JP2000226619A - アルカリ金属を含む金属酸化物からの有価金属の回収方法 - Google Patents
アルカリ金属を含む金属酸化物からの有価金属の回収方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 特に二次電池の製造過程で発生するアルカリ
金属を含む金属酸化物から効率よく有価金属を回収する
アルカリ金属を含む金属酸化物からの有価金属の回収方
法を提供する。 【解決手段】 二次電池の製造過程で発生するアルカリ
金属を含む金属酸化物に、還元剤及び造滓剤を加えて溶
融し、還元されて沈降する有価金属を回収する。
金属を含む金属酸化物から効率よく有価金属を回収する
アルカリ金属を含む金属酸化物からの有価金属の回収方
法を提供する。 【解決手段】 二次電池の製造過程で発生するアルカリ
金属を含む金属酸化物に、還元剤及び造滓剤を加えて溶
融し、還元されて沈降する有価金属を回収する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば二次電池の
製造過程において発生するアルカリ金属を含有した金属
酸化物から有価金属を回収する方法に関する。
製造過程において発生するアルカリ金属を含有した金属
酸化物から有価金属を回収する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、携帯電話、コンピュータの需要増
大に伴って二次電池の需要が増大しており、今後も特に
リチウム二次電池の市場拡大が期待されている。このリ
チウム二次電池は、その正極にＣｏ、Ｎｉ、Ｍｎ等の有
価金属を含む金属酸化物を使用しており、使用済みとな
ったリチウム二次電池からこれらの有価金属を回収して
リサイクルすることは、資源の有効活用の観点から極め
て重要となっている。
大に伴って二次電池の需要が増大しており、今後も特に
リチウム二次電池の市場拡大が期待されている。このリ
チウム二次電池は、その正極にＣｏ、Ｎｉ、Ｍｎ等の有
価金属を含む金属酸化物を使用しており、使用済みとな
ったリチウム二次電池からこれらの有価金属を回収して
リサイクルすることは、資源の有効活用の観点から極め
て重要となっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このリ
チウム二次電池はその製造過程においてもＣｏ、Ｎｉ、
Ｍｎ等の有価金属を含む金属酸化物からなる副産物（欠
陥品等）を大量に発生する。また、今後リチウム二次電
池のみならずＮａ、Ｋ等のアルカリ金属を使用した二次
電池の開発も期待される。本発明はかかる事情に鑑みて
なされたもので、特に二次電池の製造過程で発生するア
ルカリ金属を含む金属酸化物から効率よく有価金属を回
収するアルカリ金属を含む金属酸化物からの有価金属の
回収方法を提供することを目的とする。
チウム二次電池はその製造過程においてもＣｏ、Ｎｉ、
Ｍｎ等の有価金属を含む金属酸化物からなる副産物（欠
陥品等）を大量に発生する。また、今後リチウム二次電
池のみならずＮａ、Ｋ等のアルカリ金属を使用した二次
電池の開発も期待される。本発明はかかる事情に鑑みて
なされたもので、特に二次電池の製造過程で発生するア
ルカリ金属を含む金属酸化物から効率よく有価金属を回
収するアルカリ金属を含む金属酸化物からの有価金属の
回収方法を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】前記目的に沿う第１の発
明に係るアルカリ金属を含む金属酸化物からの有価金属
の回収方法においては、二次電池の製造過程で発生する
アルカリ金属を含む金属酸化物に、還元剤及び造滓剤を
加えて溶融し、還元されて沈降する有価金属を回収して
いる。
明に係るアルカリ金属を含む金属酸化物からの有価金属
の回収方法においては、二次電池の製造過程で発生する
アルカリ金属を含む金属酸化物に、還元剤及び造滓剤を
加えて溶融し、還元されて沈降する有価金属を回収して
いる。
【０００５】一般に、金属酸化物に含まれる有価金属を
回収する方法としては、金属酸化物に還元剤を添加して
溶融し、還元されて沈降した有価金属を回収する方法が
ある。この方法で目的金属（有価金属）を効率よく回収
するためには、スラグの塩基度を高く保持する（ＣａＯ
／ＳｉＯ2 ≧１．５）必要があると共に、スラグ中で還
元される有価金属が容易に沈降できるようにスラグに高
い流動性をもたせることが必要である。しかしながら、
塩基度を高く保持するためには、融点の高いＣａＯの量
が必然的に増加してスラグの融点が上昇し（約１９４０
度）、結果としてスラグの流動性が低下することとな
る。
回収する方法としては、金属酸化物に還元剤を添加して
溶融し、還元されて沈降した有価金属を回収する方法が
ある。この方法で目的金属（有価金属）を効率よく回収
するためには、スラグの塩基度を高く保持する（ＣａＯ
／ＳｉＯ2 ≧１．５）必要があると共に、スラグ中で還
元される有価金属が容易に沈降できるようにスラグに高
い流動性をもたせることが必要である。しかしながら、
塩基度を高く保持するためには、融点の高いＣａＯの量
が必然的に増加してスラグの融点が上昇し（約１９４０
度）、結果としてスラグの流動性が低下することとな
る。
【０００６】そこで、第１の発明に係るアルカリ金属を
含む金属酸化物からの有価金属の回収方法においては、
融点の低いアルカリ金属を含む金属酸化物に還元剤及び
造滓剤を加えて溶融することによりスラグの融点を降下
させることを可能としている。よって、融点の高いＣａ
Ｏを添加してもスラグが高い流動性を保持できるように
なる。即ち、ＣａＯを添加して高い塩基度を保持しつ
つ、高い流動性を有したスラグの生成が可能となって、
効率よく有価金属を回収することが可能となる。
含む金属酸化物からの有価金属の回収方法においては、
融点の低いアルカリ金属を含む金属酸化物に還元剤及び
造滓剤を加えて溶融することによりスラグの融点を降下
させることを可能としている。よって、融点の高いＣａ
Ｏを添加してもスラグが高い流動性を保持できるように
なる。即ち、ＣａＯを添加して高い塩基度を保持しつ
つ、高い流動性を有したスラグの生成が可能となって、
効率よく有価金属を回収することが可能となる。
【０００７】ここで、前記アルカリ金属を含む金属酸化
物は、Ｌｉn Ｃｏm Ｏx 、Ｎａn Ｃｏ m Ｏx 、Ｋn Ｃｏ
m Ｏx 、Ｌｉn Ｆｅm Ｏx 、Ｎａn Ｆｅm Ｏx 、Ｋn Ｆ
ｅm Ｏ x 、Ｌｉn Ｎｉm Ｏx 、Ｎａn Ｎｉm Ｏx 、Ｋn
Ｎｉm Ｏx 、Ｌｉn Ｍｎm Ｏx、Ｎａn Ｍｎm Ｏx 、Ｋn
Ｍｎm Ｏx のいずれか１又は２以上を含有することが
望ましい。これらのアルカリ金属を含む金属酸化物に
は、Ｃｏ、Ｎｉ等の有価金属が含まれており、これらの
回収が可能となる。なお、ｎ、ｍ、ｘは、組成として考
えられるあらゆる正の整数を示す。また、前記還元剤
は、ＦｅＳｉ、Ｓｉ、ＣａＳｉ、ＳｉＣのいずれか１又
は２以上を含有することが望ましい。還元剤としてＳｉ
を使用するので、これが酸化されてＳｉＯ2 となり、塩
基度に関係するＳｉＯ2 を別途投入する必要はない。ま
た、Ｓｉを使用した還元反応は発熱反応であるため、熱
源となり必要エネルギーを低減することができる。そし
て、前記造滓剤は、ＣａＯ、Ｃａ（ＯＨ）2 、ＣａＣＯ
3 のいずれか１又は２以上を含有することが望ましい。
これにより、高い塩基度を保持することが可能となっ
て、還元を促進することができる。また、この造滓剤
は、酸素を遮断して有価金属の酸化を防止する。
物は、Ｌｉn Ｃｏm Ｏx 、Ｎａn Ｃｏ m Ｏx 、Ｋn Ｃｏ
m Ｏx 、Ｌｉn Ｆｅm Ｏx 、Ｎａn Ｆｅm Ｏx 、Ｋn Ｆ
ｅm Ｏ x 、Ｌｉn Ｎｉm Ｏx 、Ｎａn Ｎｉm Ｏx 、Ｋn
Ｎｉm Ｏx 、Ｌｉn Ｍｎm Ｏx、Ｎａn Ｍｎm Ｏx 、Ｋn
Ｍｎm Ｏx のいずれか１又は２以上を含有することが
望ましい。これらのアルカリ金属を含む金属酸化物に
は、Ｃｏ、Ｎｉ等の有価金属が含まれており、これらの
回収が可能となる。なお、ｎ、ｍ、ｘは、組成として考
えられるあらゆる正の整数を示す。また、前記還元剤
は、ＦｅＳｉ、Ｓｉ、ＣａＳｉ、ＳｉＣのいずれか１又
は２以上を含有することが望ましい。還元剤としてＳｉ
を使用するので、これが酸化されてＳｉＯ2 となり、塩
基度に関係するＳｉＯ2 を別途投入する必要はない。ま
た、Ｓｉを使用した還元反応は発熱反応であるため、熱
源となり必要エネルギーを低減することができる。そし
て、前記造滓剤は、ＣａＯ、Ｃａ（ＯＨ）2 、ＣａＣＯ
3 のいずれか１又は２以上を含有することが望ましい。
これにより、高い塩基度を保持することが可能となっ
て、還元を促進することができる。また、この造滓剤
は、酸素を遮断して有価金属の酸化を防止する。
【０００８】第２の発明に係るアルカリ金属を含む金属
酸化物からの有価金属の回収方法においては、鉄材、ア
ルカリ金属を含む金属酸化物、還元剤、及び造滓剤を炉
内に投入して溶融し、還元されて沈降する有価金属を鉄
合金として回収する。第２の発明に係るアルカリ金属を
含む金属酸化物からの有価金属の回収方法においては、
融点の低いアルカリ金属を含む金属酸化物を炉内に投入
して溶融するのでスラグの融点を低下させることができ
る。よって、融点の高いＣａＯを添加してもスラグが高
い流動性を保持できるようになって、高い塩基度を有す
ると共に高い流動性を有したスラグの生成が可能とな
る。また、鉄材を投入することで還元性を向上させるこ
とができる。そして、還元剤として純金属のＳｉを使用
せずＦｅＳｉを使用した場合にもＦｅは余分な成分とな
らないのでＦｅを取り除く処理を省略することができ
る。
酸化物からの有価金属の回収方法においては、鉄材、ア
ルカリ金属を含む金属酸化物、還元剤、及び造滓剤を炉
内に投入して溶融し、還元されて沈降する有価金属を鉄
合金として回収する。第２の発明に係るアルカリ金属を
含む金属酸化物からの有価金属の回収方法においては、
融点の低いアルカリ金属を含む金属酸化物を炉内に投入
して溶融するのでスラグの融点を低下させることができ
る。よって、融点の高いＣａＯを添加してもスラグが高
い流動性を保持できるようになって、高い塩基度を有す
ると共に高い流動性を有したスラグの生成が可能とな
る。また、鉄材を投入することで還元性を向上させるこ
とができる。そして、還元剤として純金属のＳｉを使用
せずＦｅＳｉを使用した場合にもＦｅは余分な成分とな
らないのでＦｅを取り除く処理を省略することができ
る。
【０００９】ここで、前記アルカリ金属を含む金属酸化
物は、Ｌｉn Ｃｏm Ｏx 、Ｎａn Ｃｏ m Ｏx 、Ｋn Ｃｏ
m Ｏx 、Ｌｉn Ｆｅm Ｏx 、Ｎａn Ｆｅm Ｏx 、Ｋn Ｆ
ｅm Ｏ x 、Ｌｉn Ｎｉm Ｏx 、Ｎａn Ｎｉm Ｏx 、Ｋn
Ｎｉm Ｏx 、Ｌｉn Ｍｎm Ｏx、Ｎａn Ｍｎm Ｏx 、Ｋn
Ｍｎm Ｏx のいずれか１又は２以上を含有することが
望ましい。これらのアルカリ金属を含む金属酸化物に
は、Ｃｏ、Ｎｉ等の有価金属が含まれており、これらの
回収が可能となる。なお、ｎ、ｍ、ｘについては第１の
発明と同様である。また、前記還元剤は、ＦｅＳｉ、Ｓ
ｉ、ＣａＳｉ、ＳｉＣのいずれか１又は２以上を含有す
ることが望ましい。還元剤としてＳｉを使用するので、
これが酸化されてＳｉＯ2 となり、別途ＳｉＯ2 を投入
する必要はない。また、Ｓｉを使用した還元反応は発熱
反応であるため、熱源となり必要エネルギーを低減する
ことができる。そして、前記造滓剤は、ＣａＯ、Ｃａ
（ＯＨ）2 、ＣａＣＯ3 のいずれか１又は２以上を含有
することが望ましい。これにより、高い塩基度を保持す
ることが可能となって、還元を促進することができる。
また、この造滓剤は、酸素を遮断して有価金属の酸化を
防止する。
物は、Ｌｉn Ｃｏm Ｏx 、Ｎａn Ｃｏ m Ｏx 、Ｋn Ｃｏ
m Ｏx 、Ｌｉn Ｆｅm Ｏx 、Ｎａn Ｆｅm Ｏx 、Ｋn Ｆ
ｅm Ｏ x 、Ｌｉn Ｎｉm Ｏx 、Ｎａn Ｎｉm Ｏx 、Ｋn
Ｎｉm Ｏx 、Ｌｉn Ｍｎm Ｏx、Ｎａn Ｍｎm Ｏx 、Ｋn
Ｍｎm Ｏx のいずれか１又は２以上を含有することが
望ましい。これらのアルカリ金属を含む金属酸化物に
は、Ｃｏ、Ｎｉ等の有価金属が含まれており、これらの
回収が可能となる。なお、ｎ、ｍ、ｘについては第１の
発明と同様である。また、前記還元剤は、ＦｅＳｉ、Ｓ
ｉ、ＣａＳｉ、ＳｉＣのいずれか１又は２以上を含有す
ることが望ましい。還元剤としてＳｉを使用するので、
これが酸化されてＳｉＯ2 となり、別途ＳｉＯ2 を投入
する必要はない。また、Ｓｉを使用した還元反応は発熱
反応であるため、熱源となり必要エネルギーを低減する
ことができる。そして、前記造滓剤は、ＣａＯ、Ｃａ
（ＯＨ）2 、ＣａＣＯ3 のいずれか１又は２以上を含有
することが望ましい。これにより、高い塩基度を保持す
ることが可能となって、還元を促進することができる。
また、この造滓剤は、酸素を遮断して有価金属の酸化を
防止する。
【００１０】
【発明の実施の形態】続いて、添付した図面を参照しつ
つ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発
明の理解に供する。ここに、図１は本発明の一実施の形
態に係るアルカリ金属を含む金属酸化物からの有価金属
の回収方法の工程説明図である。
つ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発
明の理解に供する。ここに、図１は本発明の一実施の形
態に係るアルカリ金属を含む金属酸化物からの有価金属
の回収方法の工程説明図である。
【００１１】本発明の一実施の形態に係るアルカリ金属
を含む金属酸化物からの有価金属の回収方法は、リチウ
ム二次電池の製造過程で発生したアルカリ金属を含む金
属酸化物の一例であるＬｉＣｏＯ2 （Ｌｉ2 Ｏ・Ｃｏ2
Ｏ3 ）からＣｏ（有価金属の一例）をＦｅＣｏとして回
収するものである。以下、説明する。まず、図１に示す
ように、リチウム二次電池の製造過程で副産物として回
収された原料（ＬｉＣｏＯ2 ）のブリケット化を行う
（ステップ１）。このブリケットは、ＬｉＣｏＯ2 対
し、外数で１０重量％の還元剤の一例であるＦｅＳｉを
骨材として配合し、さらにバインダーを加えたものであ
る。これにより、炉内ヘ装入する際の飛散が防止できる
と共に、ＬｉＣｏＯ2 とＦｅＳｉの密着性が増し、還元
が促進される。
を含む金属酸化物からの有価金属の回収方法は、リチウ
ム二次電池の製造過程で発生したアルカリ金属を含む金
属酸化物の一例であるＬｉＣｏＯ2 （Ｌｉ2 Ｏ・Ｃｏ2
Ｏ3 ）からＣｏ（有価金属の一例）をＦｅＣｏとして回
収するものである。以下、説明する。まず、図１に示す
ように、リチウム二次電池の製造過程で副産物として回
収された原料（ＬｉＣｏＯ2 ）のブリケット化を行う
（ステップ１）。このブリケットは、ＬｉＣｏＯ2 対
し、外数で１０重量％の還元剤の一例であるＦｅＳｉを
骨材として配合し、さらにバインダーを加えたものであ
る。これにより、炉内ヘ装入する際の飛散が防止できる
と共に、ＬｉＣｏＯ2 とＦｅＳｉの密着性が増し、還元
が促進される。
【００１２】次に、例えばアーク炉に鉄材（スクラッ
プ）を４．５ｔ程度を装入し、溶融する（ステップ
２）。この鉄材が溶融したアーク炉に、前工程でブリケ
ット化したＬｉＣｏＯ2 １２ｔ程度、ＦｅＳｉ（還元剤
の一例）１．７ｔ程度、及び造滓剤の一例であるＣａＯ
４．１ｔ程度を装入する。このとき、炉内には溶融した
鉄材が存在するので投入物の集塵機への流出を抑制する
ことができる。そして、これらを溶融する（ステップ
３）。その後、更に還元の進行具合を確認しながら還元
剤としてのＦｅＳｉを装入することもできる。そして、
温度１５００〜１６５０℃程度で３０分程度保持する
（ステップ４）。なお、ここで使用する還元剤（ＦｅＳ
ｉ）の総量は、有価金属（Ｃｏ）を十分に還元できる
量、例えば有価金属１当量に対して１〜１．５倍当量と
するのが好ましい。また、造滓剤（ＣａＯ）の量は、Ｓ
ｉの還元によって生じるＳｉＯ2 の量に対応して塩基度
を１．５以上に保持できる量とするのが好ましい。
プ）を４．５ｔ程度を装入し、溶融する（ステップ
２）。この鉄材が溶融したアーク炉に、前工程でブリケ
ット化したＬｉＣｏＯ2 １２ｔ程度、ＦｅＳｉ（還元剤
の一例）１．７ｔ程度、及び造滓剤の一例であるＣａＯ
４．１ｔ程度を装入する。このとき、炉内には溶融した
鉄材が存在するので投入物の集塵機への流出を抑制する
ことができる。そして、これらを溶融する（ステップ
３）。その後、更に還元の進行具合を確認しながら還元
剤としてのＦｅＳｉを装入することもできる。そして、
温度１５００〜１６５０℃程度で３０分程度保持する
（ステップ４）。なお、ここで使用する還元剤（ＦｅＳ
ｉ）の総量は、有価金属（Ｃｏ）を十分に還元できる
量、例えば有価金属１当量に対して１〜１．５倍当量と
するのが好ましい。また、造滓剤（ＣａＯ）の量は、Ｓ
ｉの還元によって生じるＳｉＯ2 の量に対応して塩基度
を１．５以上に保持できる量とするのが好ましい。
【００１３】このとき、スラグ（Ｌｉ2 Ｏ−ＳｉＯ2 −
ＣａＯ系）の融点は、リチウムの揮発（５０％程度）を
考慮したとしても１１００〜１５００℃程度の範囲まで
低下すると考えられる。これは、スラグ中にＬｉ2 Ｏを
含むためである。また、スラグの塩基度も１．５を超え
る１．７〜２．３程度を保持することができる。即ち、
スラグの状態としては高い流動性を有すると共に高い塩
基度を有するものとなる。従って、ＣｏＯ（Ｃｏ2 Ｏ
3 ）の還元は促進され、還元されたＣｏは容易にスラグ
中を沈降する。なお、高い還元性を維持するためには、
溶鋼中（溶融した鉄材中）にＳｉが２％程度存在する状
態で保持することが望ましい。これは、溶鋼中（又は溶
鋼とスラグの界面）でも還元は行われていると考えられ
るからである。また、Ｆｅも還元に寄与していると考え
られ、溶鋼が存在することにより還元性は向上する。
ＣａＯ系）の融点は、リチウムの揮発（５０％程度）を
考慮したとしても１１００〜１５００℃程度の範囲まで
低下すると考えられる。これは、スラグ中にＬｉ2 Ｏを
含むためである。また、スラグの塩基度も１．５を超え
る１．７〜２．３程度を保持することができる。即ち、
スラグの状態としては高い流動性を有すると共に高い塩
基度を有するものとなる。従って、ＣｏＯ（Ｃｏ2 Ｏ
3 ）の還元は促進され、還元されたＣｏは容易にスラグ
中を沈降する。なお、高い還元性を維持するためには、
溶鋼中（溶融した鉄材中）にＳｉが２％程度存在する状
態で保持することが望ましい。これは、溶鋼中（又は溶
鋼とスラグの界面）でも還元は行われていると考えられ
るからである。また、Ｆｅも還元に寄与していると考え
られ、溶鋼が存在することにより還元性は向上する。
【００１４】約３０分後、スラグの分析を行う。このと
き、もしＣｏＯの量が多いならば、ＦｅＳｉを更に追加
してこれを保持し、更に還元を進めることができる。そ
して、ＣｏＯが十分還元されたことを確認してスラグを
排出する（ステップ５）。そして、酸素を吹く等して、
スラグを排出した溶鋼中に残存するＳｉを酸化除去し
（ステップ６）、その後ＦｅＣｏとしてＣｏ（有価金
属）の回収を行う。なお、前記実施の形態においては、
はじめに鉄材を装入し有価金属を鉄合金（ＦｅＣｏ）と
して回収したが、鉄材を装入しなくても前記実施の形態
と同様に実施することにより有価金属（Ｃｏ）を回収す
ることが可能である。なお、このときには還元剤として
他の金属を含有していないもの、例えばＳｉ等を使用し
て、純Ｃｏとして回収することが望ましい。
き、もしＣｏＯの量が多いならば、ＦｅＳｉを更に追加
してこれを保持し、更に還元を進めることができる。そ
して、ＣｏＯが十分還元されたことを確認してスラグを
排出する（ステップ５）。そして、酸素を吹く等して、
スラグを排出した溶鋼中に残存するＳｉを酸化除去し
（ステップ６）、その後ＦｅＣｏとしてＣｏ（有価金
属）の回収を行う。なお、前記実施の形態においては、
はじめに鉄材を装入し有価金属を鉄合金（ＦｅＣｏ）と
して回収したが、鉄材を装入しなくても前記実施の形態
と同様に実施することにより有価金属（Ｃｏ）を回収す
ることが可能である。なお、このときには還元剤として
他の金属を含有していないもの、例えばＳｉ等を使用し
て、純Ｃｏとして回収することが望ましい。
【００１５】
【実施例】次に本発明の実施例を示す。原料として、鉄
材（スクラップ）、リチウム二次電池の製造過程で副生
物として発生したアルカリ金属を含む金属酸化物（Ｌｉ
ＣｏＯ2 ）、還元剤（ＦｅＳｉ）、及び造滓剤（Ｃａ
Ｏ）を使用して前記実施の形態と同様にしてＣｏのＦｅ
Ｃｏとしての回収実験を行った。なお、予め、炉に投入
するＦｅ、Ｃｏの量を分析等により把握した。その結果
を表１に示す。
材（スクラップ）、リチウム二次電池の製造過程で副生
物として発生したアルカリ金属を含む金属酸化物（Ｌｉ
ＣｏＯ2 ）、還元剤（ＦｅＳｉ）、及び造滓剤（Ｃａ
Ｏ）を使用して前記実施の形態と同様にしてＣｏのＦｅ
Ｃｏとしての回収実験を行った。なお、予め、炉に投入
するＦｅ、Ｃｏの量を分析等により把握した。その結果
を表１に示す。
【００１６】
【表１】
【００１７】表１に示すように、リチウム二次電池の製
造過程で副生物として発生したＬｉＣｏＯ2 に含まれる
有価金属であるＣｏを約９７．４％回収することができ
ることが分かる。
造過程で副生物として発生したＬｉＣｏＯ2 に含まれる
有価金属であるＣｏを約９７．４％回収することができ
ることが分かる。
【００１８】以上、本発明を一実施の形態を参照して説
明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載
の構成に限定されるものでなく、特許請求の範囲に記載
されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形
態や変形例も含むものである。例えば、二次電池として
は、Ｌｉを使用したものを用いたが、Ｎａ、Ｋ等を使用
した二次電池であってもよい。また、還元剤としては、
ＦｅＳｉを用いたが、Ｓｉ、ＣａＳｉ、ＳｉＣ、Ｃ等の
１又は２以上を使用することができる。そして、造滓剤
としてはＣａＯを用いたが、Ｃａ（ＯＨ)2、ＣａＣＯ3
等の１又は２以上を使用することができ、その他溶融温
度でＣａＯを生成するものであれば他のカリシウム化合
物を使用することもできる。また、アルカリ金属を含む
金属酸化物は、Ｌｉn Ｃｏm Ｏx 、Ｎａn Ｃｏm Ｏx 、
Ｋn Ｃｏm Ｏx 、Ｌｉn Ｆｅm Ｏx、Ｎａn Ｆｅm Ｏ
x 、Ｋn Ｆｅm Ｏx 、Ｌｉn Ｎｉm Ｏx 、Ｎａn Ｎｉm
Ｏx 、Ｋn Ｎｉm Ｏx 、Ｌｉn Ｍｎm Ｏx 、Ｎａn Ｍｎ
m Ｏx 、Ｋn Ｍｎm Ｏx のいずれか１又は２以上を含有
しているものを使用することができる。
明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載
の構成に限定されるものでなく、特許請求の範囲に記載
されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形
態や変形例も含むものである。例えば、二次電池として
は、Ｌｉを使用したものを用いたが、Ｎａ、Ｋ等を使用
した二次電池であってもよい。また、還元剤としては、
ＦｅＳｉを用いたが、Ｓｉ、ＣａＳｉ、ＳｉＣ、Ｃ等の
１又は２以上を使用することができる。そして、造滓剤
としてはＣａＯを用いたが、Ｃａ（ＯＨ)2、ＣａＣＯ3
等の１又は２以上を使用することができ、その他溶融温
度でＣａＯを生成するものであれば他のカリシウム化合
物を使用することもできる。また、アルカリ金属を含む
金属酸化物は、Ｌｉn Ｃｏm Ｏx 、Ｎａn Ｃｏm Ｏx 、
Ｋn Ｃｏm Ｏx 、Ｌｉn Ｆｅm Ｏx、Ｎａn Ｆｅm Ｏ
x 、Ｋn Ｆｅm Ｏx 、Ｌｉn Ｎｉm Ｏx 、Ｎａn Ｎｉm
Ｏx 、Ｋn Ｎｉm Ｏx 、Ｌｉn Ｍｎm Ｏx 、Ｎａn Ｍｎ
m Ｏx 、Ｋn Ｍｎm Ｏx のいずれか１又は２以上を含有
しているものを使用することができる。
【００１９】
【発明の効果】請求項１及びこれに従属する請求項３〜
５記載のアルカリ金属を含む金属酸化物からの有価金属
の回収方法においては、融点の低いアルカリ金属を含む
金属酸化物に還元剤及び造滓剤を加えて溶融するので高
い塩基度を有すると共に高い流動性を有したスラグの生
成が可能となって、二次電池の製造過程で大量に発生す
るアルカリ金属を含む金属酸化物から有価金属を効率良
く回収することができる。請求項２及びこれに従属する
請求項３〜５記載のアルカリ金属を含む金属酸化物から
の有価金属の回収方法においては、アルカリ金属を含む
金属酸化物を使用しているので、スラグの融点を降下さ
せることができ、また、融点の高いＣａＯを添加しても
スラグが高い流動性を保持できる。したがって、高い塩
基度を有すると共に高い流動性を有したスラグの生成が
可能となる。そして、鉄材が投入されることにより還元
性が増し、より効率良く有価金属を鉄合金として回収す
ることが可能となる。
５記載のアルカリ金属を含む金属酸化物からの有価金属
の回収方法においては、融点の低いアルカリ金属を含む
金属酸化物に還元剤及び造滓剤を加えて溶融するので高
い塩基度を有すると共に高い流動性を有したスラグの生
成が可能となって、二次電池の製造過程で大量に発生す
るアルカリ金属を含む金属酸化物から有価金属を効率良
く回収することができる。請求項２及びこれに従属する
請求項３〜５記載のアルカリ金属を含む金属酸化物から
の有価金属の回収方法においては、アルカリ金属を含む
金属酸化物を使用しているので、スラグの融点を降下さ
せることができ、また、融点の高いＣａＯを添加しても
スラグが高い流動性を保持できる。したがって、高い塩
基度を有すると共に高い流動性を有したスラグの生成が
可能となる。そして、鉄材が投入されることにより還元
性が増し、より効率良く有価金属を鉄合金として回収す
ることが可能となる。
【００２０】請求項３記載のアルカリ金属を含む金属酸
化物からの有価金属の回収方法においては、アルカリ金
属を含む金属酸化物は、Ｌｉn Ｃｏm Ｏx 、Ｎａn Ｃｏ
m Ｏx、Ｋn Ｃｏm Ｏx 、Ｌｉn Ｆｅm Ｏx 、Ｎａn Ｆ
ｅm Ｏx 、Ｋn Ｆｅm Ｏx 、Ｌｉn Ｎｉm Ｏx 、Ｎａn
Ｎｉm Ｏx 、Ｋn Ｎｉm Ｏx 、Ｌｉn Ｍｎm Ｏx 、Ｎａ
n Ｍｎm Ｏx 、Ｋn Ｍｎm Ｏx のいずれか１又は２以上
を含有しているので、これらにはＣｏ、Ｎｉ等の有価金
属が含まれており、これらの回収が可能となる。請求項
４記載のアルカリ金属を含む金属酸化物からの有価金属
の回収方法においては、還元剤は、ＦｅＳｉ、Ｓｉ、Ｃ
ａＳｉ、ＳｉＣのいずれか１又は２以上を含有するの
で、これらが酸化されてＳｉＯ2 を生成し、別途ＳｉＯ
2 を投入する工程を省略することができる。また、Ｓｉ
を使用した還元反応は発熱反応であるため、熱源となり
必要エネルギーを低減することができる。請求項５記載
のアルカリ金属を含む金属酸化物からの有価金属の回収
方法においては、造滓剤は、ＣａＯ、Ｃａ（ＯＨ）2 、
ＣａＣＯ3 のいずれか１又は２以上を含有するので、高
い塩基度を保持することが可能となって、還元を促進す
ることが可能となる。
化物からの有価金属の回収方法においては、アルカリ金
属を含む金属酸化物は、Ｌｉn Ｃｏm Ｏx 、Ｎａn Ｃｏ
m Ｏx、Ｋn Ｃｏm Ｏx 、Ｌｉn Ｆｅm Ｏx 、Ｎａn Ｆ
ｅm Ｏx 、Ｋn Ｆｅm Ｏx 、Ｌｉn Ｎｉm Ｏx 、Ｎａn
Ｎｉm Ｏx 、Ｋn Ｎｉm Ｏx 、Ｌｉn Ｍｎm Ｏx 、Ｎａ
n Ｍｎm Ｏx 、Ｋn Ｍｎm Ｏx のいずれか１又は２以上
を含有しているので、これらにはＣｏ、Ｎｉ等の有価金
属が含まれており、これらの回収が可能となる。請求項
４記載のアルカリ金属を含む金属酸化物からの有価金属
の回収方法においては、還元剤は、ＦｅＳｉ、Ｓｉ、Ｃ
ａＳｉ、ＳｉＣのいずれか１又は２以上を含有するの
で、これらが酸化されてＳｉＯ2 を生成し、別途ＳｉＯ
2 を投入する工程を省略することができる。また、Ｓｉ
を使用した還元反応は発熱反応であるため、熱源となり
必要エネルギーを低減することができる。請求項５記載
のアルカリ金属を含む金属酸化物からの有価金属の回収
方法においては、造滓剤は、ＣａＯ、Ｃａ（ＯＨ）2 、
ＣａＣＯ3 のいずれか１又は２以上を含有するので、高
い塩基度を保持することが可能となって、還元を促進す
ることが可能となる。
【図１】本発明の一実施の形態に係るアルカリ金属を含
む金属酸化物からの有価金属の回収方法の工程説明図で
ある。
む金属酸化物からの有価金属の回収方法の工程説明図で
ある。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１１年１２月２４日（１９９９．１２．
２４）
２４）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 アルカリ金属を含む金属酸化物からの
有価金属の回収方法
有価金属の回収方法
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば二次電池の
製造過程において発生するアルカリ金属を含有した金属
酸化物から有価金属を回収する方法に関する。
製造過程において発生するアルカリ金属を含有した金属
酸化物から有価金属を回収する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、携帯電話、コンピュータの需要増
大に伴って二次電池の需要が増大しており、今後も特に
リチウム二次電池の市場拡大が期待されている。このリ
チウム二次電池は、その正極にＣｏ、Ｎｉ、Ｍｎ等の有
価金属を含む金属酸化物を使用しており、使用済みとな
ったリチウム二次電池からこれらの有価金属を回収して
リサイクルすることは、資源の有効活用の観点から極め
て重要となっている。
大に伴って二次電池の需要が増大しており、今後も特に
リチウム二次電池の市場拡大が期待されている。このリ
チウム二次電池は、その正極にＣｏ、Ｎｉ、Ｍｎ等の有
価金属を含む金属酸化物を使用しており、使用済みとな
ったリチウム二次電池からこれらの有価金属を回収して
リサイクルすることは、資源の有効活用の観点から極め
て重要となっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このリ
チウム二次電池はその製造過程においてもＣｏ、Ｎｉ、
Ｍｎ等の有価金属を含む金属酸化物からなる副産物（欠
陥品等）を大量に発生する。また、今後リチウム二次電
池のみならずＮａ、Ｋ等のアルカリ金属を使用した二次
電池の開発も期待される。本発明はかかる事情に鑑みて
なされたもので、特に二次電池の製造過程で発生するア
ルカリ金属を含む金属酸化物から効率よく有価金属を回
収するアルカリ金属を含む金属酸化物からの有価金属の
回収方法を提供することを目的とする。
チウム二次電池はその製造過程においてもＣｏ、Ｎｉ、
Ｍｎ等の有価金属を含む金属酸化物からなる副産物（欠
陥品等）を大量に発生する。また、今後リチウム二次電
池のみならずＮａ、Ｋ等のアルカリ金属を使用した二次
電池の開発も期待される。本発明はかかる事情に鑑みて
なされたもので、特に二次電池の製造過程で発生するア
ルカリ金属を含む金属酸化物から効率よく有価金属を回
収するアルカリ金属を含む金属酸化物からの有価金属の
回収方法を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】前記目的に沿う第１の発
明に係るアルカリ金属を含む金属酸化物からの有価金属
の回収方法においては、二次電池の製造過程で発生する
アルカリ金属を含む金属酸化物に、還元剤及び造滓剤を
加えて溶融し、還元されて沈降する有価金属を回収して
いる。
明に係るアルカリ金属を含む金属酸化物からの有価金属
の回収方法においては、二次電池の製造過程で発生する
アルカリ金属を含む金属酸化物に、還元剤及び造滓剤を
加えて溶融し、還元されて沈降する有価金属を回収して
いる。
【０００５】一般に、金属酸化物に含まれる有価金属を
回収する方法としては、金属酸化物に還元剤を添加して
溶融し、還元されて沈降した有価金属を回収する方法が
ある。この方法で目的金属（有価金属）を効率よく回収
するためには、スラグの塩基度を高く保持する（ＣａＯ
／ＳｉＯ2 ≧１．５）必要があると共に、スラグ中で還
元される有価金属が容易に沈降できるようにスラグに高
い流動性をもたせることが必要である。しかしながら、
塩基度を高く保持するためには、融点の高いＣａＯの量
が必然的に増加してスラグの融点が上昇し（約１９４０
度）、結果としてスラグの流動性が低下することとな
る。
回収する方法としては、金属酸化物に還元剤を添加して
溶融し、還元されて沈降した有価金属を回収する方法が
ある。この方法で目的金属（有価金属）を効率よく回収
するためには、スラグの塩基度を高く保持する（ＣａＯ
／ＳｉＯ2 ≧１．５）必要があると共に、スラグ中で還
元される有価金属が容易に沈降できるようにスラグに高
い流動性をもたせることが必要である。しかしながら、
塩基度を高く保持するためには、融点の高いＣａＯの量
が必然的に増加してスラグの融点が上昇し（約１９４０
度）、結果としてスラグの流動性が低下することとな
る。
【０００６】そこで、第１の発明に係るアルカリ金属を
含む金属酸化物からの有価金属の回収方法においては、
融点の低いアルカリ金属を含む金属酸化物に、還元剤及
び造滓剤を加えて溶融することによってスラグの融点を
降下させることを可能としている。よって、融点の高い
ＣａＯを添加しても、スラグが高い流動性を保持できる
ようになる。即ち、ＣａＯを添加して高い塩基度を保持
しつつ、高い流動性を有したスラグの生成が可能となっ
て、効率よく有価金属を回収することが可能となる。
含む金属酸化物からの有価金属の回収方法においては、
融点の低いアルカリ金属を含む金属酸化物に、還元剤及
び造滓剤を加えて溶融することによってスラグの融点を
降下させることを可能としている。よって、融点の高い
ＣａＯを添加しても、スラグが高い流動性を保持できる
ようになる。即ち、ＣａＯを添加して高い塩基度を保持
しつつ、高い流動性を有したスラグの生成が可能となっ
て、効率よく有価金属を回収することが可能となる。
【０００７】ここで、前記アルカリ金属を含む金属酸化
物は、Ｌｉn Ｃｏm Ｏx 、Ｎａn Ｃｏ m Ｏx 、Ｋn Ｃｏ
m Ｏx 、Ｌｉn Ｎｉm Ｏx 、Ｎａn Ｎｉm Ｏx 、Ｋn Ｎ
ｉm Ｏ x 、Ｌｉn Ｍｎm Ｏx 、Ｎａn Ｍｎm Ｏx 、Ｋn
Ｍｎm Ｏx のいずれか１又は２以上を含有することが望
ましい。これらのアルカリ金属を含む金属酸化物には、
Ｃｏ、Ｎｉ等の有価金属が含まれており、これらの回収
が可能となる。なお、ｎ、ｍ、ｘは、組成として考えら
れるあらゆる正の整数を示す。また、前記還元剤は、Ｆ
ｅＳｉ、Ｓｉ、ＣａＳｉ、ＳｉＣのいずれか１又は２以
上を含有することが望ましい。還元剤としてＳｉを使用
するので、これが酸化されてＳｉＯ2 となり、塩基度に
関係するＳｉＯ2 を別途投入する必要はない。また、Ｓ
ｉを使用した還元反応は発熱反応であるため、熱源とな
り必要エネルギーを低減することができる。そして、前
記造滓剤は、ＣａＯ、Ｃａ（ＯＨ）2 、ＣａＣＯ3 のい
ずれか１又は２以上を含有することが望ましい。これに
より、高い塩基度を保持することが可能となって、還元
を促進することができる。また、この造滓剤は、酸素を
遮断して有価金属の酸化を防止する。
物は、Ｌｉn Ｃｏm Ｏx 、Ｎａn Ｃｏ m Ｏx 、Ｋn Ｃｏ
m Ｏx 、Ｌｉn Ｎｉm Ｏx 、Ｎａn Ｎｉm Ｏx 、Ｋn Ｎ
ｉm Ｏ x 、Ｌｉn Ｍｎm Ｏx 、Ｎａn Ｍｎm Ｏx 、Ｋn
Ｍｎm Ｏx のいずれか１又は２以上を含有することが望
ましい。これらのアルカリ金属を含む金属酸化物には、
Ｃｏ、Ｎｉ等の有価金属が含まれており、これらの回収
が可能となる。なお、ｎ、ｍ、ｘは、組成として考えら
れるあらゆる正の整数を示す。また、前記還元剤は、Ｆ
ｅＳｉ、Ｓｉ、ＣａＳｉ、ＳｉＣのいずれか１又は２以
上を含有することが望ましい。還元剤としてＳｉを使用
するので、これが酸化されてＳｉＯ2 となり、塩基度に
関係するＳｉＯ2 を別途投入する必要はない。また、Ｓ
ｉを使用した還元反応は発熱反応であるため、熱源とな
り必要エネルギーを低減することができる。そして、前
記造滓剤は、ＣａＯ、Ｃａ（ＯＨ）2 、ＣａＣＯ3 のい
ずれか１又は２以上を含有することが望ましい。これに
より、高い塩基度を保持することが可能となって、還元
を促進することができる。また、この造滓剤は、酸素を
遮断して有価金属の酸化を防止する。
【０００８】第２の発明に係るアルカリ金属を含む金属
酸化物からの有価金属の回収方法においては、鉄材、ア
ルカリ金属を含む金属酸化物、還元剤、及び造滓剤を炉
内に投入して溶融し、還元されて沈降する有価金属を鉄
合金として回収する。第２の発明に係るアルカリ金属を
含む金属酸化物からの有価金属の回収方法においては、
融点の低いアルカリ金属を含む金属酸化物を炉内に投入
して溶融するのでスラグの融点を低下させることができ
る。よって、融点の高いＣａＯを添加してもスラグが高
い流動性を保持できるようになって、高い塩基度を有す
ると共に高い流動性を有したスラグの生成が可能とな
る。また、鉄材を投入することで還元性を向上させるこ
とができる。そして、還元剤として純金属のＳｉを使用
せずＦｅＳｉを使用した場合にもＦｅは余分な成分とな
らないのでＦｅを取り除く処理を省略することができ
る。
酸化物からの有価金属の回収方法においては、鉄材、ア
ルカリ金属を含む金属酸化物、還元剤、及び造滓剤を炉
内に投入して溶融し、還元されて沈降する有価金属を鉄
合金として回収する。第２の発明に係るアルカリ金属を
含む金属酸化物からの有価金属の回収方法においては、
融点の低いアルカリ金属を含む金属酸化物を炉内に投入
して溶融するのでスラグの融点を低下させることができ
る。よって、融点の高いＣａＯを添加してもスラグが高
い流動性を保持できるようになって、高い塩基度を有す
ると共に高い流動性を有したスラグの生成が可能とな
る。また、鉄材を投入することで還元性を向上させるこ
とができる。そして、還元剤として純金属のＳｉを使用
せずＦｅＳｉを使用した場合にもＦｅは余分な成分とな
らないのでＦｅを取り除く処理を省略することができ
る。
【０００９】ここで、前記アルカリ金属を含む金属酸化
物は、Ｌｉn Ｃｏm Ｏx 、Ｎａn Ｃｏ m Ｏx 、Ｋn Ｃｏ
m Ｏx 、Ｌｉn Ｎｉm Ｏx 、Ｎａn Ｎｉm Ｏx 、Ｋn Ｎ
ｉm Ｏ x 、Ｌｉn Ｍｎm Ｏx 、Ｎａn Ｍｎm Ｏx 、Ｋn
Ｍｎm Ｏx のいずれか１又は２以上を含有することが望
ましい。これらのアルカリ金属を含む金属酸化物には、
Ｃｏ、Ｎｉ等の有価金属が含まれており、これらの回収
が可能となる。なお、ｎ、ｍ、ｘについては第１の発明
と同様である。また、前記還元剤は、ＦｅＳｉ、Ｓｉ、
ＣａＳｉ、ＳｉＣのいずれか１又は２以上を含有するこ
とが望ましい。還元剤としてＳｉを使用するので、これ
が酸化されてＳｉＯ2 となり、別途ＳｉＯ2 を投入する
必要はない。また、Ｓｉを使用した還元反応は発熱反応
であるため、熱源となり必要エネルギーを低減すること
ができる。そして、前記造滓剤は、ＣａＯ、Ｃａ（Ｏ
Ｈ）2 、ＣａＣＯ3 のいずれか１又は２以上を含有する
ことが望ましい。これにより、高い塩基度を保持するこ
とが可能となって、還元を促進することができる。ま
た、この造滓剤は、酸素を遮断して有価金属の酸化を防
止する。
物は、Ｌｉn Ｃｏm Ｏx 、Ｎａn Ｃｏ m Ｏx 、Ｋn Ｃｏ
m Ｏx 、Ｌｉn Ｎｉm Ｏx 、Ｎａn Ｎｉm Ｏx 、Ｋn Ｎ
ｉm Ｏ x 、Ｌｉn Ｍｎm Ｏx 、Ｎａn Ｍｎm Ｏx 、Ｋn
Ｍｎm Ｏx のいずれか１又は２以上を含有することが望
ましい。これらのアルカリ金属を含む金属酸化物には、
Ｃｏ、Ｎｉ等の有価金属が含まれており、これらの回収
が可能となる。なお、ｎ、ｍ、ｘについては第１の発明
と同様である。また、前記還元剤は、ＦｅＳｉ、Ｓｉ、
ＣａＳｉ、ＳｉＣのいずれか１又は２以上を含有するこ
とが望ましい。還元剤としてＳｉを使用するので、これ
が酸化されてＳｉＯ2 となり、別途ＳｉＯ2 を投入する
必要はない。また、Ｓｉを使用した還元反応は発熱反応
であるため、熱源となり必要エネルギーを低減すること
ができる。そして、前記造滓剤は、ＣａＯ、Ｃａ（Ｏ
Ｈ）2 、ＣａＣＯ3 のいずれか１又は２以上を含有する
ことが望ましい。これにより、高い塩基度を保持するこ
とが可能となって、還元を促進することができる。ま
た、この造滓剤は、酸素を遮断して有価金属の酸化を防
止する。
【００１０】
【発明の実施の形態】続いて、添付した図面を参照しつ
つ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発
明の理解に供する。ここに、図１は本発明の一実施の形
態に係るアルカリ金属を含む金属酸化物からの有価金属
の回収方法の工程説明図である。
つ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発
明の理解に供する。ここに、図１は本発明の一実施の形
態に係るアルカリ金属を含む金属酸化物からの有価金属
の回収方法の工程説明図である。
【００１１】本発明の一実施の形態に係るアルカリ金属
を含む金属酸化物からの有価金属の回収方法は、リチウ
ム二次電池の製造過程で発生したアルカリ金属を含む金
属酸化物の一例であるＬｉＣｏＯ2 （Ｌｉ2 Ｏ・Ｃｏ2
Ｏ3 ）からＣｏ（有価金属の一例）をＦｅＣｏとして回
収するものである。以下、説明する。まず、図１に示す
ように、リチウム二次電池の製造過程で副産物として回
収された原料（ＬｉＣｏＯ2 ）のブリケット化を行う
（ステップ１）。このブリケットは、ＬｉＣｏＯ2 対
し、外数で１０重量％の還元剤の一例であるＦｅＳｉを
骨材として配合し、さらにバインダーを加えたものであ
る。これにより、炉内ヘ装入する際の飛散が防止できる
と共に、ＬｉＣｏＯ2 とＦｅＳｉの密着性が増し、還元
が促進される。
を含む金属酸化物からの有価金属の回収方法は、リチウ
ム二次電池の製造過程で発生したアルカリ金属を含む金
属酸化物の一例であるＬｉＣｏＯ2 （Ｌｉ2 Ｏ・Ｃｏ2
Ｏ3 ）からＣｏ（有価金属の一例）をＦｅＣｏとして回
収するものである。以下、説明する。まず、図１に示す
ように、リチウム二次電池の製造過程で副産物として回
収された原料（ＬｉＣｏＯ2 ）のブリケット化を行う
（ステップ１）。このブリケットは、ＬｉＣｏＯ2 対
し、外数で１０重量％の還元剤の一例であるＦｅＳｉを
骨材として配合し、さらにバインダーを加えたものであ
る。これにより、炉内ヘ装入する際の飛散が防止できる
と共に、ＬｉＣｏＯ2 とＦｅＳｉの密着性が増し、還元
が促進される。
【００１２】次に、例えばアーク炉に鉄材（スクラッ
プ）を４．５ｔ程度を装入し、溶融する（ステップ
２）。この鉄材が溶融したアーク炉に、前工程でブリケ
ット化したＬｉＣｏＯ2 １２ｔ程度、ＦｅＳｉ（還元剤
の一例）１．７ｔ程度、及び造滓剤の一例であるＣａＯ
４．１ｔ程度を装入する。このとき、炉内には溶融した
鉄材が存在するので投入物の集塵機への流出を抑制する
ことができる。そして、これらを溶融する（ステップ
３）。その後、更に還元の進行具合を確認しながら還元
剤としてのＦｅＳｉを装入することもできる。そして、
温度１５００〜１６５０℃程度で３０分程度保持する
（ステップ４）。なお、ここで使用する還元剤（ＦｅＳ
ｉ）の総量は、有価金属（Ｃｏ）を十分に還元できる
量、例えば有価金属１当量に対して１〜１．５倍当量と
するのが好ましい。また、造滓剤（ＣａＯ）の量は、Ｓ
ｉの還元によって生じるＳｉＯ2 の量に対応して塩基度
を１．５以上に保持できる量とするのが好ましい。
プ）を４．５ｔ程度を装入し、溶融する（ステップ
２）。この鉄材が溶融したアーク炉に、前工程でブリケ
ット化したＬｉＣｏＯ2 １２ｔ程度、ＦｅＳｉ（還元剤
の一例）１．７ｔ程度、及び造滓剤の一例であるＣａＯ
４．１ｔ程度を装入する。このとき、炉内には溶融した
鉄材が存在するので投入物の集塵機への流出を抑制する
ことができる。そして、これらを溶融する（ステップ
３）。その後、更に還元の進行具合を確認しながら還元
剤としてのＦｅＳｉを装入することもできる。そして、
温度１５００〜１６５０℃程度で３０分程度保持する
（ステップ４）。なお、ここで使用する還元剤（ＦｅＳ
ｉ）の総量は、有価金属（Ｃｏ）を十分に還元できる
量、例えば有価金属１当量に対して１〜１．５倍当量と
するのが好ましい。また、造滓剤（ＣａＯ）の量は、Ｓ
ｉの還元によって生じるＳｉＯ2 の量に対応して塩基度
を１．５以上に保持できる量とするのが好ましい。
【００１３】このとき、スラグ（Ｌｉ2 Ｏ−ＳｉＯ2 −
ＣａＯ系）の融点は、リチウムの揮発（５０％程度）を
考慮したとしても１１００〜１５００℃程度の範囲まで
低下すると考えられる。これは、スラグ中にＬｉ2 Ｏを
含むためである。また、スラグの塩基度も１．５を超え
る１．７〜２．３程度を保持することができる。即ち、
スラグの状態としては高い流動性を有すると共に高い塩
基度を有するものとなる。従って、ＣｏＯ（Ｃｏ2 Ｏ
3 ）の還元は促進され、還元されたＣｏは容易にスラグ
中を沈降する。なお、高い還元性を維持するためには、
溶鋼中（溶融した鉄材中）にＳｉが２％程度存在する状
態で保持することが望ましい。これは、溶鋼中（又は溶
鋼とスラグの界面）でも還元は行われていると考えられ
るからである。また、Ｆｅも還元に寄与していると考え
られ、溶鋼が存在することにより還元性は向上する。
ＣａＯ系）の融点は、リチウムの揮発（５０％程度）を
考慮したとしても１１００〜１５００℃程度の範囲まで
低下すると考えられる。これは、スラグ中にＬｉ2 Ｏを
含むためである。また、スラグの塩基度も１．５を超え
る１．７〜２．３程度を保持することができる。即ち、
スラグの状態としては高い流動性を有すると共に高い塩
基度を有するものとなる。従って、ＣｏＯ（Ｃｏ2 Ｏ
3 ）の還元は促進され、還元されたＣｏは容易にスラグ
中を沈降する。なお、高い還元性を維持するためには、
溶鋼中（溶融した鉄材中）にＳｉが２％程度存在する状
態で保持することが望ましい。これは、溶鋼中（又は溶
鋼とスラグの界面）でも還元は行われていると考えられ
るからである。また、Ｆｅも還元に寄与していると考え
られ、溶鋼が存在することにより還元性は向上する。
【００１４】約３０分後、スラグの分析を行う。このと
き、もしＣｏＯの量が多いならば、ＦｅＳｉを更に追加
してこれを保持し、更に還元を進めることができる。そ
して、ＣｏＯが十分還元されたことを確認してスラグを
排出する（ステップ５）。そして、酸素を吹く等して、
スラグを排出した溶鋼中に残存するＳｉを酸化除去し
（ステップ６）、その後ＦｅＣｏとしてＣｏ（有価金
属）の回収を行う。なお、前記実施の形態においては、
はじめに鉄材を装入し有価金属を鉄合金（ＦｅＣｏ）と
して回収したが、鉄材を装入しなくても前記実施の形態
と同様に実施することにより有価金属（Ｃｏ）を回収す
ることが可能である。なお、このときには還元剤として
他の金属を含有していないもの、例えばＳｉ等を使用し
て、純Ｃｏとして回収することが望ましい。
き、もしＣｏＯの量が多いならば、ＦｅＳｉを更に追加
してこれを保持し、更に還元を進めることができる。そ
して、ＣｏＯが十分還元されたことを確認してスラグを
排出する（ステップ５）。そして、酸素を吹く等して、
スラグを排出した溶鋼中に残存するＳｉを酸化除去し
（ステップ６）、その後ＦｅＣｏとしてＣｏ（有価金
属）の回収を行う。なお、前記実施の形態においては、
はじめに鉄材を装入し有価金属を鉄合金（ＦｅＣｏ）と
して回収したが、鉄材を装入しなくても前記実施の形態
と同様に実施することにより有価金属（Ｃｏ）を回収す
ることが可能である。なお、このときには還元剤として
他の金属を含有していないもの、例えばＳｉ等を使用し
て、純Ｃｏとして回収することが望ましい。
【００１５】
【実施例】次に本発明の実施例を示す。原料として、鉄
材（スクラップ）、リチウム二次電池の製造過程で副生
物として発生したアルカリ金属を含む金属酸化物（Ｌｉ
ＣｏＯ2 ）、還元剤（ＦｅＳｉ）、及び造滓剤（Ｃａ
Ｏ）を使用して前記実施の形態と同様にしてＣｏのＦｅ
Ｃｏとしての回収実験を行った。なお、予め、炉に投入
するＦｅ、Ｃｏの量を分析等により把握した。その結果
を表１に示す。
材（スクラップ）、リチウム二次電池の製造過程で副生
物として発生したアルカリ金属を含む金属酸化物（Ｌｉ
ＣｏＯ2 ）、還元剤（ＦｅＳｉ）、及び造滓剤（Ｃａ
Ｏ）を使用して前記実施の形態と同様にしてＣｏのＦｅ
Ｃｏとしての回収実験を行った。なお、予め、炉に投入
するＦｅ、Ｃｏの量を分析等により把握した。その結果
を表１に示す。
【００１６】
【表１】
【００１７】表１に示すように、リチウム二次電池の製
造過程で副生物として発生したＬｉＣｏＯ2 に含まれる
有価金属であるＣｏを約９７．４％回収することができ
ることが分かる。
造過程で副生物として発生したＬｉＣｏＯ2 に含まれる
有価金属であるＣｏを約９７．４％回収することができ
ることが分かる。
【００１８】以上、本発明を一実施の形態を参照して説
明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載
の構成に限定されるものでなく、特許請求の範囲に記載
されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形
態や変形例も含むものである。例えば、二次電池として
は、Ｌｉを使用したものを用いたが、Ｎａ、Ｋ等を使用
した二次電池であってもよい。また、還元剤としては、
ＦｅＳｉを用いたが、Ｓｉ、ＣａＳｉ、ＳｉＣ、Ｃ等の
１又は２以上を使用することができる。そして、造滓剤
としてはＣａＯを用いたが、Ｃａ（ＯＨ)2、ＣａＣＯ3
等の１又は２以上を使用することができ、その他溶融温
度でＣａＯを生成するものであれば他のカリシウム化合
物を使用することもできる。また、アルカリ金属を含む
金属酸化物は、Ｌｉn Ｃｏm Ｏx 、Ｎａn Ｃｏm Ｏx 、
Ｋn Ｃｏm Ｏx 、Ｌｉn Ｆｅm Ｏx、Ｎａn Ｆｅm Ｏ
x 、Ｋn Ｆｅm Ｏx 、Ｌｉn Ｎｉm Ｏx 、Ｎａn Ｎｉm
Ｏx 、Ｋn Ｎｉm Ｏx 、Ｌｉn Ｍｎm Ｏx 、Ｎａn Ｍｎ
m Ｏx 、Ｋn Ｍｎm Ｏx のいずれか１又は２以上を含有
しているものを使用することができる。
明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載
の構成に限定されるものでなく、特許請求の範囲に記載
されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形
態や変形例も含むものである。例えば、二次電池として
は、Ｌｉを使用したものを用いたが、Ｎａ、Ｋ等を使用
した二次電池であってもよい。また、還元剤としては、
ＦｅＳｉを用いたが、Ｓｉ、ＣａＳｉ、ＳｉＣ、Ｃ等の
１又は２以上を使用することができる。そして、造滓剤
としてはＣａＯを用いたが、Ｃａ（ＯＨ)2、ＣａＣＯ3
等の１又は２以上を使用することができ、その他溶融温
度でＣａＯを生成するものであれば他のカリシウム化合
物を使用することもできる。また、アルカリ金属を含む
金属酸化物は、Ｌｉn Ｃｏm Ｏx 、Ｎａn Ｃｏm Ｏx 、
Ｋn Ｃｏm Ｏx 、Ｌｉn Ｆｅm Ｏx、Ｎａn Ｆｅm Ｏ
x 、Ｋn Ｆｅm Ｏx 、Ｌｉn Ｎｉm Ｏx 、Ｎａn Ｎｉm
Ｏx 、Ｋn Ｎｉm Ｏx 、Ｌｉn Ｍｎm Ｏx 、Ｎａn Ｍｎ
m Ｏx 、Ｋn Ｍｎm Ｏx のいずれか１又は２以上を含有
しているものを使用することができる。
【００１９】
【発明の効果】請求項１及びこれに従属する請求項３、
４記載のアルカリ金属を含む金属酸化物からの有価金属
の回収方法においては、融点の低いアルカリ金属を含む
金属酸化物に還元剤及び造滓剤を加えて溶融するので高
い塩基度を有すると共に高い流動性を有したスラグの生
成が可能となって、二次電池の製造過程で大量に発生す
るアルカリ金属を含む金属酸化物から有価金属を効率良
く回収することができる。そして、還元剤は、ＦｅＳ
ｉ、Ｓｉ、ＣａＳｉ、ＳｉＣのいずれか１又は２以上を
含有するので、これらが酸化されてＳｉＯ2 を生成し、
別途ＳｉＯ2 を投入する工程を省略することができる。
また、Ｓｉを使用した還元反応は発熱反応であるため、
熱源となり必要エネルギーを低減することができる。請
求項２及びこれに従属する請求項３、４記載のアルカリ
金属を含む金属酸化物からの有価金属の回収方法におい
ては、アルカリ金属を含む金属酸化物を使用しているの
で、スラグの融点を降下させることができ、また、融点
の高いＣａＯを添加してもスラグが高い流動性を保持で
きる。従って、高い塩基度を有すると共に高い流動性を
有したスラグの生成が可能となる。そして、鉄材が投入
されることにより還元性が増し、より効率良く有価金属
を鉄合金として回収することが可能となる。そして、還
元剤は、ＦｅＳｉ、Ｓｉ、ＣａＳｉ、ＳｉＣのいずれか
１又は２以上を含有するので、これらが酸化されてＳｉ
Ｏ2 を生成し、別途ＳｉＯ2 を投入する工程を省略する
ことができる。また、Ｓｉを使用した還元反応は発熱反
応であるため、熱源となり必要エネルギーを低減するこ
とができる。
４記載のアルカリ金属を含む金属酸化物からの有価金属
の回収方法においては、融点の低いアルカリ金属を含む
金属酸化物に還元剤及び造滓剤を加えて溶融するので高
い塩基度を有すると共に高い流動性を有したスラグの生
成が可能となって、二次電池の製造過程で大量に発生す
るアルカリ金属を含む金属酸化物から有価金属を効率良
く回収することができる。そして、還元剤は、ＦｅＳ
ｉ、Ｓｉ、ＣａＳｉ、ＳｉＣのいずれか１又は２以上を
含有するので、これらが酸化されてＳｉＯ2 を生成し、
別途ＳｉＯ2 を投入する工程を省略することができる。
また、Ｓｉを使用した還元反応は発熱反応であるため、
熱源となり必要エネルギーを低減することができる。請
求項２及びこれに従属する請求項３、４記載のアルカリ
金属を含む金属酸化物からの有価金属の回収方法におい
ては、アルカリ金属を含む金属酸化物を使用しているの
で、スラグの融点を降下させることができ、また、融点
の高いＣａＯを添加してもスラグが高い流動性を保持で
きる。従って、高い塩基度を有すると共に高い流動性を
有したスラグの生成が可能となる。そして、鉄材が投入
されることにより還元性が増し、より効率良く有価金属
を鉄合金として回収することが可能となる。そして、還
元剤は、ＦｅＳｉ、Ｓｉ、ＣａＳｉ、ＳｉＣのいずれか
１又は２以上を含有するので、これらが酸化されてＳｉ
Ｏ2 を生成し、別途ＳｉＯ2 を投入する工程を省略する
ことができる。また、Ｓｉを使用した還元反応は発熱反
応であるため、熱源となり必要エネルギーを低減するこ
とができる。
【００２０】請求項３記載のアルカリ金属を含む金属酸
化物からの有価金属の回収方法においては、アルカリ金
属を含む金属酸化物は、Ｌｉn Ｃｏm Ｏx 、Ｎａn Ｃｏ
m Ｏx、Ｋn Ｃｏm Ｏx 、Ｌｉn Ｎｉm Ｏx 、Ｎａn Ｎ
ｉm Ｏx 、Ｋn Ｎｉm Ｏx 、Ｌｉn Ｍｎm Ｏx 、Ｎａn
Ｍｎm Ｏx 、Ｋn Ｍｎm Ｏx のいずれか１又は２以上を
含有しているので、これらにはＣｏ、Ｎｉ等の有価金属
が含まれており、これらの回収が可能となる。請求項４
記載のアルカリ金属を含む金属酸化物からの有価金属の
回収方法においては、造滓剤は、ＣａＯ、Ｃａ（ＯＨ）
2 、ＣａＣＯ3 のいずれか１又は２以上を含有するの
で、高い塩基度を保持することが可能となって、還元を
促進することが可能となる。
化物からの有価金属の回収方法においては、アルカリ金
属を含む金属酸化物は、Ｌｉn Ｃｏm Ｏx 、Ｎａn Ｃｏ
m Ｏx、Ｋn Ｃｏm Ｏx 、Ｌｉn Ｎｉm Ｏx 、Ｎａn Ｎ
ｉm Ｏx 、Ｋn Ｎｉm Ｏx 、Ｌｉn Ｍｎm Ｏx 、Ｎａn
Ｍｎm Ｏx 、Ｋn Ｍｎm Ｏx のいずれか１又は２以上を
含有しているので、これらにはＣｏ、Ｎｉ等の有価金属
が含まれており、これらの回収が可能となる。請求項４
記載のアルカリ金属を含む金属酸化物からの有価金属の
回収方法においては、造滓剤は、ＣａＯ、Ｃａ（ＯＨ）
2 、ＣａＣＯ3 のいずれか１又は２以上を含有するの
で、高い塩基度を保持することが可能となって、還元を
促進することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係るアルカリ金属を含
む金属酸化物からの有価金属の回収方法の工程説明図で
ある。
む金属酸化物からの有価金属の回収方法の工程説明図で
ある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井上 統嗣 福岡県北九州市小倉北区馬借３丁目６番42 号 日本磁力選鉱株式会社内 Ｆターム(参考） 4K001 AA07 AA10 AA16 AA19 AA34 EA05 FA10 GA16 HA12 KA06 KA13 5H031 AA02 EE01 RR01
Claims (5)
- 【請求項１】 二次電池の製造過程で発生するアルカリ
金属を含む金属酸化物に、還元剤及び造滓剤を加えて溶
融し、還元されて沈降する有価金属を回収することを特
徴とするアルカリ金属を含む金属酸化物からの有価金属
の回収方法。 - 【請求項２】 鉄材、アルカリ金属を含む金属酸化物、
還元剤、及び造滓剤を炉内に投入して溶融し、還元され
て沈降する有価金属を鉄合金として回収することを特徴
とするアルカリ金属を含む金属酸化物からの有価金属の
回収方法。 - 【請求項３】 請求項１又は２記載のアルカリ金属を含
む金属酸化物からの有価金属の回収方法において、前記
アルカリ金属を含む金属酸化物は、Ｌｉn ＣｏmＯx 、
Ｎａn Ｃｏm Ｏx 、Ｋn Ｃｏm Ｏx 、Ｌｉn Ｆｅm Ｏ
x 、Ｎａn Ｆｅm Ｏ x 、Ｋn Ｆｅm Ｏx 、Ｌｉn Ｎｉm
Ｏx 、Ｎａn Ｎｉm Ｏx 、Ｋn Ｎｉm Ｏx 、Ｌｉn Ｍｎ
m Ｏx 、Ｎａn Ｍｎm Ｏx 、Ｋn Ｍｎm Ｏx のいずれか
１又は２以上を含有することを特徴とするアルカリ金属
を含む金属酸化物からの有価金属の回収方法。 - 【請求項４】 請求項１〜３のいずれか１項に記載のア
ルカリ金属を含む金属酸化物からの有価金属の回収方法
において、前記還元剤は、ＦｅＳｉ、Ｓｉ、ＣａＳｉ、
ＳｉＣのいずれか１又は２以上を含有することを特徴と
するアルカリ金属を含む金属酸化物からの有価金属の回
収方法。 - 【請求項５】 請求項１〜４のいずれか１項に記載のア
ルカリ金属を含む金属酸化物からの有価金属の回収方法
において、前記造滓剤は、ＣａＯ、Ｃａ（ＯＨ） 2 、Ｃ
ａＣＯ3 のいずれか１又は２以上を含有することを特徴
とするアルカリ金属を含む金属酸化物からの有価金属の
回収方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2543999A JP3057321B1 (ja) | 1999-02-02 | 1999-02-02 | アルカリ金属を含む金属酸化物からの有価金属の回収方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP3057321B1 JP3057321B1 (ja) | 2000-06-26 |
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ID=12166043
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2543999A Expired - Lifetime JP3057321B1 (ja) | 1999-02-02 | 1999-02-02 | アルカリ金属を含む金属酸化物からの有価金属の回収方法 |
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Cited By (14)
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-
1999
- 1999-02-02 JP JP2543999A patent/JP3057321B1/ja not_active Expired - Lifetime
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