JP2012153956A - 有価金属の浸出方法及びこの浸出方法を用いた有価金属の回収方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】酸性溶液に正極材を浸漬させ、正極活物質及びこの正極活物質が固着した正極基板を溶解させて、正極基板を還元剤として用い、正極活物質から有価金属を浸出させる。
【選択図】図1
Description
破砕・解砕工程S1では、使用済みのリチウムイオン電池から有価金属を回収するために、電池を破砕・解砕することによって解体する。このとき、電池が充電された状態では危険であるため、解体に先立って、電池を放電させることにより無害化することが好ましい。
洗浄工程S2では、破砕・解砕工程S1を経て得られた電池解体物を、アルコール又は水で洗浄することにより、電解液及び電解質を除去する。リチウムイオン電池には、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジエチルカーボネート、ジメチルカーボネート等の有機溶剤や、六フッ化リン酸リチウム(LiPF6)のような電解質が含まれている。
浸出工程S3では、正極基板に正極活物質が固着したまま、即ち正極材を酸性溶液に浸漬させ、酸性溶液を用いて正極基板の溶解と正極活物質からニッケル、コバルト等の金属イオンの浸出を同時に行い、スラリーとする。浸出工程S3では、酸性溶液に、還元効果が高い正極基板のアルミニウム等が含まれているため、正極活物質のLiCoO2やLiNiO2等の化合物を効果的かつ迅速に金属イオンに分解させることができ、正極活物質中のニッケル、コバルト等の有価金属の浸出率を向上させることができる。
硫化工程S4では、浸出工程S3を経て得られた浸出液を反応容器に導入し、硫化剤を添加することによって硫化反応を生じさせ、ニッケル・コバルト混合硫化物を生成することによって、リチウムイオン電池から有価金属であるニッケル、コバルトを回収する。硫化剤としては、硫化ナトリウムや水硫化ナトリウム等の硫化アルカリを用いることができる。
Ni2++NaHS⇒NiS+H++Na+ (2)
Ni2++Na2S⇒NiS+2Na+ (3)
実施例1では、リチウムイオン電池から有価金属のニッケル、コバルトを回収した。まず、原料としてニッケル、コバルトを含む正極活物質が付着したアルミニウム箔からなる正極基板のみ、即ち正極材を二軸破砕機により、1cm角程度の大きさに切断した。
比較例1では、硫酸溶液の濃度を0.1mol/lに設定したこと以外は、実施例1と同じ条件で正極活物質(有価金属)の浸出を行った。2時間経過後でもほとんどのAlが残っており溶解しておらず、正極活物質(有価金属)の浸出も起こらなかった。
Claims (8)
- リチウムイオン電池の正極材に含まれる有価金属を浸出させる有価金属の浸出方法であって、
酸性溶液に上記正極材を浸漬させ、正極活物質及びこの正極活物質が固着した正極基板を溶解させて、上記正極活物質から上記有価金属を浸出させることを特徴とする有価金属の浸出方法。 - 上記正極基板は、アルミニウム箔であることを特徴とする請求項1記載の有価金属の浸出方法。
- 上記有価金属は、ニッケル及びコバルトであることを特徴とする請求項1又は請求項2記載の有価金属の浸出方法。
- リチウムイオン電池の正極材に含まれる上記有価金属を回収する有価金属の回収方法であって、
酸性溶液に上記正極材を浸漬させ、正極活物質及びこの正極活物質が固着した正極基板を溶解させて、上記正極活物質から上記有価金属を浸出させる浸出工程を有することを特徴とする有価金属の回収方法。 - 上記正極基板は、アルミニウム箔であることを特徴とする請求項4記載の有価金属の回収方法。
- 上記有価金属は、ニッケル及びコバルトであることを特徴とする請求項4又は請求項5記載の有価金属の回収方法。
- 更に、上記浸出工程で得られた浸出液に硫化剤を添加して、上記有価金属の混合硫化物を形成する硫化工程を有することを特徴とする請求項4乃至請求項6のいずれか1項記載の有価金属の回収方法。
- 更に、上記硫化工程の前に、上記浸出工程で得られた浸出液を中和剤で中和し、上記浸出液に含まれている不純物の金属を沈澱物として分離回収する中和工程を有することを特徴とする請求項7記載の有価金属の回収方法。
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