JP2016180125A - Recovery method of valuable metal from waste nickel hydrogen battery and recovery device of valuable metal from waste nickel hydrogen battery - Google Patents

Recovery method of valuable metal from waste nickel hydrogen battery and recovery device of valuable metal from waste nickel hydrogen battery Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a recovery method and a recovery device of valuable metal from waste nickel hydrogen battery establishing a process of bypass of nickel refining process and reducing the number of times of filtration treatment, achieving simplification of whole process, reducing cost and further enhancing safety or recovery efficiency.SOLUTION: In a demanganization process S13, an oxidant is added to a mixed slurry obtained in a rare earth crystallization process S12 to set oxidation reduction potential of the mixed slurry at 800 mV (Ag/AgCl electrode basis) or more and further pH of the slurry at 1.5 to 2.5 to obtain a mixture solution containing nickel sulfate and cobalt sulfate from which manganese is removed, and the mixture solution is recovered as valuable metal.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、使用済みのニッケル水素電池や製造中に生じた不良品等の廃ニッケル水素電池から、ニッケル、コバルト、希土類元素等の有価金属を分離回収する方法及び装置に関するものである。   The present invention relates to a method and apparatus for separating and recovering valuable metals such as nickel, cobalt, and rare earth elements from used nickel-metal hydride batteries and waste nickel-metal hydride batteries such as defective products produced during production.

近年の大気汚染や地球温暖化等の原因の一つに自動車の排気ガスがあり、排気ガスによる汚染を低減するため、ニッケル水素電池等の二次電池を搭載したハイブリッド自動車や電気自動車の生産や需要が加速的に増加している。これらの自動車に搭載されたニッケル水素電池は、何れは廃棄される見込みであり、使用済みのニッケル水素電池(以下、「廃ニッケル水素電池」ともいう。)から有価金属を回収して、資源としてリサイクルするための技術開発も進められている。   One of the causes of air pollution and global warming in recent years is automobile exhaust gas. In order to reduce pollution caused by exhaust gas, production of hybrid vehicles and electric vehicles equipped with secondary batteries such as nickel metal hydride batteries Demand is increasing at an accelerating rate. Any of the nickel metal hydride batteries installed in these vehicles are expected to be discarded, and valuable metals are recovered from used nickel metal hydride batteries (hereinafter also referred to as “waste nickel metal hydride batteries”) as resources. Technological development for recycling is also underway.

廃ニッケル水素電池から有価金属であるニッケルやコバルトを回収する方法としては、ニッケルを還元して鉄の一部と合金化したフェロニッケルとして回収する乾式処理方法が知られている。乾式処理方法は、低コストで効率的に処理が可能である反面、ニッケルの高純度化及びコバルトや希土類元素の回収の観点からみると不十分であり、廃ニッケル水素電池に含有される有価金属を電池材料用にリサイクルすることができない。そこで、乾式処理方法における問題点を是正した、有価金属を溶解させて得られた浸出液から有価金属を回収する湿式処理方法が提案されている(例えば、特許文献1,2参照。)。   As a method of recovering valuable metals such as nickel and cobalt from waste nickel metal hydride batteries, a dry processing method is known in which nickel is reduced and recovered as ferronickel alloyed with part of iron. Although the dry processing method can be processed efficiently at low cost, it is insufficient from the viewpoint of high purity nickel and recovery of cobalt and rare earth elements, and valuable metals contained in waste nickel metal hydride batteries. Cannot be recycled for battery materials. In view of this, a wet processing method that corrects problems in the dry processing method and recovers the valuable metal from the leachate obtained by dissolving the valuable metal has been proposed (see, for example, Patent Documents 1 and 2).

特許文献1に記載の方法は、(1)正極活物質及び負極活物質を、酸性水溶液を用いて洗浄処理に付し、正極活物質及び負極活物質に付着する電解液成分を除去して、洗浄後残渣と洗浄後液とを得る洗浄工程と、(2)洗浄後残渣と浸出工程で得た浸出液を混合することにより浸出液を還元処理に付し、浸出液中の鉄を2価に保持して、ニッケル、コバルト、希土類元素及びその他の共存する金属元素を含有する還元液と還元残渣とを得る還元工程と、(3)還元残渣に硫酸水溶液を添加し、且つ酸化しながら浸出処理に付し、ニッケル及び希土類元素を含有する浸出液と浸出残渣とを得る浸出工程と、(4)還元液に硫酸アルカリ又は水酸化アルカリを混合し、希土類元素複塩化処理に付し、希土類元素複塩からなる沈澱物とニッケル及びコバルトを含有する濾液とを得る希土類回収工程と、(5)希土類回収工程で得た濾液に、酸化剤と中和剤を添加して酸化中和処理に付し、ニッケル及びコバルトを含有する酸化中和後液と鉄及びアルミニウムを含有する酸化中和澱物とを得る酸化中和工程と、(6)酸化中和後液を、リン酸系抽出剤を用いた溶媒抽出処理に付し、コバルト、マンガン、亜鉛及びイットリウムを含有する逆抽出液とニッケルを含有する抽出残液とを得る溶媒抽出工程とから構成されている。   In the method described in Patent Document 1, (1) the positive electrode active material and the negative electrode active material are subjected to a cleaning treatment using an acidic aqueous solution, and the electrolyte component adhering to the positive electrode active material and the negative electrode active material is removed. A washing step for obtaining a residue after washing and a solution after washing, and (2) mixing the residue after washing and the leachate obtained in the leaching step to subject the leachate to a reduction treatment, and keep the iron in the leachate divalent. A reduction step for obtaining a reduction solution and reduction residue containing nickel, cobalt, rare earth elements and other coexisting metal elements, and (3) adding a sulfuric acid aqueous solution to the reduction residue and subjecting to a leaching treatment while oxidizing. A leaching step for obtaining a leaching solution and a leaching residue containing nickel and a rare earth element, and (4) mixing an alkaline sulfate or alkali hydroxide with the reducing solution, subjecting it to a rare earth element double chloride treatment, The precipitate and nickel and A rare earth recovery step for obtaining a filtrate containing balt; and (5) an oxidation containing nickel and cobalt by subjecting the filtrate obtained in the rare earth recovery step to an oxidative neutralization treatment by adding an oxidizing agent and a neutralizing agent. An oxidation neutralization step for obtaining a neutralized solution and an oxidized neutralized starch containing iron and aluminum; and (6) subjecting the oxidized neutralized solution to a solvent extraction treatment using a phosphoric acid-based extractant, It is comprised from the solvent extraction process of obtaining the back extract liquid containing cobalt, manganese, zinc, and yttrium, and the extraction residual liquid containing nickel.

特許文献1では、上記(1)〜(6)の工程を経ることにより、使用済みニッケル水素電池を解体して得た正極活物質及び負極活物質から、ニッケル、コバルト、希土類元素及びその他の共存する金属元素を分離し、特に、含有量の多いニッケルと希土類元素を電池用材料として再使用できる形態で回収することができる。   In Patent Document 1, nickel, cobalt, rare earth elements, and other coexistence are obtained from a positive electrode active material and a negative electrode active material obtained by disassembling a used nickel metal hydride battery through the steps (1) to (6). In particular, nickel and rare earth elements having a high content can be recovered in a form that can be reused as battery materials.

しかしながら、特許文献1に記載の方法は、工程数が多くて複雑なために多大な処理コストがかかり、商業的に成立つプロセスとは言い難い。また、中和で分離する鉄やアルミニウム等の不純物が少量である。このため、酸化中和後のスラリー濃度としては低く、共沈による不純物濃度の低減効果が期待できないことや、酸化中和澱物の粒径が細かく、濾過に時間がかかることから、回収効率が悪いという問題がある。   However, since the method described in Patent Document 1 has a large number of steps and is complicated, it requires a large processing cost, and is not a commercially viable process. In addition, impurities such as iron and aluminum separated by neutralization are small. For this reason, the slurry concentration after the oxidation neutralization is low, the effect of reducing the impurity concentration by coprecipitation cannot be expected, the particle size of the oxidation neutralized starch is fine, and the filtration takes time. There is a problem of being bad.

一方、特許文献2に記載の方法は、(1)正・負極活物質含有物を、硫酸溶液に混合、溶解した後、浸出液と残渣とに分離する浸出工程と、(2)その浸出液に、アルカリ金属の硫酸塩を添加して、希土類元素の硫酸複塩混合沈澱と脱希土類元素液とを得る希土類晶出工程と、(3)脱希土類元素液に硫化剤を添加して、ニッケル及びコバルト硫化物原料と残液とに分離する硫化物原料回収工程とから構成されている。特許文献2では、上記(1)〜(3)の工程を経ることにより、ニッケル水素電池を構成する正・負極活物質から、ニッケル、コバルト及び希土類元素を分離、回収することができる。   On the other hand, the method described in Patent Document 2 includes (1) a leaching step in which a positive / negative electrode active material-containing material is mixed and dissolved in a sulfuric acid solution, and then separated into a leachate and a residue, and (2) A rare earth crystallization step of adding a sulfate of an alkali metal to obtain a mixed precipitation of a rare earth element sulfate and a rare earth element liquid; and (3) adding a sulfiding agent to the derare earth element liquid, nickel and cobalt It consists of a sulfide raw material recovery step that separates the sulfide raw material and the residual liquid. In patent document 2, nickel, cobalt, and a rare earth element can be isolate | separated and collect | recovered from the positive / negative electrode active material which comprises a nickel hydride battery by passing through the process of said (1)-(3).

しかしながら、特許文献2に記載の方法は、微量の不純物ではなく、大量のニッケルを沈澱させるため、硫化剤の使用量が膨大となり、コストアップの要因となっている。また、硫化物沈澱法を用いているため、亜鉛等を分離する場合には二段階の硫化工程とそれらに用いる設備を増加させる必要があり、回収プロセス全体の工程数が多くて複雑になる。   However, since the method described in Patent Document 2 precipitates a large amount of nickel, not a very small amount of impurities, the amount of the sulfiding agent used is enormous, which causes a cost increase. In addition, since the sulfide precipitation method is used, it is necessary to increase the number of steps of the entire recovery process because it is necessary to increase the two-step sulfiding step and the equipment used for separating zinc and the like.

特開2010−174366号公報JP 2010-174366 A 特開2012−025992号公報JP 2012-025992 A

そこで、本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、プロセス全体の簡略化及び低コスト化を図りつつ、更に安全性や回収効率を向上させた廃ニッケル水素電池からの有価金属の回収方法及び回収装置を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention has been proposed in view of the above-mentioned problems of the prior art, and from a waste nickel metal hydride battery that further improves safety and recovery efficiency while simplifying and reducing the cost of the entire process. An object of the present invention is to provide a valuable metal recovery method and recovery device.

上記目的を達成するために、本発明者らは、特に希土類晶出工程で得られた硫酸複塩混合沈澱と、マンガンを含む脱希土類元素液との混合スラリーを固液分離せずに次の脱マンガン工程に送り、当該スラリーに酸化剤を添加して脱希土類元素液中のマンガンを、マンガンを含む沈澱物として分離し、この沈澱物と硫酸複塩混合沈澱との混合物を、一括して同時に固液分離することに着目して研究を重ねた。   In order to achieve the above-mentioned object, the inventors of the present invention, in particular, did not separate the mixed slurry of the sulfate double salt mixed precipitate obtained in the rare earth crystallization step and the derare earth element liquid containing manganese without performing solid-liquid separation. It is sent to the demanganese step, and an oxidant is added to the slurry to separate manganese in the derare earth element liquid as a precipitate containing manganese, and the mixture of this precipitate and sulfate mixed salt mixed precipitate is collectively At the same time, we focused on solid-liquid separation and repeated research.

その結果、本発明者らは、脱マンガン工程において、マンガンを含む沈澱物と硫酸複塩混合沈澱とを、一括して同時に固液分離することにより、電池材料用原料として使用可能な硫酸ニッケル及び硫酸コバルトを含む混合水溶液を、低コストで効率的に製造することが可能であることを見出し、本発明を完成させるに至った。   As a result, the present inventors, in the demanganese process, by simultaneously solid-liquid separation of the manganese-containing precipitate and the sulfate double salt mixed precipitate, nickel sulfate that can be used as a raw material for battery materials and It has been found that a mixed aqueous solution containing cobalt sulfate can be efficiently produced at low cost, and the present invention has been completed.

即ち、上記目的を達成するための本発明に係る廃ニッケル水素電池からの有価金属の回収方法は、廃ニッケル水素電池より得られる有価金属含有物からニッケル、コバルト及び希土類元素を分離回収する廃ニッケル水素電池からの有価金属の回収方法であって、前記廃ニッケル水素電池より得られる前記有価金属含有物を、硫酸溶液に混合して溶解した後に、浸出液と浸出残渣とに分離する浸出工程と、前記浸出工程で得られた前記浸出液に、アルカリ金属の硫酸塩を添加して、希土類元素の硫酸複塩混合沈澱とマンガンを含む脱希土類元素液との混合スラリーを得る希土類晶出工程と、前記希土類晶出工程で得られた前記混合スラリーに、酸化剤を添加し、該混合スラリーの酸化還元電位を800mV(Ag/AgCl電極基準)以上とすることにより、該混合スラリー中のマンガンを沈澱物として分離し、該マンガンを含む沈澱物及び前記硫酸複塩混合沈澱の混合物が除去された硫酸ニッケル及び硫酸コバルトを含む混合水溶液を得る脱マンガン工程とを有することを特徴とする。   That is, the method for recovering valuable metals from waste nickel metal hydride batteries according to the present invention for achieving the above object is the waste nickel for separating and recovering nickel, cobalt and rare earth elements from valuable metal-containing materials obtained from waste nickel metal hydride batteries. A method of recovering valuable metals from a hydrogen battery, wherein the valuable metal-containing material obtained from the waste nickel metal hydride battery is mixed and dissolved in a sulfuric acid solution, and then separated into a leachate and a leach residue, A rare earth crystallization step of adding an alkali metal sulfate to the leachate obtained in the leaching step to obtain a mixed slurry of a rare earth element sulfate double salt mixed precipitate and a derare earth element solution containing manganese; and An oxidant is added to the mixed slurry obtained in the rare earth crystallization step, and the redox potential of the mixed slurry is set to 800 mV (Ag / AgCl electrode standard) or more. Thereby removing manganese in the mixed slurry as a precipitate and obtaining a mixed aqueous solution containing nickel sulfate and cobalt sulfate from which the precipitate containing manganese and the mixture of the sulfate double salt mixed precipitate have been removed; It is characterized by having.

また、上記目的を達成するための本発明に係る廃ニッケル水素電池からの有価金属の回収装置は、廃ニッケル水素電池より得られる有価金属含有物からニッケル、コバルト及び希土類元素を分離回収する廃ニッケル水素電池からの有価金属の回収装置であって、前記廃ニッケル水素電池より得られる有価金属含有物を硫酸溶液に混合して溶解した後に分離して得られた浸出液を貯留する反応槽と、前記反応槽にアルカリ金属の硫酸塩及び酸化剤を供給する供給部と、少なくとも前記供給部から供給する前記アルカリ金属の硫酸塩及び前記酸化剤の供給順序及び供給量を制御する制御部と、前記浸出液に前記アルカリ金属の硫酸塩を添加して得られた希土類元素の硫酸複塩混合沈澱とマンガンを含む脱希土類元素液との混合スラリーに、更に前記酸化剤を添加して得られたマンガンを含む沈澱物及び該硫酸複塩混合沈澱の混合物と、硫酸ニッケル及び硫酸コバルトを含む水溶液とからなるスラリーから、固液分離により硫酸ニッケル及び硫酸コバルトを含む混合水溶液を回収する回収部とを有し、前記制御部は、前記浸出液に前記アルカリ金属の硫酸塩を添加した後に前記混合スラリーに前記酸化剤を添加するように供給順序を制御し、且つ、前記混合スラリーの酸化還元電位を800mV(Ag/AgCl電極基準)以上とするように前記酸化剤の供給量を制御することを特徴とする。   Moreover, the recovery device of valuable metals from waste nickel metal hydride batteries according to the present invention for achieving the above object is waste nickel for separating and recovering nickel, cobalt and rare earth elements from valuable metal-containing materials obtained from waste nickel metal hydride batteries. A device for recovering valuable metals from a hydrogen battery, the reaction tank storing leachate obtained by separating the valuable metal-containing material obtained from the waste nickel metal hydride battery after being mixed and dissolved in a sulfuric acid solution, and A supply unit for supplying alkali metal sulfate and oxidant to the reaction tank, a control unit for controlling at least the supply sequence and supply amount of the alkali metal sulfate and oxidant supplied from the supply unit, and the leachate The mixed slurry of the rare earth element sulfate double salt mixed precipitate obtained by adding the alkali metal sulfate to the above and the derare earth element liquid containing manganese is further added to the previous slurry. It contains nickel sulfate and cobalt sulfate by solid-liquid separation from a slurry comprising a manganese-containing precipitate obtained by adding an oxidizing agent and a mixture of the sulfate double salt mixed precipitate and an aqueous solution containing nickel sulfate and cobalt sulfate. A recovery unit for recovering the mixed aqueous solution, and the control unit controls the supply order so as to add the oxidizing agent to the mixed slurry after adding the alkali metal sulfate to the leachate, and The supply amount of the oxidizing agent is controlled so that the oxidation-reduction potential of the mixed slurry is 800 mV (Ag / AgCl electrode standard) or more.

本発明によれば、硫酸複塩混合沈澱を生成させた上でマンガンを含む沈澱物を生成、共沈させ、これらの沈澱物を一括で濾過処理することにより、プロセス全体の簡略化及び低コスト化が可能となり、更に安全性や有価金属の回収効率を向上させることができる。   According to the present invention, a sulfate-containing double salt mixed precipitate is generated, a precipitate containing manganese is generated and co-precipitated, and these precipitates are collectively filtered, thereby simplifying the entire process and reducing the cost. And safety and recovery efficiency of valuable metals can be improved.

本発明の一実施の形態に係る廃ニッケル水素電池からの有価金属の回収方法における有価金属の回収プロセスの概略を示す工程図である。It is process drawing which shows the outline of the recovery process of valuable metals in the recovery method of valuable metals from the waste nickel metal hydride battery which concerns on one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態に係る廃ニッケル水素電池からの有価金属の回収装置の概略を示す概略図である。It is the schematic which shows the outline of the collection | recovery apparatus of the valuable metal from the waste nickel metal hydride battery which concerns on one embodiment of this invention. 従来の廃ニッケル水素電池からの有価金属の回収方法における有価金属の回収プロセスの概略を示す工程図である。It is process drawing which shows the outline of the collection process of the valuable metal in the recovery method of the valuable metal from the conventional waste nickel metal hydride battery.

本発明を適用した具体的な実施の形態(以下、「本実施の形態」という。)について、以下の順序で図面を参照して詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を加えることが可能である。   A specific embodiment to which the present invention is applied (hereinafter referred to as “the present embodiment”) will be described in detail with reference to the drawings in the following order. Note that the present invention is not limited to the following embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

1.廃ニッケル水素電池からの有価金属の回収方法
1−1.浸出工程
1−2.希土類晶出工程
1−3.脱マンガン工程
1−4.電池材料製造プロセス
2.廃ニッケル水素電池からの有価金属の回収装置
2−1.反応槽
2−2.供給部
2−3.加熱部
2−4.回収部
2−5.制御部
2−6.有価金属の回収装置の使用手順
3.総括
1. 1. Recovery method of valuable metals from waste nickel metal hydride batteries 1-1. Leaching process 1-2. Rare earth crystallization process 1-3. Demanganese process 1-4. 1. Battery material manufacturing process 2. Equipment for recovering valuable metals from waste nickel metal hydride batteries 2-1. Reaction tank 2-2. Supply unit 2-3. Heating unit 2-4. Collection unit 2-5. Control unit 2-6. 2. Procedure for using valuable metal recovery equipment Summary

[1.廃ニッケル水素電池からの有価金属の回収方法]
本実施の形態に係る廃ニッケル水素電池からの有価金属の回収方法(単に「有価金属回収方法」と呼称する場合もある。)は、図1に示すように、有価金属含有物に浸出処理を施し有価金属を含む浸出液と浸出残渣とを得る浸出工程S11と、浸出工程S11で得られた浸出液に希土類晶出処理を施し希土類元素の硫酸複塩混合沈澱とマンガンを含む脱希土類元素液との混合スラリーを得る希土類晶出工程S12と、希土類晶出工程S12で得られた混合スラリーに酸化処理を施しマンガンを含む沈澱物と硫酸複塩混合沈澱との混合物及び有価金属混合溶液(硫酸ニッケル・コバルト混合溶液)を得る脱マンガン工程S13とを有するものである。
[1. Method for recovering valuable metals from waste nickel metal hydride batteries]
As shown in FIG. 1, the method for recovering valuable metals from waste nickel metal hydride batteries according to the present embodiment (sometimes simply referred to as “valuable metal recovery method”) leaches the valuable metal-containing material. A leaching step S11 for obtaining a leachate containing a valuable metal and a leach residue, a rare earth crystallization treatment for the leachate obtained in the leaching step S11, and a rare earth element sulfate containing manganese mixed precipitate and a rare earth element solution containing manganese Rare earth crystallization step S12 for obtaining a mixed slurry, oxidation treatment on the mixed slurry obtained in rare earth crystallization step S12, and a mixture of a precipitate containing manganese and a double sulfate mixed precipitate and a valuable metal mixed solution (nickel sulfate · And a demanganese step S13 for obtaining a cobalt mixed solution.

そして、有価金属回収方法では、希土類晶出工程S12で得られた混合スラリーを用いて脱マンガン工程S13で有価金属混合溶液が得られることにより、廃ニッケル水素電池から有価金属を回収することができる。また、脱マンガン工程S13で得られた有価金属混合溶液を、電池材料製造プロセスS14に供することにより、有価金属混合溶液から電池材料が作製され、得られた電池材料を用いて各種電池を製造することができる。   In the valuable metal recovery method, the valuable metal mixed solution is obtained in the demanganese step S13 using the mixed slurry obtained in the rare earth crystallization step S12, whereby the valuable metal can be recovered from the waste nickel metal hydride battery. . In addition, by supplying the valuable metal mixed solution obtained in the demanganese step S13 to the battery material manufacturing process S14, a battery material is produced from the valuable metal mixed solution, and various batteries are manufactured using the obtained battery material. be able to.

<1−1.浸出工程>
浸出工程S11では、図1に示すように、廃ニッケル水素電池に前処理を施して得られる有価金属含有物と硫酸溶液とを混合、加温して溶解することにより、有価金属を含んだ浸出液と浸出残渣とを得る。
<1-1. Leaching process>
In the leaching step S11, as shown in FIG. 1, a valuable metal-containing material obtained by pre-treating a waste nickel metal hydride battery and a sulfuric acid solution are mixed, heated and dissolved to obtain a leachate containing valuable metals. And leaching residue.

有価金属含有物中に含まれる有価金属のうち、例えば、ニッケル及び希土類元素の一つであるランタンは、下記式1及び2に従って溶解される。
Ni+HSO→NiSO+H・・・(式1)
2La+3HSO→La(SO+3H・・・(式2)
Of the valuable metals contained in the valuable metal-containing material, for example, lanthanum, which is one of nickel and rare earth elements, is dissolved according to the following formulas 1 and 2.
Ni + H 2 SO 4 → NiSO 4 + H 2 (Formula 1)
2La + 3H 2 SO 4 → La 2 (SO 4 ) 3 + 3H 2 (Formula 2)

浸出液のpHとしては、特に限定されるものではないが、0以上5以下に維持することが好ましく、0以上1以下に維持することがより好ましい。浸出液のpHが0未満では、後工程で用いる中和剤が増加する。一方、浸出液のpHが5を超えると、ニッケル、コバルト等の有価金属の浸出率が低下する。   The pH of the leachate is not particularly limited, but is preferably maintained at 0 or more and 5 or less, more preferably 0 or more and 1 or less. When the pH of the leachate is less than 0, the neutralizing agent used in the subsequent process increases. On the other hand, when the pH of the leaching solution exceeds 5, the leaching rate of valuable metals such as nickel and cobalt decreases.

浸出工程S11において、実用的な満足できる反応速度を得るには、強酸下で80℃以上の液温に維持して浸出することが好ましい。浸出工程S11では、例えば、濃度64%の硫酸を用いて浸出処理を施すことができる。   In the leaching step S11, in order to obtain a practical and satisfactory reaction rate, leaching is preferably performed while maintaining a liquid temperature of 80 ° C. or higher under a strong acid. In the leaching step S11, for example, leaching processing can be performed using sulfuric acid having a concentration of 64%.

また、浸出工程S11では、有価金属含有物と硫酸溶液とを混合、加温して溶解した後、過剰分の硫酸を中和するために、更に有価金属含有物を追加添加することもできる。次いで、得られた浸出液と浸出残渣とから成るスラリーを放冷し、その後、固液分離して浸出液を得る。スラリー濃度としては、特に限定されるものではないが、50g/L以上300g/L以下に調整することが好ましい。   Further, in the leaching step S11, the valuable metal-containing material and the sulfuric acid solution are mixed, heated and dissolved, and then a valuable metal-containing material can be further added to neutralize the excess sulfuric acid. Next, the slurry made of the obtained leachate and leach residue is allowed to cool, and then solid-liquid separation is performed to obtain the leachate. Although it does not specifically limit as a slurry density | concentration, It is preferable to adjust to 50 g / L or more and 300 g / L or less.

以上のように浸出工程S11では、ニッケル、コバルト、希土類元素等の有価金属が硫酸溶液中に浸出した浸出液を得ることができる。   As described above, in the leaching step S11, a leaching solution in which valuable metals such as nickel, cobalt, and rare earth elements are leached into the sulfuric acid solution can be obtained.

一般的に、二次電池の一種であるニッケル水素電池は、正極、負極、電極端子及び電解液等の機能的部材と、電極基板、正負極の電極間に設けられるセパレータ及びこれらを収納するケース等の構造的部材とから構成されている。   In general, a nickel-metal hydride battery, which is a type of secondary battery, has a functional member such as a positive electrode, a negative electrode, an electrode terminal, and an electrolyte, a separator provided between an electrode substrate, a positive electrode and a negative electrode, and a case for housing them. And other structural members.

ニッケル水素電池を構成する機能的部材及び構造的部材には、様々な物質が含まれている。例えば、正極には正極活物質が含まれており、正極活物質は微量添加元素を含む水酸化ニッケル等から構成されている。また、負極には負極活物質が含まれており、負極活物質はニッケル、コバルト、希土類元素(ミッシュメタル)等を含む水素吸蔵合金等から構成されている。   Various materials are contained in the functional member and the structural member constituting the nickel metal hydride battery. For example, the positive electrode contains a positive electrode active material, and the positive electrode active material is made of nickel hydroxide containing a trace amount of added elements. Further, the negative electrode contains a negative electrode active material, and the negative electrode active material is composed of a hydrogen storage alloy containing nickel, cobalt, a rare earth element (Misch metal), or the like.

また、正極基板はニッケル板や発泡ニッケル板等から構成され、負極基板はニッケルメッキ鉄板等から構成されている。更に、セパレータは合成樹脂等から構成され、電解液は水酸化カリウム水溶液等から構成され、電極端子材は銅、鉄系金属等から構成され、ケースは合成樹脂、鋼等から構成されている。   The positive substrate is made of a nickel plate, a foamed nickel plate, or the like, and the negative substrate is made of a nickel-plated iron plate or the like. Furthermore, the separator is made of a synthetic resin or the like, the electrolyte is made of a potassium hydroxide aqueous solution or the like, the electrode terminal material is made of copper, an iron-based metal, or the like, and the case is made of a synthetic resin, steel, or the like.

浸出工程S11で用いる有価金属含有物は、廃ニッケル水素電池に所定の前処理を施して得られるものであり、当該含有物中には、有価金属であるニッケルやコバルトの他に、ランタン、セリウム、イットリウム等の希土類元素や、マンガン、鉄、アルミニウム等の不純物が含まれている。ただし、有価金属含有物中の不純物の種別や含有量は、原料として用いた廃ニッケル水素電池の部材や処理方法等により異なるものであり、特に限定されるものではない。有価金属回収方法では、有価金属含有物中の不純物の種別や含有量によらずに、当該含有物中の有価金属を低コスト且つ高純度で効率的に回収することができる。   The valuable metal-containing material used in the leaching step S11 is obtained by subjecting a waste nickel metal hydride battery to a predetermined pretreatment, and in addition to nickel and cobalt, which are valuable metals, lanthanum and cerium are included. It contains rare earth elements such as yttrium, and impurities such as manganese, iron, and aluminum. However, the type and content of impurities in the valuable metal-containing material are not particularly limited, and vary depending on the member of the waste nickel metal hydride battery used as a raw material, the processing method, and the like. In the valuable metal recovery method, the valuable metal in the content can be efficiently recovered at low cost and high purity regardless of the type and content of impurities in the valuable metal content.

<1−2.希土類晶出工程>
次に、希土類晶出工程S12では、図1に示すように、浸出工程S11で得られた浸出液に、アルカリ金属硫酸塩を添加して、希土類元素がアルカリ金属と結びついた硫酸複塩混合沈澱と、希土類元素を分離した硫酸ニッケルと硫酸コバルトの混合水溶液であるマンガンを含む脱希土類元素液との混合物である混合スラリーを得る。
<1-2. Rare earth crystallization process>
Next, in the rare earth crystallization step S12, as shown in FIG. 1, an alkali metal sulfate is added to the leachate obtained in the leaching step S11, and the sulfate double salt mixed precipitate in which the rare earth element is combined with the alkali metal Then, a mixed slurry is obtained which is a mixture of a rare earth element liquid containing manganese, which is a mixed aqueous solution of nickel sulfate and cobalt sulfate from which the rare earth element has been separated.

希土類晶出工程S12では、例えば、浸出液中の希土類元素の一つであるランタンは、下記式3に従ってランタンとナトリウムの複塩(硫酸複塩混合沈澱)を生成する。
La(SO+NaSO→2LaNa(SO・・・(式3)
In the rare earth crystallization step S12, for example, lanthanum, which is one of the rare earth elements in the leachate, generates a lanthanum and sodium double salt (sulfate double salt mixed precipitate) according to the following formula 3.
La 2 (SO 4 ) 3 + Na 2 SO 4 → 2LaNa (SO 4 ) 2 (Formula 3)

希土類晶出工程S12では、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム等の硫酸アルカリ(アルカリ金属硫酸塩)を用いることが、より好ましい。   In the rare earth crystallization step S12, it is more preferable to use an alkali sulfate (alkali metal sulfate) such as sodium sulfate or potassium sulfate.

反応時のpHとしては、特に限定されるものではないが、1以上5以下に維持することが好ましく、1以上3以下に維持することがより好ましい。即ち、希土類晶出工程S12では、反応時のpHが1以上5以下であるとき、希土類元素を沈澱として分離することができる。なお、希土類晶出工程S12における反応時のpHの調整は、必要に応じて、鉱酸やアルカリ水溶液等のpH調整剤を用いて行う。   Although it does not specifically limit as pH at the time of reaction, It is preferable to maintain at 1-5, and it is more preferable to maintain at 1-3. That is, in the rare earth crystallization step S12, when the pH during the reaction is 1 or more and 5 or less, the rare earth element can be separated as a precipitate. In addition, pH adjustment at the time of reaction in rare earth crystallization process S12 is performed using pH adjusters, such as a mineral acid and alkaline aqueous solution, as needed.

しかしながら、反応時のpHが3を超えると、ニッケル、コバルト、鉄、アルミニウム等の金属元素が硫酸複塩混合沈澱と共に沈澱する場合があるので、pHは1以上3以下の範囲に維持しながら、これらの金属元素を脱希土類元素液に残留させることがより好ましい。   However, when the pH during the reaction exceeds 3, since metal elements such as nickel, cobalt, iron, and aluminum may precipitate together with the sulfate double salt mixed precipitation, the pH is maintained in the range of 1 to 3, It is more preferable that these metal elements remain in the rare-earth element liquid.

希土類晶出工程S12では、液温は、特に限定されるものではないが、50℃以上70℃以下が好ましい。液温が50℃未満では、実用的な満足できる反応速度が得られない。一方、液温の上限は特に限定されるものではないが、水分蒸発量やエネルギー効率を考慮すると、70℃以下が好ましい。   In the rare earth crystallization step S12, the liquid temperature is not particularly limited, but is preferably 50 ° C. or higher and 70 ° C. or lower. When the liquid temperature is less than 50 ° C., a practical and satisfactory reaction rate cannot be obtained. On the other hand, the upper limit of the liquid temperature is not particularly limited, but is preferably 70 ° C. or lower in consideration of the amount of water evaporation and energy efficiency.

希土類晶出工程S12では、希土類晶出後の固液分離操作を行わずに、有価金属や不純物がスラリーの状態で次の脱マンガン工程S13に送られる。脱マンガン工程S13で得られるマンガンを含む沈澱物の生成量は2g/L程度の少量であり、粒子が微細なため、希土類晶出後の固液分離操作を行ってマンガンを含む沈澱物のみを単独で濾過する場合、濾過性が悪くなり、更には濾過操作時に当該沈澱が濾液(硫酸ニッケル・コバルト混合溶液)に抜けることもある。   In the rare earth crystallization step S12, valuable metals and impurities are sent to the next demanganese step S13 in a slurry state without performing the solid-liquid separation operation after the rare earth crystallization. The amount of manganese-containing precipitate obtained in the demanganese step S13 is a small amount of about 2 g / L, and the particles are fine. Therefore, the solid-liquid separation operation after rare-earth crystallization is performed to remove only the manganese-containing precipitate. In the case of filtration alone, the filterability deteriorates, and further, the precipitate may escape into the filtrate (nickel sulfate / cobalt mixed solution) during the filtration operation.

そのような問題を解消するために、次の脱マンガン工程S13では、比較的多量に存在し、濾過性の良い硫酸複塩混合沈澱と、マンガンを含む沈澱物とを一括して同時に固液分離する。その結果、次の脱マンガン工程S13では、マンガンを含む沈澱の濾過性を向上させて、濾過時間を短縮することができると共に、共沈効果によるマンガンの除去率の向上を図り、濾過工程の統合によるコストを削減し、工程全体の効率化を図ることができる。   In order to solve such a problem, in the next demanganese step S13, a relatively large amount of a sulfate double salt mixed precipitate having good filterability and a precipitate containing manganese are simultaneously solid-liquid separated. To do. As a result, in the next demanganese step S13, the filterability of the precipitate containing manganese can be improved, the filtration time can be shortened, the removal rate of manganese can be improved by the coprecipitation effect, and the filtration step can be integrated. The cost due to can be reduced, and the efficiency of the entire process can be improved.

つまり、希土類晶出工程S12及び脱マンガン工程S13では、硫酸複塩混合沈澱を単独で固液分離するのではなく、脱マンガン工程S13で生成するマンガン、鉄等を含有した沈澱物を付加した形で固液分離することによって、プロセスの効率化が図られることになる。更に、同じ反応装置内で、希土類晶出操作に続けて脱マンガン操作を行うこともできる。   That is, in the rare earth crystallization step S12 and the demanganese step S13, the mixed form of sulfate double salt is not separated into solid and liquid, but a precipitate containing manganese, iron, etc. produced in the demanganese step S13 is added. Thus, the process efficiency is improved by solid-liquid separation. Furthermore, in the same reactor, the demanganese operation can be performed following the rare earth crystallization operation.

<1−3.脱マンガン工程>
次に、脱マンガン工程S13では、図1に示すように、希土類晶出工程S12で得られた混合スラリーに酸化剤を添加して酸化処理を施し、硫酸複塩混合沈澱及びマンガンを含む沈澱物の混合物と、有価金属混合溶液(硫酸ニッケル・コバルト混合溶液)とを得て、有価金属混合溶液として有価金属を回収する。
<1-3. Demanganese process>
Next, in the demanganese step S13, as shown in FIG. 1, an oxidizing agent is added to the mixed slurry obtained in the rare earth crystallization step S12 to perform oxidation treatment, and a sulfate-containing double salt mixed precipitate and a manganese-containing precipitate are added. And a valuable metal mixed solution (nickel sulfate / cobalt mixed solution) are obtained, and the valuable metal is recovered as the valuable metal mixed solution.

脱マンガン工程S13における脱マンガン反応の条件としては、脱希土類元素液の酸化還元電位を800mV(Ag/AgCl電極基準)以上、そのpHを1.5〜2.5にする。脱希土類元素液のpHが1.5を下回った場合には、マンガンや鉄等が沈澱し難くなり、後工程の電池材料製造プロセスS14における中和剤の使用量が増加する。一方、脱希土類元素液のpHが2.5を上回った場合には、ニッケルやコバルト等が沈澱する可能性がある。理論的には、脱希土類元素液の酸化還元電位を1000mV(Ag/AgCl電極基準)まで上昇させると、pH3で水酸化ニッケル(III)(Ni(OH))を生成する。なお、脱希土類元素液のpHの調整は、希土類晶出工程S12と同様にして、必要に応じて、鉱酸やアルカリ水溶液等のpH調整剤を用いて行う。 As conditions for the demanganese reaction in the demanganese step S13, the oxidation-reduction potential of the derare earth element liquid is 800 mV (Ag / AgCl electrode standard) or more and the pH is 1.5 to 2.5. When the pH of the rare earth element solution is lower than 1.5, manganese, iron and the like are not easily precipitated, and the amount of the neutralizing agent used in the subsequent battery material manufacturing process S14 increases. On the other hand, when the pH of the rare earth element solution exceeds 2.5, nickel, cobalt, or the like may be precipitated. Theoretically, when the redox potential of the rare earth element liquid is increased to 1000 mV (Ag / AgCl electrode standard), nickel hydroxide (III) (Ni (OH) 3 ) is generated at pH 3. The pH of the rare earth element solution is adjusted using a pH adjuster such as a mineral acid or an alkaline aqueous solution as necessary, as in the rare earth crystallization step S12.

脱マンガン工程S13では、酸化剤として過酸化水素、ニッケル酸リチウムの粉、過硫酸ナトリウム等を用いることができる。また、pH調整剤として、硫酸、塩酸等の鉱酸や、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、水酸化カルシウム、炭酸カルシウム等のアルカリを用いることができる。これらの中では、カルシウムの混入の恐れがない水酸化ナトリウム又は炭酸ナトリウムを用いることが好ましい。   In the demanganese step S13, hydrogen peroxide, lithium nickelate powder, sodium persulfate, or the like can be used as an oxidizing agent. Moreover, mineral acids, such as a sulfuric acid and hydrochloric acid, and alkalis, such as sodium hydroxide, sodium carbonate, calcium hydroxide, a calcium carbonate, can be used as a pH adjuster. In these, it is preferable to use sodium hydroxide or sodium carbonate which does not have a fear of mixing of calcium.

例えば、酸化剤としてリチウムイオン電池材料用原料であるニッケル酸リチウムの粉を用いた場合には、この酸化剤を混合スラリーに添加することで、酸化還元電位が上昇し、下記式4及び5に従って、溶存するマンガン及び鉄の一部が沈澱物を生成する。
Mn2++2LiNiO+3HSO
→MnO+LiSO+2NiSO+2HO+2H・・・(式4)
Fe3++3NaOH→Fe(OH)+3Na・・・(式5)
For example, when lithium nickelate powder, which is a raw material for lithium ion battery materials, is used as the oxidant, the oxidation-reduction potential is increased by adding this oxidant to the mixed slurry. Part of the dissolved manganese and iron produces a precipitate.
Mn 2+ + 2LiNiO 2 + 3H 2 SO 4
→ MnO 2 + Li 2 SO 4 + 2NiSO 4 + 2H 2 O + 2H + (Formula 4)
Fe 3+ + 3NaOH → Fe (OH) 3 + 3Na + (Formula 5)

以上で説明した通り、脱マンガン工程S13では、脱希土類元素液の酸化還元電位を800mV(Ag/AgCl電極基準)以上、そのpHを1.5〜2.5とする条件で脱マンガン反応を行う。その結果、マンガンが酸化マンガン(IV)(MnO)として、鉄が水酸化鉄(III)(Fe(OH))として沈澱し、ニッケルやコバルトはイオンの形態(Ni2+、Co2+)で液中に存在するため、これを濾過し、得られた硫酸ニッケルと硫酸コバルトの混合水溶液(硫酸ニッケル・コバルト混合溶液)を、後述する電池材料製造プロセスS14において、電池材料製造用の原料とすることができる。 As described above, in the demanganese step S13, the demanganese reaction is performed under the condition that the redox potential of the derare earth element solution is 800 mV (Ag / AgCl electrode standard) or more and the pH is 1.5 to 2.5. . As a result, manganese is precipitated as manganese oxide (IV) (MnO 2 ), iron is precipitated as iron hydroxide (III) (Fe (OH) 3 ), and nickel and cobalt are in the form of ions (Ni 2+ , Co 2+ ). Since it exists in the liquid, it is filtered, and the resulting mixed aqueous solution of nickel sulfate and cobalt sulfate (nickel sulfate / cobalt mixed solution) is used as a raw material for battery material production in the battery material production process S14 described later. be able to.

<1−4.電池材料製造プロセス>
電池材料製造プロセスS14では、図1に示すように、脱マンガン工程S13で得られた硫酸ニッケルと硫酸コバルトの混合水溶液(硫酸ニッケル・コバルト混合溶液)を原料とする。硫酸ニッケルと硫酸コバルトの混合水溶液中の硫酸分は、最終的に廃液処理工程から硫酸ナトリウムの形で排出する。
<1-4. Battery Material Manufacturing Process>
In the battery material manufacturing process S14, as shown in FIG. 1, the mixed aqueous solution of nickel sulfate and cobalt sulfate (nickel sulfate / cobalt mixed solution) obtained in the demanganese step S13 is used as a raw material. The sulfuric acid content in the mixed aqueous solution of nickel sulfate and cobalt sulfate is finally discharged from the waste liquid treatment process in the form of sodium sulfate.

この硫酸ナトリウムが所定の濃度以上であれば、希土類晶出工程S12で使用するナトリウム塩として利用することが可能であり、処理に必要となる薬剤コストを低減させることが可能となる。   If this sodium sulfate is a predetermined concentration or more, it can be used as a sodium salt used in the rare earth crystallization step S12, and the chemical cost required for the treatment can be reduced.

[2.廃ニッケル水素電池からの有価金属の回収装置]
次に、図2に基づき、上述した回収方法で利用することが可能な、本実施の形態に係る廃ニッケル水素電池からの有価金属の回収装置(単に「回収装置1」と呼称する場合もある。)について説明する。図2に示すように、回収装置1は、反応槽10、供給部20、加熱部30、回収部40及び制御部50を備えるものである。回収装置1は、かかる各構成要素を備えることにより、従来法では個別の反応槽を用いて二段階で行っていた濾過処理を、反応槽10内で一括して行うことができるので、プロセス全体の簡略化及び低コスト化が可能となり、更に装置稼働時の安全性や有価金属の回収効率を向上させることができる。
[2. Equipment for recovering valuable metals from waste nickel metal hydride batteries]
Next, based on FIG. 2, a recovery device for valuable metals from the waste nickel metal hydride battery according to the present embodiment (which may be simply referred to as “recovery device 1”) that can be used in the above-described recovery method. .). As shown in FIG. 2, the recovery device 1 includes a reaction tank 10, a supply unit 20, a heating unit 30, a recovery unit 40, and a control unit 50. Since the recovery device 1 includes such components, the filtration process, which has been performed in two stages using an individual reaction tank in the conventional method, can be performed collectively in the reaction tank 10, so that the entire process Can be simplified and the cost can be reduced, and safety during operation of the apparatus and recovery efficiency of valuable metals can be improved.

<2−1.反応槽>
反応槽10は、廃ニッケル水素電池より得られる有価金属含有物を硫酸溶液に混合して溶解した後に分離して得られた浸出液を貯留するものである。反応槽10の材質は、図1に示した浸出工程S11における浸出反応により得られた浸出液を貯留することができ、希土類晶出工程S12における希土類晶出反応及び脱マンガン工程S13における脱マンガン反応において使用する各種薬剤及び各種反応により得られる生成物によって劣化しなければ特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。また、反応槽10は、槽内で希土類晶出反応及び脱マンガン反応を行うことができる容器であれば、大きさ(容量)、形状、構造等について特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
<2-1. Reaction tank>
The reaction tank 10 stores the leachate obtained by separating the valuable metal-containing material obtained from the waste nickel metal hydride battery after mixing it with the sulfuric acid solution and dissolving it. The material of the reaction vessel 10 can store the leachate obtained by the leaching reaction in the leaching step S11 shown in FIG. 1, and in the rare earth crystallization reaction in the rare earth crystallization step S12 and the demanganese reaction in the demanganese step S13. If it does not deteriorate with the various chemical | medical agents to be used and the product obtained by various reaction, there will be no restriction | limiting in particular, According to the objective, it can select suitably. The reaction tank 10 is not particularly limited in size (capacity), shape, structure, etc. as long as it is a container capable of performing rare earth crystallization reaction and demanganese reaction in the tank, and is appropriately selected according to the purpose. can do.

なお、反応槽10内では、図1に示した希土類晶出工程S12及び脱マンガン工程S13において行う反応、即ち、希土類晶出反応及び脱マンガン反応を行う。具体的な反応及び用いる薬剤については、上述した回収方法で説明した通りであるので、ここでの説明は省略する。   In the reaction vessel 10, the reactions performed in the rare earth crystallization step S12 and the demanganese step S13 shown in FIG. 1, that is, the rare earth crystallization reaction and the demanganese reaction are performed. Since the specific reaction and the drug to be used are as described in the above-described collection method, description thereof is omitted here.

<2−2.供給部>
供給部20は、反応槽10内の浸出液に硫酸アルカリ(アルカリ金属硫酸塩)、酸化剤及びpH調整剤を供給するものである。供給部20は、浸出液、アルカリ金属硫酸塩、酸化剤及びpH調整剤をそれぞれ貯留するための貯留槽(不図示)と、これらを反応槽10内へそれぞれ送液するためのポンプ等の送液・添加手段(不図示)及び配管(不図示)とから構成されている。供給部20では、送液・添加手段により貯留槽から浸出液、アルカリ金属硫酸塩、酸化剤及びpH調整剤を反応槽10内へ配管を介してそれぞれ供給する。
<2-2. Supply Department>
The supply unit 20 supplies alkali sulfate (alkali metal sulfate), an oxidizing agent, and a pH adjuster to the leachate in the reaction vessel 10. The supply unit 20 includes a storage tank (not shown) for storing the leachate, the alkali metal sulfate, the oxidizing agent, and the pH adjuster, and a liquid supply such as a pump for supplying these to the reaction tank 10 respectively. -It is comprised from the addition means (not shown) and piping (not shown). In the supply unit 20, the leachate, the alkali metal sulfate, the oxidizing agent, and the pH adjuster are supplied from the storage tank to the reaction tank 10 via the pipes by the liquid feeding / addition unit.

供給部20における浸出液、アルカリ金属硫酸塩、酸化剤及びpH調整剤の供給順序や供給量の制御は、制御部50により行う。制御部50により、供給部20は、浸出液を反応槽10内へ供給した後に、アルカリ金属硫酸塩及び酸化剤を順次供給する。また、制御部50により、供給部20は、希土類晶出反応において、浸出液のpHを1以上5以下、好ましくは1以上3以下にするように、pH調整剤の供給量を調整する。更に、制御部50により、供給部20は、脱マンガン反応において、浸出液の酸化還元電位を800mV(Ag/AgCl電極基準)以上、そのpHを1.5〜2.5にするように、酸化剤及びpH調整剤の供給量を調整する。   The control unit 50 controls the supply order and supply amount of the leachate, alkali metal sulfate, oxidizing agent, and pH adjuster in the supply unit 20. The supply unit 20 supplies the leachate into the reaction tank 10 by the control unit 50 and then sequentially supplies the alkali metal sulfate and the oxidizing agent. Further, the supply unit 20 adjusts the supply amount of the pH adjusting agent by the control unit 50 so that the pH of the leaching solution is 1 or more and 5 or less, preferably 1 or more and 3 or less in the rare earth crystallization reaction. Further, the control unit 50 causes the supply unit 20 to reduce the oxidation-reduction potential of the leachate to 800 mV (Ag / AgCl electrode standard) or more and to set the pH to 1.5 to 2.5 in the demanganese reaction. And the supply amount of the pH adjusting agent is adjusted.

なお、浸出液は、図1に示した浸出工程S11において行う反応、即ち、浸出反応により得られるものであるが、当該反応を供給部20の貯留槽内や反応槽内等で行って浸出液を得てもよいし、他の槽内で得られた浸出液を反応槽に送液してもよい。   The leachate is obtained by the reaction performed in the leaching step S11 shown in FIG. 1, that is, the leaching reaction. The leachate is obtained by performing the reaction in the storage tank or reaction tank of the supply unit 20. Alternatively, the leachate obtained in another tank may be sent to the reaction tank.

<2−3.加熱部>
加熱部30は、反応槽10内の浸出液を加熱するものである。加熱部30は、反応槽10内の浸出液を加熱することができれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。加熱部30としては、例えば、熱交換用の蛇管内に蒸気等の熱媒体を流す方法や、電熱式のヒーターを槽内に挿入する方法等を適用することができる。
<2-3. Heating unit>
The heating unit 30 heats the leachate in the reaction vessel 10. The heating unit 30 is not particularly limited as long as the leachate in the reaction vessel 10 can be heated, and can be appropriately selected according to the purpose. As the heating unit 30, for example, a method of flowing a heat medium such as steam through a heat exchange serpentine tube, a method of inserting an electrothermal heater into the tank, or the like can be applied.

浸出液の加熱温度及び時間の制御は、制御部50により行う。加熱温度及び時間は、実用的な満足できる反応速度が得られること及び水分蒸発量やエネルギー効率を考慮して、適宜選択することができる。   Control of the heating temperature and time of the leachate is performed by the control unit 50. The heating temperature and time can be appropriately selected in consideration of the fact that a practical and satisfactory reaction rate can be obtained, the amount of water evaporation and the energy efficiency.

<2−4.回収部>
回収部40は、反応槽10内の浸出液から有価金属を回収するものである。回収部40は、脱マンガン反応により得られた生成物(スラリー)を、硫酸複塩混合沈澱及びマンガンを含む沈澱物の混合物と有価金属混合溶液とに固液分離することができれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。回収部40としては、例えば、金属や樹脂製の凹凸のある穴のあいた濾板に濾布を張ったものを直列に密着させ、スラリーをポンプで濾板の穴から加圧圧入して脱水し、固形分を分離するフィルタープレス等を適用することができる。
<2-4. Collection Department>
The recovery unit 40 recovers valuable metals from the leachate in the reaction vessel 10. The recovery unit 40 is not particularly limited as long as the product (slurry) obtained by the demanganese reaction can be solid-liquid separated into a sulfate double salt mixed precipitate and a mixture of precipitates containing manganese and a valuable metal mixed solution. Can be appropriately selected according to the purpose. As the collection unit 40, for example, a filter plate stretched on a filter plate with an uneven hole made of metal or resin is closely attached in series, and the slurry is depressurized by press-fitting the slurry from the hole of the filter plate with a pump. A filter press or the like for separating the solid content can be applied.

回収部40としてフィルタープレスを用いる場合における通液圧力や通液時間等の条件は、脱マンガン反応により得られた生成物について、固液分離することができれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。なお、回収部40における動作条件、例えば通液圧力や通液時間等の条件の制御は、制御部50により行う。   Conditions such as a liquid passing pressure and a liquid passing time when a filter press is used as the recovery unit 40 are not particularly limited as long as the product obtained by the demanganese reaction can be solid-liquid separated. You can choose. The control unit 50 controls operation conditions in the recovery unit 40, for example, conditions such as a liquid passing pressure and a liquid passing time.

<2−5.制御部>
制御部50は、回収装置1の各構成要素の動作を制御するものである。具体的には、制御部50は、供給部20、加熱部30及び回収部40の各動作を制御し、少なくとも供給部20から供給するアルカリ金属硫酸塩及び酸化剤の供給順序及び供給量を制御する。なお、回収装置1は、図2に示すように、一つの制御部50により供給部20、加熱部30及び回収部40の動作を制御するように構成されてもよいし、目的に応じて各構成要素につき一つの制御部を設けて動作を制御するように構成してもよい。
<2-5. Control unit>
The control unit 50 controls the operation of each component of the collection device 1. Specifically, the control unit 50 controls the operations of the supply unit 20, the heating unit 30, and the recovery unit 40, and controls at least the supply order and supply amount of alkali metal sulfate and oxidant supplied from the supply unit 20. To do. As shown in FIG. 2, the recovery device 1 may be configured to control the operations of the supply unit 20, the heating unit 30, and the recovery unit 40 by a single control unit 50, and may be configured according to the purpose. One control unit may be provided for each component to control the operation.

なお、回収装置1は、必要に応じて、上述した構成要素以外の要素、例えば、浸出液を撹拌する撹拌軸及び撹拌翼、撹拌軸及び撹拌翼を駆動するモータ等から構成される撹拌部等を備えてもよい。   The recovery device 1 includes elements other than the above-described components as necessary, for example, a stirring unit and a stirring blade that stirs the leachate, a stirring unit that includes a motor that drives the stirring shaft and the stirring blade, and the like. You may prepare.

<2−6.有価金属の回収装置の使用手順>
回収装置1を用いて有価金属を回収するための使用手順について説明する。まず、供給部20によって、浸出液用の貯留槽(不図示)からポンプ等の送液手段(不図示)を用いて所定量の浸出液を、配管(不図示)を介して反応槽10内に供給する。なお、浸出液は、貯留槽内に所定量の有価金属含有物と硫酸溶液とを供給して予め作製する。
<2-6. Procedure for using valuable metal recovery equipment>
A use procedure for recovering valuable metals using the recovery apparatus 1 will be described. First, the supply unit 20 supplies a predetermined amount of leachate from a storage tank (not shown) for the leachate to the reaction tank 10 via a pipe (not shown) using a liquid delivery means (not shown) such as a pump. To do. The leachate is prepared in advance by supplying a predetermined amount of valuable metal-containing material and sulfuric acid solution into the storage tank.

次に、供給部20によって、アルカリ金属硫酸塩用の貯留槽(不図示)からポンプ等の送液・添加手段(不図示)を用いて所定量のアルカリ金属硫酸塩を、配管(不図示)を介して反応槽10内に供給する。その結果、希土類晶出反応により、希土類元素がアルカリ金属と結びついた硫酸複塩混合沈澱と、希土類を分離したマンガンを含む硫酸ニッケルと硫酸コバルトの混合水溶液である脱希土類元素液との混合物である混合スラリーが生成される。   Next, the supply unit 20 supplies a predetermined amount of alkali metal sulfate from a storage tank for alkali metal sulfate (not shown) using a liquid feeding / adding means (not shown) such as a pump (not shown). Is fed into the reaction vessel 10. The result is a mixture of a sulfate double salt mixed precipitate in which a rare earth element is combined with an alkali metal by a rare earth crystallization reaction, and a rare earth element liquid that is a mixed aqueous solution of nickel sulfate and cobalt sulfate containing manganese from which the rare earth has been separated. A mixed slurry is produced.

次に、供給部20によって、酸化剤用の貯留槽(不図示)からポンプ等の添加手段(不図示)を用いて所定量の酸化剤を、反応槽10内に供給する。その結果、脱マンガン反応により、硫酸ニッケルと硫酸コバルトの混合水溶液中に含まれるマンガンが沈澱し、マンガンを含む沈澱物が形成される。   Next, the supply unit 20 supplies a predetermined amount of oxidant into the reaction tank 10 from an oxidant storage tank (not shown) using an adding means (not shown) such as a pump. As a result, manganese contained in the mixed aqueous solution of nickel sulfate and cobalt sulfate is precipitated by the demanganese reaction, and a precipitate containing manganese is formed.

次に、制御部50により回収部40を作動させて、混合スラリーから硫酸複塩混合沈澱及びマンガンを含む沈澱物の混合物を分離し、ニッケルやコバルト等の有価金属を有価金属混合溶液として回収する。回収した有価金属混合溶液は、図1に示した電池材料製造プロセスS14に供することにより電池材料となり、得られた電池材料を用いて各種電池を製造することができる。   Next, the recovery unit 40 is operated by the control unit 50 to separate a mixture of the sulfate double salt mixed precipitate and the precipitate containing manganese from the mixed slurry, and recover valuable metals such as nickel and cobalt as a valuable metal mixed solution. . The recovered valuable metal mixed solution becomes a battery material by being subjected to the battery material manufacturing process S14 shown in FIG. 1, and various batteries can be manufactured using the obtained battery material.

<3.総括>
従来法として、特許文献2に記載の方法を例に挙げて説明すると、図3に示すように、硫化物原料回収工程S23において、硫化処理によってニッケル・コバルト硫化物原料を製造し、ニッケル・コバルト硫化物原料をニッケル製錬プロセスS24にて処理する。つまり、この方法では、回収対象であるニッケル及びコバルトを選択的に分離するための硫化物原料回収工程S23が必要不可欠である。そのため、硫化物原料回収工程S23では、微量の不純物ではなく、大量のニッケルを沈澱させるため、硫化剤の使用量が膨大となり、コストアップの要因となっている。
<3. Summary>
As a conventional method, the method described in Patent Document 2 will be described as an example. As shown in FIG. 3, in the sulfide raw material recovery step S23, a nickel / cobalt sulfide raw material is manufactured by sulfidation, and nickel / cobalt is produced. The sulfide raw material is processed in the nickel smelting process S24. That is, in this method, the sulfide raw material recovery step S23 for selectively separating the nickel and cobalt to be recovered is indispensable. Therefore, in the sulfide raw material recovery step S23, a large amount of nickel is precipitated instead of a very small amount of impurities, so that the amount of the sulfiding agent used is enormous, which causes a cost increase.

即ち、特許文献2に記載の方法では、比較的単価の高い硫化剤を多く用いるため、それが薬剤コストの大半を占め、コストが高騰する要因となる。また、硫化剤の使用により、プロセス処理中に硫化水素ガスの発生が予想されるため、除害塔等の排ガス処理設備の設置が必須となり、設備コストや運転コストを上昇させるものとなる。   That is, in the method described in Patent Document 2, a large amount of a sulfurizing agent having a relatively high unit price is used, which occupies most of the cost of the drug and becomes a factor that increases the cost. In addition, since the use of a sulfiding agent is expected to generate hydrogen sulfide gas during the process, it is essential to install an exhaust gas treatment facility such as a detoxification tower, which increases equipment costs and operating costs.

また、硫化物原料回収工程S23は、不純物を除去するためのものであるが、これも万能ではなく、亜鉛等の一部の不純物には、ニッケルよりも硫化物の沈澱を生成しやすい性質があり、完全には分離できないため、ニッケル及びコバルトと亜鉛等とを分離する場合には、二段階の硫化操作が必要となる。即ち、特許文献2に記載の方法では、まず、脱希土類元素液に硫化剤を添加して、亜鉛等を含む硫化物沈澱を生成させた後、その硫化物沈澱と濾液とを固液分離し、得られた濾液に、再度、硫化剤を添加してニッケル及びコバルトの硫化物沈澱を得る。かかる硫化物沈澱法を用いた場合において、亜鉛等を分離する場合には、二段階の硫化工程とそれらに用いる設備を増加させる必要があり、廃ニッケル水素電池からの有価金属の回収プロセス全体の工程数が多くて複雑になる。   Further, the sulfide raw material recovery step S23 is for removing impurities, but this is not universal, and some impurities such as zinc are more likely to generate sulfide precipitates than nickel. In other words, since it cannot be completely separated, a two-stage sulfidation operation is required to separate nickel and cobalt from zinc and the like. That is, in the method described in Patent Document 2, first, a sulfide is added to the rare earth element liquid to generate a sulfide precipitate containing zinc and the like, and then the sulfide precipitate and the filtrate are separated into solid and liquid. Then, a sulfiding agent is added again to the obtained filtrate to obtain a sulfide precipitate of nickel and cobalt. In the case of using such a sulfide precipitation method, when separating zinc or the like, it is necessary to increase the two-stage sulfidation process and the equipment used for them, and the entire process for recovering valuable metals from waste nickel metal hydride batteries. The number of processes is large and complicated.

また、ニッケル・コバルト硫化物原料は、ニッケル製錬プロセスS24の原料として利用できるため、特許文献2に記載の方法では、使用済みのニッケル水素電池に含まれている有価金属を、電池用にリサイクルが可能となる高純度の金属として回収する目的は達成される。しかしながら、この方法では、硫化物原料回収工程S23で得られたニッケル・コバルト硫化物原料は、ニッケル製錬プロセスS24で処理されて高純度硫酸ニッケル(電池材料用原料)となり、電池材料製造プロセスS25で水酸化ニッケルやニッケル酸リチウム等の電池材料へと製品化される。従って、電池材料用原料の製造コストという観点から見れば、湿式処理コストにニッケル製錬プロセスS24での処理コストが上乗せされるため、処理費のコストダウンは困難である。   In addition, since the nickel / cobalt sulfide raw material can be used as a raw material for the nickel refining process S24, the method described in Patent Document 2 recycles valuable metals contained in used nickel-metal hydride batteries for batteries. The purpose of recovering as a high purity metal that can be achieved is achieved. However, in this method, the nickel / cobalt sulfide raw material obtained in the sulfide raw material recovery step S23 is processed in the nickel refining process S24 to become high-purity nickel sulfate (battery material raw material), and the battery material manufacturing process S25. And commercialized into battery materials such as nickel hydroxide and lithium nickelate. Therefore, from the viewpoint of the manufacturing cost of the raw material for battery materials, the processing cost in the nickel smelting process S24 is added to the wet processing cost, so it is difficult to reduce the processing cost.

これに対し、本実施の形態にかかる有価金属回収方法及び有価金属回収装置では、上述した通り、廃ニッケル水素電池を前処理することにより得られた有価金属含有物を、硫酸溶液に混合して溶解することにより浸出液を得た後、ニッケル、コバルト、希土類元素、マンガンを含む浸出液から、アルカリ金属硫酸塩を用いて、有用元素である希土類元素を沈澱物(硫酸複塩混合沈澱)として分離し、当該沈澱を含む混合スラリーを得る。次に、硫化剤を使用することなく、混合スラリーに酸化剤を添加し、ニッケル及びコバルトからマンガンを沈澱物(マンガン沈澱物)として分離して、硫酸複塩混合沈澱及びマンガン沈澱物の混合物を濾別したニッケル及びコバルトの混合溶液を電池材料製造プロセスへ供給する。   In contrast, in the valuable metal recovery method and the valuable metal recovery apparatus according to the present embodiment, as described above, the valuable metal-containing material obtained by pretreating the waste nickel metal hydride battery is mixed with the sulfuric acid solution. After obtaining the leachate by dissolution, the rare earth elements, which are useful elements, are separated from the leachate containing nickel, cobalt, rare earth elements, and manganese using alkali metal sulfates as precipitates (sulfate double salt mixed precipitation). A mixed slurry containing the precipitate is obtained. Next, without using a sulfiding agent, an oxidizing agent is added to the mixed slurry, and manganese is separated from nickel and cobalt as a precipitate (manganese precipitate), and a sulfate double salt mixed precipitate and a mixture of manganese precipitates are separated. The mixed solution of nickel and cobalt separated by filtration is supplied to the battery material manufacturing process.

つまり、本実施の形態にかかる有価金属回収方法及び有価金属回収装置では、ニッケル製錬プロセスをバイパスさせるプロセスを確立して、硫酸複塩混合沈澱を生成させた上でマンガンを含む沈澱物を生成、共沈させ、これらの沈澱物を一括で濾過処理するにより、プロセス全体の簡略化及び低コスト化が可能となり、更に安全性や有価金属の回収効率を向上させることができる。   That is, in the valuable metal recovery method and the valuable metal recovery apparatus according to the present embodiment, a process for bypassing the nickel smelting process is established, and a sulfate-containing mixed salt precipitate is generated, and then a precipitate containing manganese is generated. By co-precipitating and filtering these precipitates at once, the entire process can be simplified and the cost can be reduced, and safety and recovery efficiency of valuable metals can be improved.

本実施の形態にかかる有価金属回収方法及び有価金属回収装置は、希土類晶出工程S12及び脱マンガン工程S13、又は希土類晶出反応及び脱マンガン反応において、硫酸複塩混合沈澱及びマンガン沈澱物の混合物として希土類元素、マンガン及び鉄等を、選択的に分離することができ、また、硫酸ニッケル及び硫酸コバルトを含む混合水溶液(硫酸ニッケル・コバルト混合溶液)としてニッケル及びコバルトを、選択的に回収することができる。これにより、従来法とは異なり、硫化工程を経ずに有価金属を回収することができる。従って、有価金属回収プロセス全体で処理コストを低減することができる。   The valuable metal recovery method and valuable metal recovery apparatus according to the present embodiment are a mixture of a sulfate double salt mixed precipitate and a manganese precipitate in the rare earth crystallization step S12 and the demanganese step S13, or the rare earth crystallization reaction and the demanganese reaction. Can selectively separate rare earth elements, manganese, iron, etc., and selectively recover nickel and cobalt as a mixed aqueous solution (nickel sulfate / cobalt mixed solution) containing nickel sulfate and cobalt sulfate Can do. Thereby, unlike the conventional method, valuable metals can be recovered without going through the sulfidation step. Therefore, the processing cost can be reduced in the entire valuable metal recovery process.

また、本実施の形態にかかる有価金属回収方法及び有価金属回収装置では、ニッケル製錬プロセスを経ずに電池材料を作製することもできるので、上述の有価金属回収プロセスを含む電池材料製造プロセス全体で処理コストを半減することができる。   Further, in the valuable metal recovery method and the valuable metal recovery apparatus according to the present embodiment, since the battery material can be produced without going through the nickel smelting process, the entire battery material manufacturing process including the valuable metal recovery process described above is possible. Can cut the processing cost in half.

更に、本実施の形態にかかる有価金属回収方法及び有価金属回収装置では、脱マンガン工程S13又は脱マンガン反応で得られた硫酸ニッケル及び硫酸コバルトを含む混合水溶液を、電池材料用原料として用いることができる。これにより、廃ニッケル水素電池に含まれる有価金属を、電池用にリサイクル可能な金属として回収するプロセスとして確立することができる。また、このプロセスは、経済的に成立しており、非常に有用である。   Furthermore, in the valuable metal recovery method and the valuable metal recovery apparatus according to the present embodiment, a mixed aqueous solution containing nickel sulfate and cobalt sulfate obtained by the demanganese step S13 or the demanganese reaction is used as a raw material for battery materials. it can. Thereby, it is possible to establish a process for recovering valuable metals contained in the waste nickel metal hydride battery as recyclable metal for the battery. This process is economically effective and very useful.

また、本実施の形態にかかる有価金属回収方法及び有価金属回収装置では、硫化剤を用いることなく、有価金属であるニッケル及びコバルトを回収できることにより、硫化剤の使用に伴う薬剤コストを低減することができる。更に、硫化剤の不使用により、硫化水素ガスの発生に伴う排ガス処理設備における設備コストや運転コストを無くすことができる。これにより、有価金属回収方法及び有価金属回収装置では、硫化水素ガス発生のリスクが無くなることから、安全環境面での効果も期待できる。   Further, in the valuable metal recovery method and the valuable metal recovery apparatus according to the present embodiment, it is possible to recover nickel and cobalt, which are valuable metals, without using a sulfiding agent, thereby reducing the drug cost associated with the use of the sulfiding agent. Can do. Furthermore, by not using a sulfiding agent, it is possible to eliminate equipment costs and operating costs in an exhaust gas treatment facility associated with the generation of hydrogen sulfide gas. Thereby, in the valuable metal recovery method and the valuable metal recovery device, the risk of hydrogen sulfide gas generation is eliminated, so that an effect on the safety environment can be expected.

以下に示す実施例及び比較例によって本発明を更に詳細に説明するが、本発明は、これらの実施例及び比較例によって何ら限定されるものではない。   The present invention will be described in more detail with reference to the following examples and comparative examples, but the present invention is not limited to these examples and comparative examples.

(実施例1)
実施例1では、廃ニッケル水素電池に前処理を施して得られる有価金属含有物を原料とした。この原料には、浸出しにくい金属片状のものと、浸出しやすい粉状のものの2種類があるが、実施例1ではこれらを処理対象とし、後述する浸出工程において、浸出処理に供した。また、実施例1では、効率的な浸出を実現するために、処理対象となる原料の浸出は2段階で行った。
Example 1
In Example 1, a valuable metal-containing material obtained by pretreating a waste nickel metal hydride battery was used as a raw material. There are two types of raw materials, a metal piece that is difficult to leach and a powder that is easy to leach. In Example 1, these were treated and subjected to a leach treatment in the leach step described later. Moreover, in Example 1, in order to implement | achieve efficient leaching, the leaching of the raw material used as a process target was performed in two steps.

<浸出工程>
浸出工程では、金属片状の原料25kgをカラム槽に投入し、水300Lを循環させながら59%硫酸120Lを段階的に供給し、1段階目の酸濃度の濃い浸出液を得た。
<Leaching process>
In the leaching step, 25 kg of metal flake raw material was put into the column tank, and 120 L of 59% sulfuric acid was supplied stepwise while circulating 300 L of water to obtain a leachate having a first stage acid concentration.

次に、浸出工程では、粉状の原料65kgを撹拌機付きの浸出槽に投入し、150Lの水を供給して、撹拌しながら1段階目の浸出液350Lを段階的に供給した。粉状の原料は、1段階目の浸出液に含まれる余剰硫酸で浸出されることとなり、浸出残渣をフィルタープレスで濾過後、最終的にpH1.0、ニッケル濃度110g/Lの浸出液を得た。   Next, in the leaching step, 65 kg of the powdery raw material was put into a leaching tank equipped with a stirrer, 150 L of water was supplied, and 350 L of the first stage leachate was supplied stepwise while stirring. The powdery raw material was leached with excess sulfuric acid contained in the first stage leaching solution, and after leaching residue was filtered with a filter press, a leaching solution having a pH of 1.0 and a nickel concentration of 110 g / L was finally obtained.

<希土類晶出工程>
希土類晶出工程では、予め撹拌機付きの槽に180g/Lの硫酸ナトリウム溶液140Lを張り込んでおいた。次に、希土類晶出工程では、この槽に浸出工程で得られた浸出液140Lを投入し、60℃を保持したまま3時間撹拌を継続した。これにより沈澱生成した希土類硫酸複塩と硫酸ニッケル及び硫酸コバルトとの混合スラリー300Lを得た。この時の液中のニッケル濃度は42g/Lであった。
<Rare earth crystallization process>
In the rare earth crystallization step, a 180 g / L sodium sulfate solution 140 L was put in a tank equipped with a stirrer in advance. Next, in the rare earth crystallization step, 140 L of the leachate obtained in the leaching step was charged into this tank, and stirring was continued for 3 hours while maintaining 60 ° C. As a result, 300 L of a mixed slurry of the rare earth sulfate double salt, nickel sulfate, and cobalt sulfate formed by precipitation was obtained. The nickel concentration in the liquid at this time was 42 g / L.

<脱マンガン工程>
脱マンガン工程では、希土類晶出工程で得られた混合スラリーのうち、液体部分の硫酸ニッケル及び硫酸コバルトの混合水溶液が、ニッケル濃度41g/L、コバルト濃度6.3g/L、マンガン濃度1.7g/L及び鉄濃度0.83g/Lであるものを出発物質として使用した。
<Demanganese process>
In the demanganese process, among the mixed slurry obtained in the rare earth crystallization process, the mixed aqueous solution of nickel sulfate and cobalt sulfate has a nickel concentration of 41 g / L, a cobalt concentration of 6.3 g / L, and a manganese concentration of 1.7 g. / L and an iron concentration of 0.83 g / L were used as starting materials.

脱マンガン工程では、希土類晶出工程で得られた混合スラリー溶液300Lに、酸化剤としてニッケル酸リチウムの粉末2.1kgを添加した。脱マンガン反応時においては、酸化剤の溶解と共に硫酸分が消費されるため、pH2を維持するように、撹拌しながら硫酸を供給した。このために必要な59%硫酸は1.6Lであった。脱マンガン工程では、酸化剤が溶解し、硫酸供給が止まって且つpHが2で安定したところで、マンガンと鉄の酸化が終了したと判断した。最終的な酸化還元電位は1000mV(Ag/AgCl電極基準)であった。   In the demanganese process, 2.1 kg of lithium nickelate powder as an oxidizing agent was added to 300 L of the mixed slurry solution obtained in the rare earth crystallization process. At the time of the demanganese reaction, sulfuric acid was consumed with the dissolution of the oxidizing agent, so that sulfuric acid was supplied with stirring so as to maintain the pH of 2. The 59% sulfuric acid required for this was 1.6 L. In the demanganese process, when the oxidizing agent was dissolved, the supply of sulfuric acid was stopped and the pH was stabilized at 2, it was judged that the oxidation of manganese and iron was completed. The final redox potential was 1000 mV (Ag / AgCl electrode standard).

脱マンガン工程では、得られた混合スラリーをフィルタープレスで濾過後、最終的にpH2.0、ニッケル濃度42g/L、コバルト濃度6.5g/L、マンガン濃度0.26g/L及び鉄濃度0.19g/Lの硫酸ニッケル及び硫酸コバルトの混合水溶液を得た。なお、この時濾過に要した時間は、約3分であった。   In the demanganese process, the obtained mixed slurry was filtered with a filter press, and finally, pH 2.0, nickel concentration 42 g / L, cobalt concentration 6.5 g / L, manganese concentration 0.26 g / L and iron concentration 0. A mixed aqueous solution of 19 g / L of nickel sulfate and cobalt sulfate was obtained. The time required for filtration at this time was about 3 minutes.

なお、各工程で得られた液中の重金属成分分析は、ICP(Inductively Coupled Plasma)発光光度分析法を用いて行った。   In addition, the heavy metal component analysis in the liquid obtained at each process was performed using ICP (Inductively Coupled Plasma) emission photometric analysis.

実施例1では、鉄、マンガン共に80%程度をそれぞれ分離することができた。   In Example 1, about 80% of both iron and manganese could be separated.

(比較例1)
比較例1では、希土類晶出工程において、脱希土類元素液と硫酸複塩混合沈澱とに固液分離し、脱マンガン工程において、得られた脱希土類元素液に酸化剤を添加して得られたスラリーを固液分離した以外は実施例1と同様にして、硫酸ニッケル及び硫酸コバルトの混合水溶液を得た。なお、各工程で得られた液中の重金属成分分析は、実施例1と同様にして、ICP発光光度分析法を用いて行った。
(Comparative Example 1)
In Comparative Example 1, it was obtained by solid-liquid separation in a rare earth element crystallization step and a mixed rare earth element solution and sulfuric acid double salt mixed precipitation, and in the demanganese step, an oxidant was added to the obtained derare earth element solution. A mixed aqueous solution of nickel sulfate and cobalt sulfate was obtained in the same manner as in Example 1 except that the slurry was separated into solid and liquid. In addition, the heavy metal component analysis in the liquid obtained at each process was performed using the ICP emission photometric analysis method similarly to Example 1.

即ち、比較例1では、希土類晶出工程で得られた硫酸複塩混合沈澱を単独で濾過し、濾過に要した時間は、約3分であった。その後、この濾液280Lに対して酸化剤としてニッケル酸リチウムの粉末2.1kgを添加した。酸化剤の溶解と共に硫酸分が消費されるため、pH2を維持するように、撹拌しながら硫酸を供給した。このために必要な59%硫酸は1.6Lであった。酸化剤が溶解し、硫酸供給が止まって且つpHが2で安定したところで、マンガンと鉄の酸化が終了したと判断した。最終的な酸化還元電位は1000mV(Ag/AgCl電極基準)であった。   That is, in Comparative Example 1, the sulfate double salt mixed precipitate obtained in the rare earth crystallization step was filtered alone, and the time required for the filtration was about 3 minutes. Thereafter, 2.1 kg of lithium nickelate powder was added as an oxidizing agent to 280 L of the filtrate. Since sulfuric acid was consumed with the dissolution of the oxidizing agent, sulfuric acid was supplied with stirring so as to maintain pH2. The 59% sulfuric acid required for this was 1.6 L. When the oxidizing agent was dissolved, the supply of sulfuric acid was stopped and the pH was stabilized at 2, it was judged that the oxidation of manganese and iron was completed. The final redox potential was 1000 mV (Ag / AgCl electrode standard).

比較例1では、得られた混合スラリーをフィルタープレスで濾過後、最終的にpH2.0、ニッケル濃度42g/L、コバルト濃度6.3g/L、マンガン濃度0.31g/L及び鉄濃度0.22g/Lの硫酸ニッケル及び硫酸コバルトの混合水溶液を得た。なお、この時濾過に要した時間は、約7分であった。   In Comparative Example 1, the obtained mixed slurry was filtered with a filter press, and finally pH 2.0, nickel concentration 42 g / L, cobalt concentration 6.3 g / L, manganese concentration 0.31 g / L and iron concentration 0. A mixed aqueous solution of 22 g / L of nickel sulfate and cobalt sulfate was obtained. The time required for filtration at this time was about 7 minutes.

比較例1では、実施例1と比較して、濾過の作業が1回増え、また、濾過時間も長くかかることとなった。更に、比較例1では、得られた硫酸ニッケル及び硫酸コバルトの混合水溶液のマンガン濃度及び鉄濃度がわずかながら高くなっており、共沈効果が得られなかったことと、濾過性の悪化とにより、フィルタープレスの通液圧力が上昇し、微量の脱マンガン沈澱の濾液中へのリークが発生したと推定される。   In Comparative Example 1, as compared with Example 1, the filtration work increased once, and the filtration time took longer. Furthermore, in Comparative Example 1, the manganese concentration and iron concentration of the obtained mixed aqueous solution of nickel sulfate and cobalt sulfate are slightly high, and the coprecipitation effect was not obtained and the filterability deteriorated, It is presumed that the flow pressure of the filter press increased and a small amount of demanganese precipitate leaked into the filtrate.

1 回収装置、10 反応槽、20 供給部、30 加熱部、40 回収部、50 制御部   1 recovery device, 10 reaction tank, 20 supply unit, 30 heating unit, 40 recovery unit, 50 control unit

Claims (5)

廃ニッケル水素電池より得られる有価金属含有物からニッケル、コバルト及び希土類元素を分離回収する廃ニッケル水素電池からの有価金属の回収方法であって、
前記廃ニッケル水素電池より得られる前記有価金属含有物を、硫酸溶液に混合して溶解した後に、浸出液と浸出残渣とに分離する浸出工程と、
前記浸出工程で得られた前記浸出液に、アルカリ金属の硫酸塩を添加して、希土類元素の硫酸複塩混合沈澱とマンガンを含む脱希土類元素液との混合スラリーを得る希土類晶出工程と、
前記希土類晶出工程で得られた前記混合スラリーに、酸化剤を添加し、該混合スラリーの酸化還元電位を800mV(Ag/AgCl電極基準)以上とすることにより、該混合スラリー中のマンガンを沈澱物として分離し、該マンガンを含む沈澱物及び前記硫酸複塩混合沈澱の混合物が除去された硫酸ニッケル及び硫酸コバルトを含む混合水溶液を得る脱マンガン工程とを有することを特徴とする廃ニッケル水素電池からの有価金属の回収方法。
A method for recovering valuable metals from waste nickel metal hydride batteries, which separates and recovers nickel, cobalt and rare earth elements from valuable metal-containing materials obtained from waste nickel metal hydride batteries,
A leaching step of separating the valuable metal-containing material obtained from the waste nickel metal hydride battery into a leaching solution and a leaching residue after being dissolved in a sulfuric acid solution;
A rare earth crystallization step of adding an alkali metal sulfate to the leachate obtained in the leaching step to obtain a mixed slurry of a rare earth element sulfate double salt mixed precipitate and a manganese-containing derare earth element solution;
By adding an oxidizing agent to the mixed slurry obtained in the rare earth crystallization step, the mixed slurry is made to have an oxidation-reduction potential of 800 mV (Ag / AgCl electrode standard) or more, thereby precipitating manganese in the mixed slurry. And a demanganese process for obtaining a mixed aqueous solution containing nickel sulfate and cobalt sulfate from which the precipitate containing manganese and the mixture of the sulfate double salt mixed precipitate are removed. For recovering valuable metals from sewage.
前記脱マンガン工程において、前記混合スラリーのpHを1.5〜2.5とすることを特徴とする請求項1に記載の廃ニッケル水素電池からの有価金属の回収方法。   The method for recovering valuable metals from a waste nickel metal hydride battery according to claim 1, wherein, in the demanganese step, the pH of the mixed slurry is set to 1.5 to 2.5. 前記アルカリ金属の硫酸塩は、硫酸ナトリウム及び/又は硫酸カリウムであることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の廃ニッケル水素電池からの有価金属の回収方法。   The method for recovering valuable metals from waste nickel metal hydride batteries according to claim 1 or 2, wherein the alkali metal sulfate is sodium sulfate and / or potassium sulfate. 廃ニッケル水素電池より得られる有価金属含有物からニッケル、コバルト及び希土類元素を分離回収する廃ニッケル水素電池からの有価金属の回収装置であって、
前記廃ニッケル水素電池より得られる有価金属含有物を硫酸溶液に混合して溶解した後に分離して得られた浸出液を貯留する反応槽と、
前記反応槽にアルカリ金属の硫酸塩及び酸化剤を供給する供給部と、
少なくとも前記供給部から供給する前記アルカリ金属の硫酸塩及び前記酸化剤の供給順序及び供給量を制御する制御部と、
前記浸出液に前記アルカリ金属の硫酸塩を添加して得られた希土類元素の硫酸複塩混合沈澱とマンガンを含む脱希土類元素液との混合スラリーに、更に前記酸化剤を添加して得られたマンガンを含む沈澱物及び該硫酸複塩混合沈澱の混合物と、硫酸ニッケル及び硫酸コバルトを含む水溶液とからなるスラリーから、固液分離により硫酸ニッケル及び硫酸コバルトを含む混合水溶液を回収する回収部とを有し、
前記制御部は、前記浸出液に前記アルカリ金属の硫酸塩を添加した後に前記混合スラリーに前記酸化剤を添加するように供給順序を制御し、
且つ、前記混合スラリーの酸化還元電位を800mV(Ag/AgCl電極基準)以上とするように前記酸化剤の供給量を制御することを特徴とする廃ニッケル水素電池からの有価金属の回収装置。
An apparatus for recovering valuable metals from waste nickel metal hydride batteries that separates and recovers nickel, cobalt and rare earth elements from valuable metal-containing materials obtained from waste nickel metal hydride batteries,
A reaction vessel for storing a leachate obtained by mixing and dissolving a valuable metal-containing material obtained from the waste nickel metal hydride battery in a sulfuric acid solution; and
A supply unit for supplying an alkali metal sulfate and an oxidizing agent to the reaction vessel;
A control unit for controlling the supply sequence and supply amount of at least the alkali metal sulfate and the oxidant supplied from the supply unit;
Manganese obtained by further adding the oxidizing agent to a mixed slurry of a rare earth element sulfate double salt mixed precipitate obtained by adding the alkali metal sulfate to the leachate and a derare earth element liquid containing manganese. And a recovery section for recovering a mixed aqueous solution containing nickel sulfate and cobalt sulfate by solid-liquid separation from a slurry comprising a precipitate containing the mixed sulfate and a mixture of the double sulfate mixed precipitate and an aqueous solution containing nickel sulfate and cobalt sulfate. And
The control unit controls the supply order to add the oxidant to the mixed slurry after adding the alkali metal sulfate to the leachate,
In addition, the apparatus for recovering valuable metals from a waste nickel metal hydride battery is characterized in that the supply amount of the oxidizing agent is controlled so that the oxidation-reduction potential of the mixed slurry is 800 mV (Ag / AgCl electrode standard) or more.
前記制御部は、前記酸化剤の添加時における前記混合スラリーのpHを1.5〜2.5とするようにpH調整剤の供給量を制御することを特徴とする請求項4に記載の廃ニッケル水素電池からの有価金属の回収装置。   The waste according to claim 4, wherein the controller controls the supply amount of the pH adjusting agent so that the pH of the mixed slurry is 1.5 to 2.5 when the oxidizing agent is added. Equipment for recovering valuable metals from nickel metal hydride batteries.
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