임의로 세척하여 선택적 이온 교환 물질로부터 잔류 액체 자원을 제거하고, 리튬 선택적 이온 교환 물질은 산성 용액과 접촉시켜 리튬을 산성 용액으로 용리시키고, 불순물은 인산을 첨가하여 포스페이트 화합물을 침전시킴으로써 산성 용액으로부터 제거하고, 추가의 양성자를 산성 용액에 첨가하고, 산 용액을 리튬 선택적 이온 교환 물질과 접촉시켜 추가의 리튬을 산성 용액으로 용리시킨다. 일 실시양태에서, 리튬 선택적 이온 교환 물질을 액체 자원과 접촉시켜 리튬을 리튬 선택적 이온 교환 물질에 로딩하고, 리튬 선택적 이온 교환 물질을 임의로 세척하여 선택적 이온 교환 물질로부터 잔류 액체 자원을 제거하고, 리튬 선택적 이온 교환 물질은 산성 용액과 접촉시켜 리튬을 산성 용액으로 용리시키고, Ca, Mg, Sr 및/또는 Ba는 인산을 첨가하여 Ca, Mg, Sr 및/또는 Ba 포스페이트 화합물을 침전시킴으로써 산성 용액으로부터 제거하고, 추가의 양성자를 산성 용액에 첨가하고, 산 용액을 리튬 선택적 이온 교환 물질과 접촉시켜 추가의 리튬을 산성 용액으로 용리시킨다.

일 실시양태에서, 리튬 선택적 이온 교환 물질을 액체 자원과 접촉시켜 리튬을 리튬 선택적 이온 교환 물질에 로딩하고, 리튬 선택적 이온 교환 물질을 임의로 세척하여 선택적 이온 교환 물질로부터 잔류 액체 자원을 제거하고, 리튬 선택적 이온 교환 물질은 산성 용액과 접촉시켜 리튬을 산성 용액으로 용리시키고, 다가 불순물은 옥살레이트, 옥살산, 시트레이트, 시트르산 또는 이의 조합을 첨가함으로써 산성 용액으로부터 침전시키고, 추가의 양성자를 산성 용액에 첨가하고, 산 용액을 리튬 선택적 이온 교환 물질과 접촉시켜 추가의 리튬을 산성 용액으로 용리시킨다. 일 실시양태에서, 리튬 선택적 이온 교환 물질을 액체 자원과 접촉시켜 리튬을 리튬 선택적 이온 교환 물질에 로딩하고, 리튬 선택적 이온 교환 물질을 임의로 세척하여 선택적 이온 교환 물질로부터 잔류 액체 자원을 제거하고, 리튬 선택적 이온 교환 물질은 산성 용액과 접촉시켜 리튬을 산성 용액으로 용리시키고, 다가 불순물은 옥살레이트, 옥살산, 시트레이트, 시트르산 또는 이의 조합을 포함하는 침전제를 첨가함으로써 산성 용액으로부터 침전시키고, 침전제 농도는 산성 용액에 양이온을 첨가함으로써 감소시키며, 추가의 양성자를 산성 용액에 첨가하고, 산 용액을 리튬 선택적 이온 교환 물질과 접촉시켜 추가의 리튬을 산성 용액으로 용리시킨다.

일 실시양태에서, 리튬 선택적 이온 교환 물질을 액체 자원과 접촉시켜 리튬을 리튬 선택적 이온 교환 물질에 로딩하고, 리튬 선택적 이온 교환 물질을 임의로 세척하여 선택적 이온 교환 물질로부터 잔류 액체 자원을 제거하고, 리튬 선택적 이온 교환 물질은 산성 용액과 접촉시켜 리튬을 산성 용액으로 용리시키고, 다가 불순물은 옥살레이트를 첨가함으로써 산성 용액으로부터 침전 및 제거하고, 옥살레이트 음이온은 아연, 철, 망간, 기타 전이 금속, 기타 양이온 또는 이의 조합을 첨가함으로써 산성 용액으로부터 침전 및 제거하고, 추가의 양성자를 산성 용액에 첨가하고, 산 용액을 리튬 선택적 이온 교환 물질과 접촉시켜 추가의 리튬을 산성 용액으로 용리시킨다. 일 실시양태에서, 리튬 선택적 이온 교환 물질을 액체 자원과 접촉시켜 리튬을 리튬 선택적 이온 교환 물질에 로딩하고, 리튬 선택적 이온 교환 물질을 임의로 세척하여 선택적 이온 교환 물질로부터 잔류 액체 자원을 제거하고, 리튬 선택적 이온 교환 물질은 산성 용액과 접촉시켜 리튬을 산성 용액으로 용리시키고, 다가 불순물은 시트레이트를 첨가함으로써 산성 용액으로부터 침전 및 제거하고, 시트레이트 음이온은 양이온을 첨가함으로써 산성 용액으로부터 침전 및 제거하며, 추가의 양성자를 산성 용액에 첨가하고, 산 용액을 리튬 선택적 이온 교환 물질과 접촉시켜 추가의 리튬을 산성 용액으로 용리시킨다.

일 실시양태에서, 리튬 선택적 이온 교환 물질을 액체 자원과 접촉시켜 리튬을 리튬 선택적 이온 교환 물질에 로딩하고, 리튬 선택적 이온 교환 물질을 임의로 세척하여 선택적 이온 교환 물질로부터 잔류 액체 자원을 제거하고, 리튬 선택적 이온 교환 물질은 산성 용액과 접촉시켜 리튬을 산성 용액으로 용리시키고, 양이온 불순물은 음이온 침전제를 첨가함으로써 산성 용액으로부터 침전시키고, 추가의 양성자를 산성 용액에 첨가하고, 산 용액을 리튬 선택적 이온 교환 물질과 접촉시켜 추가의 리튬을 산성 용액으로 용리시킨다. 일 실시양태에서, 리튬 선택적 이온 교환 물질을 액체 자원과 접촉시켜 리튬을 리튬 선택적 이온 교환 물질에 로딩하고, 리튬 선택적 이온 교환 물질을 임의로 세척하여 선택적 이온 교환 물질로부터 잔류 액체 자원을 제거하고, 리튬 선택적 이온 교환 물질은 산성 용액과 접촉시켜 리튬을 산성 용액으로 용리시키고, 양이온 불순물은 음이온 침전제를 첨가함으로써 산성 용액으로부터 침전 및 제거하고, 음이온 침전제는 양이온 침전제를 첨가함으로써 산성 용액으로부터 침전 및 제거하고, 추가의 양성자를 산성 용액에 첨가하고, 산 용액을 리튬 선택적 이온 교환 물질과 접촉시켜 추가의 리튬을 산성 용액으로 용리시킨다.

일 실시양태에서, 리튬 선택적 이온 교환 물질을 액체 자원과 접촉시켜 리튬을 리튬 선택적 이온 교환 물질에 로딩하고, 리튬 선택적 이온 교환 물질을 임의로 세척하여 선택적 이온 교환 물질로부터 잔류 액체 자원을 제거하고, 리튬 선택적 이온 교환 물질은 산성 용액과 접촉시켜 리튬을 산성 용액으로 용리시키고, 불순물은 산성 용액의 온도를 일시적으로 저하시킴으로써 침전시키며, 추가의 양성자를 산성 용액에 첨가하고, 산 용액을 리튬 선택적 이온 교환 물질과 접촉시켜 추가의 리튬을 산성 용액으로 용리시킨다. 일 실시양태에서, 리튬 선택적 이온 교환 물질을 액체 자원과 접촉시켜 리튬을 리튬 선택적 이온 교환 물질에 로딩하고, 리튬 선택적 이온 교환 물질을 임의로 세척하여 선택적 이온 교환 물질로부터 잔류 액체 자원을 제거하고, 리튬 선택적 이온 교환 물질은 산성 용액과 접촉시켜 리튬을 산성 용액으로 용리시키고, 불순물은 산성 용액의 온도를 변화시킴으로써 침전시키며, 추가의 양성자를 산성 용액에 첨가하고, 산 용액을 리튬 선택적 이온 교환 물질과 접촉시켜 추가의 리튬을 산성 용액으로 용리시킨다. 일 실시양태에서, 리튬 선택적 이온 교환 물질을 액체 자원과 접촉시켜 리튬을 리튬 선택적 이온 교환 물질에 로딩하고, 리튬 선택적 이온 교환 물질을 임의로 세척하여 선택적 이온 교환 물질로부터 잔류 액체 자원을 제거하고, 리튬 선택적 이온 교환 물질은 산성 용액과 접촉시켜 리튬을 산성 용액으로 용리시키고, 불순물은 산성 용액의 온도를 저하시킴으로써 침전시키며, 양성자는 산성 용액에 첨가하고, 산성 용액은 가열하거나 가온시키며, 산 용액을 리튬 선택적 이온 교환 물질과 접촉시켜 추가의 리튬을 산성 용액으로 용리시킨다.

일 실시양태에서, 킬레이트제 또는 스케일 방지제는 가용성 착물을 형성하기 위해 사용되어 산성 리튬 용액 내의 침전을 방지한다. 일 실시양태에서, 킬레이트제 또는 스케일 방지제는 가용성 착물을 형성하기 위해 사용되어 침전물을 방지하거나 재용해한다. 일 실시양태에서, 킬레이트제 또는 스케일 방지제는 다가 양이온의 침전을 제한하거나 감소시키기 위해 사용되며 킬레이트제 또는 스케일 방지제는 에틸렌디아민테트라아세트산(EDTA), 디소듐 EDTA, 칼슘 디소듐 EDTA, 테트라소듐 EDTA, 시트르산, 말레산, 실리케이트 화합물, 비정질 실리케이트 화합물, 결정질 층상 실리케이트 화합물, 포스폰산 화합물, 아미노트리스(메틸렌포스폰산)(ATMP), 니트릴로트리메틸포스폰산(NTMP), 에틸렌디아민 테트라(메틸렌 포스폰산)(EDTMP), 디에틸렌트리아민 펜타(메틸렌 포스폰산)(DTPMP), 폴리포스포네이트, 폴리아크릴레이트, 폴리아크릴산, 니트릴로트리아세트산(NTA), 소듐 헥사메타포스페이트(SHMP), 또는 이의 조합의 목록으로부터 선택된다. 일 실시양태에서, 임계 억제제는 산성 리튬 용액에서 핵의 발달을 차단하기 위해 사용된다. 일 실시양태에서, 지연제는 산성 리튬 용액에서 침전물의 성장을 차단하기 위해 사용된다. 일 실시양태에서, 포스피노폴리카르복실산, 술폰화 중합체, 폴리아크릴산, p-태그된 술폰화 중합체, 디에틸렌트리아민 펜타, 비스-헥사메틸렌 트리아민, 이의 화합물, 이의 변형물 또는 이의 조합을 포함하는 화합물은 침전물을 제한, 제어, 제거 또는 재용해하기 위해 사용된다.

일 실시양태에서, 산성 용액은 황산리튬, 황산수소리튬, 황산 또는 이의 조합을 포함한다. 일 실시양태에서, 산성 용액은 황산리튬, 황산수소리튬, 황산, 염화리튬, 염산, 질산리튬, 질산, 인산리튬, 인산수소리튬, 인산이수소리튬, 인산, 브롬화리튬, 브롬산, 또는 이의 조합을 포함한다.

일부 실시양에서, 리튬 및 기타 금속은 액체 자원으로부터 회수된다. 일부 실시양태예에서, 리튬 회수에 대해 기술된 방법은 기타 금속을 회수하기 위해 적용된다.

다운스트림 공정

일 실시양태에서, 액체 자원으로부터 회수된 금속은 고순도 액체 및 고체를 생성하기 위하여 다운스트림에서 더 처리될 수 있다. 일 실시양태에서, 액체 자원으로부터 회수된 금속은 이온 교환, 용매 추출, 막, 여과, 또는 기타 정제 기술을 사용하여 정제될 수 있다. 일 실시양태에서, 금속은 용해된 형태로부터 고체 형태로 전환될 수 있다. 일 실시양태에서, 금속은 침전, 전기분해, 전해채취, 킬레이트화, 또는 결정화를 사용하여 전환될 수 있다.

일 실시양태에서, 리튬은 염화리튬 또는 황산리튬으로부터 탄산리튬 또는 수산화리튬으로 전환될 수 있다. 일 실시양태에서, 리튬은 탄산나트륨을 사용하는 다가 금속의 침전, 이온 교환을 사용하는 다가 금속의 제거, 이온 교환을 사용하는 붕소의 제거, 막을 사용하는 불순물의 제거, 용매 추출을 사용하는 불순물의 제거, 또는 이의 조합에 의해 정제될 수 있다. 일 실시양태에서, 리튬은 탄산나트륨, 탄산나트륨 용액, 이산화탄소, 수산화나트륨, 또는 이의 조합의 첨가에 의해 염화리튬 또는 황산리튬 용액으로부터 탄산리튬 고체로 전환될 수 있다. 일 실시양태에서, 리튬은 수산화나트륨의 첨가, 황산나트륨의 결정화, 및 그 후 수산화리튬의 결정화에 의해 황산리튬으로부터 수산화리튬으로 전환될 수 있다. 일 실시양태에서, 리튬은 수산화칼슘의 첨가에 의해 탄산리튬으로부터 수산화리튬으로 전환될 수 있다. 일 실시양태에서, 염화리튬, 황산리튬, 또는 기타 리튬 화합물은 전기화학 전지를 사용하여 수산화리튬으로 전환될 수 있다. 일 실시양태에서, 염화리튬, 황산리튬, 또는 기타 리튬 화합물은 2개, 3개 또는 그 이상의 구획을 갖는 전기화학 전지를 사용하여 수산화리튬으로 전환될 수 있다.

실시예

실시예 1: 재순환을 수반하는 유동층으로부터의 황산리튬 용리 중 스케일런트의 제거

도 1을 참조하면, 염수는 자연 저장소로부터 펌핑된다. 염수에는 80,000 mg/L Na, 2,000 mg/L Ca, 2,000 mg/L Mg, 300 mg/L Li, 200 mg/L Ba, 및 기타 용해된 금속이 함유되어 있다. 리튬 선택적 이온 교환 물질은 다양한 유체 내의 리튬 선택적 이온 교환 물질을 유동화하는 교반 탱크 반응기의 제1 용기(101)로 로딩된다. 염수가 제1 용기로 유동하고 리튬 선택적 이온 교환 물질이 양성자를 염수로 방출함에 따라 리튬은 염수로부터 리튬 선택적 이온 교환 물질로 흡수된다. 염수로 방출된 양성자는 pH를 측정하고 염수에 NaOH 용액을 첨가하여 염수의 pH를 7 근처로 유지하는 pH 조절 시스템(미도시)으로 중화된다. 리튬 선택적 이온 교환 물질이 리튬으로 로딩된 후, 잔류 염수는 리튬 선택적 이온 교환 물질로부터 세척된다. 리튬 선택적 이온 교환 물질이 양성자를 흡수하는 동안 산성 술페이트 용액은 제1 용기로 유동하여 리튬 선택적 이온 교환 물질로부터 리튬을 용리한다. 리튬 선택적 이온 교환 물질은 산성 술페이트 용액으로 리튬을 방출하고 또한 Ca, Ba 및 Mg 불순물도 방출한다. 산성 술페이트 용액(예컨대, 본원에 기술된 IEL 용리액 또는 IEL 산성 용액)은 제1 용기로부터 제거되고, 산성 술페이트 용액으로부터 Ca, Ba 및 Mg 불순물을 제거하는 강산성 양이온 교환 수지의 충전층이 들어있는 용기의 리드-래그 용리 네트워크(102)를 통해 유동한다. 산성 술페이트 용액은 둘 모두 강산성 양이온 교환 수지(본원에 기술된 바와 같음)가 들어있는 네트워크 내의 제2 용기(103) 및 그 후 제3 용기(104)를 통해 유동한다. 리드-래그 용리 네트워크는 또한 미리 불순물로 포화되고 염산으로 용리된 강산성 양이온 교환 수지가 들어있는 제4 용기(105)를 포함한다. 리드-래그 용리 네트워크에서 용기는 강산성 양이온 수지가 불순물로 포화되고 용리가 필요하기 때문에 재인덱싱된다. 추가의 양성자(예컨대, H₂SO₄)가 산성 술페이트 용액에 첨가된다. 산성 술페이트 용액은 추가의 리튬을 용리하기 위해 제1 용기로 리턴된다. 산성 술페이트 용액은 제1 용기와 제2 용기 사이에서 연속적으로 순환된다. 리튬은 1,000 mg/L의 리튬 농도에서 산성 술페이트 용액에 축적되고 불용성 황산칼슘, 황산바륨, 및 황산마그네슘 화합물의 침전은 방지된다.

실시예 2: 재순환을 수반하는 충전층으로부터의 황산리튬 용리 중 스케일런트의 제거

도 2를 참조하면, 염수는 자연 저장소로부터 펌핑된다. 염수에는 80,000 mg/L Na, 2,000 mg/L Ca, 2,000 mg/L Mg, 300 mg/L Li, 200 mg/L Ba, 및 기타 용해된 금속이 함유되어 있다. 리튬 선택적 이온 교환 물질은 리튬 선택적 이온 교환 물질로 로딩된 용기(202)의 네트워크의 일부인 제1 용기(201)로 충전층으로서 로딩된다. 염수가 제1 용기로 유동하고 리튬 선택적 이온 교환 물질이 양성자를 염수로 방출함에 따라 리튬은 염수로부터 리튬 선택적 이온 교환 물질로 흡수된다. 염수로 방출된 양성자는 pH를 측정하고 염수에 NaOH 용액을 첨가하여 염수의 pH를 7 근처로 유지하는 pH 조절 시스템(미도시)으로 중화된다. 리튬 선택적 이온 교환 물질이 리튬으로 로딩된 후, 잔류 염수는 리튬 선택적 이온 교환 물질로부터 세척된다. 리튬 선택적 이온 교환 물질이 양성자를 흡수하는 동안 산성 술페이트 용액은 제1 용기로 유동하여 리튬 선택적 이온 교환 물질로부터 리튬을 용리한다. 리튬 선택적 이온 교환 물질은 산성 술페이트 용액으로 리튬을 방출하고 또한 Ca, Ba 및 Mg 불순물도 방출한다. 산성 술페이트 용액(예컨대, 본원에 기술된 IEL 용리액 또는 IEL 산성 용액)은 제1 용기(201)로부터 제거되고, 산성 술페이트 용액으로부터 Ca, Ba 및 Mg 불순물을 제거하는 강산성 양이온 교환 수지의 충전층이 들어있는 용기의 리드-래그 용리 네트워크(203)를 통해 유동한다. 산성 술페이트 용액은 둘 모두 강산성 양이온 교환 수지(본원에 기술된 바와 같음)가 들어있는 네트워크 내의 제2 용기(204) 및 그 후 제3 용기(205)를 통해 유동한다. 리드-래그 용리 네트워크는 또한 미리 불순물로 포화되고 염산으로 용리된 강산성 양이온 교환 수지가 들어있는 제5 용기(206)를 포함한다. 리드-래그 용리 네트워크에서 용기는 강산성 양이온 수지가 불순물로 포화되고 용리가 필요하기 때문에 재인덱싱된다. 추가의 양성자(예컨대, H₂SO₄)가 산성 술페이트 용액에 첨가된다. 산성 술페이트 용액은 추가의 리튬을 용리하기 위해 제1 용기로 리턴된다. 산성 술페이트 용액은 제1 용기와 제2 용기 사이에서 연속적으로 순환된다. 리튬은 1,500 mg/L의 리튬 농도에서 산성 술페이트 용액에 축적되고 불용성 황산칼슘, 황산바륨, 및 황산마그네슘 화합물의 침전은 방지된다.

실시예 3: 유동층 간 황산리튬 용리 중 스케일런트의 제거

도 3을 참조하면, 염수는 자연 저장소로부터 펌핑된다. 염수에는 40,000 mg/L Na, 20,000 mg/L Ca, 2,000 mg/L Mg, 300 mg/L Li, 500 mg/L Ba, 및 기타 용해된 금속이 함유되어 있다. 리튬 선택적 이온 교환 물질은 유동층 리튬 선택적 이온 교환 물질로 로딩된 용기의 네트워크의 일부인 제1 용기(301)에서 유동층으로 로딩된다. 염수가 제1 용기로 유동하고 리튬 선택적 이온 교환 물질이 양성자를 염수로 방출함에 따라 리튬은 염수로부터 리튬 선택적 이온 교환 물질로 흡수된다. 염수로 방출된 양성자는 pH를 측정하고 염수에 NaOH 용액을 첨가하여 염수의 pH를 7 근처로 유지하는 pH 조절 시스템(미도시)으로 중화된다. 리튬 선택적 이온 교환 물질이 리튬으로 로딩된 후, 잔류 염수는 리튬 선택적 이온 교환 물질로부터 세척된다. 리튬 선택적 이온 교환 물질이 양성자를 흡수하는 동안 산성 술페이트 용액은 제1 용기로 유동하여 리튬 선택적 이온 교환 물질로부터 리튬을 용리한다. 리튬 선택적 이온 교환 물질은 산성 술페이트 용액으로 리튬을 방출하고 또한 Ca, Ba 및 Mg 불순물도 방출한다. 산성 술페이트 용액(예컨대, 본원에 기술된 IEL 용리액 또는 IEL 산성 용액)은 제1 용기(301)로부터 제거되고 옥살산이 산성 술페이트 용액에 첨가되는 제2 용기(302)로 유동되어 산성 술페이트 용액으로부터 제거된 Ca, Ba 및 Mg 옥살레이트 화합물을 침전시킨다. 산성 술페이트 용액은 Zn 술페이트 용액이 산성 술페이트 용액에 첨가되는 제3 용기(303)로 유동되어 산성 술페이트 용액으로부터 제거된 옥살산아연으로서 잔류 옥살레이트를 침전시킨다. 추가의 양성자(예컨대 H₂SO₄)가 인라인 믹서를 사용하여 산성 술페이트 용액에 첨가된다. 산성 술페이트 용액은 추가의 리튬을 용리하기 위해 리튬 선택적 이온 교환 물질의 유동층이 들어있는 용기의 네트워크의 일부인 제4 용기(304)로 유동된다. 리튬은 1,000 mg/L의 리튬 농도에서 산성 술페이트 용액에 축적되고 불용성 황산칼슘, 황산바륨, 및 황산마그네슘 화합물의 침전은 방지된다.

실시예 4: 충전층 간 황산리튬 용리 중 스케일런트의 제거

도 4를 참조하면, 염수는 자연 저장소로부터 펌핑된다. 염수에는 60,000 mg/L Na, 10,000 mg/L Ca, 10,000 mg/L Mg, 300 mg/L Li, 200 mg/L Ba, 및 기타 용해된 금속이 함유되어 있다. 리튬 선택적 이온 교환 물질은 리튬 선택적 이온 교환 물질의 충전층으로 로딩된 용기의 네트워크의 일부인 제1 용기(401)에서 충전층으로 로딩된다. 염수가 제1 용기로 유동하고 리튬 선택적 이온 교환 물질이 양성자를 염수로 방출함에 따라 리튬은 염수로부터 리튬 선택적 이온 교환 물질로 흡수된다. 염수로 방출된 양성자는 pH를 측정하고 염수에 NaOH 용액을 첨가하여 염수의 pH를 7 근처로 유지하는 pH 조절 시스템(미도시)으로 중화된다. 리튬 선택적 이온 교환 물질이 리튬으로 로딩된 후, 잔류 염수는 리튬 선택적 이온 교환 물질로부터 세척된다. 리튬 선택적 이온 교환 물질이 양성자를 흡수하는 동안 산성 술페이트 용액은 제1 용기로 유동하여 리튬 선택적 이온 교환 물질로부터 리튬을 용리한다. 리튬 선택적 이온 교환 물질은 산성 술페이트 용액으로 리튬을 방출하고 또한 Ca, Ba 및 Mg 불순물도 방출한다. 산성 술페이트 용액(예컨대, 본원에 기술된 IEL 용리액 또는 IEL 산성 용액)은 제1 용기로부터 제거되고, 산성 술페이트 용액으로부터 Ca, Ba 및 Mg 불순물을 제거하는 강산성 양이온 교환 수지의 충전층이 들어있는 용기의 리드-래그 용리 네트워크(402)을 통해 유동한다. 산성 술페이트 용액은 둘 모두 강산성 양이온 교환 수지(본원에 기술된 바와 같음)가 들어있는 네트워크 내의 제2 용기(403) 및 그 후 제3 용기(404)를 통해 유동한다. 리드-래그 용리 네트워크는 또한 미리 불순물로 포화되고 염산으로 용리된 강산성 양이온 교환 수지가 들어있는 제4 용기(405)를 포함한다. 리드-래그 용리 네트워크에서 용기는 강산성 양이온 수지가 불순물로 포화되고 용리가 필요하기 때문에 재인덱싱된다. 추가의 양성자(예컨대, H₂SO₄)가 산성 술페이트 용액에 첨가된다. 산성 술페이트 용액은 리튬 선택적 이온 교환 물질의 충전층이 들어있는 용기의 네트워크의 일부인 제5 용기(406)로 유동하여 추가의 리튬을 용리시킨다. 리튬은 1,000 mg/L의 리튬 농도에서 산성 술페이트 용액에 축적되고 불용성 황산칼슘, 황산바륨, 및 황산마그네슘 화합물의 침전은 방지된다.

실시예 5: 술폰산 작용화된 이온 교환 수지를 통한 재순환을 수반하는 충전층 으로부터의 황산리튬 용리 중 스케일런트의 제거

1,000리터의 염수 샘플을 천연 저장소에서 채취하였다. 염수에는 100,000 mg/L Na, 2,000 mg/L Ca, 2,000 mg/L Mg, 300 mg/L Li, 및 기타 용해된 금속이 함유되었다. 이산화티탄으로 코팅된 망간산 리튬 입자를 포함하는 리튬 선택적 이온 교환 물질을 염수 처리 용기에 충전층으로서 로딩하였다. 염수는 염수 처리 용기를 통해 유동하고 리튬 선택적 이온 교환 물질이 양성자를 염수로 방출함에 따라 리튬이 염수로부터 리튬 선택적 이온 교환 물질로 흡수되었다. Ca를 포함하는 불순물도 또한 리튬 선택적 이온 교환 물질에 로딩되었다. 리튬 선택적 이온 교환 물질이 리튬으로 로딩된 후, 잔류 염수를 리튬 선택적 이온 교환 물질로부터 세척하였다. 그 후 산성 술페이트 용액을 염수 처리 용기로 유입시켜 리튬 선택적 이온 교환 물질이 양성자를 흡수하는 동안 리튬 선택적 이온 교환 물질로부터 리튬을 용리하였다. 리튬 선택적 이온 교환 물질은 산성 술페이트 용액으로 리튬을 방출하고 또한 Ca도 방출하였다. 산성 술페이트 용액을 염수 처리 용기로부터 제거하고, 산성 술페이트 용액으로부터 칼슘을 제거한 술폰산 작용화된 스티렌-디비닐벤젠 수지의 충전층이 들어있는 칼슘 제거 용기를 통해 유동시켰다. 그 후 25 중량%의 수성 황산을 산성 술페이트 용액에 첨가하고, 이를 염수 처리 용기로 리턴시키고 추가의 리튬이 산성 술페이트 용액으로 방출되었다. 리튬은 산성 술페이트 용액에서 1,400 mg/L의 리튬 농도로 축적되는 한편 산성 술페이트 용액에서 칼슘 농도는 10 mg/L 미만으로 유지되었고, 황산칼슘 화합물의 침전은 방지되었다.

실시예 6: 포스폰산 작용화된 이온 교환 수지를 통한 재순환을 수반하는 충전층으로부터의 황산리튬 용리 중 스케일런트의 제거

100리터의 염수 샘플을 천연 저장소에서 채취하였다. 염수에는 90,000 mg/L Na, 10,000 mg/L Ca, 1,000 mg/L Mg, 500 mg/L Li, 및 기타 용해된 금속이 함유되었다. PVDF 중합체로 코팅된 Li₂TiO₃ 입자를 포함하는 리튬 선택적 이온 교환 물질을 염수 처리 용기에 충전층으로서 로딩하였다. 염수는 염수 처리 용기를 통해 유동하고 리튬 선택적 이온 교환 물질이 양성자를 염수로 방출함에 따라 리튬이 염수로부터 리튬 선택적 이온 교환 물질로 흡수되었다. Ca를 포함하는 불순물도 또한 리튬 선택적 이온 교환 물질에 로딩되었다. 리튬 선택적 이온 교환 물질이 리튬으로 로딩된 후, 잔류 염수를 리튬 선택적 이온 교환 물질로부터 세척하였다. 그 후 산성 술페이트 용액을 염수 처리 용기로 유입시켜 리튬 선택적 이온 교환 물질이 양성자를 흡수하는 동안 리튬 선택적 이온 교환 물질로부터 리튬을 용리하였다. 리튬 선택적 이온 교환 물질은 산성 술페이트 용액으로 리튬을 방출하고 또한 Ca도 방출하였다. 산성 술페이트 용액을 염수 처리 용기로부터 제거하고, 산성 술페이트 용액으로부터 칼슘을 제거한 포스폰산기로 작용화된 스티렌-디비닐벤젠 공중합체의 충전층이 들어있는 칼슘 제거 용기를 통해 유동시켰다. 그 후 30 중량%의 수성 황산을 산성 술페이트 용액에 첨가하고, 이를 추가의 리튬이 산성 술페이트 용액으로 방출되는 염수 처리 용기로 리턴시켰다. 리튬은 산성 술페이트 용액에서 1,600 mg/L의 리튬 농도로 축적되는 한편 산성 술페이트 용액에서 칼슘 농도는 10 mg/L 미만으로 유지되었고, 황산칼슘 화합물의 침전은 방지되었다.

실시예 7: 술폰산 작용화된 이온 교환 수지를 통한 재순환을 수반하는 충전층 으로부터의 황산리튬 용리 중 스케일런트 제거

1,000리터의 염수 샘플을 천연 저장소에서 채취하였다. 염수에는 100,000 mg/L Na, 2,000 mg/L Ca, 2,000 mg/L Mg, 300 mg/L Li, 및 기타 용해된 금속이 함유되었다. 망간산 리튬 입자를 포함하는 리튬 선택적 이온 교환 물질을 염수 처리 용기에 충전층으로서 로딩하였다. 염수는 염수 처리 용기를 통해 유동하고 리튬 선택적 이온 교환 물질이 양성자를 염수로 방출함에 따라 리튬이 염수로부터 리튬 선택적 이온 교환 물질로 흡수되었다. Ca를 포함하는 불순물도 또한 리튬 선택적 이온 교환 물질에 로딩되었다. 리튬 선택적 이온 교환 물질이 리튬으로 로딩된 후, 잔류 염수를 리튬 선택적 이온 교환 물질로부터 세척하였다. 그 후 산성 술페이트 용액을 염수 처리 용기로 유입시켜 리튬 선택적 이온 교환 물질이 양성자를 흡수하는 동안 리튬 선택적 이온 교환 물질로부터 리튬을 용리하였다. 리튬 선택적 이온 교환 물질은 산성 술페이트 용액으로 리튬을 방출하고 또한 Ca도 방출하였다. 산성 술페이트 용액을 염수 처리 용기로부터 제거하고, 산성 술페이트 용액으로부터 칼슘을 제거한 술폰산 작용화된 스티렌-디비닐벤젠 수지의 충전층이 들어있는 칼슘 제거 용기를 통해 유동시켰다. 그 후 20 중량%의 수성 황산을 산성 술페이트 용액에 첨가하고, 이를 추가의 리튬이 산성 술페이트 용액으로 방출되는 염수 처리 용기로 리턴시켰다. 리튬은 산성 술페이트 용액에서 1,300 mg/L의 리튬 농도로 축적되는 한편 산성 술페이트 용액에서 칼슘 농도는 10 mg/L 미만으로 유지되었고, 황산칼슘 화합물의 침전은 방지되었다.

넘버링된 실시양태

하기 실시양태는 본원에 개시된 특징부 조합의 비제한적 순열을 나열한다. 특징부 조합의 다른 순열도 또한 고려된다. 특히, 넘버링된 이들 실시양태 각각은 열거된 순서와 무관하게 모든 이전 또는 후속하는 넘버링된 실시양태에 의존하거나 이와 관련되는 것으로 고려된다.

실시양태 1: 하기를 포함하는, 액체 자원으로부터 리튬을 추출하는 방법: a) 리튬 선택적 이온 교환 물질을 리튬을 포함하는 액체 자원과 접촉시켜 상기 리튬 선택적 이온 교환 물질이 상기 액체 자원으로부터의 리튬을 흡수할 수 있게 하여 리튬이 풍부한 이온 교환 물질을 형성하는 단계; b) 임의로 상기 리튬이 풍부한 이온 교환 물질을 세척 용액과 접촉시켜 상기 리튬이 풍부한 이온 교환 물질로부터 상기 액체 자원을 제거하는 단계; c) 리튬 및 불순물이 상기 리튬이 풍부한 이온 교환 물질로부터 용리되도록 상기 리튬이 풍부한 이온 교환 물질을 제1 산성 용액과 접촉시켜 제1의 불순물이 풍부한 리튬화된(IEL) 산성 용액 및 부분적으로 용리된 이온 교환 물질을 형성하는 단계; 및 d) 상기 제1의 불순물이 풍부한 리튬화된 산성 용액으로부터 적어도 일부의 불순물을 제거하여 리튬이 풍부한 산성 용액을 형성하는 단계.

실시양태 2: 부분적으로 용리된 이온 교환 물질로부터 리튬 및 불순물이 더 용리되도록 리튬이 풍부한 산성 용액을 부분적으로 용리된 이온 교환 물질과 접촉시켜 축적된 리튬 농도를 갖는 제2의 불순물이 풍부한 리튬화된 산성 용액을 형성하는 것인 실시양태 1의 방법.

실시양태 3: 실시양태 1의 단계 (d)의 적어도 일부의 불순물을 제거하는 것 및 실시양태 2의 리튬이 풍부한 용리액을 부분적으로 용리된 이온 교환 물질과 접촉시키는 것을 반복적 방식으로 반복하여, 리튬이 풍부한 용리액의 형성을 각각 반복하면서 리튬 농도를 축적하는 것인 실시양태 2의 방법.

실시양태 4: 하기 단계를 포함하는, 액체 자원으로부터 산성 용액으로 리튬을 추출하는 방법: a) 제1의 리튬 선택적 이온 교환 물질을 리튬을 포함하는 액체 자원과 접촉시켜 상기 제1의 리튬 선택적 이온 교환 물질이 상기 액체 자원으로부터 리튬을 흡수할 수 있게 하여 제1의 리튬이 풍부한 이온 교환 물질을 형성하는 단계; b) 임의로 상기 제1의 리튬이 풍부한 이온 교환 물질을 세척 용액과 접촉시켜 상기 제1의 리튬이 풍부한 이온 교환 물질로부터 상기 액체 자원을 제거하는 단계; c) 리튬 및 불순물이 상기 제1의 리튬이 풍부한 이온 교환 물질로부터 용리되도록 상기 제1의 리튬이 풍부한 이온 교환 물질을 제1 산성 용액과 접촉시켜 제1의 불순물이 풍부한 리튬화된(IEL) 산성 용액 및 제1의 부분적으로 용리된 이온 교환 물질을 형성하는 단계; d) 상기 제1의 불순물이 풍부한 리튬화된 산성 용액으로부터 적어도 일부의 불순물을 제거하여 리튬이 풍부한 산성 용액을 형성하는 단계; 및 e) 상기 리튬이 풍부한 산성 용액을 제2의 리튬이 풍부한 이온 교환 물질과 접촉시켜 리튬 및 불순물이 상기 제2의 리튬이 풍부한 이온 교환 물질로부터 용리되어 1) 축적된 리튬 농도를 갖는 제2의 불순물이 풍부한 리튬화된 산성 용액, 및 2) 제2의 부분적으로 용리된 이온 교환 물질을 형성하는 단계.

실시양태 5: 단계 (d)의 적어도 일부의 불순물을 제거하는 것 및 단계 (e)의 리튬이 풍부한 용리액을 제2의 부분적으로 용리된 이온 교환 물질과 접촉시키는 것을 반복적 방식으로 반복하여, 리튬이 풍부한 용리액의 형성을 각각 반복하면서 리튬 농도를 축적하는 것인 실시양태 4의 방법.

실시양태 6: 불순물이 리튬이 아닌 불순물을 포함하는 것인 실시양태 1-5 중 어느 하나의 방법.

실시양태 7: 불순물이 다가 불순물을 포함하는 것인 실시양태 1-6 중 어느 하나의 방법.

실시양태 8: 불순물이 다가 양이온을 포함하는 것인 실시양태 1-7 중 어느 하나의 방법.

실시양태 9: 불순물이 바륨, 마그네슘, 스트론튬, 기타 금속, 또는 이의 조합을 포함하는 것인 실시양태 1-8 중 어느 하나의 방법.

실시양태 10: 제1 산성 용액이 황산, 인산, 염산, 브롬화수소산, 탄산, 질산, 또는 이의 조합을 포함하는 것인 실시양태 1-9 중 어느 하나의 방법.

실시양태 11: 제1 산성 용액이 술페이트 음이온, 니트레이트 음이온, 포스페이트 음이온, 클로라이드 음이온, 브로마이드 음이온, 플루오라이드 음이온, 보레이트 음이온, 요오다이드 음이온, 카르보네이트 음이온, 또는 이의 조합을 포함하는 것인 실시양태 1-9 중 어느 하나의 방법.

실시양태 12: 제1 산성 용액이 산성 술페이트 용액을 포함하는 것인 실시양태 1-9 중 어느 하나의 방법.

실시양태 13: 제1 산성 용액이 물, 염, 킬레이트 화합물, 에틸렌디아민테트라아세트산, 에틸렌디아민테트라아세테이트의 염, 에틸렌디아민테트라아세테이트의 화합물, 스케일 방지제, 또는 이의 조합을 더 포함하는 것인 실시양태 1-12 중 어느 하나의 방법.

실시양태 14: 부분적으로 용리된 이온 교환 물질로부터 리튬 및 불순물의 용리를 더 향상시키기 위해 리튬이 풍부한 용리액의 pH 조절을 더 포함하는 것인 실시양태 1-13 중 어느 하나의 방법.

실시양태 15: 리튬이 풍부한 용리액의 pH 조절이 불순물을 제거한 후 리튬이 풍부한 용리액에 양성자를 첨가하는 것을 포함하는 것인 실시양태 14의 방법.

실시양태 16: 양성자가 리튬이 풍부한 용리액에 산, 제1 산성 용액, 제2 산성 용액, 또는 이의 조합을 혼합함으로써 첨가되는 것인 실시양태 15의 방법.

실시양태 17: 산이 황산, 인산, 염산, 브롬화수소산, 탄산, 질산, 또는 이의 조합을 포함하는 것인 실시양태 16의 방법.

실시양태 18: 제2 산성 용액이 황산, 인산, 염산, 브롬화수소산, 탄산, 질산, 또는 이의 조합을 포함하는 것인 실시양태 16의 방법.

실시양태 19: 제2 산성 용액이 술페이트 음이온, 니트레이트 음이온, 포스페이트 음이온, 클로라이드 음이온, 브로마이드 음이온, 플루오라이드 음이온, 보레이트 음이온, 요오다이드 음이온, 카르보네이트 음이온, 또는 이의 조합을 포함하는 것인 실시양태 16의 방법.

실시양태 20: 불순물이 칼슘, 바륨, 스트론튬, 또는 이의 조합을 포함하는 것인 실시양태 1-19 중 어느 하나의 방법.

실시양태 21: 불순물을 제거하는 단계가 다가 불순물 선택적(MVIS) 이온 교환 물질을 사용하는 것을 포함하는 것인 실시양태 1-20 중 어느 하나의 방법.

실시양태 22: MVIS 이온 교환 물질이 하나 이상의 용기에 제공되는 것인 실시양태 21의 방법.

실시양태 23: MVIS 이온 교환 물질이 복수의 용기의 네트워크에 제공되는 것인 실시양태 22의 방법.

실시양태 24: MVIS 이온 교환 물질이 하나 이상의 용기에 충전층으로 제공되는 것인 실시양태 21-22 중 어느 하나의 방법.

실시양태 25: IEL 산성 용액이 복수의 용기의 네트워크를 통해 유동하고 상응하는 용기 내의 각각의 MVIS 이온 교환 물질과 접촉하며, 다가 불순물은 IEL 산성 용액으로부터의 MVIS이온 교환 물질에 의해 흡수되는 것인 실시양태 23-24 중 어느 하나의 방법.

실시양태 26: IEL이 순서에 따라 복수의 용기의 네트워크를 통해 유동하는 것인 실시양태 25의 방법.

실시양태 27: 복수의 용기가 직렬로 배열되는 것인 실시양태 22-26 중 어느 하나의 방법.

실시양태 28: 복수의 용기가 병렬로 배열되는 것인 실시양태 22-26 중 어느 하나의 방법.

실시양태 29: 복수의 용기가 리드-래그 방식에 따라 배열되는 것인 실시양태 22-28 중 어느 하나의 방법.

실시양태 30: 불순물이 제1 산성 용액, 제2 산성 용액, 제3 산성 용액 또는 이의 조합을 사용하여 MVIS 이온 교환 물질로부터 용리되는 것인 실시양태 22-29 중 어느 하나의 방법.

실시양태 31: 복수의 용기가 교반 탱크 반응기, 탱크, 컬럼, 또는 이의 조합을 포함하는 것인 실시양태 22-30 중 어느 하나의 방법.

실시양태 32: MVIS 이온 교환 물질이 폴리스티렌, 술포네이트로 작용화된 폴리스티렌, 술포네이트기 및/또는 포스포네이트기로 작용화된 폴리스티렌-폴리부타디엔 공중합체, 폴리(2-아크릴아미도-2-메틸-1-프로판술폰산)(PolyAMPS), 술포네이트기, 포스포네이트기, 이미노디아세트산기, 카르복실산기로 작용화된 폴리(스티렌-코-디비닐벤젠) 공중합체, 이의 혼합물, 이의 변형물, 또는 이의 조합을 포함하는 것인 실시양태 21-31 중 어느 하나의 방법.

실시양태 33: MVIS 이온 교환 물질이 폴리스티렌, 폴리부타디엔, 이의 혼합물, 이의 변형물, 또는 이의 조합을 포함하는 것인 실시양태 21-32 중 어느 하나의 방법.

실시양태 34: MVIS 이온 교환 물질이 제올라이트, 클리노프틸로라이트, 벤토나이트, 글라우코나이트, 이의 혼합물, 이의 변형물, 또는 이의 조합을 포함하는 것인 실시양태 21-33 중 어느 하나의 방법.

실시양태 35: MVIS 이온 교환 물질이 스티렌 디비닐벤젠 공중합체를 포함하는 것인 실시양태 21-34 중 어느 하나의 방법.

실시양태 36: MVIS 이온 교환 물질이 스티렌 디비닐벤젠 공중합체를 포함하는 것인 실시양태 21-34 중 어느 하나의 방법.

실시양태 37: MVIS 이온 교환 물질이 술폰산 작용기를 갖는 스티렌 공중합체를 포함하는 것인 실시양태 21 내지 36 중 어느 하나의 방법.

실시양태 38: MVIS 이온 교환 물질이 술폰산 작용기를 갖는 스티렌 디비닐벤젠 공중합체를 포함하는 것인 실시양태 21-37 중 어느 하나의 방법.

실시양태 39: MVIS 이온 교환 물질이 술폰산 작용기를 갖는 스티렌 부타디엔 공중합체를 포함하는 것인 실시양태 21-37 중 어느 하나의 방법.

실시양태 40: MVIS 이온 교환 물질이 다가 양이온 선택적 이온 교환 수지를 포함하는 것인 실시양태 21-39 중 어느 하나의 방법.

실시양태 41: 상기 다가 양이온 선택적 이온 교환 수지가 강산성 양이온 교환 물질을 포함하는 것인 실시양태 40의 방법.

실시양태 42: 상기 다가 양이온 선택적 이온 교환 수지가 겔형 강산성 양이온 교환 수지를 포함하는 것인 실시양태 40의 방법.

실시양태 43: 다가 양이온 선택적 이온 교환 수지가 2+, 3+, 4+, 5+, 6+, 또는 이의 조합의 전하를 갖는 양이온에 대해 선택적인 것인 실시양태 21-42 중 어느 하나의 방법.

실시양태 44: MVIS 이온 교환 물질이 비드를 포함하는 것인 실시양태 21-43 중 어느 하나의 방법.

실시양태 45: MVIS 이온 교환 물질 비드가 약 10-100 미크론, 10-1000 미크론, 100-1000 미크론, 100-2000 미크론, 또는 이의 조합의 평균 직경을 갖는 것인 실시양태 21-44 중 어느 하나의 방법.

실시양태 46: 불순물을 제거하는 단계가 하나 이상의 나노여과 막 유닛을 사용하는 것을 포함하는 것인 실시양태 1-20 중 어느 하나의 방법.

실시양태 47: 하나 이상의 나노여과 막 유닛이 나노여과 막 물질을 포함하는 것인 실시양태 46의 방법.

실시양태 48: 나노여과 막 물질이 셀룰로오스, 셀룰로오스 아세테이트, 셀룰로오스 디아세테이트, 셀룰로오스 트리아세테이트, 폴리아미드, 폴리(피페라진-아미드), 이의 혼합물, 이의 변형물, 또는 이의 조합을 포함하는 것인 실시양태 47의 방법.

실시양태 49: 나노여과 막 물질이 폴리아크릴로니트릴(PAN), 폴리에테르술폰, 폴리술폰, 폴리페닐렌 술폰, 셀룰로오스 아세테이트, 폴리이미드, 폴리프로필렌, 폴리케톤, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 이의 혼합물, 이의 변형물, 또는 이의 조합으로 구성된 지지체를 갖는 폴리아미드를 포함하는 것인 실시양태 47의 방법.

실시양태 50: 나노여과 막 물질이 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 포함하는 것인 실시양태 47의 방법.

실시양태 51: 나노여과 막 물질이 세라믹 물질을 포함하는 것인 실시양태 47의 방법.

실시양태 52: 나노여과 막 물질이 알루미나, 지르코니아, 이트리아 안정화 지르코니아, 티타니아, 실리카, 이의 혼합물, 이의 변형물, 또는 이의 조합을 포함하는 것인 실시양태 47의 방법.

실시양태 53: 나노여과 막 물질이 탄소, 탄소 나노튜브, 그래핀 옥시드, 이의 혼합물, 이의 변형물, 또는 이의 조합을 포함하는 것인 실시양태 47의 방법.

실시양태 54: 나노여과 막 물질이 폴리아미드 및/또는 폴리술폰 지지체를 갖는 제올라이트 혼합 매트릭스 막, 알루미나 충전된 폴리비닐 알코올 혼합 매트릭스 막 물질, 이의 혼합물, 이의 변형물, 또는 이의 조합을 포함하는 것인 실시양태 47의 방법.

실시양태 55: 하나 이상의 나노여과 막 유닛이 스케일 방지제, 킬레이트제, 및/또는 기타 스케일링 방지 수단을 포함하는 것인 실시양태 46-54 중 어느 하나의 방법.

실시양태 56: IEL 산성 용액으로부터 불순물을 제거하는 단계가 카르보네이트 침전, 히드록시드 침전, 포스페이트 침전 또는 이의 조합을 포함하는 것인 실시양태 1-20 중 어느 하나의 방법.

실시양태 57: IEL 산성 용액으로부터 불순물을 제거하는 단계가 IEL 산성 용액에 포스페이트를 첨가하여 포스페이트 화합물을 침전시키는 것을 포함하는 것인 실시양태 56의 방법.

실시양태 58: IEL 산성 용액으로부터 불순물을 제거하는 단계가 인산칼슘, 인산마그네슘, 인산스트론튬, 인산바륨, 및/또는 기타 포스페이트 화합물이 침전되도록 인산나트륨, 인산칼륨, 인산, 및/또는 기타 포스페이트 화합물을 첨가하는 것을 포함하는 것인 실시양태 57의 방법.

실시양태 59: 불순물을 제거하는 단계가 음이온 침전제를 IEL 산성 용액에 첨가함으로써 음이온 침전제를 사용하여 불순물을 침전시키는 것을 포함하는 것인 실시양태 1-20 중 어느 하나의 방법.

실시양태 60: 옥살레이트, 옥살산, 시트레이트, 시트르산, 또는 이의 조합을 IEL 산성 용액에 첨가하는 단계를 더 포함하는 것인 실시양태 59의 방법.

실시양태 61: 상기 음이온 침전제가 옥살레이트, 옥살산, 시트레이트, 시트르산, 또는 이의 조합을 포함하는 것인 실시양태 59-60 중 어느 하나의 방법.

실시양태 62: 양이온 침전제를 사용한 침전을 통해 단계 (d) 후에 리튬이 풍부한 산성 용액으로부터 음이온 침전제를 제거하는 것을 더 포함하는 것인 실시양태 59-61 중 어느 하나의 방법.

실시양태 63: 양이온 침전제가 아연, 철, 망간, 기타 전이 금속, 기타 양이온, 또는 이의 조합을 포함하는 것인 실시양태 62의 방법.

실시양태 64: IEL 산성 용액으로부터 불순물을 제거하는 단계가 IEL 산성 용액의 온도를 저하시켜 상기 불순물을 침전시키는 것을 포함하는 것인 실시양태 1-20 중 어느 하나의 방법.

실시양태 65: 스케일 방지제 또는 킬레이트제가 침전물 형성을 제한하기 위해 사용되는 것인 실시양태 1-20 중 어느 하나의 방법.

실시양태 66: 리튬 선택적 이온 교환 물질이 복수의 리튬이 풍부한 용기의 네트워크에 로딩되는 것인 실시양태 1 내지 65 중 어느 하나의 방법.

실시양태 67: IEL 산성 용액이 복수의 리튬이 풍부한 용기를 통해 유동하는 것인 실시양태 66의 방법.

실시양태 68: 불순물이 복수의 리튬이 풍부한 이온 용기 사이로 유동할 때 IEL 산성 용액으로부터 제거되는 것인 실시양태 67의 방법.

실시양태 69: 실시양태 1 또는 4의 단계 a)가 pH 조절을 더 포함하고, 상기 pH 조절은 상기 액체 자원으로부터의 리튬 이온을 흡수하는 상기 리튬 선택적 이온 교환 물질에 유리하도록 평형을 유지하는 것인 실시양태 1-68 중 어느 하나의 방법.

실시양태 70: 상기 액체 자원의 pH가 리튬 선택적 이온 교환 물질과 접촉 하기 전, 동안 또는 후에 증가되는 것인 실시양태 69의 방법.

실시양태 71: 상기 액체 자원의 pH가 리튬 선택적 이온 교환 물질과 접촉하기 전, 동안 또는 후에 수산화나트륨의 첨가에 의해 증가되는 것인 실시양태 70의 방법.

실시양태 72: 축적된 리튬이 막 전기분해를 사용하여 수산화리튬으로 전환되는 것인 실시양태 1-71 중 어느 하나의 방법.

실시양태 73: 축적된 리튬이 수산화나트륨의 첨가에 의해 수산화리튬으로 전환되는 것인 실시양태 1-71 중 어느 하나의 방법.

실시양태 74: 축적된 리튬이 탄산나트륨의 첨가에 의해 탄산리튬으로 전환되는 것인 실시양태 1-73 중 어느 하나의 방법.

실시양태 75: 상기 리튬 선택적 이온 교환 물질이 유동층에서 상기 액체 자원과 접촉되는 것인 실시양태 1-74 중 어느 하나의 방법.

실시양태 76: 상기 리튬 선택적 이온 교환 물질이 충전층에서 상기 액체 자원과 접촉되는 것인 실시양태 1-75 중 어느 하나의 방법.

실시양태 77: 상기 리튬 선택적 이온 교환 물질이 옥시드, 포스페이트, 옥시플루오라이드, 플루오로포스페이트 또는 이의 조합을 포함하는 것인 실시양태 1-76 중 어느 하나의 방법.

실시양태 78: 상기 리튬 선택적 이온 교환 물질이 LiFePO₄, LiMnPO₄, Li₂MO₃ (M = Ti, Mn, Sn), Li₄Ti₅O₁₂, Li₄Mn₅O₁₂, LiMn₂O₄, Li₁ _. ₆Mn₁ _. ₆O₄, LiMO₂(M = Al, Cu, Ti), Li₄TiO₄, Li₇Ti₁₁O₂₄, Li₃VO₄, Li₂Si₃O₇, Li₂CuP₂O₇, 이의 변형물, 이의 고용체, 또는 이의 조합을 포함하는 것인 실시양태 1-77 중 어느 하나의 방법.

실시양태 79: 상기 리튬 선택적 이온 교환 물질이 LiFePO₄, LiMnPO₄, Li₂MO₃ (M = Ti, Mn, Sn), Li₄Ti₅O₁₂, Li₄Mn₅O₁₂, LiMn₂O₄, Li₁ _. ₆Mn₁ _. ₆O₄, LiMO₂(M = Al, Cu, Ti), Li₄TiO₄, Li₇Ti11O₂₄, Li₃VO₄, Li₂Si₃O₇, Li₂CuP₂O₇, Al(OH)₃, LiCl.xAl(OH)₃.yH₂O, SnO₂.xSb₂O₅.yH₂O, TiO₂.xSb₂O₅.yH₂O, 이의 고용체, 기타 원소로 도핑된 관련 조성물, 화학량론에서 벗어난 관련 조성물, 또는 이의 조합을 포함하며; 여기서 x는 0.1-10이고 y는 0.1-10인 실시양태 1-77 중 어느 하나의 방법.

실시양태 80: 상기 리튬 선택적 이온 교환 물질이 산화물, 중합체, 또는 이의 조합을 포함하는 코팅으로 코팅된 리튬 선택적 이온 교환 물질을 포함하는 것인 실시양태 1-79 중 어느 하나의 방법.

실시양태 81: 상기 리튬 선택적 이온 교환 물질이 SiO₂, TiO₂, ZrO₂, 폴리비닐리덴 디플루오라이드, 폴리비닐 클로라이드, 폴리스티렌, 폴리부타디엔, 폴리디비닐벤젠 또는 이의 조합을 포함하는 코팅으로 코팅된 리튬 선택적 이온 교환 물질을 포함하는 것인 실시양태 1-79 중 어느 하나의 방법.

실시양태 82: 상기 리튬 선택적 이온 교환 물질이 코팅되거나, 코팅되지 않은, 또는 이의 조합인 이온 교환 입자를 포함하는 것인 실시양태 1-79 중 어느 하나의 방법.

실시양태 83: 1) 코팅된 이온 교환 입자가 실시양태 77-79의 임의의 리튬 선택적 이온 교환 물질 및 코팅 물질을 포함하고/하거나 2) 코팅되지 않은 입자가 실시양태 77-79의 임의의 리튬 선택적 이온 교환 물질을 포함하는 것인 실시양태 82의 방법.

실시양태 84: 코팅 물질이 카바이드, 니트리드, 옥시드, 포스페이트, 플루오라이드, 중합체, 탄소, 탄소질 물질, 또는 이의 조합을 포함하는 것인 실시양태 83의 방법.

실시양태 85: 코팅 물질이 Nb₂O₅, Ta₂O₅, MoO₂, TiO₂, ZrO₂, MoO₂, SnO₂, SiO₂, Li₂O, Li₂TiO₃, Li₂ZrO₃, Li₂MoO₃, LiNbO₃, LiTaO₃, Li₂SiO₃, Li₂Si₂O₅, Li₂MnO₃, ZrSiO₄, AlPO₄, LaPO₄, ZrP₂O₇, MoP₂O₇, Mo₂P₃O₁₂, BaSO₄, AlF₃, SiC, TiC, ZrC, Si₃N₄, ZrN, BN, 탄소, 그래파이트 탄소, 비정질 탄소, 경질 탄소, 다이아몬드형 탄소, 이의 고용체, 또는 이의 조합을 포함하는 것인 실시양태 83의 방법.

실시양태 86: 코팅 물질이 폴리비닐리덴 디플루오라이드, 폴리비닐 클로라이드, 플루오로 중합체, 클로로 중합체, 또는 플루오로-클로로 중합체를 포함하는 것인 실시양태 83의 방법.

실시양태 87: 코팅 물질이 TiO₂, ZrO₂, SiO₂ MoO₂, Li₂TiO₃, Li₂ZrO₃, Li₂MnO₃, ZrSiO₄, 또는 LiNbO₃, AlF₃, SiC, Si₃N₄, 그래파이트 탄소, 비정질 탄소, 다이아몬드형 탄소, 또는 이의 조합을 포함하는 것인 실시양태 83의 방법.

실시양태 88: 코팅 물질이 TiO₂, SiO₂, 및/또는 ZrO₂를 포함하는 것인 실시양태 83의 방법.

실시양태 89: 코팅 물질이 클로로 중합체, 플루오로 중합체, 클로로-플루오로-중합체, 친수성 중합체, 소수성 중합체, 이의 공중합체, 이의 혼합물, 또는 이의 조합을 포함하는 것인 실시양태 83의 방법.

실시양태 90: 코팅 물질이 공중합체, 블록 공중합체, 선형 중합체, 분지형 중합체, 가교 중합체, 열 처리된 중합체, 용액 처리된 중합체, 이의 공중 합체, 이의 혼합물, 또는 이의 조합을 포함하는 것인 실시양태 83의 방법.

실시양태 91: 코팅 물질이 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에스테르, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 폴리아미드의 유형, 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK), 폴리술폰, 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF), 폴리(4-비닐 피리딘-코-스티렌)(PVPCS), 폴리스티렌(PS), 폴리부타디엔, 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS), 폴리비닐 클로라이드(PVC), 에틸렌 테트라플루오로에틸렌 중합체(ETFE), 폴리(클로로트리플루오로에틸렌)(PCTFE), 에틸렌 클로로트리플루오로 에틸렌(Halar), 폴리비닐플루오라이드(PVF), 플루오르화 에틸렌-프로필렌(FEP), 퍼플루오르화 엘라스토머, 클로로트리플루오로에틸렌 비닐리덴 플루오라이드(FKM), 퍼플루오로폴리에테르(PFPE), 퍼플루오로술폰산(나피온), 폴리에틸렌 옥시드, 폴리에틸렌 글리콜, 소듐 폴리아크릴레이트, 폴리에틸렌-블록-폴리(에틸렌 글리콜), 폴리아크릴로니트릴(PAN), 폴리클로로프렌(네오프렌), 폴리비닐 부티랄(PVB), 발포 폴리스티렌(EPS), 폴리디비닐벤젠, 이의 공중합체, 이의 혼합물, 또는 이의 조합을 포함하는 것인 실시양태 83의 방법.

실시양태 92: 코팅 물질이 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF), 폴리비닐 클로라이드(PVC), 에틸렌 클로로트리플루오로 에틸렌(Halar), 폴리(4-비닐 피리딘-코-스티렌)(PVPCS), 폴리스티렌(PS), 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS), 발포 폴리스티렌(EPS), 폴리페닐렌 술피드, 술폰화 중합체, 카르복실화 중합체, 기타 중합체, 또는 이의 조합을 포함하는 것인 실시양태 83의 방법.

실시양태 93: 상기 리튬 선택적 이온 교환 물질이 다공성 이온 교환 물질을 포함하는 것인 실시양태 1-92 중 어느 하나의 방법.

실시양태 94: 상기 리튬 선택적 이온 교환 물질이 다공성 비드를 포함하는 것인 실시양태 1-92 중 어느 하나의 방법.

실시양태 95: 상기 액체 자원이 천연 염수, 전처리된 염수, 용해된 염류평원, 해수, 농축된 해수, 담수화 유출액, 농축된 염수, 가공된 염수, 유전 염수, 이온 교환 공정으로부터의 액체, 용매 추출 공정으로부터의 액체, 합성 염수, 광석 또는 광석의 조합으로부터의 침출액, 광물 또는 광물의 조합으로부터의 침출액, 점토 또는 점토의 조합으로부터의 침출액, 리사이클 제품으로부터의 침출액, 재순환 물질로부터의 침출액, 또는 이의 조합을 포함하는 것인 실시양태 1-94 중 어느 하나의 방법.

스케일런트 존재 하의 리튬 추출을 위한 추가 실시양태

일부 실시양태에서, 하기 단계를 포함하는, 산성 용액에서 불순물의 침전을 방지하면서 액체 자원으로부터 상기 산성 용액으로 리튬을 추출하는 방법이 본원에 개시된다: a) 리튬 선택적 이온 교환 물질을 리튬을 함유하는 액체 자원과 접촉시켜 상기 액체 자원으로 양성자를 방출하면서 상기 리튬 선택적 이온 교환 물질이 상기 액체 자원으로부터 리튬을 흡수하도록 하는 단계; b) 상기 리튬 선택적 이온 교환 물질을 세척 용액과 접촉시켜 상기 리튬 선택적 이온 교환 물질로부터 상기 액체 자원을 제거하는 단계; c) 상기 리튬 선택적 이온 교환 물질을 산성 용액과 접촉시켜 상기 리튬 선택적 이온 교환 물질이 상기 산성 용액으로부터 양성자를 흡수하면서 상기 리튬 선택적 이온 교환 물질로부터 리튬을 용리하는 단계; d) 상기 산성 용액으로부터 다가 양이온 불순물을 제거하는 단계; e) 상기 산성 용액을 상기 리튬 선택적 이온 교환 물질과 다시 접촉시켜 상기 리튬 선택적 이온 교환 물질이 상기 산성 용액으로부터 양성자를 흡수하면서 상기 리튬 선택적 이온 교환 물질로부터 리튬을 용리하는 단계; 및 f) 상기 산성 용액에서 침전물의 형성을 방지하면서 상기 산성 용액에서 리튬을 축적하는 단계.

일부 실시양태에서, 하기 단계를 포함하는, 산성 용액에서 불순물의 침전을 방지하면서 액체 자원으로부터 상기 산성 용액으로 리튬을 추출하는 방법이 본원에 개시된다: a) 제1의 리튬 선택적 이온 교환 물질을 리튬을 함유하는 액체 자원과 접촉시켜 상기 액체 자원으로 양성자를 방출하면서 상기 제1의 리튬 선택적 이온 교환 물질이 상기 액체 자원으로부터 리튬을 흡수하도록 하는 단계; b) 상기 제1의 리튬 선택적 이온 교환 물질을 세척 용액과 접촉시켜 상기 제1의 리튬 선택적 이온 교환 물질로부터 상기 액체 자원을 제거하는 단계; c) 상기 제1의 리튬 선택적 이온 교환 물질을 산성 용액과 접촉시켜 상기 제1의 리튬 선택적 이온 교환 물질이 상기 산성 용액으로부터 양성자를 흡수하면서 상기 제1의 리튬 선택적 이온 교환 물질로부터 리튬을 용리하는 단계; d) 상기 산성 용액으로부터 다가 양이온 불순물을 제거하는 단계; e) 상기 산성 용액을 상기 제2의 리튬 선택적 이온 교환 물질과 접촉시켜 상기 제2의 리튬 선택적 이온 교환 물질이 상기 산성 용액으로부터 양성자를 흡수하면서 상기 제2의 리튬 선택적 이온 교환 물질로부터 리튬을 용리하는 단계; 및 f) 상기 산성 용액에서 침전물의 형성을 방지하면서 상기 산성 용액에서 리튬을 축적하는 단계.

일부 실시양태에서, 하기 단계를 포함하는, 산성 용액에서 불순물의 침전을 방지하면서 액체 자원으로부터 상기 산성 용액으로 리튬을 추출하는 방법이 본원에 개시된다: a) 리튬 선택적 이온 교환 물질을 리튬을 함유하는 액체 자원과 접촉시켜 상기 액체 자원으로 양성자를 방출하면서 상기 리튬 선택적 이온 교환 물질이 상기 액체 자원으로부터 리튬을 흡수하도록 하는 단계; b) 상기 리튬 선택적 이온 교환 물질을 세척 용액과 접촉시켜 상기 리튬 선택적 이온 교환 물질로부터 상기 액체 자원을 제거하는 단계; c) 상기 리튬 선택적 이온 교환 물질을 산성 용액과 접촉시켜 상기 리튬 선택적 이온 교환 물질이 상기 산성 용액으로부터 양성자를 흡수하면서 상기 리튬 선택적 이온 교환 물질로부터 리튬을 용리하는 단계; d) 상기 산성 용액으로부터 다가 양이온 불순물을 제거하는 단계; e) 산성 용액에 추가의 양성자를 첨가하는 단계; f) 상기 산성 용액을 상기 리튬 선택적 이온 교환 물질과 다시 접촉시켜 상기 리튬 선택적 이온 교환 물질이 상기 산성 용액으로부터 양성자를 흡수하면서 상기 리튬 선택적 이온 교환 물질로부터 리튬을 용리하는 단계; 및 g) 상기 산성 용액에서 침전물의 형성을 방지하면서 상기 산성 용액에서 리튬을 축적하는 단계.

일부 실시양태에서, 하기 단계를 포함하는, 산성 용액에서 불순물의 침전을 방지하면서 액체 자원으로부터 상기 산성 용액으로 리튬을 추출하는 방법이 본원에 개시된다: a) 제1의 리튬 선택적 이온 교환 물질을 리튬을 함유하는 액체 자원과 접촉시켜 상기 액체 자원으로 양성자를 방출하면서 상기 제1의 리튬 선택적 이온 교환 물질이 상기 액체 자원으로부터 리튬을 흡수하도록 하는 단계; b) 상기 제1의 리튬 선택적 이온 교환 물질을 세척 용액과 접촉시켜 상기 제1의 리튬 선택적 이온 교환 물질로부터 상기 액체 자원을 제거하는 단계; c) 상기 제1의 리튬 선택적 이온 교환 물질을 산성 용액과 접촉시켜 상기 제1의 리튬 선택적 이온 교환 물질이 상기 산성 용액으로부터 양성자를 흡수하면서 상기 제1의 리튬 선택적 이온 교환 물질로부터 리튬을 용리하는 단계; d) 상기 산성 용액으로부터 다가 양이온 불순물을 제거하는 단계; e) 상기 산성 용액에 추가의 양성자를 첨가하는 단계; f) 상기 산성 용액을 제2의 리튬 선택적 이온 교환 물질과 접촉시켜 상기 제2의 리튬 선택적 이온 교환 물질이 상기 산성 용액으로부터 양성자를 흡수하면서 상기 제2의 리튬 선택적 이온 교환 물질로부터 리튬을 용리하는 단계; 및 g) 상기 산성 용액에서 침전물의 형성을 방지하면서 상기 산성 용액에서 리튬을 축적하는 단계.

일부 실시양태에서, 하기 단계를 포함하는, 산성 술페이트 용액에서 불순물의 침전을 방지하면서 리튬을 액체 자원으로부터 상기 산성 술페이트 용액으로 추출하는 방법이 본원에 개시된다: a) 리튬 선택적 이온 교환 물질을 리튬을 함유하는 액체 자원과 접촉시켜 상기 액체 자원으로 양성자를 방출하면서 상기 리튬 선택적 이온 교환 물질이 상기 액체 자원으로부터 리튬을 흡수하도록 하는 단계; b) 상기 리튬 선택적 이온 교환 물질을 세척 용액과 접촉시켜 상기 리튬 선택적 이온 교환 물질로부터 상기 액체 자원을 제거하는 단계; c) 상기 리튬 선택적 이온 교환 물질을 산성 술페이트 용액과 접촉시켜 상기 리튬 선택적 이온 교환 물질이 상기 산성 술페이트 용액으로부터 양성자를 흡수하면서 상기 리튬 선택적 이온 교환 물질로부터 리튬을 용리하는 단계; d) 상기 산성 술페이트 용액으로부터 다가 양이온 불순물을 제거하는 단계; e) 상기 산성 술페이트 용액을 상기 리튬 선택적 이온 교환 물질과 다시 접촉시켜 상기 리튬 선택적 이온 교환 물질이 상기 산성 술페이트 용액으로부터 양성자를 흡수하면서 상기 리튬 선택적 이온 교환 물질로부터 리튬을 용리하는 단계; 및 f) 상기 산성 술페이트 용액에서 술페이트 침전물의 형성을 방지하면서 상기 산성 술페이트 용액에서 리튬을 축적하는 단계.

일부 실시양태에서, 하기 단계를 포함하는, 산성 술페이트 용액에서 불순물의 침전을 방지하면서 리튬을 액체 자원으로부터 상기 산성 술페이트 용액으로 추출하는 방법이 본원에 개시된다: a) 제1의 리튬 선택적 이온 교환 물질을 리튬을 함유하는 액체 자원과 접촉시켜 상기 액체 자원으로 양성자를 방출하면서 상기 제1의 리튬 선택적 이온 교환 물질이 상기 액체 자원으로부터 리튬을 흡수하도록 하는 단계; b) 상기 제1의 리튬 선택적 이온 교환 물질을 세척 용액과 접촉시켜 상기 제1의 리튬 선택적 이온 교환 물질로부터 상기 액체 자원을 제거하는 단계; c) 상기 제1의 리튬 선택적 이온 교환 물질을 산성 술페이트 용액과 접촉시켜 상기 제1의 리튬 선택적 이온 교환 물질이 상기 산성 술페이트 용액으로부터 양성자를 흡수하면서 상기 제1의 리튬 선택적 이온 교환 물질로부터 리튬을 용리하는 단계; d) 상기 산성 술페이트 용액으로부터 다가 양이온 불순물을 제거하는 단계; e) 상기 산성 술페이트 용액을 제2의 리튬 선택적 이온 교환 물질과 접촉시켜 상기 제2의 리튬 선택적 이온 교환 물질이 상기 산성 술페이트 용액으로부터 양성자를 흡수하면서 상기 제2의 리튬 선택적 이온 교환 물질로부터 리튬을 용리하는 단계; 및 f) 상기 산성 술페이트 용액에서 술페이트 침전물의 형성을 방지하면서 상기 산성 술페이트 용액에서 리튬을 축적하는 단계.

일부 실시양태에서, 하기 단계를 포함하는, 산성 술페이트 용액에서 불순물의 침전을 방지하면서 리튬을 액체 자원으로부터 상기 산성 술페이트 용액으로 추출하는 방법이 본원에 개시된다: a) 리튬 선택적 이온 교환 물질을 리튬을 함유하는 액체 자원과 접촉시켜 상기 액체 자원으로 양성자를 방출하면서 상기 리튬 선택적 이온 교환 물질이 상기 액체 자원으로부터 리튬을 흡수하도록 하는 단계; b) 상기 리튬 선택적 이온 교환 물질을 세척 용액과 접촉시켜 상기 리튬 선택적 이온 교환 물질로부터 상기 액체 자원을 제거하는 단계; c) 상기 리튬 선택적 이온 교환 물질을 산성 술페이트 용액과 접촉시켜 상기 리튬 선택적 이온 교환 물질이 상기 산성 술페이트 용액으로부터 양성자를 흡수하면서 상기 리튬 선택적 이온 교환 물질로부터 리튬을 용리하는 단계; d) 상기 산성 술페이트 용액으로부터 칼슘, 바륨, 및/또는 스트론튬 불순물을 제거하는 단계; e) 상기 산성 술페이트 용액을 상기 리튬 선택적 이온 교환 물질과 다시 접촉시켜 상기 리튬 선택적 이온 교환 물질이 상기 산성 술페이트 용액으로부터 양성자를 흡수하면서 상기 리튬 선택적 이온 교환 물질로부터 리튬을 용리하는 단계; 및 f) 상기 산성 술페이트 용액에서 황산칼슘, 황산바륨, 및/또는 황산스트론튬 침전물의 형성을 방지하면서 상기 산성 술페이트 용액에서 리튬을 축적하는 단계.

일부 실시양태에서, 하기 단계를 포함하는, 산성 술페이트 용액에서 불순물의 침전을 방지하면서 리튬을 액체 자원으로부터 상기 산성 술페이트 용액으로 추출하는 방법이 본원에 개시된다: a) 제1의 리튬 선택적 이온 교환 물질을 리튬을 함유하는 액체 자원과 접촉시켜 상기 액체 자원으로 양성자를 방출하면서 상기 제1의 리튬 선택적 이온 교환 물질이 상기 액체 자원으로부터 리튬을 흡수하도록 하는 단계; b) 상기 제1의 리튬 선택적 이온 교환 물질을 세척 용액과 접촉시켜 상기 제1의 리튬 선택적 이온 교환 물질로부터 상기 액체 자원을 제거하는 단계; c) 상기 제1의 리튬 선택적 이온 교환 물질을 산성 술페이트 용액과 접촉시켜 상기 제1의 리튬 선택적 이온 교환 물질이 상기 산성 술페이트 용액으로부터 양성자를 흡수하면서 상기 제1의 리튬 선택적 이온 교환 물질로부터 리튬을 용리하는 단계; d) 상기 산성 술페이트 용액으로부터 칼슘, 바륨, 및/또는 스트론튬 불순물을 제거하는 단계; 및 e) 상기 산성 술페이트 용액을 제2의 리튬 선택적 이온 교환 물질과 접촉시켜 상기 제2의 리튬 선택적 이온 교환 물질이 상기 산성 술페이트 용액으로부터 양성자를 흡수하면서 상기 제2의 리튬 선택적 이온 교환 물질로부터 리튬을 용리하는 단계; 및 f) 상기 산성 술페이트 용액에서 황산칼슘, 황산바륨, 및/또는 황산스트론튬 침전물의 형성을 방지하면서 상기 산성 술페이트 용액에서 리튬을 축적하는 단계.

일부 실시양태에서, 하기 단계를 포함하는, 산성 술페이트 용액에서 불순물의 침전을 방지하면서 리튬을 액체 자원으로부터 상기 산성 술페이트 용액으로 추출하는 방법이 본원에 개시된다: a) 리튬 선택적 이온 교환 물질을 리튬을 함유하는 액체 자원과 접촉시켜 상기 액체 자원으로 양성자를 방출하면서 상기 리튬 선택적 이온 교환 물질이 상기 액체 자원으로부터 리튬을 흡수하도록 하는 단계; b) 상기 리튬 선택적 이온 교환 물질을 세척 용액과 접촉시켜 상기 리튬 선택적 이온 교환 물질로부터 상기 액체 자원을 제거하는 단계; c) 상기 리튬 선택적 이온 교환 물질을 산성 술페이트 용액과 접촉시켜 상기 리튬 선택적 이온 교환 물질이 상기 산성 술페이트 용액으로부터 양성자를 흡수하면서 상기 리튬 선택적 이온 교환 물질로부터 리튬을 용리하는 단계; d) 다가 양이온 선택적 이온 교환 수지를 사용하여 상기 산성 술페이트 용액으로부터 다가 양이온 불순물을 제거하는 단계; e) 상기 산성 술페이트 용액을 상기 리튬 선택적 이온 교환 물질과 다시 접촉시켜 상기 리튬 선택적 이온 교환 물질이 상기 산성 술페이트 용액으로부터 양성자를 흡수하면서 상기 리튬 선택적 이온 교환 물질로부터 리튬을 용리하는 단계; 및 f) 상기 산성 술페이트 용액에 술페이트 침전물의 형성을 방지하면서 상기 산성 술페이트 용액에서 리튬을 축적하는 단계. 일부 실시양태에서, 상기 다가 양이온 선택적 이온 교환 수지는 강산성 양이온 교환 물질이다. 일부 실시양태에서, 상기 다가 양이온 선택적 이온 교환 수지는 스티렌 디비닐벤젠 공중합체이다. 일부 실시양태에서, 상기 다가 양이온 선택적 이온 교환 수지는 술폰산 작용화된 스티렌 디비닐벤젠 공중합체이다. 일부 실시양태에서, 상기 다가 양이온 선택적 이온 교환 수지는 포스폰산 작용화된 스티렌 디비닐벤젠 공중합체이다. 일부 실시양태에서, 상기 불순물은 칼슘을 포함한다. 일부 실시양태에서, 상기 침전물은 황산칼슘을 포함한다. 일부 실시양태에서, 상기 다가 양이온 선택적 이온 교환 수지는 스티렌 디비닐벤젠 공중합체이고 상기 불순물은 칼슘을 포함한다. 일부 실시양태에서, 상기 다가 양이온 선택적 이온 교환 수지는 술폰산 작용화된 스티렌 디비닐벤젠 공중합체이고 상기 불순물은 칼슘을 포함한다. 일부 실시양태에서, 상기 다가 양이온 선택적 이온 교환 수지는 포스폰산 작용화된 스티렌 디비닐벤젠 공중합체이고 상기 불순물은 칼슘을 포함한다. 일부 실시양태에서, 상기 다가 양이온 선택적 이온 교환 수지는 술폰산 작용화된 스티렌 디비닐벤젠 중합체이고, 상기 불순물은 칼슘을 포함하고, 상기 침전물은 황산칼슘을 포함한다. 일부 실시양태에서, 상기 다가 양이온 선택적 이온 교환 수지는 포스폰산 작용화된 스티렌 디비닐벤젠 중합체이며, 상기 불순물은 칼슘을 포함하고 상기 침전물은 황산칼슘을 포함한다. 일부 실시양태에서, 상기 다가 양이온 선택적 이온 교환 수지는 스티렌, 디비닐벤젠, 부타디엔, 비닐벤젠 클로라이드, 아크릴로니트릴의 공중합체 또는 이의 조합이다. 일부 실시양태에서, 상기 다가 양이온 선택적 이온 교환 수지는 술폰산, 포스폰산, 포스핀산, 인산, 또는 이의 조합으로 작용화된 스티렌, 디비닐벤젠, 부타디엔, 비닐벤젠 클로라이드, 아크릴로니트릴의 공중합체 또는 이의 조합이다.

일부 실시양태에서, 하기 단계를 포함하는, 산성 술페이트 용액에서 불순물의 침전을 방지하면서 리튬을 액체 자원으로부터 상기 산성 술페이트 용액으로 추출하는 방법이 본원에 개시된다: a) 제1의 리튬 선택적 이온 교환 물질을 리튬을 함유하는 액체 자원과 접촉시켜 상기 액체 자원으로 양성자를 방출하면서 상기 제1의 리튬 선택적 이온 교환 물질이 상기 액체 자원으로부터 리튬을 흡수하도록 하는 단계; b) 상기 제1의 리튬 선택적 이온 교환 물질을 세척 용액과 접촉시켜 상기 제1의 리튬 선택적 이온 교환 물질로부터 상기 액체 자원을 제거하는 단계; c) 상기 제1의 리튬 선택적 이온 교환 물질을 산성 술페이트 용액과 접촉시켜 상기 제1의 리튬 선택적 이온 교환 물질이 상기 산성 술페이트 용액으로부터 양성자를 흡수하면서 상기 제1의 리튬 선택적 이온 교환 물질로부터 리튬을 용리하는 단계; d) 다가 양이온 선택적 이온 교환 수지를 사용하여 상기 산성 술페이트 용액으로부터 다가 양이온 불순물을 제거하는 단계; e) 상기 산성 술페이트 용액을 제2의 리튬 선택적 이온 교환 물질과 접촉시켜 상기 제2의 리튬 선택적 이온 교환 물질이 상기 산성 술페이트 용액으로부터 양성자를 흡수하면서 상기 제2의 리튬 선택적 이온 교환 물질로부터 리튬을 용리하는 단계; 및 f) 상기 산성 술페이트 용액에서 술페이트 침전물의 형성을 방지하면서 상기 산성 술페이트 용액에서 리튬을 축적하는 단계. 일부 실시양태에서, 상기 다가 양이온 선택적 이온 교환 수지는 강산성 양이온 교환 물질이다. 일부 실시양태에서, 상기 다가 양이온 선택적 이온 교환 수지는 강산성 양이온 교환 물질이다. 일부 실시양태에서, 상기 다가 양이온 선택적 이온 교환 수지는 스티렌 디비닐벤젠 공중합체이다. 일부 실시양태에서, 상기 다가 양이온 선택적 이온 교환 수지는 술폰산 작용화된 스티렌 디비닐벤젠 공중합체이다. 일부 실시양태에서, 상기 다가 양이온 선택적 이온 교환 수지는 포스폰산 작용화된 스티렌 디비닐벤젠 공중합체이다. 일부 실시양태에서, 상기 불순물은 칼슘을 포함한다. 일부 실시양태에서, 상기 침전물은 황산칼슘을 포함한다. 일부 실시양태에서, 상기 다가 양이온 선택적 이온 교환 수지는 스티렌 디비닐벤젠 공중합체이고 상기 불순물은 칼슘을 포함한다. 일부 실시양태에서, 상기 다가 양이온 선택적 이온 교환 수지는 술폰산 작용화된 스티렌 디비닐벤젠 공중합체이고 상기 불순물은 칼슘을 포함한다. 일부 실시양태에서, 상기 다가 양이온 선택적 이온 교환 수지는 포스폰산 작용화된 스티렌 디비닐벤젠 공중합체이고 상기 불순물은 칼슘을 포함한다. 일부 실시양태에서, 상기 다가 양이온 선택적 이온 교환 수지는 술폰산 작용화된 스티렌 디비닐벤젠 중합체이고, 상기 불순물은 칼슘을 포함하며, 상기 침전물은 황산칼슘을 포함한다. 일부 실시양태에서, 상기 다가 양이온 선택적 이온 교환 수지는 포스폰산 작용화된 스티렌 디비닐벤젠 중합체이며, 상기 불순물은 칼슘을 포함하고, 상기 침전물은 황산칼슘을 포함한다. 일부 실시양태에서, 상기 다가 양이온 선택적 이온 교환 수지는 스티렌, 디비닐벤젠, 부타디엔, 비닐벤젠 클로라이드, 아크릴로니트릴의 공중합체 또는 이의 조합이다. 일부 실시양태에서, 상기 다가 양이온 선택적 이온 교환 수지는 술폰산, 포스폰산, 포스핀산, 인산, 또는 이의 조합으로 작용화된 스티렌, 디비닐벤젠, 부타디엔, 비닐벤젠 클로라이드, 아크릴로니트릴의 공중합체 또는 이의 조합이다.

일부 실시양태에서, 하기 단계를 포함하는, 산성 술페이트 용액에서 불순물의 침전을 방지하면서 리튬을 액체 자원으로부터 상기 산성 술페이트 용액으로 추출하는 방법이 본원에 개시된다: a) 리튬 선택적 이온 교환 물질을 리튬을 함유하는 액체 자원과 접촉시켜 상기 액체 자원으로 양성자를 방출하면서 상기 리튬 선택적 이온 교환 물질이 상기 액체 자원으로부터 리튬을 흡수하도록 하는 단계; b) 상기 리튬 선택적 이온 교환 물질을 세척 용액과 접촉시켜 상기 리튬 선택적 이온 교환 물질로부터 상기 액체 자원을 제거하는 단계; c) 상기 리튬 선택적 이온 교환 물질을 산성 술페이트 용액과 접촉시켜 상기 리튬 선택적 이온 교환 물질이 상기 산성 술페이트 용액으로부터 양성자를 흡수하면서 상기 리튬 선택적 이온 교환 물질로부터 리튬을 용리하는 단계; d) 나노여과 막을 사용하여 상기 산성 술페이트 용액으로부터 다가 양이온 불순물을 제거하는 단계; e) 상기 산성 술페이트 용액을 상기 리튬 선택적 이온 교환 물질과 다시 접촉시켜 상기 리튬 선택적 이온 교환 물질이 상기 산성 술페이트 용액으로부터 양성자를 흡수하면서 상기 리튬 선택적 이온 교환 물질로부터 리튬을 용리하는 단계; 및 f) 상기 산성 술페이트 용액에서 술페이트 침전물의 형성을 방지하면서 상기 산성 술페이트 용액에서 리튬을 축적하는 단계.

일부 실시양태에서, 하기 단계를 포함하는, 산성 술페이트 용액에서 불순물의 침전을 방지하면서 액체 자원으로부터 상기 산성 술페이트 용액으로 리튬을 추출하는 방법이 본원에 개시된다: a) 제1의 리튬 선택적 이온 교환 물질을 리튬을 함유하는 액체 자원과 접촉시켜 상기 액체 자원으로 양성자를 방출하면서 상기 제1의 리튬 선택적 이온 교환 물질이 상기 액체 자원으로부터 리튬을 흡수하도록 하는 단계; b) 상기 제1의 리튬 선택적 이온 교환 물질을 세척 용액과 접촉시켜 상기 제1의 리튬 선택적 이온 교환 물질로부터 상기 액체 자원을 제거하는 단계; c) 상기 제1의 리튬 선택적 이온 교환 물질을 산성 술페이트 용액과 접촉시켜 상기 제1의 리튬 선택적 이온 교환 물질이 상기 산성 술페이트 용액으로부터 양성자를 흡수하면서 상기 제1의 리튬 선택적 이온 교환 물질로부터 리튬을 용리하는 단계; d) 나노여과 막을 사용하여 상기 산성 술페이트 용액으로부터 다가 양이온 불순물을 제거하는 단계; e) 상기 산성 술페이트 용액을 제2의 리튬 선택적 이온 교환 물질과 접촉시켜 상기 제2의 리튬 선택적 이온 교환 물질이 상기 산성 술페이트 용액으로부터 양성자를 흡수하면서 상기 제2의 리튬 선택적 이온 교환 물질로부터 리튬을 용리하는 단계; 및 f) 상기 산성 술페이트 용액에서 술페이트 침전물의 형성을 방지하면서 상기 산성 술페이트 용액에서 리튬을 축적하는 단계.

일부 실시양태에서, 하기 단계를 포함하는, 산성 술페이트 용액에서 불순물의 침전을 방지하면서 리튬을 액체 자원으로부터 상기 산성 술페이트 용액으로 추출하는 방법이 본원에 개시된다: a) 리튬 선택적 이온 교환 물질을 리튬을 함유하는 액체 자원과 접촉시켜 상기 액체 자원으로 양성자를 방출하면서 상기 리튬 선택적 이온 교환 물질이 상기 액체 자원으로부터 리튬을 흡수하도록 하는 단계; b) 상기 리튬 선택적 이온 교환 물질을 세척 용액과 접촉시켜 상기 리튬 선택적 이온 교환 물질로부터 상기 액체 자원을 제거하는 단계; c) 상기 리튬 선택적 이온 교환 물질을 산성 술페이트 용액과 접촉시켜 상기 리튬 선택적 이온 교환 물질이 상기 산성 술페이트 용액으로부터 양성자를 흡수하면서 상기 리튬 선택적 이온 교환 물질로부터 리튬을 용리하는 단계; d) 음이온 침전제로 침전시켜 상기 산성 술페이트 용액으로부터 다가 양이온 불순물을 제거하는 단계; e) 상기 산성 술페이트 용액을 상기 리튬 선택적 이온 교환 물질과 다시 접촉시켜 상기 리튬 선택적 이온 교환 물질이 상기 산성 술페이트 용액으로부터 양성자를 흡수하면서 상기 리튬 선택적 이온 교환 물질로부터 리튬을 용리하는 단계; 및 f) 상기 산성 술페이트 용액에서 술페이트 침전물의 형성을 방지하면서 상기 산성 술페이트 용액에서 리튬을 축적하는 단계. 일부 실시양태에서, 상기 음이온 침전제는 옥살레이트 또는 시트레이트이다.

일부 실시양태에서, 하기 단계를 포함하는, 산성 술페이트 용액에서 불순물의 침전을 방지하면서 액체 자원으로부터 상기 산성 술페이트 용액으로 리튬을 추출하는 방법이 본원에 개시된다: a) 제1의 리튬 선택적 이온 교환 물질을 리튬을 함유하는 액체 자원과 접촉시켜 상기 액체 자원으로 양성자를 방출하면서 상기 제1의 리튬 선택적 이온 교환 물질이 상기 액체 자원으로부터 리튬을 흡수하도록 하는 단계; b) 상기 제1의 리튬 선택적 이온 교환 물질을 세척 용액과 접촉시켜 상기 제1의 리튬 선택적 이온 교환 물질로부터 상기 액체 자원을 제거하는 단계; c) 상기 제1의 리튬 선택적 이온 교환 물질을 산성 술페이트 용액과 접촉시켜 상기 제1의 리튬 선택적 이온 교환 물질이 상기 산성 술페이트 용액으로부터 양성자를 흡수하면서 상기 제1의 리튬 선택적 이온 교환 물질로부터 리튬을 용리하는 단계; d) 음이온 침전제를 사용한 침전으로 상기 산성 술페이트 용액으로부터 다가 양이온 불순물을 제거하는 단계; e) 상기 산성 술페이트 용액을 제2의 리튬 선택적 이온 교환 물질과 접촉시켜 상기 제2의 리튬 선택적 이온 교환 물질이 상기 산성 술페이트 용액으로부터 양성자를 흡수하면서 상기 제2의 리튬 선택적 이온 교환 물질로부터 리튬을 용리하는 단계; 및 f) 상기 산성 술페이트 용액에서 술페이트 침전물의 형성을 방지하면서 상기 산성 술페이트 용액에서 리튬을 축적하는 단계. 일부 실시양태에서, 상기 음이온 침전제는 옥살레이트 또는 시트레이트이다.

일부 실시양태에서, 하기 단계를 포함하는, 산성 술페이트 용액에서 불순물의 침전을 방지하면서 액체 자원으로부터 상기 산성 술페이트 용액으로 리튬을 추출하는 방법이 본원에 개시된다: a) 리튬 선택적 이온 교환 물질을 리튬을 함유하는 액체 자원과 접촉시켜 상기 액체 자원으로 양성자를 방출하면서 상기 리튬 선택적 이온 교환 물질이 상기 액체 자원으로부터 리튬을 흡수하도록 하는 단계; b) 상기 리튬 선택적 이온 교환 물질을 세척 용액과 접촉시켜 상기 리튬 선택적 이온 교환 물질로부터 상기 액체 자원을 제거하는 단계; c) 상기 리튬 선택적 이온 교환 물질을 산성 술페이트 용액과 접촉시켜 상기 리튬 선택적 이온 교환 물질이 상기 산성 술페이트 용액으로부터 양성자를 흡수하면서 상기 리튬 선택적 이온 교환 물질로부터 리튬을 용리하는 단계; d) 음이온 침전제를 사용한 침전으로 상기 산성 술페이트 용액으로부터 다가 양이온 불순물을 제거하는 단계; e) 양이온 침전제를 사용한 침전으로 상기 산성 술페이트 용액으로부터 상기 음이온 침전제를 제거하는 단계; f) 상기 산성 술페이트 용액을 상기 리튬 선택적 이온 교환 물질과 다시 접촉시켜 상기 리튬 선택적 이온 교환 물질이 상기 산성 술페이트 용액으로부터 양성자를 흡수하면서 상기 리튬 선택적 이온 교환 물질로부터 리튬을 용리하는 단계; 및 g) 상기 산성 술페이트 용액에 술페이트 침전물의 형성을 방지하면서 상기 산성 술페이트 용액에서 리튬을 축적하는 단계. 일부 실시양태에서, 상기 음이온 침전제는 옥살레이트 또는 시트레이트이다.

일부 실시양태에서, 하기 단계를 포함하는, 산성 술페이트 용액에서 불순물의 침전을 방지하면서 액체 자원으로부터 상기 산성 술페이트 용액으로 리튬을 추출하는 방법이 본원에 개시된다: a) 제1의 리튬 선택적 이온 교환 물질을 리튬을 함유하는 액체 자원과 접촉시켜 상기 액체 자원으로 양성자를 방출하면서 상기 제1의 리튬 선택적 이온 교환 물질이 상기 액체 자원으로부터 리튬을 흡수하도록 하는 단계; b) 상기 제1의 리튬 선택적 이온 교환 물질을 세척 용액과 접촉시켜 상기 제1의 리튬 선택적 이온 교환 물질로부터 상기 액체 자원을 제거하는 단계; c) 상기 제1의 리튬 선택적 이온 교환 물질을 산성 술페이트 용액과 접촉시켜 상기 제1의 리튬 선택적 이온 교환 물질이 상기 산성 술페이트 용액으로부터 양성자를 흡수하면서 상기 제1의 리튬 선택적 이온 교환 물질로부터 리튬을 용리하는 단계; d) 음이온 침전제를 사용한 침전으로 상기 산성 술페이트 용액으로부터 다가 양이온 불순물을 제거하는 단계; e) 양이온 침전제를 사용한 침전으로 상기 산성 술페이트 용액으로부터 상기 음이온 침전제를 제거하는 단계; f) 상기 산성 술페이트 용액을 제2의 리튬 선택적 이온 교환 물질과 접촉시켜 상기 제2의 리튬 선택적 이온 교환 물질이 상기 산성 술페이트 용액으로부터 양성자를 흡수하면서 상기 제2의 리튬 선택적 이온 교환 물질로부터 리튬을 용리하는 단계; 및 g) 상기 산성 술페이트 용액에서 술페이트 침전물의 형성을 방지하면서 상기 산성 술페이트 용액에서 리튬을 축적하는 단계. 일부 실시양태에서, 상기 음이온 침전제는 옥살레이트 또는 시트레이트이다.

일부 실시양태에서, 본원에 개시된 임의의 방법에서, 스케일 방지제 또는 킬레이트제는 침전물의 형성을 제한하기 위해 사용된다. 일부 실시양태에서, 본원에 개시된 임의의 방법에서, 리튬 선택적 이온 교환 물질은 용기의 네트워크에 로딩된다. 일부 실시양태에서, 본원에 개시된 임의의 방법에서, 상기 액체 자원의 pH는 리튬 선택적 이온 교환 물질과 접촉하기 전, 동안 또는 후에 증가된다. 일부 실시양태에서, 본원에 개시된 임의의 방법에서, 상기 액체 자원의 pH는 리튬 선택적 이온 교환 물질과 접촉하기 전, 동안 또는 후에 수산화나트륨의 첨가에 의해 증가된다. 일부 실시양태에서, 본원에 개시된 임의의 방법에서, 상기 산성 용액 또는 산성 술페이트 용액에 축적된 리튬은 막 전기분해를 사용하여 수산화 리튬으로 전환된다. 일부 실시양태에서, 본원에 개시된 임의의 방법에서, 상기 산성 용액 또는 산성 술페이트 용액에 축적된 리튬은 수산화나트륨의 첨가에 의해 수산화 리튬으로 전환된다. 일부 실시양태에서, 본원에 개시된 임의의 방법에서, 상기 산성 용액 또는 산성 술페이트 용액에 축적된 리튬은 탄산나트륨의 첨가에 의해 탄산리튬으로 전환된다. 일부 실시양태에서, 본원에 개시된 임의의 방법에서, 리튬 선택적 이온 교환 물질은 유동층에서 상기 액체 자원과 접촉된다. 일부 실시양태에서, 본원에 개시된 임의의 방법에서, 리튬 선택적 이온 교환 물질은 충전층에서 상기 액체 자원과 접촉된다.

일부 실시양태에서, 본원에 개시된 임의의 방법에서, 상기 리튬 선택적 이온 교환 물질은 LiFePO4, LiMnPO4, Li2MO3(M = Ti, Mn, Sn), Li4Ti5O12, Li4Mn5O12, LiMn2O4, Li1.6Mn1.6O4, LiMO2(M = Al, Cu, Ti), Li4TiO4, Li7Ti11O24, Li3VO4, Li2Si3O7, Li2CuP2O7, 이의 변형물, 이의 고용체, 또는 이의 조합을 포함한다. 일부 실시양태에서, 본원에 개시된 임의의 방법에서, 상기 리튬 선택적 이온 교환 물질은 산화물, 중합체, 또는 이의 조합으로부터 선택된 코팅으로 코팅된 리튬 선택적 이온 교환 물질을 포함한다. 일부 실시양태에서, 본원에 개시된 임의의 방법에서, 상기 리튬 선택적 이온 교환 물질은 SiO2, TiO2, ZrO2, 폴리비닐리덴 디플루오라이드, 폴리비닐 클로라이드, 폴리스티렌, 폴리부타디엔, 폴리디비닐벤젠, 또는 이의 조합을 포함하는 코팅으로 코팅된 리튬 선택적 이온 교환 물질을 포함한다.

일부 실시양태에서, 본원에 개시된 임의의 방법에서, 상기 액체 자원은 천연 염수, 전처리된 염수, 용해된 염류평원, 해수, 농축된 해수, 담수화 유출액, 농축된 염수, 가공된 염수, 유전 염수, 이온 교환 공정으로부터의 액체, 용매 추출 공정으로부터의 액체, 합성 염수, 광석 또는 광석의 조합으로부터의 침출액, 광물 또는 광물의 조합으로부터의 침출액, 점토 또는 점토의 조합으로부터의 침출액, 리사이클 제품으로부터의 침출액, 재순환 물질로부터의 침출액, 또는 이의 조합을 포함한다.

본 발명의 바람직한 실시양태가 본원에 도시되고 기재되었지만, 이러한 실시양태는 단지 예로서 제공되는 것임은 당업자에게 명백할 것이다. 본 발명을 벗어나지 않으면서 다양한 변화, 변경, 및 대체가 이제 당업자에게 발생할 것이다. 본원에 기술된 본 발명의 실시양태에 대한 다양한 대안이 본 발명을 실시하는데 임의로 이용되는 것임이 이해되어야 한다. 하기 청구항은 본 발명의 범위를 정의하고, 이들 청구 범위에 속하는 방법 및 구조와 이들의 등가물이 이에 의해 포함되는 것으로 의도된다.

Claims

a) 리튬 선택적 이온 교환 물질을 리튬을 포함하는 액체 자원과 접촉시켜 상기 리튬 선택적 이온 교환 물질이 상기 액체 자원으로부터의 리튬을 흡수할 수 있게 하여 리튬이 풍부한 이온 교환 물질을 형성하는 단계;
b) 임의로 상기 리튬이 풍부한 이온 교환 물질을 세척 용액과 접촉시켜 상기 리튬이 풍부한 이온 교환 물질로부터 상기 액체 자원을 제거하는 단계;
c) 리튬 및 불순물이 상기 리튬이 풍부한 이온 교환 물질로부터 용리되도록 상기 리튬이 풍부한 이온 교환 물질을 산성 용액과 접촉시켜 제1의 불순물이 풍부한 리튬화된(IEL) 산성 용액 및 부분적으로 용리된 이온 교환 물질을 형성하는 단계; 및
d) 상기 제1의 불순물이 풍부한 리튬화된 산성 용액으로부터 적어도 일부의 불순물을 제거하여 리튬이 풍부한 산성 용액을 형성하는 단계
를 포함하는, 액체 자원으로부터 리튬을 추출하는 방법.
제1항에 있어서, 리튬 및 불순물이 부분적으로 용리된 이온 교환 물질로부터 더 용리되도록 리튬이 풍부한 산성 용액을 부분적으로 용리된 이온 교환 물질과 접촉시켜 축적된 양의 리튬을 갖는 제2의 불순물이 풍부한 리튬화된 산성 용액을 형성하는 것인 방법.
제2항에 있어서, 제1항의 단계 (d)의 적어도 일부의 불순물을 제거하는 것 및 제2항의 리튬이 풍부한 산성 용액을 부분적으로 용리된 이온 교환 물질과 접촉시키는 것을 반복적 방식으로 반복하여, 결과적으로 리튬이 풍부한 산성 용액의 형성을 각각 반복하면서 리튬 농도를 축적하는 것인 방법.
a) 제1의 리튬 선택적 이온 교환 물질을 리튬을 포함하는 액체 자원과 접촉시켜 상기 제1의 리튬 선택적 이온 교환 물질이 상기 액체 자원으로부터 리튬을 흡수할 수 있게 하여 제1의 리튬이 풍부한 이온 교환 물질을 형성하는 단계;
b) 임의로 상기 제1의 리튬이 풍부한 이온 교환 물질을 세척 용액과 접촉시켜 상기 제1의 리튬이 풍부한 이온 교환 물질로부터 상기 액체 자원을 제거하는 단계;
c) 리튬 및 불순물이 상기 제1의 리튬이 풍부한 이온 교환 물질로부터 용리되도록 상기 제1의 리튬이 풍부한 이온 교환 물질을 산성 용액과 접촉시켜 제1의 불순물이 풍부한 리튬화된(IEL) 산성 용액 및 제1의 부분적으로 용리된 이온 교환 물질을 형성하는 단계;
d) 상기 제1의 불순물이 풍부한 리튬화된 산성 용액으로부터 적어도 일부의 불순물을 제거하여 리튬이 풍부한 산성 용액을 형성하는 단계; 및
e) 상기 리튬이 풍부한 산성 용액을 제2의 리튬이 풍부한 이온 교환 물질과 접촉시켜 리튬 및 불순물이 상기 제2의 리튬이 풍부한 이온 교환 물질로부터 용리되어 1) 축적된 양의 리튬을 갖는 제2의 불순물이 풍부한 리튬화된 산성 용액, 및 2) 제2의 부분적으로 용리된 이온 교환 물질을 형성하는 단계
를 포함하는, 액체 자원으로부터 산성 용액으로 리튬을 추출하는 방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 불순물이 다가 양이온을 포함하는 것인 방법.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 일부의 불순물을 제거한 후 양성자가 리튬이 풍부한 산성 용액에 첨가되는 것인 방법.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 산성 용액이 산성 술페이트 용액을 포함하는 것인 방법.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 제거된 불순물이 칼슘, 바륨, 스트론튬 또는 이의 조합을 포함하는 것인 방법.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 불순물이 나노여과 막을 사용하여 제거되는 것인 방법.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 불순물이 음이온 침전제를 사용한 침전을 통해 제거되는 것인 방법.
제10항에 있어서, 양이온 침전제를 사용한 침전을 통해 단계 (d) 후에 리튬이 풍부한 산성 용액으로부터 음이온 침전제를 제거하는 단계를 더 포함하는 방법.
제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 음이온 침전제가 옥살레이트 또는 시트레이트인 방법.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 불순물이 다가 양이온 선택적 이온 교환 수지를 사용하여 제거되는 것인 방법.
제13항에 있어서, 상기 다가 양이온 선택적 이온 교환 수지가 강산성 양이온 교환 물질을 포함하는 것인 방법.
제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 불순물이 칼슘을 포함하는 것인 방법.
제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 리튬이 풍부한 산성 용액에서 형성되는 것이 방지된 침전물이 황산칼슘을 포함하는 것인 방법.
제13항에 있어서, 상기 다가 양이온 선택적 이온 교환 수지가 스티렌 디비닐벤젠 공중합체를 포함하는 것인 방법.
제13항에 있어서, 상기 다가 양이온 선택적 이온 교환 수지가 술폰산 작용화된 스티렌 디비닐벤젠 공중합체를 포함하는 것인 방법.
제13항에 있어서, 상기 다가 양이온 선택적 이온 교환 수지가 포스폰산 작용화된 스티렌 디비닐벤젠 공중합체를 포함하는 것인 방법.
제13항에 있어서, 상기 다가 양이온 선택적 이온 교환 수지가 스티렌 디비닐벤젠 공중합체를 포함하고 상기 불순물이 칼슘을 포함하는 것인 방법.
제13항에 있어서, 상기 다가 양이온 선택적 이온 교환 수지가 술폰산 작용화된 스티렌 디비닐벤젠 공중합체를 포함하고 상기 불순물이 칼슘을 포함하는 것인 방법.
제13항에 있어서, 상기 다가 양이온 선택적 이온 교환 수지가 포스폰산 작용화된 스티렌 디비닐벤젠 공중합체를 포함하고 상기 불순물이 칼슘을 포함하는 것인 방법.
제13항에 있어서, 상기 다가 양이온 선택적 이온 교환 수지가 술폰산 작용화된 스티렌 디비닐벤젠 중합체를 포함하고, 상기 불순물이 칼슘을 포함하며, 상기 침전물이 황산칼슘을 포함하는 것인 방법.
제13항에 있어서, 상기 다가 양이온 선택적 이온 교환 수지가 포스폰산 작용화된 스티렌 디비닐벤젠 중합체를 포함하고, 상기 불순물이 칼슘을 포함하며, 각각의 리튬이 풍부한 산성 용액에서 형성되는 것이 방지된 침전물이 황산칼슘을 포함하는 것인 방법.
제13항에 있어서, 상기 다가 양이온 선택적 이온 교환 수지가 스티렌, 디비닐벤젠, 부타디엔, 비닐벤젠 클로라이드, 아크릴로니트릴의 공중합체 또는 이의 조합을 포함하는 것인 방법.
제13항에 있어서, 상기 다가 양이온 선택적 이온 교환 수지가 술폰산, 포스폰산, 포스핀산, 인산, 또는 이의 조합으로 작용화된 스티렌, 디비닐벤젠, 부타디엔, 비닐벤젠 클로라이드, 아크릴로니트릴의 공중합체 또는 이의 조합을 포함하는 것인 방법.
제1항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서, 스케일 방지제 또는 킬레이트제가 침전물의 형성을 제한하기 위해 사용되는 것인 방법.
제1항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서, 리튬 선택적 이온 교환 물질이 용기의 네트워크에 로딩되는 것인 방법.
제1항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 액체 자원의 pH가 리튬 선택적 이온 교환 물질과의 접촉 전, 동안, 또는 후에 증가되는 것인 방법.
제1항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 액체 자원의 pH가 리튬 선택적 이온 교환 물질과의 접촉 전, 동안 또는 후에 수산화나트륨의 첨가에 의해 증가되는 것인 방법.
제1항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서, 축적된 양의 리튬이 막 전기분해를 사용하여 수산화리튬으로 전환되는 것인 방법.
제1항 내지 제31항 중 어느 한 항에 있어서, 축적된 양의 리튬이 수산화나트륨의 첨가에 의해 수산화리튬으로 전환되는 것인 방법.
제1항 내지 제31항 중 어느 한 항에 있어서, 축적된 양의 리튬이 탄산나트륨의 첨가에 의해 탄산리튬으로 전환되는 것인 방법.
제1항 내지 제33항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 리튬 선택적 이온 교환 물질이 유동층(fluidized bed)에서 상기 액체 자원과 접촉하는 것인 방법.
제1항 내지 제33항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 리튬 선택적 이온 교환 물질이 충전층(packed bed)에서 상기 액체 자원과 접촉하는 것인 방법.
제1항 내지 제35항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 리튬 선택적 이온 교환 물질이 LiFePO₄, LiMnPO₄, Li₂MO₃(M = Ti, Mn, Sn), Li₄Ti₅O₁₂, Li₄Mn₅O₁₂, LiMn₂O₄, Li_1.6Mn_1.6O₄, LiMO₂(M = Al, Cu, Ti), Li₄TiO₄, Li₇Ti₁₁O₂₄, Li₃VO₄, Li₂Si₃O₇, Li₂CuP₂O₇, 이의 변형물, 이의 고용체, 또는 이의 조합을 포함하는 것인 방법.
제1항 내지 제36항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 리튬 선택적 이온 교환 물질이 산화물, 중합체 또는 이의 조합을 포함하는 코팅으로 코팅된 리튬 선택적 이온 교환 물질을 포함하는 것인 방법.
제1항 내지 제37항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 리튬 선택적 이온 교환 물질이 SiO₂, TiO₂, ZrO₂, 폴리비닐리덴 디플루오라이드, 폴리비닐 클로라이드, 폴리스티렌, 폴리부타디엔, 폴리디비닐벤젠, 또는 이의 조합을 포함하는 코팅으로 코팅된 리튬 선택적 이온 교환 물질을 포함하는 것인 방법.
제1항 내지 제38항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 액체 자원이 천연 염수, 전처리된 염수, 용해된 염류평원(dissolved salt flat), 해수, 농축된 해수, 담수화 유출액, 농축된 염수, 가공된 염수, 유전 염수, 이온 교환 공정으로부터의 액체, 용매 추출 공정으로부터의 액체, 합성 염수, 광석 또는 광석의 조합으로부터의 침출액, 광물 또는 광물의 조합으로부터의 침출액, 점토 또는 점토의 조합으로부터의 침출액, 리사이클 제품으로부터의 침출액, 재순환 물질로부터의 침출액, 또는 이의 조합을 포함하는 것인 방법.