MHP 정제 및 공정 Scale-up
MHP 유래 침출액의 Ca/Mg 정제 조건을 선정하고, 반응기 규모와 혼합 방식 변화에 따른 정제 효율을 평가한 기업과제 경험입니다.
연구 개요
SK온 기업과제에서 MHP(Mixed Hydroxide Precipitate) 유래 침출액을 NCM 양극재 제조 원료로 사용하기 위한 Ca/Mg 정제 공정을 검토했습니다. NaF 기반 정제 조건을 선정하고, 소량 검증 결과를 더 큰 반응기 규모로 확대하여 적용 가능성을 확인했습니다.
프로젝트 역할
정제 조건 설계, ICP-OES 농도 분석, 정제 효율 평가 및 기업과제 결과보고 참여
공정 규모 확대의 과제
500 mL 반응기의 마그네틱 교반 조건에서 정제를 진행한 후, 약 3 L의 공침 원료 용액을 확보하기 위해 5 L 반응기로 확대했습니다. 액량 및 혼합 방식이 달라지는 상황에서 소규모 실험 조건의 유효성을 재검증해야 했습니다.
500 mL 반응기
마그네틱 바 교반, NaF 기반 정제 조건 선별
5 L 반응기
배플과 임펠러 혼합, 정제조건 확대 적용 및 성능 평가
실험 접근
NaF 3당량을 선정한 후 두 종류의 반응기에서 정제 결과를 비교했습니다. 각 조건에서 분리한 용액의 Ca/Mg 농도를 ICP-OES로 정량하여 불순물 제거 효과를 검증했습니다.
데이터 비교
소규모와 확대 공정의 최종 잔류 농도를 비교하여, 혼합 방식과 설비 구조 변화가 정제 결과에 미치는 영향을 검토했습니다.
주요 성과
5 L 반응기를 적용한 규모 확대 실험에서 목표 불순물의 잔류 농도를 저감해 공정 적용 가능성을 확인했습니다.
본인 기여
정제 조건 검토 및 데이터 기반 검증
공정 조건 설계, 반응기 규모 확대 실험, ICP-OES 분석, 정제효율 평가를 담당했습니다. 연구 결과보고서 작성에도 참여했습니다.
핵심 인사이트
동일한 시약 조성과 정제 조건이라도 반응기 구조와 혼합 방식에 따라 실험 결과가 달라질 수 있습니다. 소규모 성공을 그대로 확대 적용하기보다 설비 구조, 유동 및 혼합 상태를 함께 점검하는 것이 중요함을 확인했습니다.