JP2021161526A - Valuable metal recovery method - Google Patents

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    • Y02W30/84Recycling of batteries or fuel cells

Abstract

To provide a method for effectively recovering valuable metals when recovering valuable metals contained in a battery.SOLUTION: A method for recovering valuable metals from a waste battery includes: a roasting step S1 of roasting the waste battery to obtain a roasted product; a crushing step S2 of crushing the roasted product to obtain a crushed product; a sieving step S4 of sieving the crushed product into oversize materials and undersize materials; a wind sorting step S5 of sorting the oversize materials into heavyweight and lightweight materials by wind power; and a gas injection step S6 of injecting gas toward the oversize materials obtained in the sieving step. The lightweight materials obtained in the wind sorting step S5 are recovered, and the powdery oversize materials obtained in the gas injection step S6 are recovered together with the undersize materials obtained in the sieving step.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、廃電池に含まれる有価金属の回収方法に関する。 The present invention relates to a method for recovering valuable metals contained in a waste battery.

近年、軽量で大出力が得られる二次電池としてリチウムイオン電池が普及している。リチウムイオン電池の基本構造として、アルミニウムや鉄等の金属製の外装缶の内側に、銅箔で作られた負極集電体とアルミニウム箔で作られた正極集電体とがある。 In recent years, lithium-ion batteries have become widespread as secondary batteries that are lightweight and can obtain high output. As a basic structure of a lithium ion battery, there are a negative electrode current collector made of copper foil and a positive electrode current collector made of aluminum foil inside an outer can made of metal such as aluminum or iron.

負極集電体の表面には黒鉛等の負極活物質が固着され、負極材を構成する。また、正極集電体の表面にはニッケル酸リチウムやコバルト酸リチウム等の正極活物質が固着され、正極材を構成する。負極材と正極材は、ポリプロピレンの多孔質樹脂フィルム等からなるセパレータを介して上述した外装缶の中に装入され、その隙間には六フッ化リン酸リチウム(LiPF)等の電解質を含む電解液等が封入される。 A negative electrode active material such as graphite is fixed to the surface of the negative electrode current collector to form a negative electrode material. Further, a positive electrode active material such as lithium nickel oxide or lithium cobalt oxide is fixed to the surface of the positive electrode current collector to form a positive electrode material. The negative electrode material and the positive electrode material are charged into the above-mentioned outer can through a separator made of a polypropylene porous resin film or the like, and an electrolyte such as lithium hexafluorophosphate (LiPF 6) is contained in the gap between the negative electrode material and the positive electrode material. An electrolytic solution or the like is sealed.

リチウムイオン電池は、現在ではハイブリッド自動車や電気自動車等の車載用電池としての利用が進んでいる。しかしながら、自動車に搭載されたリチウムイオン電池は、使用を重ねるにつれて次第に劣化し、最後は寿命が来て廃棄される。 Lithium-ion batteries are currently being used as in-vehicle batteries for hybrid vehicles, electric vehicles, and the like. However, the lithium-ion battery mounted on an automobile gradually deteriorates as it is used repeatedly, and finally reaches the end of its life and is discarded.

自動車の動力がガソリンから電気へと変化する中で、自動車用途に用いられる電池が増加することは、同時に廃棄される電池も増加していくことになる。 As the power of automobiles changes from gasoline to electricity, the number of batteries used for automobiles will increase, and at the same time, the number of batteries that will be discarded will also increase.

このような廃棄されたリチウムイオン電池や、リチウムイオン電池の製造中に生じた不良品等(以下、まとめて「廃電池」と称する)を資源として再利用する試みと具体的提案は、従来から多く行われている。そして、その多くは、廃リチウムイオン電池を高温の炉に投入して全量を熔解する乾式製錬プロセスが主流のものとなっている。 Attempts and specific proposals for reusing such discarded lithium-ion batteries and defective products (hereinafter collectively referred to as "waste batteries") generated during the manufacture of lithium-ion batteries as resources have been conventionally made. Many are done. Most of them are pyrometallurgical processes in which waste lithium-ion batteries are put into a high-temperature furnace to melt the entire amount.

ここで、リチウムイオン電池の廃電池には、ニッケル、コバルト、銅等の商業的に再利用の価値のある元素(以下、これらを「有価金属」と称する)のほかに、炭素、アルミニウム、フッ素、リン等の商業的に回収対象とならない元素(以下、まとめて「不純物」と称する)が含まれている。廃電池から有価金属を回収する場合、上述する不純物を有価金属と効率よく分離する必要がある。 Here, in the waste battery of a lithium ion battery, in addition to commercially valuable elements such as nickel, cobalt, and copper (hereinafter, these are referred to as "valuable metals"), carbon, aluminum, and fluorine are used. , Phosphorus and other elements that are not commercially recoverable (hereinafter collectively referred to as "impurities") are contained. When recovering valuable metals from waste batteries, it is necessary to efficiently separate the above-mentioned impurities from the valuable metals.

なお、ニッケル水素電池の廃電池にも、ニッケル、コバルトなどの有価金属と回収対象とならない不純物が含まれているため同様に処理対象となる。 Since the waste batteries of nickel-metal hydride batteries also contain valuable metals such as nickel and cobalt and impurities that cannot be recovered, they are also treated in the same manner.

このため、例えば、廃電池を焙焼してフッ素やリン等を除去する無害化処理を行ったのち(焙焼工程)、破砕や粉砕を行い(破砕工程)、その後篩機や磁選機を用いて分別して、その分別物から上述の乾式製錬プロセス(以下、単に「乾式処理」とも称する)や、酸や有機溶媒等の液体を用いて分離する湿式製錬プロセス(以下、単に「湿式処理」とも称する)を用いて、有価金属を回収する方法が行われている。 For this reason, for example, a waste battery is roasted to perform a detoxification treatment for removing fluorine, phosphorus, etc. (roasting step), then crushed or crushed (crushing step), and then a smelter or a magnetic separator is used. The above-mentioned dry smelting process (hereinafter, also simply referred to as “dry treatment”) or the wet smelting process (hereinafter, simply “wet treatment”) in which the separated product is separated by using a liquid such as an acid or an organic solvent. ”) Is used to recover valuable metals.

乾式処理による廃電池からの有価金属であるコバルトの回収方法として、例えば特許文献1では、廃リチウムイオン電池を熔融炉へ投入し、酸素を吹き込んで酸化するプロセスが提案されている。 As a method for recovering cobalt, which is a valuable metal from a waste battery by a dry treatment, for example, Patent Document 1 proposes a process in which a waste lithium ion battery is put into a melting furnace and oxygen is blown into it to oxidize it.

また、特許文献2では、廃リチウムイオン電池を熔融し、スラグを分離して有価物を回収した後、石灰系の溶剤(フラックス)を添加してリンを除去するプロセスが提案されている。 Further, Patent Document 2 proposes a process in which a waste lithium ion battery is melted, slag is separated to recover valuable resources, and then a lime-based solvent (flux) is added to remove phosphorus.

さらに、特許文献3では、複数の単電池を直列接続してなる組電池と、組電池を制御する制御部とを含み、樹脂製部品を有する電池パックをリサイクルする方法として、充電状態の組電池を収容した電池パックをそのまま焙焼する工程と、電池パックの焙焼時に発生した未燃焼分の熱分解ガスを完全燃焼させる完全燃焼工程と、を有し、焙焼する工程における焙焼温度を、樹脂製部品を形成する樹脂の炭化温度以上で且つ電池パックの金属部品の融点以下とし、非酸化性雰囲気下又は還元雰囲気下で電池パック内の組電池を焙焼するリサイクル方法が開示されている。 Further, in Patent Document 3, as a method of recycling a battery pack having a resin component including an assembled battery formed by connecting a plurality of cells in series and a control unit for controlling the assembled battery, a charged assembled battery It has a step of roasting the battery pack containing the battery pack as it is and a complete burning step of completely burning the unburned thermal decomposition gas generated at the time of roasting the battery pack. Disclosed is a recycling method in which the assembled battery in the battery pack is roasted in a non-oxidizing atmosphere or a reducing atmosphere at a temperature equal to or higher than the carbonization temperature of the resin forming the resin part and lower than the melting point of the metal part of the battery pack. There is.

特開2013−091826号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-091826 特表2013−506048号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2013-506048 特開2010−3512号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2010-3512

さて、廃電池から有価金属を回収する回収方法において、焙焼工程、破砕工程を経ることで得られる破砕物には、正極活物質に由来するような有価金属を多く含む粉末と、廃電池の電極や缶体、ネジ等に由来する不純物を多く含む塊状物と、の混合物からなる。そこで、得られる破砕物を篩別けすることで塊状物を分離し、篩下物として得られる粉末を乾式処理の処理対象として、有価金属を回収することが行われる。 By the way, in the recovery method for recovering valuable metals from waste batteries, the crushed products obtained through the roasting step and the crushing step include powder containing a large amount of valuable metals such as those derived from the positive electrode active material, and waste batteries. It is composed of a mixture of a mass containing a large amount of impurities derived from electrodes, cans, screws, etc. Therefore, the crushed material obtained is sieved to separate the agglomerates, and the powder obtained as the undersief is used as a processing target for dry treatment, and the valuable metal is recovered.

しかしながら、篩上物として得られる塊状物には、電極(負極)に由来する銅を含む薄膜や正極活物質に由来する有価金属を含む粉末を含んでおり、篩上物を廃棄物として処理すると有価金属の回収ロスとなる。このような塊状物に含まれる有価金属についても回収することが収率向上の観点からは好ましい。 However, the mass obtained as a sieve product contains a thin film containing copper derived from an electrode (negative electrode) and a powder containing a valuable metal derived from a positive electrode active material, and when the sieve product is treated as waste. It will be a loss of recovery of valuable metals. It is preferable to recover the valuable metal contained in such a lump from the viewpoint of improving the yield.

本発明は、このような実情に鑑みて提案されたものであり、廃電池に含まれる有価金属を回収するに際して、効果的に有価金属を回収する方法を提供することを目的とする。 The present invention has been proposed in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a method for effectively recovering valuable metals contained in a waste battery.

本発明者は、上述した課題を解決するために鋭意検討を重ねた。その結果、廃電池を焙焼して得られる焙焼物を所定の大きさに破砕したのち、その破砕物を篩別けした篩上物に風力選別処理を施して軽量物を回収し、さらにガスを噴射し得られる粉末篩上物を回収することで上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。 The present inventor has made extensive studies to solve the above-mentioned problems. As a result, the roasted product obtained by roasting the waste battery is crushed to a predetermined size, and then the sieving product obtained by sieving the crushed product is subjected to a wind sorting process to recover the lightweight product, and further gas is released. We have found that the above problems can be solved by recovering the powder sieve obtained by spraying, and have completed the present invention.

(1)本発明の第1は、廃電池から有価金属を回収する有価金属回収方法であって、廃電池を焙焼して焙焼物を得る焙焼工程と、前記焙焼物を破砕して破砕物を得る破砕工程と、前記破砕物を篩上物と篩下物とに篩別けする篩別工程と、前記篩上物を重量物と軽量物とに風力選別する風選工程と、前記重量物に向けてガスを噴射するガス噴射工程と、を有し、前記風選工程で得られた軽量物を回収し、前記ガス噴射工程で得られた粉状篩上物を、前記篩別工程で得られた篩下物とともに回収する有価金属回収方法である。 (1) The first aspect of the present invention is a valuable metal recovery method for recovering valuable metals from a waste battery, which is a roasting step of roasting the waste battery to obtain a roasted product and crushing the roasted product. A crushing step for obtaining a product, a sieving step for sieving the crushed product into a sieving product and a sieving product, a wind selection step for wind-sorting the sieving product into a heavy product and a lightweight product, and the weight. It has a gas injection step of injecting gas toward an object, a lightweight substance obtained in the wind selection step is recovered, and a powdery sieved product obtained in the gas injection step is subjected to the sieving step. This is a valuable metal recovery method for recovering together with the sieve product obtained in.

(2)本発明の第2は、第1の発明において、記破砕工程で得られた破砕物を磁選処理することで磁着物を分離する磁選工程をさらに有し、前記磁選工程で得られた非着磁物を前記篩別工程に供する有価金属回収方法である。 (2) The second aspect of the present invention further includes, in the first invention, a magnetic separation step of separating the magnetically deposited material by magnetically separating the crushed material obtained in the crushing step, which was obtained in the magnetic separation step. This is a valuable metal recovery method in which a non-magnetized material is subjected to the sieving step.

(3)本発明の第3は、第1又は第2の発明において、回収した前記篩下物と前記粉状篩上物とを酸化焙焼して酸化焙焼物を得る酸化焙焼工程と、前記酸化焙焼物を還元熔融して、スラグと、有価金属を含有する合金とを得る還元熔融工程と、をさらに有する有価金属回収方法である。 (3) The third aspect of the present invention is the oxidative roasting step of obtaining the oxidative roasted product by oxidatively roasting the recovered sieving product and the powdered sieving product in the first or second invention. This is a valuable metal recovery method further comprising a reduction melting step of reducing and melting the oxidized roasted product to obtain a slag and an alloy containing a valuable metal.

(4)本発明の第4は、第1から第3のいずれかの発明において、前記ガス噴射工程では、前記篩別工程で得られた篩上物に向けて不活性ガスを噴射する有価金属回収方法である。 (4) A fourth aspect of the present invention is that in any one of the first to third inventions, in the gas injection step, a valuable metal that injects an inert gas toward the sieved product obtained in the sieving step. It is a collection method.

(5)本発明の第5は、第1から第4のいずれかの発明において、前記ガス噴射工程におけるガスの噴射量は、前記篩上物1.0kgに対して、1.0L/(分・kg)以上80L/(分・kg)以下である有価金属回収方法である。 (5) Fifth of the present invention, in any one of the first to fourth inventions, the amount of gas injected in the gas injection step is 1.0 L / (minutes) with respect to 1.0 kg of the sieve product. -Kg) or more and 80 L / (minutes-kg) or less is a valuable metal recovery method.

(6)本発明の第6は、第1から第5のいずれかの発明において、前記廃電池に含まれる有価金属は、コバルト、ニッケル、および銅から選択される少なくとも1種を含む有価金属回収方法である。 (6) In the sixth aspect of the present invention, in any one of the first to fifth inventions, the valuable metal contained in the waste battery is a valuable metal recovery containing at least one selected from cobalt, nickel, and copper. The method.

本発明によれば、廃電池に含まれる有価金属を回収する方法に際して、効果的に有価金属を回収する方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a method for effectively recovering valuable metals in a method for recovering valuable metals contained in a waste battery.

有価金属回収方法の流れの一例を示す工程図である。It is a process drawing which shows an example of the flow of a valuable metal recovery method.

以下、本発明の具体的な実施形態(以下、「本実施の形態」という)について詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において種々の変更が可能である。 Hereinafter, a specific embodiment of the present invention (hereinafter, referred to as “the present embodiment”) will be described in detail. The present invention is not limited to the following embodiments, and various modifications can be made without changing the gist of the present invention.

≪1.有価金属の回収方法の概要≫
本実施の形態に係る有価金属回収方法は、廃電池から有価金属を回収する方法である。一般的に、廃電池から有価金属を回収するにあたっては、乾式処理に加えて湿式処理を行う場合があるが、本実施の形態に係る有価金属回収方法は、主として乾式処理に関わる。
≪1. Overview of valuable metal recovery method ≫
The valuable metal recovery method according to the present embodiment is a method of recovering valuable metal from a waste battery. Generally, when recovering a valuable metal from a waste battery, a wet treatment may be performed in addition to the dry treatment, but the valuable metal recovery method according to the present embodiment is mainly related to the dry treatment.

具体的に、この有価金属回収方法は、無害化のために廃電池を焙焼して得られる焙焼物を所定の大きさに破砕したのち、その破砕物を篩別した篩上物に対して風力選別処理を施して軽量物を回収し、さらにガスを吹き付けて粉末篩上物を篩別工程で得られた篩下物をとともに回収することを特徴とするものである。 Specifically, this valuable metal recovery method is applied to a sieved product obtained by roasting a waste battery for detoxification, crushing the roasted product to a predetermined size, and then sieving the crushed product. It is characterized in that a lightweight material is recovered by subjecting it to a wind sorting process, and then a gas is blown to recover the powdered sieve product together with the sieve product obtained in the sieving step.

このような方法によれば、篩上物から有価金属を含む軽量物と粉末篩上物とを分離することにより廃電池から効果的に有価金属を回収することができる。また、従来技術のように、脱水や乾燥といった別途の処理や、多大な装置やメンテナンス等も不要であるため、安価な処理によって有価金属を回収することができる。 According to such a method, the valuable metal can be effectively recovered from the waste battery by separating the lightweight material containing the valuable metal from the sieve product and the powder sieve product. Further, unlike the prior art, separate treatments such as dehydration and drying, and a large amount of equipment and maintenance are not required, so that valuable metals can be recovered by inexpensive treatments.

ここで、廃電池とは、上述したように、使用済みのリチウムイオン電池やニッケル水素電池等の二次電池や、二次電池を構成する正極材等の製造工程で生じた不良品、製造工程内部の残留物、発生屑等の電池の製造工程内における廃材を含む概念である。このような廃電池には、上述のように、ニッケル、コバルト、銅等の、回収して再利用する経済的価値のある有価金属が含まれている。 Here, as described above, the waste battery is a defective product or a manufacturing process generated in the manufacturing process of a used secondary battery such as a lithium ion battery or a nickel hydrogen battery, or a positive electrode material constituting the secondary battery. It is a concept that includes waste materials in the battery manufacturing process such as internal residues and generated waste. As described above, such waste batteries contain valuable metals such as nickel, cobalt, and copper that have economic value to be recovered and reused.

≪2.有価金属回収方法の各工程について≫
図1は、本実施の形態に係る有価金属回収方法の流れの一例を示す工程図である。この有価金属回収方法は、廃電池を焙焼して焙焼物を得る焙焼工程S1と、焙焼物を破砕して破砕物を得る破砕工程S2と、破砕物を磁選することで磁着物を分離する磁選工程S3と、破砕物(非着磁物)を篩上物と篩下物とに篩別けする篩別工程S4と、得られた篩上物に対して重量物と軽量物とに風力選別する風選工程S5と、重量物に向けてガスを噴射するガス噴射工程S6と、を有する。ここで、ニッケルやコバルト等の有価金属は、正極活物質に含まれる金属で、粉末状で回収されることになるため篩下物に多く分配される。
≪2. About each process of valuable metal recovery method ≫
FIG. 1 is a process diagram showing an example of the flow of the valuable metal recovery method according to the present embodiment. In this valuable metal recovery method, a roasting step S1 for roasting a waste battery to obtain a roasted product, a crushing step S2 for crushing the roasted product to obtain a crushed product, and a magnetic selection of the crushed material to separate the magnetic material. Magnetic sorting step S3 for sieving, sieving step S4 for sieving crushed material (non-magnetized material) into sieving material and sieving material, and wind force for heavy material and lightweight material with respect to the obtained sieving material. It has a wind selection step S5 for sorting and a gas injection step S6 for injecting gas toward a heavy object. Here, valuable metals such as nickel and cobalt are metals contained in the positive electrode active material and are recovered in powder form, so that they are largely distributed to the sieve.

また、上記の工程で得られた回収物を酸化焙焼する酸化焙焼工程S7と、酸化焙焼物を還元熔融することにより、スラグと、有価金属を含有する合金(メタル)とを得る還元熔融工程S8と、をさらに有する。 Further, the oxidative roasting step S7 in which the recovered product obtained in the above step is oxidatively roasted, and the reduction melting of the oxidative roasted product to obtain slag and an alloy (metal) containing a valuable metal. It further comprises step S8.

なお、このような一連の乾式処理を経て得られる有価金属の合金を、中和処理や溶媒抽出処理、電解採取等の湿式処理に付すことによって、その合金中に残留する不純物成分を除去して有価金属をさらに精製し、高付加価値なメタルとして回収できる。 The valuable metal alloy obtained through such a series of dry treatments is subjected to wet treatments such as neutralization treatment, solvent extraction treatment, and electrowinning to remove impurity components remaining in the alloy. Valuable metals can be further refined and recovered as high value-added metals.

[焙焼工程]
焙焼工程S1では、廃電池に含有される電解液成分であるフッ素成分等を取り除いて無害化し、また、次工程での破砕を容易とすることを主な目的とする。
[Roasting process]
The main purpose of the roasting step S1 is to remove the fluorine component, which is an electrolytic solution component contained in the waste battery, to make it harmless, and to facilitate crushing in the next step.

焙焼処理における条件は、特に限定されないが、確実に無害化するとともに、廃電池を脆くして次工程での破砕を容易にする観点から、焙焼温度としては700℃以上に加熱して行うことが好ましい。なお、焙焼温度の上限としては、特に限定されないが、1200℃以下とすることが好ましい。焙焼温度が高すぎると、主に廃電池の外部シェルに用いられている鉄等の一部がキルン等の焙焼炉本体の内壁等に付着してしまい、円滑な操業の妨げになったり、あるいはキルン自体の劣化につながる場合があり好ましくない。 The conditions for the roasting treatment are not particularly limited, but the roasting temperature is heated to 700 ° C. or higher from the viewpoint of ensuring detoxification and making the waste battery brittle and facilitating crushing in the next step. Is preferable. The upper limit of the roasting temperature is not particularly limited, but is preferably 1200 ° C. or lower. If the roasting temperature is too high, a part of iron, etc., which is mainly used for the outer shell of the waste battery, adheres to the inner wall of the roasting furnace body such as a kiln, which hinders smooth operation. Or, it may lead to deterioration of the kiln itself, which is not preferable.

また、焙焼処理に供する廃電池を炉内に積み重ねすぎると、内部まで十分に焙焼できず焼きムラができてしまう。そのため、均一に焙焼できるようにする観点から、処理量や焙焼炉の加熱能力等を選定することが好ましい。例えば、予め予備試験を行って、最適温度や焙焼時間を決定することが好ましい。 Further, if the waste batteries used for the roasting process are stacked too much in the furnace, the inside cannot be sufficiently roasted and uneven roasting occurs. Therefore, from the viewpoint of enabling uniform roasting, it is preferable to select the processing amount, the heating capacity of the roasting furnace, and the like. For example, it is preferable to perform a preliminary test in advance to determine the optimum temperature and roasting time.

焙焼時の加熱方式は、特に限定されず、電気式であってよく、石油やガス等の燃料を使用するバーナー式であってよい。特に、バーナー式の加熱は低コストであり好ましい。 The heating method at the time of roasting is not particularly limited, and may be an electric type or a burner type using a fuel such as oil or gas. In particular, burner-type heating is preferable because of its low cost.

[破砕工程]
破砕工程S2では、焙焼工程S1にて廃電池を焙焼して得られた焙焼物を、破砕し、細かく分離する。
[Crushing process]
In the crushing step S2, the roasted product obtained by roasting the waste battery in the roasting step S1 is crushed and finely separated.

破砕処理において使用する破砕装置は、特に限定されず、例えばロッドミル、ジョークラッシャー、二軸混錬機、チェーンミル等を用いることができる。その中でもチェーンミルは廃電池を効率よく破砕できるため好ましい。なお、廃電池には様々な種類や形状が存在するため、目的に合わせて適切な破砕機を選定すればよい。 The crushing device used in the crushing treatment is not particularly limited, and for example, a rod mill, a jaw crusher, a twin-screw kneader, a chain mill and the like can be used. Among them, the chain mill is preferable because it can efficiently crush the waste battery. Since there are various types and shapes of waste batteries, an appropriate crusher may be selected according to the purpose.

[磁選工程]
磁選工程S3では、破砕工程S2得られた破砕物に対して、磁選処理することで磁着物を分離する。なお、本実施の形態に係る有価金属の回収方法において、磁選工程S3を含むことは必須の態様ではない。
[Magnetic separation process]
In the magnetic separation step S3, the crushed material obtained in the crushing step S2 is subjected to a magnetic separation process to separate the magnetically deposited material. In addition, in the method for recovering valuable metals according to the present embodiment, it is not an essential aspect to include the magnetic separation step S3.

廃電池の破砕物に鉄などの磁着物が含まれると、乾式処理の際にスラグの融点や粘性等に大きく影響するため、スラグ設計が複雑になり操業管理も難しくなることから、特に、鉄などの磁着物多く含む廃電池から有価金属を回収する場合には、磁選工程を有することが好ましい。 If the crushed material of the waste battery contains a magnetic material such as iron, it greatly affects the melting point and viscosity of the slag during the dry treatment, which complicates the slag design and makes operation management difficult. When recovering valuable metals from a waste battery containing a large amount of magnetic material such as, it is preferable to have a magnetic separation step.

磁選処理において使用する磁選機はとくに限定されないが、例えば吊下げ磁選機を用いることができる。 The magnetic separator used in the magnetic separation process is not particularly limited, but for example, a hanging magnetic separator can be used.

[篩別工程]
篩別工程S4では、得られた破砕物を、所定の目開きの篩を用いて篩上物と篩下物とに篩別けする。
[Sieve separation process]
In the sieving step S4, the obtained crushed product is sieved into a sieving product and a sieving product using a sieve having a predetermined opening.

篩別処理については、特に限定されず、市販の篩機を用いて行うことができる。また、篩の目開き(スクリーンの目開き)等は、篩上物と篩下物との篩別けの条件に基づいて適宜設定することができる。 The sieving process is not particularly limited and can be performed using a commercially available sieving machine. Further, the mesh opening of the sieve (opening of the screen) and the like can be appropriately set based on the conditions for separating the upper and lower sieve products.

篩の目開きは破砕する廃電池の種類や形状に合わせて決めればよい。目開きが大きすぎると篩下に有価金属とともに非有価金属が多く回収されてしまうため好ましくない。また目開きが小さすぎると篩上に多く有価金属が含まれてしまい好ましくない。一般的には目開きが5mm以下であると有価金属を効率的に回収できて好ましい。 The opening of the sieve may be determined according to the type and shape of the waste battery to be crushed. If the opening is too large, a large amount of non-valuable metal as well as valuable metal will be recovered under the sieve, which is not preferable. Further, if the opening is too small, a large amount of valuable metal is contained on the sieve, which is not preferable. Generally, it is preferable that the opening is 5 mm or less because valuable metals can be efficiently recovered.

このように回収された篩下物(粉末)は、後述するガス噴射工程S6で得られる粉状篩上物とともに酸化焙焼工程S7と還元熔融工程S8で処理して有価金属のメタルを回収できる。さらにはその後、公知の湿式処理を行うことにより純度の高い有価金属を回収できる。 The sieved product (powder) recovered in this way can be treated in the oxidation roasting step S7 and the reduction melting step S8 together with the powdered sieve product obtained in the gas injection step S6 described later to recover the valuable metal. .. Further, after that, a known wet treatment can be performed to recover the valuable metal having high purity.

なお、必須の態様ではないが次工程に供するに際して、篩別工程S4で得られた篩上物を磁選処理する工程(第2の磁選工程)に供してもよい。廃電池の破砕物に含まれる鉄などの磁着物は、篩下物には含まれることはなく、あっても無視できる量であるので、上述した破砕工程S2で得られた破砕物を第1の磁選工程S3に供する代わりに篩別工程S4で得られた篩上物を第2の磁選工程に供してもよい。また、破砕工程S2で得られた破砕物を磁選工程(第1の磁選工程)S3に供するとともに篩別工程S4で得られた篩上物をさらに磁選処理する工程(第2の磁選工程)に供してもよい。 Although it is not an essential aspect, when it is subjected to the next step, it may be subjected to a step (second magnetic separation step) in which the sieved product obtained in the sieving step S4 is subjected to a magnetic separation treatment. The magnetic substance such as iron contained in the crushed product of the waste battery is not contained in the sieve product, and even if it is present, the amount is negligible. Instead of being subjected to the magnetic separation step S3 of the above, the sieved product obtained in the sieving step S4 may be subjected to the second magnetic separation step. Further, the crushed product obtained in the crushing step S2 is subjected to a magnetic separation step (first magnetic separation step) S3, and the sieved product obtained in the sieving step S4 is further subjected to a magnetic separation process (second magnetic separation step). You may provide it.

[風選工程]
風選工程S5では、篩別工程S4で得られた篩上物を重量物と軽量物とに風力選別する。特に廃電池の場合、電極(負極)に由来する銅は薄膜であり、粉状化されずに篩上に分配されることが多く、このことが有価金属である銅の回収ロスの原因となる。
[Wind selection process]
In the wind selection step S5, the sieved product obtained in the sieving step S4 is wind-sorted into a heavy product and a lightweight product. Especially in the case of waste batteries, the copper derived from the electrode (negative electrode) is a thin film and is often distributed on the sieve without being pulverized, which causes a recovery loss of copper, which is a valuable metal. ..

この点、本実施の形態に係る方法によれば、篩別工程で得られた篩上物に風力選別処理を施すことを特徴としており、これにより、篩上物に含まれる軽量物を回収することで電極(負極)に由来する銅の回収ロスを有効に抑えることができる。 In this respect, according to the method according to the present embodiment, the sieving material obtained in the sieving step is subjected to a wind sorting process, whereby the lightweight material contained in the sieving material is recovered. As a result, the recovery loss of copper derived from the electrode (negative electrode) can be effectively suppressed.

風力選別処理とは、風力を利用して形状、比重、容積等の異なるものを選別する処理である。篩上物に含まれる電極(負極)に由来する銅は薄膜形状であるため、風力選別処理を施すことで電極(負極)に由来する銅を軽量物として回収することが可能となる。 The wind power sorting process is a process of sorting things having different shapes, specific densities, volumes, etc. using wind power. Since the copper derived from the electrode (negative electrode) contained in the sieve material has a thin film shape, it is possible to recover the copper derived from the electrode (negative electrode) as a lightweight material by performing a wind sorting process.

篩上物への風力の供給速度は特に限定されるものではないが、10L/分以上60L/分以下であることが好ましい。10L/分以上とすることで、篩上物から銅を多く回収できる。60L/分以下でとすることで、有価金属のロスを軽減することができる。 The speed of supplying wind power to the sieve is not particularly limited, but it is preferably 10 L / min or more and 60 L / min or less. By setting the content to 10 L / min or more, a large amount of copper can be recovered from the sieve. By setting the value to 60 L / min or less, the loss of valuable metal can be reduced.

回収された軽量物は、従来公知の銅の製錬方法を用いることにより銅を得ることができる。例えば、この回収された軽量物を処理対象として高温で熔解して銅以外の成分をスラグなどとして分離する乾式工程に供し、その乾式工程で得られた粗銅を電解精製などの湿式工程に供することにより高純度な銅を得ることができる。 Copper can be obtained from the recovered lightweight material by using a conventionally known copper smelting method. For example, the recovered lightweight material is subjected to a dry process of melting at a high temperature to separate components other than copper as slag, etc., and the blister copper obtained in the dry process is subjected to a wet process such as electrolytic refining. Therefore, high-purity copper can be obtained.

また、後述するように篩別工程で得られた篩下物とともに酸化焙焼工程に供してもよい。 Further, as will be described later, it may be subjected to an oxidative roasting step together with the sieved product obtained in the sieving step.

風力選別処理を施すための風選機はとくに限定されないが、例えば循環式風力選別機を用いることができる。 The wind sorter for performing the wind sort process is not particularly limited, but for example, a circulating wind sorter can be used.

[ガス噴射工程]
ガス噴射工程S6では、風選工程S4で得られた重量物(篩上物)に向けてガスを噴射することにより、篩上物に付着した粉状物(粉状篩上物)を得る。特に廃電池の場合、有価金属を多く含む正極活物質は破砕によって粉状化し、篩下に分配されるが、実際には塊状物に付着して篩上に分配されることも多く、このことが有価金属の回収ロスの原因となる。
[Gas injection process]
In the gas injection step S6, a powdery substance (powdered sieve substance) adhering to the sieve substance is obtained by injecting gas toward the heavy substance (sieving substance) obtained in the wind selection step S4. Especially in the case of waste batteries, the positive electrode active material containing a large amount of valuable metal is crushed into powder and distributed under the sieve, but in reality, it often adheres to a lump and is distributed on the sieve. Causes a loss in recovery of valuable metals.

この点、本実施の形態に係る方法によれば、重量物(篩上物)にガスを吹き付けることを特徴としており、これにより、篩上物に付着した粉状物(粉状篩上物)を回収して乾式処理の処理対象とすることで有価金属の回収ロスを有効に抑えることができる。 In this respect, according to the method according to the present embodiment, the gas is sprayed onto a heavy object (sieving object), whereby the powdery substance (powdered sieve substance) adhering to the sieve substance is sprayed. The recovery loss of valuable metals can be effectively suppressed by recovering the powder and subjecting it to the dry treatment.

また、本実施の形態に係る有価金属回収方法では、ガス噴射工程S6の前工程として風選工程S5を有していることから、薄膜形状の銅はほとんど含まれていない。このため、薄膜形状の銅によってガスの噴射が遮られることはなく、篩上物に付着した粉状物(粉状篩上物)をより効果的に分離することができる。 Further, in the valuable metal recovery method according to the present embodiment, since the wind selection step S5 is provided as a pre-step of the gas injection step S6, the thin film-shaped copper is hardly contained. Therefore, the injection of gas is not blocked by the thin-film copper, and the powdery substance (powdered sieve substance) adhering to the sieve substance can be separated more effectively.

篩上物に吹き付けるガスは、窒素やアルゴン等の不活性ガスを用いることができる。また、篩上物の発熱や粉塵爆発等の危険のない場合には、空気を用いることもできる。また、ガスの吹き付けにあたっては、市販のガス吹き付け装置を用いることができる。 An inert gas such as nitrogen or argon can be used as the gas to be sprayed on the sieve. In addition, air can also be used when there is no danger of heat generation or dust explosion on the sieve. In addition, a commercially available gas blowing device can be used for spraying the gas.

また、ガスの流量としては、特に限定されないが、篩上物1.0kgあたり1.0L/(分・kg)以上80L/(分・kg)以下とすることが好ましい。1.0L/(分・kg)以上とすることで、篩上物として得られる塊状物から有価金属を多く回収できる。80L/(分・kg)以下とすることで、粉状篩上物のロスを軽減することができる。 The flow rate of the gas is not particularly limited, but is preferably 1.0 L / (minutes / kg) or more and 80 L / (minutes / kg) or less per 1.0 kg of the sieve product. By setting the content to 1.0 L / (minutes / kg) or more, a large amount of valuable metal can be recovered from the mass obtained as a sieve. By setting the content to 80 L / (minute / kg) or less, the loss of the powdery sieve material can be reduced.

特に、本実施の形態に係る有価金属回収方法では、ガス噴射工程S6の前工程として風選工程S5を有していることから、薄膜形状の銅によってガスの噴射が遮られることはなく、比較的少ない流量であっても効果的に篩上物に付着した粉状物(粉状篩上物)を回収することができる。 In particular, in the valuable metal recovery method according to the present embodiment, since the wind selection step S5 is provided as a pre-step of the gas injection step S6, the thin-film copper does not block the gas injection, and comparison is made. The powdery substance (powdered sieve substance) adhering to the sieve substance can be effectively recovered even at a small flow rate.

また、篩上物へのガスの吹き付けは、単一のガス吹込み口から行ってもよいが、2箇所以上のガス吹込み口を設けて、複数箇所からガスを吹き付けることが好ましい。このように、2箇所以上のガス吹込み口を介してガスを吹き付けることで、篩上物に対してムラなく吹き付けることができ、塊状物からの粉状の有価金属の分離をより効率的に進行させることができる。 Further, the gas may be blown to the sieved object from a single gas blowing port, but it is preferable to provide two or more gas blowing ports and blow the gas from a plurality of places. In this way, by spraying the gas through two or more gas outlets, it is possible to spray the gas evenly on the sieved material, and the powdery valuable metal can be separated more efficiently from the lumpy material. Can be advanced.

ここで、ガス吹き付けを行うためのガス吹き付け装置は、密閉された空間内に載置して、篩上物が周囲に飛散しない構造を構成していることが好ましい。このように密閉状態で篩上物に対してガスを吹き付け、そして篩別することで、有価金属の分離効率を向上させることができ、また、粉末の飛散も効果的に防ぐことができ、安全面や回収率の観点からも好ましい。 Here, it is preferable that the gas blowing device for performing gas blowing is placed in a closed space and has a structure in which the sieve material does not scatter to the surroundings. By spraying gas onto the sieved material in a sealed state and sieving it in this way, the separation efficiency of valuable metals can be improved, and the scattering of powder can be effectively prevented, which is safe. It is also preferable from the viewpoint of surface and recovery rate.

[酸化焙焼工程]
酸化焙焼工程S7では、上記の工程で得た回収物を酸化雰囲気下で焙焼する。具体的には、ガス噴射工程S6で得られた粉状篩上物を篩別工程S4で得られた篩下物とともに回収物として回収し、この回収物を酸化雰囲気下で焙焼する。このように、廃棄物として処理される粉状篩上物を回収して酸化焙焼工程S6に供することで有価金属の回収ロスを軽減することができる。
[Oxidation roasting process]
In the oxidative roasting step S7, the recovered product obtained in the above step is roasted in an oxidative atmosphere. Specifically, the powdery sieving product obtained in the gas injection step S6 is recovered as a recovered product together with the sieving product obtained in the sieving step S4, and the recovered product is roasted in an oxidizing atmosphere. In this way, by recovering the powdery sieve product to be treated as waste and subjecting it to the oxidation roasting step S6, it is possible to reduce the recovery loss of valuable metals.

なお、この回収物には、風選工程S5で回収された軽量物が含まれていてもよい。この軽量物は主に電極(負極)に由来する銅であり、ニッケルやコバルトとともに有価金属として銅を回収することができる。 The recovered material may include a lightweight material recovered in the wind selection step S5. This lightweight material is mainly copper derived from an electrode (negative electrode), and copper can be recovered as a valuable metal together with nickel and cobalt.

そして、酸化焙焼工程S6での焙焼処理により、篩下物や粉状篩上物に含まれる炭素成分(カーボン)を酸化して除去することができる。具体的に、得られる酸化焙焼物中の炭素の含有量をほぼ0質量%とする。 Then, by the roasting treatment in the oxidation roasting step S6, the carbon component (carbon) contained in the sieved product or the powdered sieve product can be oxidized and removed. Specifically, the carbon content in the obtained oxidized roasted product is set to approximately 0% by mass.

このように、酸化雰囲気下での焙焼により炭素を除去することができ、その結果、次工程の還元熔融工程S8において局所的に発生する還元有価金属の熔融微粒子が、炭素による物理的な障害なく凝集することが可能となり、一体化した合金として回収できる。また、還元熔融工程S8において電池の内容物に含まれるリンが炭素により還元されることを抑制し、有効にリンを酸化除去して、有価金属の合金中に分配されることを抑制できる。 In this way, carbon can be removed by roasting in an oxidizing atmosphere, and as a result, the molten fine particles of the reducing valuable metal locally generated in the reduction melting step S8 of the next step are physically damaged by carbon. It is possible to agglomerate without any, and it can be recovered as an integrated alloy. Further, in the reduction melting step S8, it is possible to suppress the reduction of phosphorus contained in the contents of the battery by carbon, effectively oxidatively remove the phosphorus, and suppress the distribution in the alloy of the valuable metal.

酸化焙焼工程S7では、例えば600℃以上の温度(酸化焙焼温度)で酸化焙焼する。焙焼温度を600℃以上とすることで、電池に含まれる炭素を有効に酸化して除去できる。また、好ましくは700℃以上とすることで、処理時間を短縮させることもできる。また、酸化焙焼温度の上限値としては900℃以下とすることが好ましく、これにより熱エネルギーコストを抑制することができ、処理効率を高めることができる。 In the oxidative roasting step S7, oxidative roasting is performed at, for example, a temperature of 600 ° C. or higher (oxidative roasting temperature). By setting the roasting temperature to 600 ° C. or higher, carbon contained in the battery can be effectively oxidized and removed. Further, the processing time can be shortened by preferably setting the temperature to 700 ° C. or higher. Further, the upper limit of the oxidative roasting temperature is preferably 900 ° C. or lower, whereby the thermal energy cost can be suppressed and the processing efficiency can be improved.

酸化焙焼の処理は、公知の焙焼炉を使用して行うことができる。また、次工程の還元熔融工程S7における熔融処理で使用する熔融炉とは異なる炉(予備炉)を設け、その予備炉内において行うことが好ましい。焙焼炉としては、酸素を供給しながら破砕物を加熱することによりその内部で酸化処理(焙焼)を行うことが可能な、あらゆる形式のキルンを用いることができる。一例として、公知のロータリーキルン、トンネルキルン(ハースファーネス)等を好適に用いることができる。 The oxidative roasting process can be performed using a known roasting furnace. Further, it is preferable to provide a furnace (preliminary furnace) different from the melting furnace used in the melting process in the reduction melting step S7 of the next step, and perform the process in the preliminary furnace. As the roasting furnace, any type of kiln that can be oxidized (roasted) inside by heating the crushed material while supplying oxygen can be used. As an example, a known rotary kiln, tunnel kiln (Haas furnace) or the like can be preferably used.

また、酸化焙焼の処理においては、酸化度を調整するにあたり、炉内に酸化剤を導入してもよい。酸化剤としては、特に限定されないが、取り扱いが容易な点から、空気、純酸素、酸素富化気体等の酸素を含む気体を用いることが好ましい。なお、酸化剤の導入量としては、例えば、酸化処理の対象となる各物質の酸化に必要な化学当量の1.2倍程度とすることができる。 Further, in the process of oxidative roasting, an oxidant may be introduced into the furnace in order to adjust the degree of oxidation. The oxidizing agent is not particularly limited, but it is preferable to use a gas containing oxygen such as air, pure oxygen, and oxygen-enriched gas from the viewpoint of easy handling. The amount of the oxidizing agent introduced can be, for example, about 1.2 times the chemical equivalent required for the oxidation of each substance to be oxidized.

[還元熔融工程]
還元熔融工程S8では、酸化焙焼工程S6での焙焼処理により得られた酸化焙焼物を還元熔融することにより、不純物を含むスラグと、有価金属を含有する合金(メタル)とを得る。還元熔融工程S8では、酸化焙焼処理にて酸化させて得られた、不純物元素の酸化物はそのままで、その酸化焙焼処理で酸化してしまった有価金属の酸化物については還元及び熔融させることにより、不純物と分離して還元物を一体化した合金を得ることができる。なお、熔融物として得られる合金を「熔融合金」ともいう。
[Reduction melting process]
In the reduction melting step S8, the oxidative roasted product obtained by the roasting treatment in the oxidation roasting step S6 is reduced and melted to obtain a slag containing impurities and an alloy (metal) containing a valuable metal. In the reduction and melting step S8, the oxides of the impurity elements obtained by oxidation in the oxidation roasting treatment are left as they are, and the oxides of the valuable metals that have been oxidized in the oxidation roasting treatment are reduced and melted. As a result, it is possible to obtain an alloy that is separated from impurities and has a reduced product integrated. The alloy obtained as a melt is also referred to as "fused gold".

還元熔融工程S8では、例えば炭素の存在下で処理を行うことができる。炭素としては、回収対象である有価金属のニッケル、コバルト等を容易に還元する能力がある還元剤であって、例えば、炭素1モルでニッケル酸化物等の有価金属の酸化物2モルを還元できる黒鉛等が挙げられる。また、炭素1モルあたり2〜4モルを還元できる炭化水素等を炭素の供給源として用いることもできる。このように、還元剤としての炭素の存在下で還元熔融することで、有価金属を効率的に還元して、有価金属を含む合金を効果的に得ることができる。 In the reduction melting step S8, for example, the treatment can be performed in the presence of carbon. The carbon is a reducing agent capable of easily reducing the valuable metals such as nickel and cobalt to be recovered. For example, 1 mol of carbon can reduce 2 mol of an oxide of a valuable metal such as nickel oxide. Examples include graphite. Further, a hydrocarbon or the like capable of reducing 2 to 4 mol per 1 mol of carbon can also be used as a carbon supply source. As described above, by reducing and melting in the presence of carbon as a reducing agent, the valuable metal can be efficiently reduced and an alloy containing the valuable metal can be effectively obtained.

炭素としては、人工黒鉛や天然黒鉛のほか、製品や後工程で不純物が許容できる程度であれば、石炭やコークス等を使用することもできる。また、還元熔融処理に際しては、炭素の存在量を適度に調節することが望ましい。具体的に、好ましくは、処理対象の酸化焙焼物100質量%に対して7.5質量%を超え10質量%以下となる割合、より好ましくは、8.0質量%以上9.0質量%以下となる割合の量の炭素の存在下で熔融する。 As carbon, in addition to artificial graphite and natural graphite, coal, coke and the like can be used as long as impurities are acceptable in the product and post-processes. Further, in the reduction melting treatment, it is desirable to appropriately adjust the abundance of carbon. Specifically, preferably, the ratio is more than 7.5% by mass and 10% by mass or less with respect to 100% by mass of the oxidized roasted product to be treated, and more preferably 8.0% by mass or more and 9.0% by mass or less. It melts in the presence of a proportion of carbon.

還元熔融処理における温度条件(熔融温度)としては、特に限定されないが、1320℃以上1600℃以下の範囲とすることが好ましく、1450℃以上1550℃以下の範囲とすることがより好ましい。また、還元熔融処理においては、酸化物系フラックスを添加して用いてもよい。なお、還元熔融処理においては、粉塵や排ガス等が発生することがあるが、従来公知の排ガス処理を施すことによって無害化することができる。 The temperature condition (melting temperature) in the reduction melting treatment is not particularly limited, but is preferably in the range of 1320 ° C. or higher and 1600 ° C. or lower, and more preferably in the range of 1450 ° C. or higher and 1550 ° C. or lower. Further, in the reduction melting treatment, an oxide-based flux may be added and used. In the reduction melting treatment, dust, exhaust gas, etc. may be generated, but it can be detoxified by performing a conventionally known exhaust gas treatment.

以下、実施例及び比較例を用いて、本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。
[実施例、比較例]
(焙焼工程)
廃電池として、外形が角形をした車載用のリチウムイオン電池の使用済み品を用意した。この廃電池を大気雰囲気下で920℃の温度で6時間かけて焙焼した。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to the following Examples.
[Examples, comparative examples]
(Roasting process)
As a waste battery, we prepared a used lithium-ion battery for automobiles with a square outer shape. This waste battery was roasted in an air atmosphere at a temperature of 920 ° C. for 6 hours.

(破砕工程)
焙焼して得られた焙焼物に対してチェーンミルを用いた破砕機により12kg/バッチとして30秒間の破砕処理を施して破砕物を得た。
(Crushing process)
The roasted product obtained by roasting was crushed at 12 kg / batch by a crusher using a chain mill for 30 seconds to obtain a crushed product.

(磁選工程)
破砕して得られた破砕物に対して吊下げ磁選機を用いた磁選機により各試料を5.0kg/分となる供給速度で磁選機に供給して非磁着物を得た。
(Magnetic separation process)
For the crushed material obtained by crushing, each sample was supplied to the magnetic separator at a supply speed of 5.0 kg / min by a magnetic separator using a suspended magnetic separator to obtain a non-magnetic material.

(篩別工程)
次に上記の磁選工程で得られた非磁着物(破砕物)を篩別工程に供した。篩別には連続式の振動篩を用いた。篩の目開きは3.0mmとし、試料(非磁着物)の供給速度は2.0kg/分とした。これにより、破砕物を篩上物と篩下物とに篩別けした。
(Sieve separation process)
Next, the non-magnetic deposit (crushed product) obtained in the above magnetic separation step was subjected to a sieving step. A continuous vibrating sieve was used for sieving. The mesh size of the sieve was 3.0 mm, and the supply rate of the sample (non-magnetic material) was 2.0 kg / min. As a result, the crushed product was sieved into a sieve product and a sieve product.

(風選工程)
篩別工程で得られた篩上物を重量物と軽量物とに風力選別した。具体的には、篩別工程で得られた篩上物に対して市販の連続式の風選機により風力を供給した。このとき風力の供給速度は、30L/分に制御した。
(Wind selection process)
The sieved product obtained in the sieving step was wind-sorted into a heavy product and a lightweight product. Specifically, wind power was supplied to the sieved product obtained in the sieving step by a commercially available continuous wind separator. At this time, the wind power supply speed was controlled to 30 L / min.

(ガス噴射工程)
風選工程で得られた重量物(篩上物)に向けてガスを噴射することにより、篩上物に含まれる粉末篩上物を得た。具体的には、風選工程で得られた重量物を1バッチ(1実施例)あたり10kg供給し、窒素ガス(不活性ガス)を吹き付けた。なお、篩上物の供給速度は10.0kg/分として、ガス供給流量は、下記表1に示す通りとした。
(Gas injection process)
By injecting gas toward a heavy product (sieving product) obtained in the wind selection step, a powdered sieving product contained in the sieving product was obtained. Specifically, 10 kg of a heavy substance obtained in the wind selection step was supplied per batch (1 example), and nitrogen gas (inert gas) was sprayed. The supply rate of the sieved product was 10.0 kg / min, and the gas supply flow rate was as shown in Table 1 below.

以上のようにして、得られた粉状篩上物を回収し、それぞれを市販のICP発光分光分析器を用いて有価金属成分(銅、ニッケル、コバルト)の含有量を分析し、回収された有価金属の合計物量や回収された不純物(銅、ニッケル、コバルト以外の成分)の合計量を算出した。測定結果を表1に示す。 As described above, the obtained powdery sieve material was recovered, and the content of valuable metal components (copper, nickel, cobalt) was analyzed for each of them using a commercially available ICP emission spectrophotometer and recovered. The total amount of valuable metals and the total amount of recovered impurities (components other than copper, nickel, and cobalt) were calculated. The measurement results are shown in Table 1.

Figure 2021161526
Figure 2021161526

表1よりガス噴射工程により得られた粉状篩上物には、有価金属が含まれていることが分かる。よって、この粉状篩上物を回収して篩下物とともに酸化焙焼工程に供することにより、有価金属の回収ロスを有効に抑えて、廃電池から効果的に有価金属を回収できることがわかる。 From Table 1, it can be seen that the powdery sieve product obtained by the gas injection step contains valuable metals. Therefore, it can be seen that by recovering the powdery sieve product and subjecting it to the oxidative roasting step together with the sieve product, the recovery loss of the valuable metal can be effectively suppressed and the valuable metal can be effectively recovered from the waste battery.

なお、風選工程で得られた軽量物には、電極(負極)に由来する薄膜状の銅が含まれていた。このことから、風選工程で得られる軽量物を回収物として回収することにより効果的に銅を回収できることがわかる。 The lightweight material obtained in the wind selection step contained thin-film copper derived from the electrode (negative electrode). From this, it can be seen that copper can be effectively recovered by recovering the lightweight material obtained in the wind selection process as a recovered product.

Claims (6)

廃電池から有価金属を回収する有価金属回収方法であって、
廃電池を焙焼して焙焼物を得る焙焼工程と、
前記焙焼物を破砕して破砕物を得る破砕工程と、
前記破砕物を篩上物と篩下物とに篩別けする篩別工程と、
前記篩上物を重量物と軽量物とに風力選別する風選工程と、
前記重量物に向けてガスを噴射するガス噴射工程と、
を有し、
前記風選工程で得られた軽量物を回収し、
前記ガス噴射工程で得られた粉状篩上物を、前記篩別工程で得られた篩下物とともに回収する
有価金属回収方法。
A valuable metal recovery method for recovering valuable metals from waste batteries.
The roasting process of roasting waste batteries to obtain roasted products,
A crushing step of crushing the roasted product to obtain a crushed product,
A sieving step of sieving the crushed product into a sieving product and a sieving product,
A wind selection process for wind-sorting the sieved product into a heavy product and a lightweight product,
A gas injection process that injects gas toward the heavy object, and
Have,
The lightweight material obtained in the wind selection process is collected and collected.
A valuable metal recovery method for recovering a powdery sieve product obtained in the gas injection step together with a sieve product obtained in the sieving step.
前記破砕工程で得られた破砕物を磁選処理することで磁着物を分離する磁選工程をさらに有し、
前記磁選工程で得られた非着磁物を前記篩別工程に供する
請求項1に記載の有価金属回収方法。
It further has a magnetic separation step of separating the magnetically deposited material by magnetically separating the crushed material obtained in the crushing step.
The valuable metal recovery method according to claim 1, wherein the non-magnetized material obtained in the magnetic separation step is subjected to the sieving step.
回収物を酸化焙焼して酸化焙焼物を得る酸化焙焼工程と、
前記酸化焙焼物を還元熔融して、スラグと、有価金属を含有する合金とを得る還元熔融工程と、をさらに有する
請求項1又は2に記載の有価金属回収方法。
Oxidative roasting process to obtain oxidative roasted product by oxidative roasting of recovered material,
The valuable metal recovery method according to claim 1 or 2, further comprising a reduction melting step of reducing and melting the oxidized roasted product to obtain slag and an alloy containing a valuable metal.
前記ガス噴射工程では、前記篩別工程で得られた篩上物に向けて不活性ガスを噴射する
請求項1から3のいずれかに記載の有価金属回収方法。
The valuable metal recovery method according to any one of claims 1 to 3, wherein in the gas injection step, an inert gas is injected toward the sieved product obtained in the sieving step.
前記ガス噴射工程におけるガスの噴射量は、前記篩上物1.0kgに対して、1.0L/(分・kg)以上80L/(分・kg)以下である
請求項1から4のいずれかに記載の有価金属回収方法。
The amount of gas injected in the gas injection step is 1.0 L / (minutes / kg) or more and 80 L / (minutes / kg) or less with respect to 1.0 kg of the sieve product. The method for recovering valuable metals described in 1.
前記廃電池に含まれる有価金属は、コバルト、ニッケル、および銅から選択される少なくとも1種を含む
請求項1から5のいずれかに記載の有価金属回収方法。
The valuable metal recovery method according to any one of claims 1 to 5, wherein the valuable metal contained in the waste battery includes at least one selected from cobalt, nickel, and copper.
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