JP2002167628A - リチウム回収装置および方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 廃液等からリチウム金属またはその化合物を
回収することができる回収装置を提供する。 【解決手段】 リチウムイオンを選択的に吸着する吸着
剤Ｍが充填されて中心軸を中心に回転する回転床１と、
この回転床１に被処理液を供給する溶解槽２と、回転床
１の回転方向において被処理液供給位置に対して上流側
および下流側の位置からそれぞれ回転床１に洗浄水を供
給する洗浄水供給機５と、回転床１の回転方向において
洗浄水供給機５による洗浄水供給位置を挟んで被処理液
供給位置と反対側位置から回転床１に酸性水溶液を供給
する酸性水溶液供給機６とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、廃液等からリチ
ウムを回収するための装置および方法に関する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】近年、セラミックスや
電池，冷媒吸収剤，医薬品などの多くの分野においてリ
チウム金属およびその化合物の需要が増大してきてい
る。

【０００３】そして、このリチウム金属およびその化合
物は、将来、大容量電池やアルミニウム合金材料，核融
金燃料などへの利用が期待されており、その需要がさら
に飛躍的に増大することが予想されている。

【０００４】このリチウム金属は希少金属であって、世
界的にも産出量が少なく、日本においてはこのリチウム
金属を含むリチウム鉱石資源が発見されていない。しか
しながら、従来、例えば液晶ガラスの製造工程から排出
される廃塩や廃棄されるリチウム電池，冷温水機に冷媒
として使用される臭化リチウム化合物の廃液などに含ま
れるリチウム化合物は、ほとんど回収されることなくそ
のまま廃棄されている。

【０００５】このため、希少金属であり日本ではほとん
ど産出されない重要なリチウム金属を廃液等から回収し
て再利用する技術の開発が、以前から強く望まれてい
た。

【０００６】この発明は、上記のような要望に応えるた
めに為されたものである。すなわち、この発明は、廃液
等からリチウム金属またはその化合物を回収することが
できる装置を提供することを第１の目的とする。

【０００７】さらに、この発明は、廃液等からリチウム
金属またはその化合物を回収することができる方法を提
供することを第２の目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】第１の発明によるリチウ
ム回収装置は、上記第１の目的を達成するために、両面
が開放されたケーシング内にリチウムイオンを選択的に
吸着する吸着剤が充填されて中心軸を中心に回転する回
転床と、この回転床の一方の開放面に対向する位置から
回転床に被処理液を供給する被処理液供給部材と、前記
回転床の一方の開放面に対向するとともに回転床の回転
方向において前記被処理液供給部材による被処理液供給
位置に対して上流側および下流側の位置からそれぞれ回
転床に洗浄水を供給する洗浄水供給部材と、前記回転床
の一方の開放面に対向するとともに回転床の回転方向に
おいて前記洗浄水供給部材による洗浄水供給位置を挟ん
で被処理液供給位置と反対側位置から回転床に脱着用水
溶液を供給する脱着用水溶液供給部材とを備えているこ
とを特徴としている。

【０００９】この第１の発明によるリチウム回収装置
は、回転床が回転することによって、この回転床の吸着
剤が充填されている各部分を、被処理液からリチウムイ
オンを吸着する位置と、リチウムイオンを吸着した吸着
剤を洗浄する位置と、吸着剤に吸着されたリチウムイオ
ンを脱着する位置と、リチウムイオンが脱着された吸着
剤を洗浄する位置を順次巡回させながら、リチウムイオ
ンの回収を行う。

【００１０】すなわち、被処理液供給部材から回転床の
吸着剤が充填されている部分に被処理液が供給され、こ
の被処理液が回転床を通過する際に、この回転床内のリ
チウムイオンを選択的に吸着する吸着剤と被処理液とが
互いに接触することによって、被処理液に含まれるリチ
ウムイオンが吸着剤に吸着される。

【００１１】そして、このリチウムイオンを吸着した吸
着剤が充填されている部分が、回転床の回転によって次
の洗浄水供給部材から洗浄水が供給される位置に移動さ
れると、リチウムイオンを吸着している吸着剤に付着し
ている被処理液が洗浄水によって洗い流される。

【００１２】次に、この洗浄された吸着剤が充填されて
いる回転床の部分が、回転床の回転によって次の脱着用
水溶液供給部材から脱着用水溶液が供給される位置に移
動されると、この部分に脱着用水溶液供給部材から脱着
用水溶液が供給されて、この脱着用水溶液が回転床を通
過する際に、この回転床内のリチウムイオンを吸着して
いる吸着剤と互いに接触することによって、吸着剤に吸
着されているリチウムイオンが脱着されて、脱着用水溶
液とともに回転床から排出される。

【００１３】この後、リチウムイオンが脱着された吸着
剤が充填されている部分が、回転床の回転によって次の
洗浄水供給部材から洗浄水が供給される位置に移動され
ると、吸着剤に付着している脱着用水溶液が洗浄水によ
って洗い流され、さらに回転床の回転によって、この回
転床の洗浄済みの吸着剤が充填されている部分が、再
度、被処理液供給部材から被処理液が供給される位置に
位置されて、被処理液中のリチウムイオンの吸着が繰り
返される。

【００１４】以上のように、上記第１の発明によれば、
液晶ガラスの製造工程から排出される廃塩やリチウムイ
オン電池の製造時に出来るコバルトイオン等を含んだリ
チウムイオン廃液，吸収熱温水器の熱吸収剤として使用
された重金属インヒビタなどを含む臭化リチウムや沃化
リチウムの廃液などのように、従来はほとんどそのまま
廃棄されていたような廃棄物から、希少金属であり将来
需要の増加が見込まれるリチウムを容易にかつ効果的に
回収することが出来るようになり、また、例えば液晶ガ
ラスの製造工程において使用される硝酸ナトリウム等の
ように、製造工程において溶けだしたリチウムイオンが
不純物となるために廃棄されていた廃棄物を、リチウム
イオンを回収することによって、製品として再生するこ
とが出来るようになる。

【００１５】そして、この発明によれば、回転床の吸着
剤が充填されている各部分が、回転床の回転にともなっ
て順次移動しながら、吸着，洗浄，脱着，洗浄の各工程
を繰り返してゆくので、リチウムイオンの回収を効率的
に行うことが出来るようになる。

【００１６】第２の発明によるリチウム回収装置は、前
記第１の目的を達成するために、第１の発明の構成に加
えて、前記回転床のケーシング内が回転床の回転方向に
沿って並ぶ四つの室に区画されていて、それぞれ室に吸
着剤が充填されていることを特徴としており、これによ
って、吸着，洗浄，脱着，洗浄の各工程において、被処
理液と脱着用水溶液と洗浄水とが混合することなく、そ
れぞれの工程における処理が確実に行われるようにな
る。

【００１７】第３の発明によるリチウム回収装置は、前
記第１の目的を達成するために、第１の発明の構成に加
えて、前記吸着剤が、中性またはアルカリの環境下にお
いてリチウムイオンを吸着し、酸性の環境下において吸
着していたリチウムイオンを放出する性質を備えている
ことを特徴としている。

【００１８】この第３の発明によるリチウム回収装置に
よれば、被処理液を中性またはアルカリになるようにペ
ーハ調整することによって、吸着剤によるリチウムイオ
ンの吸着が行われ、脱着用水溶液を酸性になるようにペ
ーハ調整することによって、吸着剤からのリチウムイオ
ンの脱着が行われる。

【００１９】第４の発明によるリチウム回収装置は、前
記第１の目的を達成するために、第３の発明の構成に加
えて、前記吸着剤が、リチウムと酸化マンガンのスピネ
ル構造からなる物質のリチウムイオンを酸による処理に
よって水素イオンと置き換えることにより得られる物質
であることを特徴としている。

【００２０】この第４の発明によるリチウム回収装置に
よれば、吸着剤が、アルカリ性の被処理液と接触する
と、酸による処理によってリチウムイオンと置き換わっ
ていた吸着剤中の水素イオンがアルカリの水酸基と反応
して、これにより生成されるホール内に被処理液中のリ
チウムイオンを吸着し、リチウムイオンをアルカリ水溶
液から分離させる。

【００２１】そして、このリチウムイオンを吸着してい
る吸着剤が酸性の脱着用水溶液と接触すると、この吸着
剤に吸着されているリチウムイオンが、脱着用水溶液に
含まれる水素イオンと置き換えられて脱着用水溶液中に
放出されることにより吸着剤から脱着される。

【００２２】第５の発明によるリチウム回収装置は、前
記第１の目的を達成するために、第１の発明の構成に加
えて、前記被処理液供給部材から回転床に供給される被
処理液にアルカリを添加するアルカリ供給部材をさらに
備えていることを特徴としている。

【００２３】この第５の発明によるリチウム回収装置に
よれば、アルカリ供給部材から供給されるアルカリによ
って、回転床に注入される被処理液が、吸着剤がリチウ
ムイオンを吸着するのに必要なペーハ値になるように容
易にペーハ調節される。

【００２４】第６の発明によるリチウム回収装置は、前
記第１の目的を達成するために、第１の発明の構成に加
えて、前記脱着用水溶液が酸性水溶液であることを特徴
としており、これによって、酸性の環境下において吸着
剤からリチウムイオンを脱着させることが出来るように
なる。

【００２５】第７の発明によるリチウム回収装置は、前
記第１の目的を達成するために、第１の発明の構成に加
えて、前記被処理液供給部材から回転床に供給される被
処理液を濾過する濾過部材をさらに備えていることを特
徴としており、この濾過部材によって回転床への供給前
にあらかじめ被処理液内の固形物が取り除かれるので、
回転床内の吸着剤に異物が混じるのを防止することが出
来る。

【００２６】第８の発明によるリチウム回収装置は、前
記第１の目的を達成するために、第１の発明の構成に加
えて、前記回転床を通過した被処理液を乾燥させる乾燥
部材をさらに備えていることを特徴としており、これに
よって、被処理液がリチウムイオンを不純物として含む
廃棄物であるような場合には、リチウムイオンが回収さ
れた被処理液を乾燥部材によって乾燥させることによっ
て、粉末製品として再生させることが出来る。

【００２７】第９の発明によるリチウム回収装置は、前
記第２の目的を達成するために、両面が開放されたケー
シング内にリチウムイオンを選択的に吸着する吸着剤が
充填されて中心軸を中心に回転する回転床の所定の回転
位置に位置する部分に被処理液を供給して回転床を通過
させることにより被処理液に含まれるリチウムイオンを
吸着剤に吸着させる吸着工程と、この吸着工程が行われ
る位置から回転床の回転にともなって移動されてくる回
転床の部分に洗浄水を供給してリチウムイオンを吸着し
た吸着剤を洗浄する第１洗浄工程と、この第１洗浄工程
が行われる位置から回転床の回転にともなって移動され
てくる回転床の部分に脱着用水溶液を供給して回転床を
通過させることにより吸着剤に吸着されているリチウム
イオンを脱着させる脱着工程と、この脱着工程が行われ
る位置から回転床の回転にともなって移動されてくる回
転床の部分に洗浄水を供給してリチウムイオンが脱着さ
れた吸着剤を洗浄する第２洗浄工程とを備えていること
を特徴としている。

【００２８】この第９の発明によるリチウム回収方法に
よれば、回転床が回転することによって、この回転床の
吸着剤が充填されている各部分が、被処理液からリチウ
ムイオンを吸着する位置と、リチウムイオンを吸着した
吸着剤を洗浄する位置と、吸着剤に吸着されたリチウム
イオンを脱着する位置と、リチウムイオンが脱着された
吸着剤を洗浄する位置を順次巡回し、それぞれの位置に
おいて、吸着工程−第１洗浄工程−脱着工程−第２洗浄
工程が順次行われて、リチウムイオンの回収が行われ
る。

【００２９】すなわち、吸着工程において、回転床の吸
着剤が充填されている所定の部分に被処理液が供給さ
れ、この被処理液が回転床を通過する際に、この回転床
内のリチウムイオンを選択的に吸着する吸着剤と被処理
液とが互いに接触して、被処理液に含まれるリチウムイ
オンが吸着剤に吸着される。

【００３０】そして、このリチウムイオンを吸着した吸
着剤が充填されている部分が、回転床の回転によって次
の第１洗浄工程が行われる位置に移動されると、リチウ
ムイオンを吸着している吸着剤に付着している被処理液
が洗浄水によって洗い流される。

【００３１】次に、この洗浄された吸着剤が充填されて
いる回転床の部分が、回転床の回転によって次の脱着工
程が行われる位置に移動されると、この部分に脱着用水
溶液が供給されて、この脱着用水溶液が回転床を通過す
る際に、この回転床内のリチウムイオンを吸着している
吸着剤と互いに接触し、吸着剤に吸着されているリチウ
ムイオンが脱着されて、脱着用水溶液とともに回転床か
ら排出される。

【００３２】この後、リチウムイオンが脱着された吸着
剤が充填されている部分が、回転床の回転によって次の
第２洗浄工程が行われる位置に移動されると、吸着剤に
付着している脱着用水溶液が洗浄水によって洗い流さ
れ、さらに回転床の回転によって、この回転床の洗浄済
みの吸着剤が充填されている部分が、再度、吸着工程が
行われる位置に位置されて、被処理液中のリチウムイオ
ンの吸着が繰り返される。

【００３３】以上のように、上記第９の発明によれば、
液晶ガラスの製造工程から排出される廃塩やリチウムイ
オン電池の製造時に出来るコバルトイオン等を含んだリ
チウムイオン廃液，吸収熱温水器の熱吸収剤として使用
された重金属インヒビタなどを含む臭化リチウムや沃化
リチウムの廃液などのように、従来はほとんどそのまま
廃棄されていたような廃棄物から、希少金属であり将来
需要の増加が見込まれるリチウムを容易にかつ効果的に
回収することが出来るようになり、また、例えば液晶ガ
ラスの製造工程において使用される臭化ナトリウム等の
ように、製造工程において溶けだしたリチウムイオンが
不純物となるために廃棄されていた廃棄物を、リチウム
イオンを回収することによって、製品として再生するこ
とが出来るようになる。

【００３４】そして、この発明によれば、回転床の吸着
剤が充填されている各部分が、回転床の回転にともなっ
て順次移動しながら、吸着工程，第１洗浄工程，脱着工
程，洗浄工程の各工程が繰り返されてゆくので、リチウ
ムイオンの回収を効率的に行うことが出来るようにな
る。

【００３５】第１０の発明によるリチウム回収方法は、
前記第２の目的を達成するために、第９の発明の構成に
加えて、前記吸着剤が、中性またはアルカリの環境下に
おいてリチウムイオンを吸着し酸性の環境下において吸
着していたリチウムイオンを放出する性質を備えてお
り、被処理液を中性またはアルカリ性になるようにペー
ハ調節した後に吸着剤に接触させ、リチウムイオンを吸
着した吸着剤に酸性の脱着用水溶液を接触させることを
特徴としている。

【００３６】この第１０の発明によるリチウム回収方法
によれば、中性またはアルカリになるようにペーハ調整
された被処理液から吸着剤によってリチウムイオンの吸
着が行われ、酸性になるようにペーハ調整された脱着用
水溶液によって、吸着剤からのリチウムイオンの脱着が
行われる。

【００３７】第１１の発明によるリチウム回収方法は、
前記第２の目的を達成するために、第９の発明の構成に
加えて、前記吸着剤が、リチウムと酸化マンガンのスピ
ネル構造からなる物質のリチウムイオンを酸による処理
によって水素イオンと置き換えることによって得られる
物質であることを特徴としている。

【００３８】この第１１の発明によるリチウム回収方法
によれば、吸着剤が、アルカリ性の被処理液と接触する
と、酸による処理によってリチウムイオンと置き換わっ
ていた吸着剤中の水素イオンがアルカリの水酸基と反応
して、これにより生成されるホール内に被処理液中のリ
チウムイオンを吸着し、リチウムイオンをアルカリ水溶
液から分離させる。

【００３９】そして、このリチウムイオンを吸着してい
る吸着剤が酸性の脱着用水溶液と接触すると、この吸着
剤に吸着されているリチウムイオンが、脱着用水溶液に
含まれる水素イオンと置き換えられて脱着用水溶液に放
出されることにより吸着剤から脱着される。

【００４０】

【発明の実施の形態】以下、この発明の最も好適と思わ
れる実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説
明を行う。

【００４１】図１は、この発明によるリチウム回収装置
の実施形態における一例を示す構成図である。

【００４２】この図１において、リチウム回収装置は、
内部に後述するような吸着剤Ｍが充填された円筒形状の
回転床１と、被処理対象物であるリチウム含有物を溶か
して水溶液（以下、被処理液という）にするとともにこ
の被処理液を回転床１に供給する溶解槽２と、この溶解
槽２から回転床１に供給される被処理液から固形物を取
り除く濾過器３と、溶解槽２から回転床１に供給される
被処理液にアルカリを添加するアルカリ供給機４と、回
転床１に洗浄水を供給する洗浄水供給機５と、回転床１
に酸性水溶液を供給する酸性水溶液供給機６を備えてい
る。

【００４３】さらに、このリチウム回収装置は、回転床
１から吸着剤と分離されて排出されてきた後述するよう
なリチウムイオンが除去された被処理液を乾燥させる乾
燥機７を備えている。

【００４４】上記回転床１は、円筒状の上面と底面が開
放されたケーシング１Ａ内に、仕切板１Ｂによって、そ
れぞれ中心角度が９０度の四つの扇型の吸着剤充填室Ｒ
１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４が形成されており、中心軸（図示
せず）を中心に水平面内において一方向（図示の例では
反時計回り方向）に回転されるようになっている。

【００４５】そして、この回転床１に形成された各吸着
剤充填室Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４内に吸着剤Ｍが充填さ
れていて、後述するように、回転床１の上方から供給さ
れる被処理液および洗浄水，酸性水溶液が、この吸着剤
Ｍの隙間を抜けて下方に排出されるようになっている。

【００４６】上記の吸着剤Ｍとしては種々の吸着材が使
用可能であるが、この例においては、リチウムと酸化マ
ンガンのスピネル構造からなる物質を酸によって処理し
たものが使用されている。

【００４７】すなわち、このリチウムと酸化マンガンの
スピネル構造からなる物質は、酸による処理によって物
質中のリチウムイオンが酸の水素イオンと置き換わって
いるために、この吸着剤がアルカリ水溶液と接触する
と、リチウムイオンと置き換わっていた水素イオンがア
ルカリの水酸基と反応して、吸着剤にリチウムイオンが
入るホールが生成されるので、アルカリ水溶液中にリチ
ウムイオンが含まれている場合には、このリチウムイオ
ンを水素イオンが抜けたホール内に吸着して、アルカリ
水溶液から分離させることが出来る。

【００４８】溶解槽２から濾過器３を介して供給される
被処理液の供給口（以下、被処理液供給口という）は、
回転床１の吸着剤充填室Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４のう
ち、一つの吸着剤充填室（図示の例では、吸着剤充填室
Ｒ１）の上方に配置されていて、後述するように、回転
床１の回転に伴って順次その下方に位置される吸着剤充
填室に、被処理液を供給するようになっている。

【００４９】さらに、洗浄水供給機５から供給される洗
浄水の供給口（以下、洗浄水供給口という）は、溶解槽
２からの被処理液の供給口に対向する位置にある吸着剤
充填室（図示の例では、吸着剤充填室Ｒ１）の下流側と
上流側にある吸着剤充填室（図示の例では、吸着剤充填
室Ｒ２とＲ４）の上方にそれぞれ配置されていて、後述
するように、回転床１の回転に伴って順次その下方に位
置されるそれぞれの吸着剤充填室に、洗浄水を供給する
ようになっている。

【００５０】さらに、酸性水溶液供給機６から供給され
る酸性水溶液被処理液の供給口（以下、酸性水溶液供給
口という）は、被処理液供給口に対向する位置にある吸
着剤充填室（図示の例では、吸着剤充填室Ｒ１）と回転
床１の中心を挟んで対称位置にある吸着剤充填室（図示
の例では、吸着剤充填室Ｒ３）の上方に配置されてい
て、後述するように、回転床１の回転に伴って順次その
下方に位置される吸着剤充填室に、酸性水溶液を供給す
るようになっている。

【００５１】上記リチウム回収装置によるリチウムの回
収は、回転床１がその中心軸の回りを水平面内において
回転されることによって、各吸着剤充填室Ｒ１，Ｒ２，
Ｒ３，Ｒ４が被処理液供給口および洗浄水供給口，酸性
水溶液供給口，洗浄水供給口の下方を順次通過しなが
ら、下記に述べるような、吸着工程−第１洗浄工程−脱
着工程−第２洗浄工程の各工程を経ることによって行わ
れる。

【００５２】すなわち、被処理液供給口の下方に位置さ
れた吸着剤充填室（図示の例では、吸着剤充填室Ｒ１）
に対して吸着工程が行われる。

【００５３】すなわち、この吸着工程においては、リチ
ウムの回収を行う被処理物が溶解槽２内に入れられ、こ
の被処理物が固形または粉末状のものである場合には、
溶解槽２内に純水が注入されて、被処理物が溶解され
る。

【００５４】この被処理物としては、液晶ガラスの製造
工程から排出される廃塩（不純物としてリチウムイオン
を含む臭化ナトリウム），リチウムイオン電池の製造時
に出来るコバルトイオン等を含んだリチウムイオン廃
液，吸収熱温水器の熱吸収剤として使用された重金属イ
ンヒビタなどを含む臭化リチウムや沃化リチウムの廃液
などが代表例として挙げられるが、その他、リチウムイ
オンを含むものであれば、どのような種類のものでも、
処理の対象となる。

【００５５】そして、溶解槽２内において被処理物であ
る廃液や被処理物が純水によって溶解された被処理液
は、濾過器３を通されて被処理液中の固形分が除去され
た後、被処理液供給口からその下方に位置している吸着
剤充填室（図示の例では、吸着剤充填室Ｒ１）上に散水
される。

【００５６】このとき、被処理液には、アルカリ供給機
４から供給されるアルカリ（水酸化ナトリウムまたは揮
発性のアルカリ）が添加されて、被処理液供給口から吸
着剤充填室上に散水される際には、そのペーハが７以上
（中性またはアルカリ性）になるように調節されてい
る。

【００５７】このペーハ調節された被処理液は、回転床
１の吸着剤充填室内を下方に向かって通過する際に、こ
の吸着剤充填室内に充填された吸着剤Ｍと接触し、この
とき、被処理液内に含まれるリチウムイオンが吸着剤Ｍ
に吸着される。

【００５８】すなわち、前述したように、吸着剤Ｍは、
リチウムと酸化マンガンのスピネル構造からなる物質の
リチウムイオンが酸による処理によって水素イオンと置
き換えられたものであって、アルカリ水溶液と接触する
と、リチウムイオンと置き換わっていた水素イオンがア
ルカリの水酸基と反応し、これによって生成されるホー
ル内に被処理液中のリチウムイオンを吸着して、アルカ
リ水溶液から分離させる。

【００５９】このようにして、吸着剤Ｍによる吸着によ
ってリチウムイオンが除去された被処理液は、回転床１
の底部から流出される。

【００６０】そして、このリチウムイオンが除去された
被処理液は、不純物であるリチウムイオンが除去される
ことによってそのまま製品として再利用されたり、また
は、乾燥機７において乾燥されることにより、粉末製品
として再生される。

【００６１】以上のような吸着工程が終了した回転床１
の吸着剤充填室は、回転床１の回転によって、洗浄水供
給口の下方に位置する位置に移動されて第１洗浄工程が
行われる。

【００６２】すなわち、この第１洗浄工程において、洗
浄水供給機５から供給される洗浄水である純水が、洗浄
水供給口からその下方に位置している吸着剤充填室（図
示の例では、吸着剤充填室Ｒ２）上に散水される。

【００６３】これによって、吸着剤充填室内のリチウム
イオンを吸着している吸着剤Ｍに付着している被処理液
が洗い流される。

【００６４】次に、上記のような第１洗浄工程が終了し
た回転床１の吸着剤充填室は、回転床１の回転によっ
て、酸性水溶液供給口の下方に位置する位置に移動され
て脱着工程が行われる。

【００６５】すなわち、この脱着工程において、酸性水
溶液供給機６から供給される酸性水溶液（ＰＨ＜７）が
酸性水溶液供給口からその下方に位置している吸着剤充
填室（図示の例では、吸着剤充填室Ｒ３）上に散水され
る。

【００６６】これによって、酸性水溶液供給口から散水
された酸性水溶液が回転床１の吸着剤充填室内を下方に
向かって通過する際に、この吸着剤充填室内の吸着剤Ｍ
と接触し、このとき、吸着剤Ｍに吸着されているリチウ
ムイオンが吸着剤Ｍから脱着される。

【００６７】すなわち、この吸着剤Ｍと酸性水溶液との
接触によって、前述したリチウムと酸化マンガンのスピ
ネル構造からなる物質を酸によって処理する場合と同様
に、吸着剤Ｍに吸着されているリチウムイオンが、酸性
水溶液に含まれる水素イオンと置き換えられて酸性水溶
液中に放出されることにより、吸着剤Ｍから脱着され
る。

【００６８】このようにして、被処理液中に含まれてい
たリチウムは、酸性水溶液中にリチウムイオンとして含
まれた状態で、回転床１の底部から排出される。

【００６９】以上のようにして、回収されたリチウムイ
オンは、酸性水溶液中にリチウムイオンとして含まれた
状態で、または、このリチウムイオンを含む酸性水溶液
がそのまま乾燥されたり、その濃度によっては炭酸塩が
添加されて炭酸リチウムとして分離されることにより、
再利用される。

【００７０】次に、上記の脱着工程が終了した回転床１
の吸着剤充填室は、回転床１の回転によって洗浄水供給
口の下方に位置する位置に移動されて、第２洗浄工程が
行われる。

【００７１】すなわち、この第２洗浄工程において、洗
浄水供給機５から供給される洗浄水である純水が、洗浄
水供給口からその下方に位置している吸着剤充填室（図
示の例では、吸着剤充填室Ｒ４）上に散水される。

【００７２】これによって、吸着剤充填室内のリチウム
イオンが脱着された吸着剤Ｍに付着している酸性水溶液
が洗い流されて、吸着剤Ｍがリチウムイオンを吸着可能
な状態に再生される。

【００７３】そして、この吸着剤充填室が、回転床１の
回転によって最初の被処理液供給口に対向位置する位置
に移動されることにより、吸着工程からの上記各工程が
繰り返される。

【００７４】なお、上記の例において、回転床１を各工
程毎に所要の時間停止させ、各工程が終了した後に回転
床１を回転させて各吸着剤充填室Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ
４を次の工程の位置に移動させるようにしても良いし、
または、回転床１を回転させながら各工程が連続的に行
われるようにしても良い。

【００７５】上記の例において、吸着工程において注入
されるＰＨ調整用のアルカリと脱着工程において注入さ
れる酸性水溶液との組み合わせとしては、例えば、以下
の表１に示されるような組み合わせが考えられる。

【００７６】

【表１】

【００７７】なお、乾燥機７には、スプレドライヤや多
重管式蒸発機等の種々の形式の乾燥機を使用することが
出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態における一例を示す構成図で
ある。

【符号の説明】

１ …回転床 １Ａ …ケーシング １Ｂ …仕切板 ２ …溶解槽（被処理液供給部材） ３ …濾過器（濾過部材） ４ …アルカリ供給機（アルカリ供給部材） ５ …洗浄水供給機（洗浄水供給部材） ６ …酸性水溶液供給機（酸性水溶液供給部材） ７ …乾燥機（乾燥部材） Ｍ …吸着剤

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ２２Ｂ 3/24 Ｈ０１Ｍ 6/52 7/00 Ｃ２２Ｂ 3/00 Ａ Ｈ０１Ｍ 6/52 Ｋ (72)発明者 加納 博文 香川県高松市林町2217番14 工業技術院四 国工業技術研究所内 (72)発明者 宮井 良孝 香川県高松市林町2217番14 工業技術院四 国工業技術研究所内 (72)発明者 本田 淳 東京都港区海岸一丁目５番20号 東京瓦斯 株式会社内 (72)発明者 亀山 寛達 東京都港区海岸一丁目５番20号 東京瓦斯 株式会社内 (72)発明者 高橋 克章 東京都港区海岸一丁目５番20号 東京瓦斯 株式会社内 Ｆターム(参考） 4D024 AA04 AB15 BA14 BC01 BC04 CA01 DA07 DB03 DB20 4G066 AA26B AE01B AE02B BA31 CA45 DA08 GA11 4K001 AA34 BA21 DB35 DB37 5H025 AA03 AA08 BB17 CC01 CC16 CC40 MM10

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 両面が開放されたケーシング内にリチウ
   ムイオンを選択的に吸着する吸着剤が充填されて中心軸
   を中心に回転する回転床と、 この回転床の一方の開放面に対向する位置から回転床に
   被処理液を供給する被処理液供給部材と、 前記回転床の一方の開放面に対向するとともに回転床の
   回転方向において前記被処理液供給部材による被処理液
   供給位置に対して上流側および下流側の位置からそれぞ
   れ回転床に洗浄水を供給する洗浄水供給部材と、 前記回転床の一方の開放面に対向するとともに回転床の
   回転方向において前記洗浄水供給部材による洗浄水供給
   位置を挟んで被処理液供給位置と反対側位置から回転床
   に脱着用水溶液を供給する脱着用水溶液供給部材と、 を備えていることを特徴とするリチウム回収装置。
2. 【請求項２】 前記回転床のケーシング内が回転床の回
   転方向に沿って並ぶ四つの室に区画されていて、それぞ
   れ室に吸着剤が充填されている請求項１に記載のリチウ
   ム回収装置。
3. 【請求項３】 前記吸着剤が、中性またはアルカリの環
   境下においてリチウムイオンを吸着し、酸性の環境下に
   おいて吸着していたリチウムイオンを放出する性質を備
   えている請求項１に記載のリチウム回収装置。
4. 【請求項４】 前記吸着剤が、リチウムと酸化マンガン
   のスピネル構造からなる物質のリチウムイオンを酸によ
   る処理によって水素イオンと置き換えることにより得ら
   れる物質である請求項３に記載のリチウム回収装置。
5. 【請求項５】 前記被処理液供給部材から回転床に供給
   される被処理液にアルカリを添加するアルカリ供給部材
   をさらに備えている請求項１に記載のリチウム回収装
   置。
6. 【請求項６】 前記脱着用水溶液が酸性水溶液である請
   求項１に記載のリチウム回収装置。
7. 【請求項７】 前記被処理液供給部材から回転床に供給
   される被処理液を濾過する濾過部材をさらに備えている
   請求項１に記載のリチウム回収装置。
8. 【請求項８】 前記回転床を通過した被処理液を乾燥さ
   せる乾燥部材をさらに備えている請求項１に記載のリチ
   ウム回収装置。
9. 【請求項９】 両面が開放されたケーシング内にリチウ
   ムイオンを選択的に吸着する吸着剤が充填されて中心軸
   を中心に回転する回転床の所定の回転位置に位置する部
   分に被処理液を供給して回転床を通過させることにより
   被処理液に含まれるリチウムイオンを吸着剤に吸着させ
   る吸着工程と、 この吸着工程が行われる位置から回転床の回転にともな
   って移動されてくる回転床の部分に洗浄水を供給してリ
   チウムイオンを吸着した吸着剤を洗浄する第１洗浄工程
   と、 この第１洗浄工程が行われる位置から回転床の回転にと
   もなって移動されてくる回転床の部分に脱着用水溶液を
   供給して回転床を通過させることにより吸着剤に吸着さ
   れているリチウムイオンを脱着させる脱着工程と、 この脱着工程が行われる位置から回転床の回転にともな
   って移動されてくる回転床の部分に洗浄水を供給してリ
   チウムイオンが脱着された吸着剤を洗浄する第２洗浄工
   程と、 を備えていることを特徴とするリチウム回収方法。
10. 【請求項１０】 前記吸着剤が、中性またはアルカリの
    環境下においてリチウムイオンを吸着し酸性の環境下に
    おいて吸着していたリチウムイオンを放出する性質を備
    えており、前記吸着工程において被処理液を中性または
    アルカリ性になるようにペーハ調節した後に吸着剤に接
    触させ、前記脱着工程においてリチウムイオンを吸着し
    た吸着剤に酸性の脱着用水溶液を接触させる請求項９に
    記載のリチウム回収方法。
11. 【請求項１１】 前記吸着剤が、リチウムと酸化マンガ
    ンのスピネル構造からなる物質のリチウムイオンを酸に
    よる処理によって水素イオンと置き換えることによって
    得られる物質である請求項１０に記載のリチウム回収方
    法。