CN116075374A - 有价物的回收方法 - Google Patents
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Abstract
一种有价物的回收方法,其包括:热处理工序,通过能够对容纳有含有有价物的对象物的对象物容纳单元进行支承的支承单元支承前述对象物容纳单元,以用于对前述对象物进行热处理的火焰不会与前述对象物容纳单元接触的方式,利用前述火焰对在前述支承单元所处的位置的区域中存在的气体进行加热,由此对前述对象物进行热处理;和有价物回收工序,从通过前述热处理工序得到的前述对象物的热处理物回收前述有价物。
Description
技术领域
本发明涉及有价物的回收方法.
背景技术
锂离子二次电池与以往的铅蓄电池、镍镉二次电池等相比,为轻量、容量高、电动势高的二次电池,作为个人电脑、电动汽车、便携设备等的二次电池使用。例如,在锂离子二次电池的正极中,钴、镍等有价物以钴酸锂(LiCoO2)、三元系正极材料(LiNixCoyMnzO2(x+y+z=1))等形式使用。
另外,由于预测锂离子二次电池今后也将扩大使用,因此从资源再利用的观点考虑,希望从制造过程中产生的次品、随着使用设备和电池寿命等而废弃的锂离子二次电池回收锂、铜等有价物。在此,对锂离子二次电池进行处理而将有价物回收时,为了将锂离子二次电池失活以及无害化,有时进行热处理,将通过对锂离子二次电池进行热处理而得到的热处理后物中含有的各种金属不氧化(脆化)地回收,从提高所回收的有价物的价值的观点考虑是重要的。
作为防止锂离子二次电池中含有的各种金属的脆化的同时进行热处理的手法,例如提出了一种处理方法,其为将锂离子电池加热进行处理的方法,该方法中,使用利用火焰对焚烧对象物进行焚烧处理的焚烧炉,防止该锂离子电池的壳体与火焰直接性地接触的同时将锂离子电池加热时,在焚烧炉内,将锂离子电池配置于防止该锂离子电池的壳体与火焰直接性地接触的电池保护容器内,使电池保护容器的外表面与火焰接触,由此将该锂离子电池加热(例如参照专利文献1)。
但是,这种现有技术中,例如存在电池保护容器有可能变形、有可能被破坏这种问题。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2016-207648号公报
发明内容
发明要解决的问题
如上所述那样,现有技术中,由于使保护锂离子二次电池的电池保护容器的外表面与火焰接触而将锂离子二次电池加热,因此电池保护容器与火焰直接接触,由此电池保护容器有可能劣化而变形、有可能被破坏。因此,利用现有技术时,电池保护容器的制作/更换、修补有可能花费成本。
另外,上述的现有技术中,电池保护容器劣化而变形/破坏的情况等,对电池保护容器内部的锂离子二次电池施加过量的热,从该锂离子二次电池回收的铜等有价物氧化或脆化,所回收的有价物的回收率、品位有可能降低。
进而,上述现有技术中,由于使保护锂离子二次电池的电池保护容器的外表面与火焰接触而将锂离子二次电池加热,因此电池保护容器中的接触火焰的区域附近的温度特别升高,另一方面,接触火焰的区域的相反侧的区域与接触火焰的区域相比温度难以升高,热处理的温度根据场所而不同,有可能不能对锂离子二次电池均匀地进行热处理。
本发明的课题为,解决以往的上述各种问题、达成以下的目的。即,本发明的目的在于,提供可以抑制容纳含有有价物的对象物的对象物容纳单元的劣化,并且可以对对象物均匀地进行热处理,从而以高的回收率、高品位回收有价物的有价物的回收方法。
用于解决问题的方案
作为用于解决上述问题的手段,如以下所述。即
<1>一种有价物的回收方法,其特征在于,其包括:
热处理工序,通过能够对容纳有含有有价物的对象物的对象物容纳单元进行支承的支承单元支承前述对象物容纳单元,以用于对前述对象物进行热处理的火焰不会与前述对象物容纳单元接触的方式,利用前述火焰对在前述支承单元所处的位置的区域中存在的气体进行加热,由此对前述对象物进行热处理;和
有价物回收工序,从通过前述热处理工序得到的前述对象物的热处理物回收前述有价物。
<2>根据前述<1>所述的有价物的回收方法,其中,在前述热处理工序中,通过设置于前述支承单元的辐射前述火焰的火焰辐射单元对前述对象物进行热处理。
<3>根据前述<2>所述的有价物的回收方法,其中,在前述热处理工序中,使用前述火焰辐射单元在大致水平方向辐射前述火焰,由此对前述对象物进行热处理。
<4>根据前述<2>~<3>中任一项所述的有价物的回收方法,其中,前述火焰辐射单元具有用于辐射前述火焰的至少一端开口的筒状构件,
以前述火焰不会出现到前述筒状构件的外部的方式辐射前述火焰。
<5>根据前述<2>~<4>中任一项所述的有价物的回收方法,其中,在前述热处理工序中,使用多个前述火焰辐射单元加热前述气体,由此对前述对象物进行热处理。
<6>根据前述<1>~<5>中任一项所述的有价物的回收方法,其中,前述支承单元能够载置前述对象物容纳单元,
将前述对象物容纳单元载置于前述支承单元进行热处理。
<7>根据前述<1>~<6>中任一项所述的有价物的回收方法,其中,前述对象物容纳单元通过铁或不锈钢形成。
<8>根据前述<1>~<7>中任一项所述的有价物的回收方法,其中,在前述热处理工序中,在750℃以上且低于1085℃下对前述对象物进行热处理。
<9>根据前述<1>~<8>中任一项所述的有价物的回收方法,其中,前述对象物为锂离子二次电池。
<10>根据前述<9>所述的有价物的回收方法,其中,前述锂离子二次电池具有含有铝的壳体,
在前述热处理工序中,将前述锂离子二次电池中的前述壳体的铝熔融并分离熔融物。
<11>根据前述<9>~<10>中任一项所述的有价物的回收方法,其中,前述有价物含有铜。
<12>根据前述<9>~<11>中任一项所述的有价物的回收方法,其中,在前述热处理工序中,观测前述锂离子二次电池的燃烧状态来判定前述锂离子二次电池的燃烧是否完成,
判定前述锂离子二次电池的燃烧完成时结束热处理。
<13>根据前述<1>~<12>中任一项所述的有价物的回收方法,其中,前述有价物回收工序包括:
破碎工序,将前述热处理物破碎而得到破碎物;
分级工序,将前述破碎物以0.6mm以上且2.4mm以下的分级点分级,从而得到粗粒产物和细粒产物;和
磁选工序,使用0.03特斯拉以上的磁通密度的磁体对前述粗粒产物进行分选。
发明的效果
根据本发明,可以解决以往的各种问题,可以提供可以抑制容纳含有有价物的对象物的对象物容纳单元的劣化,并且可以对对象物均匀地进行热处理,从而以高的回收率、高品位回收有价物的有价物的回收方法。
附图说明
图1A为表示本发明的有价物的回收方法中可以使用的固定床炉的一例的概念图。
图1B为表示从上面观察图1A所示的固定床炉中的气体加热部时的一例的概念图。
图1C为拍摄图1A及图1B所示那样的固定床炉中的支承部(托座)和气体加热部的一例得到的照片。
图1D为拍摄图1A及图1B所示那样的固定床炉中的支承部(托座)、气体加热部、和燃烧器的一例得到的照片。
具体实施方式
(有价物的回收方法)
本发明的有价物的回收方法包括热处理工序和有价物回收工序,根据需要还包括其他工序。另外,本发明的有价物的回收方法中的有价物回收工序优选包括破碎工序、分级工序和磁选工序,根据需要还包括其他工序。
另外,本发明的有价物的回收方法基于以下的本发明人等的发现:现有技术中,对锂离子二次电池(Lithium ion battery;LIB)等对象物进行热处理、而回收铜等有价物时,容纳对象物的容器等对象物容纳单元有可能劣化,并且不能对对象物均匀地进行热处理,所回收的有价物的品位、回收率有可能不充分。
更具体而言,如上所述,现有技术中,由于保护锂离子二次电池的电池保护容器与火焰直接接触进行热处理,因此电池保护容器有可能劣化而变形、有可能被破坏。因此,利用现有技术时,电池保护容器的制作/更换、修补有可能花费成本。进而,电池保护容器劣化而变形/破坏的情况等,从锂离子二次电池回收的铜等有价物氧化或脆化,所回收的有价物的回收率、品位有可能降低。
进而,上述的现有技术中,使保护锂离子二次电池的电池保护容器的外表面与火焰接触而将锂离子二次电池加热,因此电池保护容器中的接触火焰的区域附近的温度特别升高,另一方面,接触火焰的区域的相反侧的区域与接触火焰的区域相比温度难以升高,有可能不能对锂离子二次电池均匀地进行热处理(有可能产生烘烤不均)。
如此,本发明人等发现,利用现有技术时,容纳含有有价物的对象物的对象物容纳单元劣化,并且不能对对象物均匀地进行热处理,所回收的有价物的品位、回收率有可能不充分这种问题。
因此,本发明人等对于可以抑制容纳含有有价物的对象物的对象物容纳单元的劣化,并且可以对对象物均匀地进行热处理,从而以高的回收率、高品位回收有价物的有价物的回收方法反复深入研究,想到了本发明。
即,本发明人等发现,通过包括:通过能够对容纳含有有价物的对象物的对象物容纳单元进行支承的支承单元支承对象物容纳单元,以用于对对象物进行热处理的火焰不会与对象物容纳单元接触的方式,利用火焰对在支承单元所处的位置的区域中存在的气体进行加热,由此对对象物进行热处理的热处理工序;和从通过热处理工序得到的对象物的热处理物回收有价物的有价物回收工序的有价物的回收方法,可以抑制容纳含有有价物的对象物的对象物容纳单元的劣化,并且可以对对象物均匀地进行热处理,从而以高的回收率、高品位回收有价物。
在此,本发明的有价物的回收方法中,通过能够对容纳有含有有价物的对象物的对象物容纳单元进行支承的支承单元支承对象物容纳单元,以用于对对象物进行热处理的火焰不会与对象物容纳单元接触的方式,对在支承单元所处的位置的区域中存在的气体利用火焰进行加热,由此对对象物进行热处理(热处理工序)。
如此,本发明中,通过使用支承单元,以用于热处理的火焰不与对象物容纳单元接触的方式支承对象物容纳单元,通过火焰对在支承单元所处的位置的区域中存在的气体进行加热而进行热处理。换而言之,本发明中,通过利用支承单元支承对象物容纳单元,对象物容纳单元不与火焰接触,并且通过火焰对在支承单元所处的位置的区域中存在的气体进行加热,通过被加热的气体对对象物进行热处理。
因此,本发明中,用于对对象物进行热处理的火焰不与对象物容纳单元接触,因此可以防止对象物容纳单元被过度加热、可以抑制对象物容纳单元的劣化。另外,本发明中,由于可以抑制对象物容纳单元的劣化,因此可以抑制对象物容纳单元的更换/修补等的维持成本。
另外,本发明的有价物的回收方法中,由于用于热处理的火焰不与对象物容纳单元接触,因此可以抑制对象物容纳单元的劣化,因此例如可以抑制由于对象物容纳单元破损而热处理的火焰与对象物直接接触等所导致的对象物中含有的有价物(例如铜等)的氧化以及脆化,在有价物回收工序中,可以以高的回收率、高品位回收有价物。
进而,本发明的有价物的回收方法中,通过利用火焰对在支承单元所处的位置的区域中存在的气体进行加热而对对象物进行热处理,因此没有局部接触火焰的部位,可以通过被加热的气体对对象物均匀地进行热处理。因此,本发明的有价物的回收方法中,能够对对象物均匀地、没有烘烤不均地进行热处理,可以抑制对象物中含有的有价物(例如铜等)的氧化以及脆化,在有价物回收工序中,可以以更高的回收率、高品位回收有价物。
如此,本发明的有价物的回收方法通过包括上述的热处理工序和有价物回收工序,可以抑制容纳含有有价物的对象物的对象物容纳单元的劣化,并且可以对对象物均匀地进行热处理而以高的回收率、高品位回收有价物。
以下对本发明的有价物的回收方法中的各工序等的详细内容进行说明。
<热处理工序>
热处理工序为通过能够对容纳有含有有价物的对象物的对象物容纳单元进行支承的支承单元支承对象物容纳单元,以用于对对象物进行热处理的火焰不会与对象物容纳单元接触的方式,利用火焰对在支承单元所处的位置的区域中存在的气体进行加热,由此对对象物进行热处理的工序。换而言之,热处理工序例如为通过利用支承单元支承对象物容纳单元,对象物容纳单元不与火焰接触,并且利用火焰对在支承单元所处的位置的区域中存在的气体进行加热,利用被加热的气体对对象物进行热处理,由此得到热处理物的工序。需要说明的是,热处理物指的是对对象物进行热处理而得到的物质。
<<对象物/有价物>>
作为对象物含有有价物,若能够容纳于对象物容纳单元并利用连续炉进行热处理,则没有特别限制,可以根据需要适当选择,可列举出例如锂离子二次电池、镍氢电子等的二次电池等。它们之中,优选使用锂离子二次电池。
在此,有价物指的是没有废弃而能够作为交易对象的物质,可列举出例如各种金属等。对象物为锂离子二次电池的情况下,作为有价物,可列举出例如高品位的碳(C)浓缩物、铜(Cu)、铝(Al)、锂(Li)、钴(Co)、镍(Ni)等。需要说明的是,高品位(例如品位为80%以上)的碳(C)浓缩物例如可以合适地用于金属的冶炼中的还原剂等。
-锂离子二次电池-
作为锂离子二次电池,没有特别限制,可以根据需要适当选择,可列举出例如在锂离子二次电池的制造过程中产生的次品的锂离子二次电池、由于使用机器的不良、使用机器的寿命等而废弃的锂离子二次电池、由于寿命而废弃的使用过的锂离子二次电池等。
作为锂离子二次电池的形状、结构、尺寸、材质,没有特别限制,可以根据需要适当选择。
作为锂离子二次电池的形状,没有特别限制,可以根据需要适当选择,可列举出例如层压型、圆筒型、纽扣型、硬币型、方型、平型等。
另外,作为锂离子二次电池的形态,没有特别限制,可以根据需要适当选择,可列举出例如电池单元、电池模块、电池组等。在此,电池模块指的是将多个作为单位电池的电池单元连接并汇总到一个壳体而成的物质,电池组指的是将多个电池模块汇总到一个壳体而成的物质。另外,电池组可以具备控制器、冷却装置。
作为锂离子二次电池,可列举出例如具备正极、负极、分隔件、含有电解质和有机溶剂的电解液、和作为容纳正极、负极、分隔件、和电解液的电池壳体的外装容器的锂离子二次电池等。需要说明的是,锂离子二次电池可以为正极、负极等脱落了的状态。
--正极--
作为正极,没有特别限制,可以根据需要适当选择,优选具备正极集电体、具有含有钴和镍中的至少任意一种的正极材料。作为正极的形状,没有特别限制,可以根据需要适当选择,可列举出例如平板状、片状等。
---正极集电体---
作为正极集电体,对其形状、结构、尺寸、材质等没有特别限制,可以根据需要适当选择。
作为正极集电体的形状,可列举出例如箔状等。
作为正极集电体的材质,可列举出例如不锈钢、镍、铝、铜、钛、钽等。它们之中,优选为铝。
作为正极材料,没有特别限制,可以根据需要适当选择,可列举出例如至少包含含有锂的正极活性物质、根据需要包含导电剂和粘结树脂的正极材料等。
作为正极活性物质,没有特别限制,可以根据需要适当选择,优选含有钴和镍中的至少任意一种。
作为正极活性物质,可列举出例如被称为LMO系的锰酸锂(LiMn2O4)、被称为LCO系的钴酸锂(LiCoO2)、被称为3元系、NCM系的LiNixCoyMnzO2(x+y+z=1)、被称为NCA系的LiNixCoyAlz(x+y+z=1)、磷酸铁锂(LiFePO4)、钴镍酸锂(LiCo1/2Ni1/2O2)、钛酸锂(Li2TiO3)等。另外,作为正极活性物质,可以将这些材料组合来使用。
作为导电剂,没有特别限制,可以根据需要适当选择,可列举出例如炭黑、石墨、碳纤维、金属碳化物等。
作为粘结树脂,没有特别限制,可以根据需要适当选择,可列举出例如偏二氟乙烯、四氟乙烯、丙烯腈、环氧乙烷等的均聚物或共聚物、苯乙烯-丁二烯橡胶等。
--负极--
作为负极,没有特别限制,可以根据需要适当选择,优选具备负极集电体、具有含有碳(C)的负极活性物质。
作为负极的形状,没有特别限制,可以根据需要适当选择,可列举出例如平板状、片状等。
---负极集电体---
作为负极集电体,对其形状、结构、尺寸、材质等没有特别限制,可以根据需要适当选择。
作为负极集电体的形状,可列举出例如箔状等。
作为负极集电体的材质,可列举出例如不锈钢、镍、铝、铜、钛、钽等。它们之中,优选为铜。
作为负极活性物质,若含有碳(C)则没有特别限制,可以根据需要适当选择,可列举出例如石墨、硬碳等碳材料、钛酸盐、硅等。另外,作为负极活性物质,可以将这些材料组合使用。
另外,作为锂离子二次电池的外装容器(壳体)的材质,没有特别限制,可以根据需要适当选择,可列举出例如铝、铁、不锈钢、树脂(塑料)等。
本发明中,例如即使将如具有铝的壳体的锂离子二次电池那样含有大量的铝的锂离子二次电池作为对象物的情况下,也可以将作为有价物的一例的铝在热处理工序中熔融而作为熔融物分离。换而言之,本发明的有价物的回收方法优选锂离子二次电池具有含有铝的壳体,在热处理工序中,将锂离子二次电池中的前述壳体的铝熔融并分离熔融物。
<<对象物容纳单元>>
作为对象物容纳单元,若能够容纳对象物则没有特别限制,可以根据需要适当选择,可列举出例如容器、圆筒罐、锂离子二次电池的组或模块中的外装容器等。
作为对象物容纳单元的材质,例如优选为与热处理时的温度(热处理温度)相比熔点高的材质。更具体而言,作为对象物容纳单元的材质,例如优选为铁、不锈钢等。换而言之,本发明的有价物的回收方法中,优选对象物容纳单元通过铁或不锈钢形成。如此,可以进一步抑制热处理中的对象物容纳单元的劣化、变形、破损等。
作为对象物容纳单元的尺寸,若能够容纳对象物则没有特别限制,可以根据需要适当选择,例如可以设为可以装入到进行热处理的热处理炉(焙烧炉)的加热部(炉内)的尺寸。
作为对象物容纳单元的形状和结构,若能够容纳对象物则没有特别限制,可以根据需要适当选择。
在此,对象物容纳单元优选具有能够流通气体的开口部。此时,对象物容纳单元优选以在开口部以外的部分不流通气体的方式容纳锂离子二次电池。通过容纳容器具有开口部,可以控制容纳容器的内部的压力、气氛。
作为开口部的形状,没有特别限制,可以根据需要适当选择。另外,作为对象物容纳单元中的开口部的位置,若为热处理时能够流通气体的位置,则没有特别限制,可以根据需要适当选择。需要说明的是,开口部可以在对象物容纳单元设置多个。
另外,作为开口部,可以使用设置于锂离子二次电池的组或模块的外装容器的孔。在锂离子二次电池的组,通常设置用于将进行充放电的电缆、插头与组或模块内部的通电部连接的孔,能够将其作为开口部有效利用。
作为开口部的尺寸(面积),没有特别限制,可以根据需要适当选择,相对于对象物容纳单元的表面积优选为12.5%以下、更优选6.3%以下。通过开口部的尺寸相对于对象物容纳单元的表面积为12.5%以下,热处理时可以进一步抑制集电体中含有的有价物的氧化。以下有时将相对于对象物容纳单元的表面积的开口部的面积称为“开口率”。需要说明的是,在对象物容纳单元设置多个开口部的情况下,开口率可以设为相对于对象物容纳单元的表面积的各开口部的面积的总计。
若对象物容纳单元中的开口率处于上述优选范围内,则例如在对象物容纳单元的外部的气氛为大气气氛的情况等,可以将进行热处理时的对象物容纳单元的内部的气氛设为低氧气氛。
在此,作为对象物容纳单元,优选具有用于容纳锂离子二次电池的能够开闭的盖部。如此,可以在对象物容纳单元容易地容纳锂离子二次电池,进而在热处理工序之后,可以将经过热处理的锂离子二次电池(热处理物)容易地取出。
作为盖部,没有特别限制,可以根据需要适当选择。
另外,作为盖部,例如可以为利用合叶等固定为能够开闭的形态,也可以为通过取下盖部而开闭的形态。
<<支承单元>>
作为热处理工序中使用的支承单元,若为能够支承对象物容纳单元、被加热的气体能够与对象物容纳单元接触的支承单元则没有特别限制,可以根据需要适当选择。
热处理工序中使用的支承单元可以为能够支承多个对象物容纳单元的支承单元。
作为支承单元支承对象物容纳单元的手法,若能够以用于对对象物进行热处理的火焰不与该对象物容纳单元接触的方式支承,则没有特别限制,可以根据需要适当选择。
作为支承单元支承对象物容纳单元的手法,可列举出例如在支承单元之上搭载、支承对象物容纳单元(支承对象物容纳单元的底面)的手法;通过利用臂等夹入对象物容纳单元而支承(支承对象物容纳单元的侧面)的手法;通过悬挂对象物容纳单元而支承的手法;使对象物容纳单元靠在支承单元而支承的手法等。它们之中,作为支承单元支承对象物容纳单元的手法,优选为在支承单元之上搭载、支承对象物容纳单元的手法。换而言之,本发明中,优选支承单元能够载置对象物容纳单元、将对象物容纳单元载置于支承单元进行热处理。
如此,本发明中,在对象物容纳单元的下侧,利用火焰加热的气体上升,而在热处理中使用的焙烧炉的炉内混合,因此可以对对象物更均匀进行热处理,可以以更高的回收率、高品位回收有价物。
另外,作为利用火焰对在支承单元所处的位置的区域中存在的气体进行加热的手法,例如可以使用设置于支承单元的辐射火焰的火焰辐射单元。换而言之,本发明中,优选在热处理工序中,通过设置于支承单元的辐射火焰的火焰辐射单元对对象物进行热处理。
另外,作为辐射用于热处理的火焰的火焰辐射单元,没有特别限制,可以根据需要适当选择,可列举出例如燃烧器等。
在此,作为设置于支承单元的火焰辐射单元辐射火焰的方向,若为火焰不与对象物容纳单元接触的方向则没有特别限制,可以根据需要适当选择。
例如如上所述那样,将对象物容纳单元载置于支承单元进行热处理的情况下,优选利用火焰辐射单元在大致水平方向辐射火焰。换而言之,本发明中,优选在热处理工序中,使用火焰辐射单元在大致水平方向辐射火焰,由此对对象物进行热处理。
如此,可以切实地防止载置于支承单元之上的对象物容纳单元与火焰接触,从而进一步抑制对象物容纳单元的劣化。
另外,作为设置于支承单元的火焰辐射单元个数,没有特别限制,可以根据需要适当选择,可以为1个或多个,优选为多个。换而言之,本发明中,优选在热处理工序中,使用多个火焰辐射单元将气体加热,由此对对象物进行热处理。
如此,可以抑制每1个火焰辐射单元的火焰长(输出),可以防止气体的局部的过热而进一步降低由于设置火焰辐射单元的场所(辐射火焰的方向)所导致的对象物的烘烤不均,因此可以进一步改善回收的有价物的品位。
设置多个火焰辐射单元的情况下,火焰辐射单元优选配置于相对于对象物容纳单元对称的位置。如此,可以对在支承单元所处的位置的区域中存在的气体更均匀地进行加热,可以对对象物更均匀地进行热处理。
作为支承单元的材质,优选为与热处理时的温度(热处理温度)相比熔点高的材质。更具体而言,作为火焰阻断单元的材质,可列举出例如铁、不锈钢、砖等。
作为支承单元的尺寸,若可以支承对象物容纳单元则没有特别限制,可以根据需要适当选择。支承单元的尺寸优选例如根据热处理中使用的焚烧炉的规格、辐射火焰的方向、位置、对象物容纳单元的尺寸等选择。
作为支承单元的形状和结构,若能够支承对象物容纳单元、被加热的气体能够与对象物容纳单元接触则没有特别限制,可以根据需要适当选择。作为支承单元,例如可以使用具有支承对象物容纳单元的支承部;和设置火焰辐射单元、气体能够位于的气体加热部的支承单元。
作为支承对象物容纳单元的支承部,例如优选为容易流通气体的支承部,可以合适地使用格子形状的支承部。
在此,热处理工序中,例如可以利用公知的焙烧炉(焚烧炉)。作为焙烧炉(焚烧炉),若可以通过火焰对对象物进行热处理(加热)则没有特别限制,可以根据需要适当选择。作为这种焙烧炉,例如可以合适地使用固定床炉。
本发明中,优选使用具有上述的支承单元的固定床炉,以用于对对象物进行热处理的火焰不与对象物容纳单元接触的方式,利用火焰对在支承单元所处的位置的区域中存在的气体进行加热,由此对对象物进行热处理。
作为热处理工序中加热的气体,没有特别限制,可以根据需要适当选择,例如可以符合热处理中使用的气氛来选择。
作为热处理中使用的气氛,可列举出例如大气气氛、氧化气氛、非活性气氛、还原性气氛、低氧气氛等。
大气气氛(空气气氛)指的是使用氧气21体积%、氮气78体积%的空气(大气)的气氛。
氧化气氛指的是在氮气或氩气等非活性气氛中含有1质量%以上且21质量%以下的氧的气氛,优选为含有1质量%以上且5质量%以下的氧的气氛。
非活性气氛指的是由氮气或氩气组成的气氛。
还原性气氛例如指的是在氮气或氩气等非活性气氛中含有CO、H2、H2S、SO2等的气氛。
低氧气氛指的是氧分压为5%以下的气氛。
如此,本发明中,可以使用形成各种气氛的气体,例如优选使用空气。
图1A为表示本发明的有价物的回收方法中可以使用的固定床炉的一例的概念图。
如图1A所示那样,固定床炉100具有气体加热部10、燃烧器11、支承部12、突起13、和圆筒状的火焰辐射口14。图1A所示的例子中,通过利用设置于气体加热部10的左右的燃烧器11辐射火焰15,可以将位于气体加热部10的内部的气体加热。另外,图1A所示的例子中,利用燃烧器11,在圆筒状的火焰辐射口14的内部在大致水平方向辐射火焰15。图1A所示的例子中,支承部12被载置于设置于气体加热部10的突起13之上而被支承。需要说明的是,图1A是为了容易理解固定床炉100中的燃烧器11的样子、而以源自水平方向的视点表示固定床炉100的概念图。
并且在本发明中,如图1A所示那样,例如在气体加热部10的上部设置支承部(托座)12,在支承部12之上配置容纳对象物的对象物容纳单元20、和用于回收经过熔融的铝的托盘21。如此在图1A所示的例子中,在支承部12之上载置对象物容纳单元20。
本发明中,例如如图1A所示那样,在支承部12之上载置对象物容纳单元20,用于对对象物进行热处理的火焰15不与对象物容纳单元20接触,利用由燃烧器11辐射的火焰15对在气体加热部10中存在的气体进行加热,由此对容纳于对象物容纳单元20的对象物进行热处理。因此,本发明中,例如可以防止对象物容纳单元20被过度加热、可以抑制对象物容纳单元20的劣化。另外,由于利用经过加热的气体进行热处理,可以对对象物均匀地、没有烘烤不均地进行热处理。
图1B为表示从上面观察图1A所示的固定床炉中的气体加热部时的一例的概念图。
如图1B所示那样,固定床炉100中的气体加热部10,在突起13(未图示)与燃烧器11之间认为为水平的截面,从上面观察时,一燃烧器11被配置于图1B的左上侧、另一燃烧器11被配置于图1B的右下侧。需要说明的是,图1B所示的例子中,在配置于左上侧的燃烧器11与配置于右下侧的燃烧器11之间设置隔板16。
图1C为拍摄图1A及图1B所示那样的固定床炉中的支承部(托座)和气体加热部的一例得到的照片。
图1C所示的照片的例子中,显示格子状的支承部(托座)12,在支承部(托座)12之下显示气体加热部10。
图1D为拍摄图1A及图1B所示那样的固定床炉中的支承部(托座)、气体加热部、和燃烧器的一例得到的照片。
图1D中,燃烧器11具有圆筒状的火焰辐射口。另外,利用燃烧器11辐射火焰时,优选与圆筒状的火焰辐射口相比,火焰的长度(火焰长)短。
换而言之,本发明中,优选火焰辐射单元具有用于辐射火焰的至少一端开口的筒状构件,以火焰不会出现到筒状构件的外部的方式辐射火焰。如此,可以正确地控制辐射火焰的方向,可以更切实地防止火焰与对象物容纳单元接触,可以在圆筒构件搭载支承部。
另外,本发明中,将对象物设为锂离子二次电池的情况下,优选在热处理工序中,观测锂离子二次电池的燃烧状态来判定锂离子二次电池的燃烧是否完成,在判定该锂离子二次电池的燃烧完成时结束热处理。如此,可以没有过分与不足地对锂离子二次电池进行热处理,可以进一步抑制对象物容纳单元的劣化,并且可以更有效地短时间内进行热处理。
作为观测锂离子二次电池的燃烧状态的手法,没有特别限制,可以根据需要适当选择,可列举出例如通过目视、照相机获得的图像的解析、通过温度记录法、热电偶、辐射温度计获得的温度信息的解析、气体(CO、CO2、O2等)浓度的变动的解析等。另外,也可以将这些手法组合来使用。
更具体而言,例如通过由设置于炉内的照相机的图像确认源自对象物容纳单元的起火消失的状态,以炉内气体不会泄漏到系统外的程度打开炉的入口、从炉外目视确认源自对象物容纳单元的起火消失的状态,可以判定锂离子二次电池的燃烧是否完成。
另外,在判定锂离子二次电池的燃烧完成时结束热处理时,例如可以完全停止火焰、也可以辐射保持焙烧炉的炉内的温度所需要的火焰。
<<热处理的条件>>
作为对对象物进行热处理(加热)的条件(热处理条件),若为可以将对象物的各构成部件形成能够在后述的有价物回收工序中回收有价物的状态的条件则没有特别限制,可以根据需要适当选择。
在此,作为热处理条件,可列举出例如热处理温度、热处理时间等。
热处理温度指的是热处理时的对象物(例如锂离子二次电池)的温度。热处理温度可以通过向热处理温度中的对象物插入电偶、热敏电阻等的温度计来测定。
热处理温度可以根据对象物适当选择。
在此,在对象物为锂离子二次电池的情况下,热处理温度优选为锂离子二次电池的壳体(外装容器)的熔点以上。如此,锂离子二次电池的壳体利用金属形成的情况下,在热处理工序中,可以使该壳体熔融,例如通过在锂离子二次电池之下配置回收该壳体的熔融金属的托盘,可以将源自壳体的金属和锂离子二次电池的电极等容易地分离而回收。
更具体而言,例如锂离子二次电池的壳体含有铝时,优选将热处理温度设为作为铝的熔点的660℃以上。如此,在热处理工序中,可以将锂离子二次电池的壳体中含有的铝熔融而回收。即,本发明的有价物的回收方法中,将具有含有铝的壳体的锂离子二次电池设为对象物的情况下,在热处理工序中,通过对锂离子二次电池在660℃以上进行热处理,可以将该壳体中含有的铝和锂离子二次电池中的其他部分(例如电极等)容易地分选(分离),从而将源自壳体的铝简便地回收。
将锂离子二次电池的壳体的铝回收时,例如在热处理工序中,通过在对象物容纳单元之下配置铝托盘,可以回收铝。
另外,本发明的有价物的回收方法中,对象物为锂离子二次电池的情况下,作为热处理温度,优选为750℃以上、更优选750℃以上且1080℃以下、特别优选750℃以上且900℃以下。
通过将热处理温度设为750℃以上,可以使锂离子二次电池的正极活性物质中的Li(Ni/Co/Mn)O2、电解质中的LiPF6中的锂形成氟化锂(LiF)、碳酸锂(Li2CO3)、氧化锂(Li2O)等可溶于水溶液的形态的物质,在将锂浸出时可以与氟以外的杂质分离。另外,通过将热处理温度设为750℃以上,正极活性物质中含有的钴氧化物和镍氧化物被还原为金属(metal),可以使这些金属生长至在后述的磁选工序中容易磁吸附的粒径。另外,金属的粒径的生长越是在更高温度下进行热处理越容易产生。
并且,通过将热处理温度设为750℃(比作为铝的熔点的660℃高的温度)以上且低于1085℃(铜的熔点),例如将具有含有铝的壳体的锂离子二次电池设为对象物的情况下,可以将源自壳体的铝分离而回收,并且可以进一步抑制负极集电体中含有的铜的氧化或脆化,可以进一步改善铜的回收率和品位。
作为热处理时间(对对象物进行热处理的时间),没有特别限制,可以根据需要适当选择,例如优选为1分钟以上且5小时以下、更优选1分钟以上且2小时以下、特别优选1分钟以上且1小时以下。热处理时间例如可以为直至对象物达到上述热处理温度为止的时间,保持时间也可以短。通过热处理时间为1分钟以上且5小时以下,可以抑制热处理所花费的成本,并且在可以改善热处理效率的观点上有利。
作为热处理中使用的气氛(对象物附近的气氛),没有特别限制,可以根据需要适当选择,可列举出例如大气气氛、非活性气氛、还原性气氛、低氧气氛等。
大气气氛指的是使用空气的气氛。
非活性气氛可例示出由氮气或氩气组成的气氛。
还原性气氛例如指的是在氮气或氩气等非活性气氛中含有CO、H2、H2S、SO2等的气氛。
低氧气氛指的是氧分压为11%以下的气氛。
它们之中,从可以降低由于氧所导致的对象物容纳单元、铜等有价物的氧化的观点考虑,优选为低氧气氛。
<有价物回收工序>
有价物回收工序为从通过热处理工序得到的对象物的热处理物回收有价物的工序。
作为有价物回收工序,若可以从热处理物回收有价物则没有特别限制,可以根据需要适当选择,如上所述那样优选包括破碎工序、分级工序、和磁选工序。
<<破碎工序>>
破碎工序为将热处理物破碎而得到破碎物的工序。
作为破碎工序,若为将热处理物(焙烧物)破碎而得到破碎物的工序则没有特别限制,可以根据需要适当选择。另外,破碎物指的是将热处理物破碎而得到的物质。
作为破碎工序,例如优选为通过冲击将热处理物破碎而得到破碎物的工序。例如作为对象物,选择锂离子二次电池的情况下,在热处理工序中将锂离子二次电池的壳体熔融时,优选在对热处理物施加冲击之前,进行利用切断机将热处理物切断的预破碎。
作为通过冲击进行破碎的方法,可列举出例如通过进行旋转的打击板投掷热处理物、摔到碰撞板施加冲击的方法;通过进行旋转的打击件(打浆机)敲打热处理物的方法等,例如可以利用锤碎机等进行。另外,作为通过冲击进行破碎的方法,例如可以为通过陶瓷等的球敲打热处理物的方法,该方法可以利用球磨机等进行。另外,利用冲击进行的破碎例如也可以使用利用压缩进行破碎的刃宽、刀刃长度短的双螺杆破碎机等进行。
进而,作为通过冲击进行破碎的方法,也可列举出例如通过进行旋转的2根链条敲打热处理物施加冲击的方法,例如可以利用链磨机等进行。
在此,通过冲击将锂离子二次电池的热处理物破碎,由此正极集电体(例如铝(Al))的破碎得到促进,但是形态没有显著变化的负极集电体(例如铜(Cu))以箔状等形态存在。因此,在破碎工序中,负极集电体止于被切断,因此在后述的分级工序中,可以得到可以将源自正极集电体的有价物(例如铝)和源自负极集电体的有价物(例如铜(Cu))有效地分离的状态的破碎物。
作为破碎处理中的破碎时间,没有特别限制,可以根据需要适当选择,例如对象物为锂离子二次电池的情况下,每1kg锂离子二次电池的破碎时间优选为1秒以上且30分钟以下、更优选2秒以上且10分钟以下、特别优选3秒以上且5分钟以下。
另外,作为破碎工序中的破碎条件,例如利用链磨机、锤磨机等冲击式/打击式破碎机破碎的情况下,优选将链条、锤的前端速度设为10m/sec以上且300m/sec以下、将破碎机中的对象物的停留时间设为1秒以上且10分钟以下。如此,本发明的有价物的回收方法中,可以不会过度粉碎地将作为正极材料的铜、铝、源自壳体的Fe等构件破碎。
<<分级工序>>
分级工序为将破碎物以0.6mm以上且2.4mm以下的分级点分级、而得到粗粒产物和细粒产物的工序。
作为分级工序,若为能够将破碎物以0.6mm以上且2.4mm以下的分级点分级、而得到粗粒产物和细粒产物的工序则没有特别限制,可以根据需要适当选择。对象物为锂离子二次电池的情况下,通过进行分级工序,例如可以将铜(Cu)、铁(Fe)、铝(Al)等分离到粗粒产物中,可以将锂(Li)、钴(Co)、镍(Ni)、锰(Mn)、碳(C)等分离到细粒产物中。
分级工序例如可以使用振动筛、多段式振动筛、旋风分离器、JIS Z8801的标准筛等进行。
作为分级的粒度(分级点、筛的孔径),优选为0.6mm以上且2.4mm以下、更优选0.85mm以上且1.7mm以下、特别优选1.2mm左右。
通过将分级的粒度设为2.4mm以下,可以抑制铜(Cu)、铁(Fe)、铝(Al)等对细粒产物中的混入,通过将分级的粒度设为0.6mm以上,可以抑制碳(C)、锂(Li)、钴(Co)、镍(Ni)、锰(Mn)等对粗粒产物中的混入。
另外,筛上物(粗粒产物)和筛下物(细粒产物)的筛分(分级)可以反复多次。通过这种再次的筛分,可以进一步降低各产物的杂质品位。
需要说明的是,破碎工序和分级工序也可以同时进行。例如可以以将通过热处理工序得到的热处理物破碎的同时、将破碎物分级为粗粒产物和细粒产物的破碎/分级工序(破碎/分级)的方式进行破碎工序和分级工序。
<<磁选工序>>
磁选工序为对粗粒产物使用0.03特斯拉以上的磁通密度的磁体进行分选的工序。换而言之,在磁选工序中,通过对破碎物利用磁力进行分选,从对象物(对对象物进行热处理、粉碎而得到的粉碎物)回收有价物。需要说明的是,以下中,有时将利用磁力进行的分选称为“磁选(magnetic force sorting)”或“磁选(magnetic sorting)”。
磁选工序可以使用公知的磁选机(magnetic sorter)等进行。
作为本发明中可以使用的磁选机,没有特别限制,可以根据需要适当选择,可列举出例如磁棒、格子型磁体、旋转磁体、磁力过滤器、高磁力带轮(磁力带轮)磁选机、鼓型磁选机、悬挂型磁选机等。它们之中,本发明中,优选使用鼓型磁选机、悬挂型磁选机。
磁选工序中,例如根据对象的种类(对象物中含有的有价物的种类),通过能够分选对象物中含有的磁吸附物和非磁吸附物的磁力进行分选。
在此,磁吸附物指的是通过产生磁力(磁场)的磁力源(例如磁体、电磁体等)产生的磁力,在与该磁力源之间产生引力,而能够吸附到该磁力源侧的物质。作为磁吸附物,可列举出例如强磁性体的金属等。作为强磁性体的金属,可列举出例如铁、镍、钴等。
非磁吸附物指的是,利用上述磁力源产生的磁力时,没有被吸附到该磁力源侧的物质。作为非磁吸附物,没有特别限制,可以根据需要选择。另外,作为金属的非磁吸附物,可列举出例如顺磁体或反磁体的金属。作为顺磁体或反磁体的金属,可列举出例如铝、锰、金、银、铜等。
例如作为对象物,选择锂离子二次电池的情况下,在磁选工序中,可以将破碎物中含有的铁等磁吸附物、和含有作为有价物的铜等的非磁吸附物分离。
需要说明的是,在上述的锂离子二次电池作为对象物的例子中,对非磁吸附物中含有分选的有价物的情况进行了说明,但是本发明不限于此,根据对象物的种类,例如可以为磁吸附物中含有分选的有价物的形态。
另外,磁选工序中的磁力,若为0.03T(特斯拉)以上则没有特别限制,可以根据需要适当选择,例如分选铁的情况下,优选为0.01T(特斯拉)以上且0.3T以下。另外,分选不锈钢的情况下,可以使用高于上述范围的磁力。需要说明的是,也能够将不同的磁力组合而以多阶段使用。
如此,本发明的有价物的回收方法中,可以将铁、不锈钢等磁吸附物选择性地分离。
<其他工序>
作为其他工序,没有特别限制,可以根据需要适当选择。
<实施方式的一例>
在此,对本发明的锂离子二次电池的回收方法中的实施方式的一例进行说明。另外,本实施方式示出作为对象物选择锂离子二次电池的例子。
本实施方式中,首先将作为对象物的锂离子二次电池装入到作为对象物容纳单元的圆筒罐。需要说明的是,在圆筒罐设置锂离子二次电池不会落下的尺寸的孔多个,在圆筒罐的下部配置用于回收铝的托盘。
接着,在图1所示那样的固定床炉中,支承单元中的气体加热部使用以相对于圆筒罐左右对称的方式配置有作为火焰辐射单元的燃烧器各一个的气体加热部,以由燃烧器辐射的火焰不会与圆筒罐接触的方式在大致水平方向辐射火焰。如此,将位于气体加热部的气体加热,利用火焰加热了的气体上升而在炉内混合,对锂离子二次电池均匀地进行热处理,从而得到锂离子二次电池的热处理物。
进而,进行热处理时,观测锂离子二次电池的燃烧状态来判定锂离子二次电池的燃烧是否完成,在判定该锂离子二次电池的燃烧完成时结束热处理。
另外,进行热处理时,在750℃以上且低于1085℃下对锂离子二次电池进行热处理,将锂离子二次电池中含有的铝熔融而作为熔融物回收。
接着将锂离子二次电池的热处理物破碎而得到破碎物后,将破碎物分级而分级为粗粒产物(筛上物)和细粒产物(筛下物)。在此,铜(Cu)被分选、浓缩于粗粒产物(筛上物)。
接着,对于粗粒产物(筛上物)利用磁力进行分选(磁选),将粗粒产物(筛上物)分选为磁吸附物和非磁吸附物。在此,铁(Fe)被分选、浓缩于磁吸附物,作为有价物的铜(Cu)被分选、浓缩于非磁吸附物。
如此,本实施方式中,可以抑制容器的劣化、并且以高的回收率、高品位回收作为有价物的铜。
实施例
以下对本发明的实施例进行说明,但是本发明不被这些实施例任何限定。
(实施例1)
<热处理>
作为对象物,使用正极材料(正极活性物质)为LiNixCoyMnzO2(x+y+z=1)、负极材料为碳(石墨)、外装壳体为铝制的方型的锂离子二次电池单元(约100kg)。
接着,在作为对象物容纳单元的圆筒罐装入上述的锂离子二次电池单元。需要说明的是,在圆筒罐设置锂离子二次电池不会落下的尺寸的孔多个,在圆筒罐的下部配置用于回收铝的托盘。
作为焙烧炉,使用图1A~图1D所示那样的固定床炉(外径2800mm×3000mm、高度5300mm)。
在固定床炉中,如图1A~图1D所示那样,在作为支承单元中的支承部的格子状的焙烧炉托座之上配置圆筒罐和托盘,支承单元中的气体加热部使用以相对于圆筒罐左右对称的方式配置有作为火焰辐射单元的燃烧器各一个的气体加热部,以由燃烧器辐射的火焰不会与圆筒罐接触的方式由对应于图1A的左侧的燃烧器的燃烧器在大致水平方向辐射火焰进行热处理。换而言之,实施例1中,利用1个燃烧器进行热处理。需要说明的是,实施例1中,燃烧器以具有一端开口的筒状构件、火焰不会出现到筒状构件的外部的方式辐射火焰。
另外,固定床炉中的炉内温度设定于约800℃,向约800℃的升温利用30分钟进行,在约800℃下保持3小时,由此对锂离子二次电池进行热处理。
<破碎和分级>
接着,作为破碎装置,使用锤碎机(Makino式摇摆锤碎机HC-20-3.7、槙野产业株式会社制),在50Hz(锤圆周速度38m/s)、出口部分的冲孔金属的孔径10mm的条件下,将进行了热处理的锂离子二次电池(锂离子二次电池的热处理物)破碎,得到锂离子二次电池的破碎物。
接着,使用筛孔的孔径(分级点)为1.2mm的筛(直径200mm、TOKYO SCREEN CO.,LTD.制),将锂离子二次电池的破碎物筛分(分级)。接着分别采集筛分后的1.2mm的筛上(粗粒产物)和筛下(细粒产物)。
<磁选>
接着,对于所得到的粗粒产物,使用磁通密度1500G(0.15T)的干式鼓型磁选机(CC15“φ×20”W、Eriez Magnetics Co.,Ltd.制),在进给速度0.5kg/分钟的条件下进行磁选,将磁吸附物和非磁吸附物分离而回收。
(实施例2)
在实施例1中,由对应于图1A和图1B的左右的2个燃烧器的燃烧器在大致水平方向辐射火焰进行热处理,除此之外与实施例1同样地将磁吸附物和非磁吸附物分离而回收。换而言之,实施例2中,使用以相对于圆筒罐左右对称的方式配置有作为火焰辐射单元的燃烧器各一个的气体加热部,由左右两个燃烧器在大致水平方向辐射火焰进行热处理。
(实施例3)
在实施例2中,通过拍摄圆筒型固定床炉的炉内的照相机,判定圆筒罐内的锂离子二次电池的起火是否结束,在判定该锂离子二次电池的起火结束时,停止燃烧器的燃烧(火焰的辐射),除此之外与实施例2同样地将磁吸附物和非磁吸附物分离而回收。
在实施例3中,通过由拍摄炉内的照相机的图像确认源自锂离子二次电池的起火消失的状态,判定锂离子二次电池的燃烧是否完成。
在实施例3中,圆筒型固定床炉中的炉内温度(热处理温度)达到约800℃后约1小时时圆筒罐内的锂离子二次电池的起火结束,因此在该时刻停止燃烧器的燃烧。
(比较例1)
在实施例1中,不使用支承单元,在固定床炉的炉内、由燃烧器辐射的火焰直接接触的位置配置圆筒罐,进行热处理1小时(在约800℃下保持1小时),除此之外,与实施例3同样地将磁吸附物和非磁吸附物分离而回收。
<评价>
<<圆筒罐的热处理后的状态>>
对于热处理后的圆筒罐(对象物容纳单元的一例),圆筒罐中,产生φ(直径)5mm以上的开口(破损)的情况评价为“×”、确认了5mm以上的变形的情况评价为“△”、没有开口(破损)且变形小于5mm的情况评价为“〇”。
<<回收率/品位>>
使用电磁式天平(商品名:GX-8K、A&D株式会社制)测定所得到的细粒产物、磁吸附物和非磁吸附物的质量。然后,将磁吸附物和非磁吸附物分别浸出而得到的浸出液的残渣加热溶解于王水(FUJIFILM Wako Pure Chemical Corporation制),通过高频电感耦合等离子体发射光谱装置(iCaP6300、Thermo Fisher Scientific K.K.制)进行分析,求出细粒产物、磁吸附物和非磁吸附物中的铜的含有比率(品位)。另外,将这些全部产物中含有的铜的重量设为100时的被回收于非磁吸附物的铜的重量比(%)作为铜的回收率进行评价。
实施例1、实施例2、实施例3、和比较例1中的热处理后的圆筒罐的状态(圆筒罐状态)、以及粗粒产物的非磁吸附物中含有的铜(Cu)的回收率和铜(Cu)的品位如表1所示。
[表1]
如表1所示那样,实施例1~3中,圆筒罐的劣化得到抑制、没有产生破损,进而粗粒产物的非磁吸附物的铜的回收率为80%以上、品位为75%以上。如此,实施例1~3中,可以抑制圆筒罐的劣化,并且可以对对象物均匀地进行热处理而以高的回收率、高品位回收作为有价物的一例的铜。
使用以相对于圆筒罐左右对称的方式配置有作为火焰辐射单元的燃烧器各一个的气体加热部,由左右两个燃烧器在大致水平方向辐射火焰进行热处理的实施例2中,可以特别是改善回收的铜的品位。另外,判定圆筒罐内的锂离子二次电池的起火是否结束,在判定该锂离子二次电池的起火结束时,停止燃烧器的燃烧(火焰的辐射)的实施例3中,可以进一步抑制圆筒罐的劣化。
另一方面,比较例1中,圆筒罐劣化而产生破损,锂离子二次电池中的铜(Cu)集电体氧化/脆化,因此对粗粒产物的回收率降低,作为结果,非磁吸附物中的铜的回收率小于15%。
如以上说明那样,本发明的有价物的回收方法包括:热处理工序,通过能够对容纳有含有有价物的对象物的对象物容纳单元进行支承的支承单元支承对象物容纳单元,以用于对对象物进行热处理的火焰不会与对象物容纳单元接触的方式,利用火焰对在支承单元所处的位置的区域中存在的气体进行加热,由此对对象物进行热处理;和有价物回收工序,从通过热处理工序得到的对象物的热处理物回收有价物。
由此,利用本发明的有机物的回收方法时,可以抑制容纳含有有价物的对象物的对象物容纳单元的劣化,并且可以对对象物均匀地进行热处理,从而以高的回收率、高品位回收有价物。
附图标记说明
10 气体加热部
11 燃烧器
12支承部(托座)
13 突起
14 火焰辐射口
15 火焰
16 隔板
20 对象物容纳单元
21 托盘
100 固定床炉
Claims (13)
1.一种有价物的回收方法,其特征在于,其包括:
热处理工序,通过能够对容纳有含有有价物的对象物的对象物容纳单元进行支承的支承单元支承所述对象物容纳单元,以用于对所述对象物进行热处理的火焰不会与所述对象物容纳单元接触的方式,利用所述火焰对在所述支承单元所处的位置的区域中存在的气体进行加热,由此对所述对象物进行热处理;和
有价物回收工序,从通过所述热处理工序得到的所述对象物的热处理物回收所述有价物。
2.根据权利要求1所述的有价物的回收方法,其中,在所述热处理工序中,通过设置于所述支承单元的辐射所述火焰的火焰辐射单元对所述对象物进行热处理。
3.根据权利要求2所述的有价物的回收方法,其中,在所述热处理工序中,使用所述火焰辐射单元在大致水平方向辐射所述火焰,由此对所述对象物进行热处理。
4.根据权利要求2~3中任一项所述的有价物的回收方法,其中,所述火焰辐射单元具有用于辐射所述火焰的至少一端开口的筒状构件,
以所述火焰不会出现到所述筒状构件的外部的方式辐射所述火焰。
5.根据权利要求2~4中任一项所述的有价物的回收方法,其中,在所述热处理工序中,使用多个所述火焰辐射单元加热所述气体,由此对所述对象物进行热处理。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的有价物的回收方法,其中,所述支承单元能够载置所述对象物容纳单元,
将所述对象物容纳单元载置于所述支承单元进行热处理。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的有价物的回收方法,其中,所述对象物容纳单元通过铁或不锈钢形成。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的有价物的回收方法,其中,在所述热处理工序中,在750℃以上且低于1085℃下对所述对象物进行热处理。
9.根据权利要求1~8中任一项所述的有价物的回收方法,其中,所述对象物为锂离子二次电池。
10.根据权利要求9所述的有价物的回收方法,其中,所述锂离子二次电池具有含有铝的壳体,
在所述热处理工序中,将所述锂离子二次电池中的所述壳体的铝熔融并分离熔融物。
11.根据权利要求9~10中任一项所述的有价物的回收方法,其中,所述有价物含有铜。
12.根据权利要求9~11中任一项所述的有价物的回收方法,其中,在所述热处理工序中,观测所述锂离子二次电池的燃烧状态来判定所述锂离子二次电池的燃烧是否完成,
判定所述锂离子二次电池的燃烧完成时结束热处理。
13.根据权利要求1~12中任一项所述的有价物的回收方法,其中,所述有价物回收工序包括:
破碎工序,将所述热处理物破碎而得到破碎物;
分级工序,将所述破碎物以0.6mm以上且2.4mm以下的分级点分级,从而得到粗粒产物和细粒产物;和
磁选工序,使用0.03特斯拉以上的磁通密度的磁体对所述粗粒产物进行分选。
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