JP2021188067A - Preparation method of raw material to be melted, and valuable metal recovery method - Google Patents

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Abstract

To provide a method capable of conducting an efficient reduction-melting process even to a raw material to be melted whose volume as a metal composite body as a whole is large with regard to a valuable metal.SOLUTION: A method is for recovering a valuable metal through reduction-melting, as a raw material to be melted, a roasted matter of a metal composite body containing the valuable metal. The method includes: a roasting process of roasting a metal composite body to obtain a roasted matter; a preparation process of a raw material to be melted, of mixing the roasted matter and a flux and granulating an obtained mixture to obtain a granulated matter; and a reduction-melting process of reduction-melting the granulated matter as a raw material to be melted to obtain an alloy containing a slag and the valuable metal.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、熔融原料の調製方法及び有価金属回収方法に関する。 The present invention relates to a method for preparing a molten material and a method for recovering valuable metals.

リチウムイオン電池等の、使用済みあるいは工程内の不良品である電池(以下廃電池という)をリサイクルし、含有する有価金属を回収しようとする調製方法には、大きく分けて乾式法と湿式法がある。 Dry and wet methods can be broadly divided into preparation methods for recycling used or defective batteries (hereinafter referred to as waste batteries) such as lithium-ion batteries and recovering the valuable metals contained in them. be.

乾式法は、破砕した廃電池を熔融処理し、回収対象である有価金属と、付加価値の低いその他の金属等とを、それらの間の酸素親和力の差を利用して分離回収するものである。すなわち、鉄等の付加価値の低い元素を極力酸化してスラグとし、かつコバルト等の有価物は酸化を極力抑制して合金として回収するものである。 In the dry method, the crushed waste battery is melt-treated, and the valuable metal to be recovered and other metals with low added value are separated and recovered by utilizing the difference in oxygen affinity between them. .. That is, low value-added elements such as iron are oxidized as much as possible to form slag, and valuable resources such as cobalt are recovered as alloys by suppressing oxidation as much as possible.

例えば、特許文献1は、乾式法を含む有価金属回収方法を開示している。特許文献1によれは、この技術はリチウムイオン電池等の廃電池を乾式処理する際に、スラグ粘度を低減して低温での操業を可能とするとともに、スラグと合金の分離を確実にして有価金属を効率的に回収できるものである。 For example, Patent Document 1 discloses a valuable metal recovery method including a dry method. According to Patent Document 1, this technology reduces the viscosity of slag to enable operation at low temperatures when dry-treating waste batteries such as lithium-ion batteries, and ensures the separation of slag and alloys, which is valuable. The metal can be recovered efficiently.

特開2012−224876号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-224876

さて、有価金属回収方法における還元熔融処理は、例えば、熔融炉を使用して行うことができる。しかしながら、例えば廃電池のような金属複合体は、有価金属に対して金属複合体全体の体積が大きく、そのまま熔融炉に装入するだけでは、熔融炉の単位容量あたりに装入することのできる熔融原料の重量(以下、炉内充填嵩密度ともいう。)を高めることができなくなることがある。 By the way, the reduction melting treatment in the valuable metal recovery method can be performed using, for example, a melting furnace. However, a metal composite such as a waste battery has a large volume of the entire metal composite with respect to the valuable metal, and can be charged per unit capacity of the melting furnace simply by charging the metal composite into the melting furnace as it is. It may not be possible to increase the weight of the molten material (hereinafter, also referred to as the filling bulk density in the furnace).

また、炉内充填嵩密度が低いと、還元炉内での熔融原料の伝熱性が悪化して還元熔融に必要な所定の温度に昇温するまでに多くの時間を要してしまい、効率的な還元熔融処理を行うことができなくなることがある。 Further, if the filling bulk density in the furnace is low, the heat transferability of the molten material in the reduction furnace deteriorates, and it takes a long time to raise the temperature to a predetermined temperature required for reduction melting, which is efficient. It may not be possible to perform a proper reduction melting process.

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、有価金属に対して金属複合体全体の体積が大きい熔融原料であっても効率的な還元熔融処理を行うことができる熔融原料の調製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 is a melting raw material capable of performing an efficient reduction melting treatment even if the melting raw material has a large volume of the entire metal composite with respect to a valuable metal. It is an object of the present invention to provide a method for preparing the above.

本発明者らは、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、熔融原料をフラックスとの混合物にして造粒物と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 inventors have made extensive studies to solve the above-mentioned problems. As a result, they have found that the above problems can be solved by mixing the molten raw material with a flux to form a granulated product, and have completed the present invention.

(1)本発明の第1は、有価金属を含む金属複合体の焙焼物を熔融原料として還元熔融することにより、スラグと、該有価金属を含有する合金とを得る還元熔融工程に供する熔融原料の調製方法であって、前記焙焼物とフラックスとを混合し、得られる混合物を造粒して造粒物を得る熔融原料の調製方法である。 (1) The first of the present invention is a melting raw material to be used in a reduction melting step of obtaining a slag and an alloy containing the valuable metal by reducing and melting a roasted metal composite containing a valuable metal as a melting raw material. This is a method for preparing a molten material obtained by mixing the roasted product and the flux and granulating the obtained mixture to obtain a granulated product.

(2)本発明の第2は、第1の発明において、前記混合物に2t/cm以上の圧力を加えることで造粒物を得る熔融原料の調製方法である。 (2) The second aspect of the present invention is, in the first invention, a method for preparing a molten raw material for obtaining a granulated product by applying a pressure of 2 t / cm or more to the mixture.

(3)本発明の第3は、第1又は第2の発明において、前記フラックスは炭酸カルシウムを含む熔融原料の調製方法である。 (3) The third aspect of the present invention is, in the first or second invention, the method for preparing a molten raw material in which the flux contains calcium carbonate.

(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、さらに、水を混合して前記混合物を得る熔融原料の調製方法である。 (4) The fourth aspect of the present invention is the method for preparing a melting raw material in any one of the first to third inventions, further mixing water to obtain the mixture.

(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、さらに粘結剤を混合して前記混合物を得る熔融原料の調製方法である。 (5) Fifth of the present invention is the method for preparing a melting raw material in any one of the first to fourth inventions, wherein a binder is further mixed to obtain the mixture.

(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、前記金属複合体は廃リチウムイオン電池を含む熔融原料の調製方法である。 (6) A sixth aspect of the present invention is the method for preparing a molten raw material containing a waste lithium ion battery in the metal composite in any one of the first to fifth inventions.

(7)本発明の第7は、有価金属を含む金属複合体の焙焼物を熔融原料として還元熔融することにより有価金属を回収する有価金属回収方法であって、前記金属複合体を焙焼して焙焼物を得る焙焼工程と、前記焙焼物とフラックスとを混合し、得られる混合物を造粒して造粒物を得る熔融原料調製工程と、熔融原料として前記造粒物を還元熔融して、スラグと、該有価金属を含有する合金とを得る還元熔融工程と、を有する有価金属回収方法である。 (7) The seventh aspect of the present invention is a valuable metal recovery method for recovering a valuable metal by reducing and melting a roasted metal composite containing a valuable metal as a melting raw material, in which the metal composite is roasted. A roasting step of obtaining a roasted product, a melting raw material preparation step of mixing the roasted product and slag and granulating the obtained mixture to obtain a granulated product, and a reduction melting of the granulated product as a melting raw material. A valuable metal recovery method comprising a reduction melting step of obtaining an alloy containing the valuable metal.

本発明によれば、効率的な還元熔融処理を行うことができる。 According to the present invention, efficient reduction melting treatment can be performed.

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.熔融原料の調製方法の概要≫
本実施の形態に係る熔融原料の調製方法は、主に有価金属を回収する有価金属回収方法での還元熔融処理を行うに際し、その処理対象である熔融処理に供する熔融前の原料(熔融原料)を調製する方法である。ここで、有価金属回収方法では、有価金属を含む金属複合体を焙焼して焙焼物を得て、その焙焼物を熔融処理に供する熔融原料として還元熔融して、スラグと、有価金属を含有する合金とを得る。
≪1. Outline of preparation method of molten material ≫
The method for preparing a melting raw material according to the present embodiment is a raw material before melting (melting raw material) to be subjected to the melting treatment, which is the treatment target, when the reduction melting treatment is mainly performed by the valuable metal recovery method for recovering valuable metals. Is a method of preparing. Here, in the valuable metal recovery method, a metal composite containing a valuable metal is roasted to obtain a roasted product, and the roasted product is reduced and melted as a melting raw material to be subjected to a melting process, and contains slag and valuable metal. And get the alloy.

具体的に、本実施の形態に係る熔融原料の調製方法では、熔融原料として用いる金属複合体の焙焼物について、予めフラックスと混合して混合物を得て(混合工程S41)、得られた混合物を造粒して造粒物を得る(造粒工程S42)ことを特徴としている。 Specifically, in the method for preparing a melting raw material according to the present embodiment, a roasted metal composite used as a melting raw material is previously mixed with a flux to obtain a mixture (mixing step S41), and the obtained mixture is obtained. It is characterized in that it is granulated to obtain a granulated product (granulation step S42).

このように熔融原料をフラックスと混合し造粒して造粒物とし、そしてこの造粒物を熔融炉に装入することにより、熔融炉への充填量を増やし、炉内充填嵩密度を高めることができる。また、焙焼物とフラックスとを混合して造粒物の形態とすることで、造粒物中において焙焼物とフラックスとの密着性が高まるため、還元熔融処理時における焙焼物への熱伝導性も向上する。これにより、還元熔融に必要な所定の温度に昇温するまでの速度(昇温速度)が高まり、効率的な還元熔融処理を行うことができる。 In this way, the melting raw material is mixed with the flux and granulated to obtain a granulated product, and the granulated product is charged into the melting furnace to increase the filling amount in the melting furnace and increase the filling bulk density in the furnace. be able to. Further, by mixing the roasted product and the flux to form a granulated product, the adhesion between the roasted product and the flux is enhanced in the granulated product, so that the thermal conductivity to the roasted product during the reduction melting process is improved. Also improves. As a result, the rate at which the temperature rises to a predetermined temperature required for reduction melting increases (heating rate), and efficient reduction melting treatment can be performed.

なお、本明細書において造粒物とは、金属複合体の焙焼物を一体に結合することにより顆粒化したものをいい、少なくともその形状を維持できる程度の硬度を有するものをいう。 In addition, in this specification, a granulated product means a product which is granulated by integrally binding a roasted metal complex, and has a hardness at least enough to maintain its shape.

この造粒物は、焙焼物とフラックスとの混合物を造粒して得られるものであり、その形状を維持できる程度の硬度を有する。そのため、例えばその形状を維持したまま崩壊せずにコンベアー等により搬送することも可能である。このように本実施の形態に係る熔融原料の調製方法により得られた熔融原料は取り扱い性も良好である。 This granulated product is obtained by granulating a mixture of a roasted product and a flux, and has a hardness sufficient to maintain its shape. Therefore, for example, it is possible to convey the shape by a conveyor or the like without collapsing while maintaining the shape. As described above, the melting raw material obtained by the method for preparing the melting raw material according to the present embodiment has good handleability.

さて、処理対象である熔融原料としては、例えば、自動車若しくは電子機器等の劣化による廃棄物、リチウムイオン電池の寿命に伴い発生したリチウムイオン電池のスクラップ、又は電池製造工程内の不良品等の廃電池等を含む金属複合体の焙焼物が挙げられる。 The melting raw materials to be treated include, for example, waste due to deterioration of automobiles or electronic devices, scrap of lithium ion batteries generated at the end of the life of lithium ion batteries, waste of defective products in the battery manufacturing process, and the like. Examples thereof include roasted metal composites including batteries and the like.

以下では、リチウムイオン電池の廃電池から得られた熔融原料を処理対象とする場合を一例として、熔融原料の調製方法を有価金属回収方法の各工程とともに説明する。 In the following, a method for preparing a molten raw material will be described together with each step of a valuable metal recovery method, taking as an example a case where a molten raw material obtained from a waste battery of a lithium ion battery is treated.

なお、本発明において、処理対象である熔融原料は、廃電池を含む金属複合体の焙焼物に限定されるものではないが、廃電池は電極に由来する有価金属の他に電池パック等に由来する有価金属以外のものを多く含むことから、有価金属に対して金属複合体全体の体積が大きくなる。このため、炉内充填嵩密度を高めることができなくなり効率的な還元熔融処理を行うことができなくなるという課題が発生しやすいものであるので、廃電池を含む金属複合体の焙焼物を処理対象とすることで本発明の利益を好適に享受できる。 In the present invention, the molten material to be treated is not limited to the roasted metal composite containing the waste battery, but the waste battery is derived from a battery pack or the like in addition to the valuable metal derived from the electrode. Since it contains a large amount of metal other than the valuable metal, the volume of the entire metal composite becomes larger than that of the valuable metal. For this reason, there is a tendency that the problem that the filling bulk density in the furnace cannot be increased and the efficient reduction melting treatment cannot be performed is likely to occur. Therefore, the roasted metal composite including the waste battery is to be treated. Therefore, the benefits of the present invention can be suitably enjoyed.

≪2.有価金属回収方法の各工程≫
以下、熔融原料の調製方法について、その前提となる有価金属回収方法と共に説明する。
≪2. Each process of valuable metal recovery method ≫
Hereinafter, a method for preparing a molten material will be described together with a method for recovering valuable metals, which is a prerequisite for the method.

具体的には、有価金属回収方法は、図1に示すように廃電池から電解液及び外装缶を除去する廃電池前処理工程S1と、廃電池前処理工程S1に供された廃電池を粉砕して粉砕物を得る粉砕工程S2と、粉砕物を焙焼して焙焼物を得る焙焼工程S3と、焙焼物とフラックスとを混合して得られる混合物を造粒して造粒物を得る熔融原料調製工程S4と、熔融原料として造粒物を還元熔融して、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S5と、を有する。 Specifically, as a valuable metal recovery method, as shown in FIG. 1, the waste battery pretreatment step S1 for removing the electrolytic solution and the outer can from the waste battery and the waste battery used in the waste battery pretreatment step S1 are crushed. The crushing step S2 to obtain the crushed product, the roasting step S3 to obtain the roasted product by roasting the crushed product, and the mixture obtained by mixing the roasted product and the flux are granulated to obtain the granulated product. It has a melting raw material preparation step S4 and a reduction melting step S5 in which a granulated product is reduced and melted as a melting raw material to obtain an alloy containing a slag and a valuable metal.

[廃電池前処理工程]
廃電池前処理工程S1では、廃電池から電解液及び外装缶を除去する。廃電池内には電解液等を有しているためそのままの状態で粉砕処理を行うと、爆発の恐れがある。また、廃電池に含まれる外装缶は金アルミニウムや鉄などが含まれる場合が多く、こうしたアルミニウムや鉄などの外装缶はそのまま有価金属として比較的容易に回収することが可能である。本工程を経ることで、電池から電解液及び外装缶を除去することで、安全性を高め、また、銅、ニッケル、コバルト等の有価金属の回収生産性を高めることができる。
[Waste battery pretreatment process]
In the waste battery pretreatment step S1, the electrolytic solution and the outer can are removed from the waste battery. Since the waste battery contains an electrolytic solution or the like, there is a risk of explosion if the crushing process is performed as it is. In addition, the outer cans contained in the waste battery often contain gold aluminum, iron, and the like, and the outer cans such as aluminum and iron can be recovered as valuable metals relatively easily. By removing the electrolytic solution and the outer can from the battery through this step, the safety can be enhanced and the recovery productivity of valuable metals such as copper, nickel and cobalt can be enhanced.

廃電池前処理工程S1の具体的な方法は特に限定されないが、例えば針状の刃先で廃電池を物理的に開孔し、電解液及び外装缶を除去する方法などが挙げられる。また、廃電池を加熱して電解液を燃焼して無害化してもよい。 The specific method of the waste battery pretreatment step S1 is not particularly limited, and examples thereof include a method of physically opening the waste battery with a needle-shaped cutting edge to remove the electrolytic solution and the outer can. Further, the waste battery may be heated to burn the electrolytic solution to make it harmless.

なお、廃電池前処理工程S1において、例えば外装缶に含まれるアルミニウムや鉄を回収する場合、除去した外装缶を粉砕した後に篩振とう機を用いて篩分けを行うようにすることができる。アルミニウムの場合、軽度の粉砕であっても容易に粉状となるため、外装缶からアルミニウムを効率的に回収することができる。また、磁力による選別によって、外装缶から鉄を回収することができる。 In the waste battery pretreatment step S1, for example, when aluminum or iron contained in an outer can is recovered, the removed outer can can be crushed and then sieved using a sieve shaker. In the case of aluminum, even light pulverization easily becomes powdery, so that aluminum can be efficiently recovered from the outer can. In addition, iron can be recovered from the outer can by sorting by magnetic force.

[粉砕工程]
粉砕工程S2では、廃電池前処理工程S1に供された廃電池(金属複合体)を粉砕して粉砕物を得る。これにより、後述する還元熔融工程S5にて反応効率を高めて、銅、ニッケル、コバルトの有価金属の回収率を高めることができる。
[Crushing process]
In the crushing step S2, the waste battery (metal complex) used in the waste battery pretreatment step S1 is crushed to obtain a crushed product. As a result, the reaction efficiency can be increased in the reduction melting step S5 described later, and the recovery rate of valuable metals such as copper, nickel, and cobalt can be increased.

破砕処理において使用する破砕装置は、特に限定されず、カッターミキサー等の従来公知の粉砕機を用いて粉砕することができる。 The crushing device used in the crushing treatment is not particularly limited, and crushing can be performed using a conventionally known crusher such as a cutter mixer.

[焙焼工程]
焙焼工程S3では、廃電池の粉砕物を焙焼して焙焼物を得る。熔融原料に炭素が含まれると、後述する還元熔融工程S5においてメタルの凝集が阻害されて、メタルとスラグとの分離性が低下して有価金属の回収率が低下する。そこで、粉砕物を焙焼することにより粉砕物に含まれる炭素を酸化して除去することで後述する還元熔融工程S5においてメタルとスラグとを効果的に分離させて、有価金属の回収率を向上させることができる。
[Roasting process]
In the roasting step S3, the crushed product of the waste battery is roasted to obtain a roasted product. When carbon is contained in the melting raw material, agglutination of the metal is inhibited in the reduction melting step S5 described later, the separability between the metal and the slag is lowered, and the recovery rate of the valuable metal is lowered. Therefore, by roasting the crushed product to oxidize and remove the carbon contained in the crushed product, the metal and the slag are effectively separated in the reduction melting step S5 described later, and the recovery rate of the valuable metal is improved. Can be made to.

また、焙焼工程S3では、粉砕物に含まれる金属のうち少なくともアルミニウムを酸化する。これにより、後述する還元熔融工程S5において粉砕物に含まれるアルミニウムをスラグとしてメタルと分離することができる。 Further, in the roasting step S3, at least aluminum among the metals contained in the pulverized product is oxidized. As a result, the aluminum contained in the pulverized product can be separated from the metal as slag in the reduction melting step S5 described later.

焙焼処理における条件は、特に限定されないが、少なくとも粉砕物に含まれる炭素とアルミニウムを酸化できる程度の酸化度で焙焼処理を施すことが好ましい。具体的には、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、900℃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る場合や、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 it is preferable to carry out the roasting treatment at least with an degree of oxidation capable of oxidizing carbon and aluminum contained in the pulverized product. Specifically, the roasting temperature is preferably 700 ° C. or higher. The upper limit of the roasting temperature is not particularly limited, but is preferably 900 ° 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、焙焼処理の際に、酸化度を調整するにあたって、炉内に適量の酸化剤を導入することが好ましい。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、酸化剤の導入量については、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 adjusting the degree of oxidation during the roasting treatment, it is preferable to introduce an appropriate amount of an oxidizing agent into the furnace. 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.

[熔融原料調製工程]
熔融原料調製工程S4は、次工程の還元熔融工程S5での還元熔融処理に供する原料(熔融原料)を調製する工程である。具体的に、熔融原料調製工程S4では、焙焼物とフラックスとを混合して混合物を得て(混合工程S41)、得られた混合物を造粒することで造粒物を得る(造粒工程S42)。
[Melting raw material preparation process]
The melting raw material preparation step S4 is a step of preparing a raw material (melting raw material) to be subjected to the reduction melting treatment in the reduction melting step S5 of the next step. Specifically, in the melting raw material preparation step S4, the roasted product and the flux are mixed to obtain a mixture (mixing step S41), and the obtained mixture is granulated to obtain a granulated product (granulation step S42). ).

このように、還元熔融処理に先立ち、熔融対象である焙焼物とフラックスを混合し造粒して、焙焼物とフラックスとを含む造粒物を得る。そしてこのような造粒物の形態の熔融原料を熔融炉に装入して還元熔融処理に供することで、炉内への充填量や充填嵩密度を高め、また焙焼物への熱伝導性を向上させることができ、効率的な還元熔融処理を可能にする。 In this way, prior to the reduction melting treatment, the roasted product to be melted and the flux are mixed and granulated to obtain a granulated product containing the roasted product and the flux. Then, by charging the melting raw material in the form of such a granulated product into a melting furnace and subjecting it to the reduction melting process, the filling amount in the furnace and the filling bulk density are increased, and the thermal conductivity to the roasted product is improved. It can be improved and enables efficient reduction melting treatment.

以下、熔融原料調製工程S4に含まれる混合工程S41と、造粒工程S42と、についてそれぞれ説明する。 Hereinafter, the mixing step S41 and the granulation step S42 included in the melting raw material preparation step S4 will be described.

(混合工程)
混合工程S41では、焙焼工程S3で得られた焙焼物とフラックスとを混合して混合物を得る。従来一般的に、フラックスは、スラグを溶解させて除去することを目的として還元熔融処理時に熔融炉内に添加して使用されている。本実施の形態に係る熔融原料の調製方法においては、還元溶融処理に先立ち、予め焙焼物とフラックスとを混合して混合物を得て、後述する造粒工程S42にてその混合物を造粒して造粒物を作製する。
(Mixing process)
In the mixing step S41, the roasted product obtained in the roasting step S3 and the flux are mixed to obtain a mixture. Conventionally, generally, a flux is added to a melting furnace during a reduction melting process for the purpose of melting and removing slag. In the method for preparing a melting raw material according to the present embodiment, prior to the reduction melting treatment, a roasted product and a flux are mixed in advance to obtain a mixture, and the mixture is granulated in the granulation step S42 described later. Produce granules.

フラックスとしては、従来、還元熔融処理時に添加して用いられていた通常のフラックスであればよく、特に制限はされない。例えば、酸化カルシウムや炭酸カルシウムなどのカルシウムを主成分として含むものや、酸化マグネシウムなどのマグネシウムを主成分として含むものを挙げることができる。 The flux may be any ordinary flux that has been conventionally added and used during the reduction melting treatment, and is not particularly limited. For example, those containing calcium as a main component such as calcium oxide and calcium carbonate, and those containing magnesium such as magnesium oxide as a main component can be mentioned.

その中でも、フラックスとして、酸化カルシウムや炭酸カルシウムなどのカルシウムを主成分として含むものが好ましい。このように、カルシウムを主成分として含むフラックスを焙焼物と混合し、造粒して造粒物の形態とすることで、得られる造粒物の強度特性が向上し、炉内への充填量や充填嵩密度をより効果的に高めることができる。なお、カルシウムを主成分として含むものとしては、コスト面から炭酸カルシウムを含むものが好ましい。 Among them, a flux containing calcium such as calcium oxide or calcium carbonate as a main component is preferable. In this way, by mixing the flux containing calcium as the main component with the roasted product and granulating it into the form of the granulated product, the strength characteristics of the obtained granulated product are improved and the filling amount in the furnace is improved. And the filling bulk density can be increased more effectively. In addition, as the thing containing calcium as a main component, the thing containing calcium carbonate is preferable from the viewpoint of cost.

焙焼物へのフラックスの混合割合の下限は、混合物中の焙焼物100質量部に対して10質量部以上であることが好ましく、20質量部以上であることがより好ましい。フラックスの含有割合の上限は、混合物中の焙焼物100質量部に対して50質量部以下であることが好ましく、40質量部以下であることがより好ましい。 The lower limit of the mixing ratio of the flux to the roasted product is preferably 10 parts by mass or more, and more preferably 20 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the roasted product in the mixture. The upper limit of the content ratio of the flux is preferably 50 parts by mass or less, and more preferably 40 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the roasted product in the mixture.

また、フラックスは、それ自体が粘結剤として機能する。そのため、焙焼物とフラックスとを混合し、得られる混合物を造粒することで、一体に結合した造粒物と有効に得ることができる。 Also, the flux itself functions as a binder. Therefore, by mixing the roasted product and the flux and granulating the obtained mixture, it is possible to effectively obtain the granulated product integrally bonded.

焙焼物とフラックスとを混合するに際しては、ヘンシェルミキサー等の種々の混合機を用いて行うことができる。また、任意成分の添加剤として、水や粘結剤を混合してもよい。上述のように、フラックス自体が粘結剤としての機能を有するため、水や粘結剤を必ずしも混合する必要はないが、水や粘結剤を混合して造粒物とすることで、造粒物の強度特性がより向上する。なお、水や粘結剤を混合しないで得られる造粒物では、その造粒物を乾燥する工程が不要となるため、操業コスト面で優れる。 When mixing the roasted product and the flux, various mixers such as a Henschel mixer can be used. Further, water or a binder may be mixed as an additive of an arbitrary component. As described above, since the flux itself has a function as a binder, it is not always necessary to mix water or a binder, but by mixing water or a binder to form a granulated product, it is produced. The strength characteristics of the granules are further improved. The granulated product obtained without mixing water or a binder is excellent in terms of operating cost because the step of drying the granulated product is not required.

なお、後述する還元熔融工程S5で還元剤として炭素を使用する場合には、炭素をフラックスとともに混合物に含有させてもよい。 When carbon is used as the reducing agent in the reduction melting step S5 described later, carbon may be contained in the mixture together with the flux.

(造粒工程)
造粒工程S42では、混合工程S41で得られた混合物を造粒して造粒物を得る。具体的には、例えば造粒機を使用して、得られた混合物を一体に結合し得る所定の圧力(線圧)を加えて造粒することで、その形状を維持できる程度の硬度を有する造粒物を得る。
(Granulation process)
In the granulation step S42, the mixture obtained in the mixing step S41 is granulated to obtain a granulated product. Specifically, for example, using a granulator, the obtained mixture is granulated by applying a predetermined pressure (linear pressure) that can integrally bond the obtained mixture, and has a hardness sufficient to maintain its shape. Obtain granulation.

混合物を造粒する際に付加する圧力(線圧)としては、特に制限されるものではないが、下限は、1.0t/cm以上であることが好ましく、1.5t/cm以上であることがより好ましく、2.0t/cm以上であることがさらに好ましい。上限は特に制限はないが、4.0t/cm超にしても炉内充填嵩密度を高めることができなくなることから4.0t/cm以下であることが好ましい。 The pressure (linear pressure) applied when granulating the mixture is not particularly limited, but the lower limit is preferably 1.0 t / cm or more, and 1.5 t / cm or more. Is more preferable, and 2.0 t / cm or more is further preferable. The upper limit is not particularly limited, but it is preferably 4.0 t / cm or less because the filling bulk density in the furnace cannot be increased even if it exceeds 4.0 t / cm.

このようにして得られた造粒物であればフラックスが粘結剤として機能し、造粒する際に付加する圧力(線圧)によって一体に結合した造粒物が得られる。また、造粒物の形態となっているため、その造粒物中における焙焼物とフラックスとの密着性が高まり、焙焼物への熱伝導性を向上させることができる。 In the case of the granulated product thus obtained, the flux functions as a binder, and the granulated product integrally bonded by the pressure (linear pressure) applied at the time of granulation can be obtained. Further, since it is in the form of a granulated product, the adhesion between the roasted product and the flux in the granulated product is enhanced, and the thermal conductivity to the roasted product can be improved.

[還元熔融工程]
還元熔融工程S5は、熔融原料として造粒物を還元熔融して、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S5は、焙焼工程S3で酸化したアルミニウム等の不要な酸化物は酸化物のままで、焙焼工程S3で酸化してしまった銅等の有価金属の酸化物については還元及び熔融させ、還元物を一体化した合金として回収することを目的とする。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 S5, the granulated product is reduced and melted as a melting raw material to obtain a slag and an alloy containing a valuable metal. In the reduction melting step S5, unnecessary oxides such as aluminum oxidized in the roasting step S3 remain as oxides, and the oxides of valuable metals such as copper oxidized in the roasting step S3 are reduced and melted. The purpose is to recover the reduced product as an integrated alloy. The alloy obtained as a melt is also referred to as "fused gold".

ここで、本実施の形態では、熔融原料調製工程S4において、熔融原料を還元熔融するのに先立ち、熔融原料とフラックスとを混合して得られる混合物を造粒して造粒物を得ている。したがって、この造粒物を熔融原料として熔融炉に装入することで、熔融炉内への充填量を高め、また炉内充填嵩密度を高めることができ、熔融処理量を増やして効率的な還元熔融処理を行うことが可能となる。また、造粒物の形態となっているため、その造粒物中における焙焼物とフラックスとの密着性が高まり、還元溶融処理時における焙焼物への熱伝導性を向上させることができる。これにより、還元熔融に必要な所定の温度に昇温するまでの速度(昇温速度)が高まり、熔融処理時間が短縮されて、より一層効率的な還元熔融処理を行うことが可能となる。 Here, in the present embodiment, in the melting raw material preparation step S4, prior to the reduction melting of the melting raw material, a mixture obtained by mixing the melting raw material and the flux is granulated to obtain a granulated product. .. Therefore, by charging this granulated product into a melting furnace as a melting raw material, it is possible to increase the filling amount in the melting furnace and increase the filling bulk density in the furnace, and it is possible to increase the melting processing amount and efficiently. It becomes possible to perform a reduction melting process. Further, since it is in the form of a granulated product, the adhesion between the roasted product and the flux in the granulated product is enhanced, and the thermal conductivity to the roasted product during the reduction melting treatment can be improved. As a result, the rate of raising the temperature to a predetermined temperature required for reduction melting (heating rate) is increased, the melting process time is shortened, and more efficient reduction melting process can be performed.

還元熔融工程S5では、例えば炭素又は一酸化炭素等の存在下で行うことが好ましい。炭素は、回収対象である有価金属の銅、ニッケル、コバルト等を容易に還元する能力があり、例えば炭素1モルで、銅酸化物やニッケル酸化物等の有価金属の酸化物2モルを還元することができる還元剤である。また、炭素又は一酸化炭素を用いた還元では、例えばアルミニウム等の金属粉を還元剤として還元するテルミット反応を利用する場合に比べ、極めて安全性が高い。 The reduction melting step S5 is preferably carried out in the presence of, for example, carbon or carbon monoxide. Carbon has the ability to easily reduce valuable metals such as copper, nickel, and cobalt to be recovered. For example, 1 mol of carbon reduces 2 mol of an oxide of a valuable metal such as copper oxide or nickel oxide. It is a reducing agent that can be used. Further, the reduction using carbon or carbon monoxide is extremely safe as compared with the case of using the thermite reaction in which a metal powder such as aluminum is reduced as a reducing agent.

炭素としては、人工黒鉛や天然黒鉛の他、不純物のコンタミの恐れが無ければ石炭やコークス等を使用することができる。 As carbon, in addition to artificial graphite and natural graphite, coal, coke and the like can be used if there is no risk of contamination of impurities.

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、1300℃以上1500℃以下の温度とすることが好ましい。熔融温度が1300℃を下回ると、熔融合金の流動性が悪化する場合があり、不純物と有価金属の分離効率が悪化する可能性がある。一方で、熔融温度を1500℃を超える温度とすると、熱エネルギーが無駄に消費され、るつぼ等の耐火物の消耗も激しくなり、生産性が低下する可能性がある。そのため、熔融温度としては1500℃以下とすることが好ましい。 The temperature condition (melting temperature) in the melting treatment is not particularly limited, but is preferably 1300 ° C. or higher and 1500 ° C. or lower. If the melting temperature is lower than 1300 ° C., the fluidity of the fused metal may deteriorate, and the separation efficiency of impurities and valuable metals may deteriorate. On the other hand, if the melting temperature is set to a temperature exceeding 1500 ° C., heat energy is wasted, the consumption of refractories such as crucibles becomes severe, and productivity may decrease. Therefore, the melting temperature is preferably 1500 ° C. or lower.

熔融炉は、バーナーを有するバーナー炉であっても、電気等を用いた加熱手段を有する電気炉であってもよいが、電気炉であることが好ましい。 The melting furnace may be a burner furnace having a burner or an electric furnace having a heating means using electricity or the like, but an electric furnace is preferable.

熔融処理においては、フラックスを用いることが好ましい。フラックスを用いて還元物を熔融することで、アルミニウム等の酸化物を含有するスラグをフラックスに溶解させて除去することができる。なお、本実施の形態では、熔融原料である粒状物にフラックスが所定量含まれているので、熔融処理においては、フラックスを必ずしも用いなくともよい。 In the melting process, it is preferable to use flux. By melting the reduced product with flux, slag containing an oxide such as aluminum can be dissolved in the flux and removed. In the present embodiment, since the granular material which is the melting raw material contains a predetermined amount of flux, it is not always necessary to use the flux in the melting process.

熔融処理においてフラックスを用いる場合、フラックスとしては、カルシウムを主成分として含むものが好ましく、例えば酸化カルシウムや炭酸カルシウムを用いることができる。コスト面から炭酸カルシウムを含むものがより好ましい。なお、熔融処理でのフラックスは粒状物に含まれるフラックスと同じものであっても異なるものであってもよい。 When a flux is used in the melting treatment, the flux preferably contains calcium as a main component, and for example, calcium oxide or calcium carbonate can be used. From the viewpoint of cost, those containing calcium carbonate are more preferable. The flux in the melting treatment may be the same as or different from the flux contained in the granules.

また、還元熔融工程で得られた合金には、合金を回収する前に硫黄を添加しても良く、これにより合金を脆くして破砕しやすくすることができる。合金を破砕することで比表面積を大きくすることができ、これにより湿式製錬プロセスでの浸出性を向上させることができる。 Further, sulfur may be added to the alloy obtained in the reduction melting step before the alloy is recovered, whereby the alloy can be made brittle and easily crushed. By crushing the alloy, the specific surface area can be increased, which can improve the leachability in the hydrometallurgical process.

熔融原料にリンが含まれている場合、リンは酸化すると酸性酸化物になるため、スラグの組成は塩基性であるほどリンをスラグに除去しやすい。スラグ中で塩基性酸化物となるカルシウムが多いほうが良く、酸性酸化物となる珪素は少ない方が良く、特にスラグ中の二酸化珪素/酸化カルシウムの質量比が0.5以下であることが好ましい。また、酸化アルミニウムの割合が大きいとスラグの融点が上昇するため、酸化アルミニウムを熔融するために十分な量のカルシウムが必要であり、特にスラグ中の酸化カルシウム/酸化アルミニウムの質量比が0.3以上2以下であることが好ましい。これにより、スラグが塩基性となり、酸性酸化物を生成するリンを効果的に除去できる。なお、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。 When phosphorus is contained in the melting raw material, phosphorus becomes an acidic oxide when oxidized. Therefore, the more basic the composition of slag, the easier it is to remove phosphorus to slag. It is better that the amount of calcium as a basic oxide in the slag is large, and the amount of silicon as an acidic oxide is small, and it is particularly preferable that the mass ratio of silicon dioxide / calcium oxide in the slag is 0.5 or less. In addition, since the melting point of slag rises when the ratio of aluminum oxide is large, a sufficient amount of calcium is required to melt aluminum oxide, and the mass ratio of calcium oxide / aluminum oxide in slag is 0.3. It is preferably 2 or less. This makes the slag basic and can effectively remove phosphorus that produces acid oxides. In the melting treatment, dust, exhaust gas, etc. may be generated, but it can be detoxified by performing a conventionally known exhaust gas treatment.

このように、上述した乾式処理プロセスによってリンを除去することができるため、回収した熔融合金を湿式製錬プロセスに供する場合には、そのプロセスを単純化することができる。このとき、この湿式製錬プロセスでの処理量は、投入廃電池の量に比べて質量比で1/4から1/3程度まで少なくなっていることも有利な点である。したがって、乾式工程(廃電池前処理工程S1〜還元熔融工程S5)を広義の前処理とすることで、不純物(リン)の少ない合金を得るとともに処理量も大幅に減らすことで、乾式製錬プロセスと湿式製錬プロセスとを組み合わせることが工業的に可能である。 As described above, since phosphorus can be removed by the above-mentioned dry treatment process, the process can be simplified when the recovered fused gold is used for a hydrometallurgical process. At this time, it is also an advantage that the processing amount in this hydrometallurgical process is reduced to about 1/4 to 1/3 in terms of mass ratio with respect to the amount of input waste batteries. Therefore, by making the dry step (waste battery pretreatment step S1 to reduction melting step S5) a pretreatment in a broad sense, an alloy with less impurities (phosphorus) can be obtained and the amount of treatment can be significantly reduced, so that the dry smelting process can be performed. It is industrially possible to combine and wet smelting processes.

なお、湿式製錬プロセスにおける処理は、中和処理や溶媒抽出処理等の公知の方法により行うことができ、特に限定されない。一例を挙げれば、コバルト、ニッケル、銅からなる合金の場合、硫酸等の酸で有価金属を浸出させた後(浸出工程)、溶媒抽出等により例えば銅を抽出し(抽出工程)、残存したニッケル及びコバルトの含有溶液は、電池製造プロセスにおける正極活物質製造工程に払い出すようにする。 The treatment in the hydrometallurgical process can be performed by a known method such as a neutralization treatment or a solvent extraction treatment, and is not particularly limited. For example, in the case of an alloy composed of cobalt, nickel, and copper, after leaching a valuable metal with an acid such as sulfuric acid (leaching step), for example, copper is extracted by solvent extraction (extraction step), and the remaining nickel. And the solution containing copper is to be dispensed to the positive electrode active material manufacturing process in the battery manufacturing process.

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。 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.

[実施例1]
銅、アルミニウム、炭素を主成分とし、さらにニッケル、コバルト、鉄、リチウムを含むリチウムイオン電池の廃電池から電解液及び外装缶を除去し(廃電池前処理工程)、粉砕して粉砕物を得た(粉砕工程)。そして、粉砕物を焙焼し(焙焼工程)、酸化処理を行って得た焙焼物0.54tにフラックスとしてCaCO(炭酸カルシウム)を0.16t添加し、ヘンシェルミキサーで混合し、混合物0.70tを得た(混合工程)。この混合物を直径650mm、幅100mmのロールを有するブリケットマシンを用いて、線圧2.0t/cm、回転数3rpmの条件で加圧し、造粒物(30mm×25mm×7.5mm)を得た(造粒工程)。
[Example 1]
The electrolyte and the outer can are removed from the waste battery of a lithium-ion battery containing copper, aluminum, and carbon as the main components, and nickel, cobalt, iron, and lithium (waste battery pretreatment step), and crushed to obtain a crushed product. (Crushing process). Then, 0.16 tons of CaCO 3 (calcium carbonate) was added as a flux to 0.54 tons of the roasted product obtained by roasting the crushed product (roasting step) and performing an oxidation treatment, and the mixture was mixed with a Henshell mixer to obtain 0 mixture. .70t was obtained (mixing step). This mixture was pressurized using a briquette machine having a roll having a diameter of 650 mm and a width of 100 mm under the conditions of a linear pressure of 2.0 t / cm and a rotation speed of 3 rpm to obtain granulated products (30 mm × 25 mm × 7.5 mm). (Granulation process).

そして、この造粒物をコンベアー搬送して、熔融炉(電気炉)へ向けて装入量が60Lとなるように装入した。このときに装入した原料の重量(以下、炉内充填量ともいう。)と容積から、炉内へ装入された原料の充填嵩密度(以下、炉内充填嵩密度ともいう。)を求めた。 Then, this granulated product was conveyed by a conveyor and charged into a melting furnace (electric furnace) so that the charging amount was 60 L. From the weight (hereinafter, also referred to as the filling amount in the furnace) and the volume of the raw material charged at this time, the filling bulk density of the raw material charged into the furnace (hereinafter, also referred to as the filling bulk density in the furnace) is obtained. rice field.

次に、平均出力130kwの出力で熔融炉(電気炉)に通電して、装入した原料を1400℃に昇温した。この昇温に要した時間を計測し、昇温速度を求めた。 Next, the melting furnace (electric furnace) was energized with an average output of 130 kW to raise the temperature of the charged raw material to 1400 ° C. The time required for this temperature rise was measured, and the temperature rise rate was determined.

さらに、熔解時間を短縮する効果を評価するために、原料200kgを熔解するときのモデルを想定し、炉内充填量と、求めた昇温速度から熔解時間を推定した。このとき、熔解時間は熔解開始時の造粒物が室温(25℃)であることを考慮し、単純化して、次式にて求めた。
熔解時間=200[kg]÷炉内充填量[kg]×((1400[℃]‐25[℃])÷昇温速度[℃/h])
Further, in order to evaluate the effect of shortening the melting time, a model for melting 200 kg of the raw material was assumed, and the melting time was estimated from the filling amount in the furnace and the obtained temperature rising rate. At this time, the melting time was calculated by the following formula in consideration of the fact that the granulated product at the start of melting was at room temperature (25 ° C.).
Melting time = 200 [kg] ÷ filling amount in the furnace [kg] × ((1400 [° C] -25 [° C]) ÷ heating rate [° C / h])

[実施例2]
造粒工程でのブリケットマシンの加圧条件を線圧3.0t/cmとして加圧した以外は、実施例1と同様に行った。
[Example 2]
The same procedure as in Example 1 was carried out except that the pressurizing condition of the briquette machine in the granulation step was a linear pressure of 3.0 t / cm.

[実施例3]
混合工程での混合物との重量比で1.0tw%の水を混合物に添加して、ブリケットマシンの加圧条件を線圧3.0t/cmとして加圧し、得られた造粒物を乾燥した以外は、実施例1と同様に行った。
[Example 3]
Water of 1.0 tw% by weight with respect to the mixture in the mixing step was added to the mixture, the pressure condition of the briquette machine was set to a linear pressure of 3.0 t / cm, and the obtained granulated product was dried. Except for the above, the same procedure as in Example 1 was performed.

[実施例4]
混合工程での混合物との重量比で1.0wt%の水と、1.0wt%の粘結剤(α澱粉)を混合原料に添加して、ブリケットマシンの加圧条件を線圧3.0t/cmとして加圧し、得られた造粒物を乾燥した以外は、実施例1と同様に行った。
[Example 4]
1.0 wt% of water and 1.0 wt% of binder (α-starch) by weight ratio with the mixture in the mixing step are added to the mixed raw material, and the pressurizing condition of the briquette machine is set to 3.0 t. The process was carried out in the same manner as in Example 1 except that the pressure was applied to / cm and the obtained granulated product was dried.

[実施例5]
造粒工程でのブリケットマシンの加圧条件を線圧1.0t/cmとして加圧した以外は、実施例1と同様に行った。
[Example 5]
The same procedure as in Example 1 was carried out except that the pressurizing condition of the briquette machine in the granulation step was a linear pressure of 1.0 t / cm.

[比較例1]
造粒工程での混合物の造粒を行わず、この混合物自体を熔融炉(電気炉)へ向けて装入したこと以外は、実施例1と同様に行った。
[Comparative Example 1]
The same procedure as in Example 1 was carried out except that the mixture was not granulated in the granulation step and the mixture itself was charged into a melting furnace (electric furnace).

各実施例、比較例における焼結物量、フラックス量、造粒物量、及び造粒線圧を表1に示す。各実施例、比較例における炉内充填量、炉内充填嵩密度、昇温速度、及び原料200kg熔解したときの熔解時間を表2に示す。 Table 1 shows the amount of sintered material, the amount of flux, the amount of granulated material, and the granulated linear pressure in each Example and Comparative Example. Table 2 shows the filling amount in the furnace, the bulk density in the filling in the furnace, the heating rate, and the melting time when 200 kg of the raw material is melted in each Example and Comparative Example.

Figure 2021188067
Figure 2021188067

Figure 2021188067
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表1,2から分かるように、廃電池の焙焼物とフラックスとの混合物を造粒して得られる造粒物を調製し、その造粒物の形態で還元熔融処理を施した実施例1〜5では、炉内充填量や充填嵩密度を高めることができ、また、還元熔融に必要な所定の温度に昇温するまでの速度(昇温速度)が高まり、処理対象の熔解時間を効果的に短縮させることができた。 As can be seen from Tables 1 and 2, Examples 1 to 1 prepared a granulated product obtained by granulating a mixture of a roasted waste battery and a flux, and subjected a reduction melting treatment in the form of the granulated product. In No. 5, the filling amount in the furnace and the filling bulk density can be increased, and the rate of raising the temperature to a predetermined temperature required for reduction melting (heating rate) is increased, so that the melting time of the object to be treated is effective. I was able to shorten it to.

また、造粒線圧を2.0t/cm以上にして造粒した実施例1〜4では、造粒線圧を1.0t/cmにして造粒した実施例5と比べて、炉内充填嵩密度をより高めることができ、還元熔融に必要な所定の温度に昇温するまでの時間をさらに短縮できることが分かる。さらに、造粒線圧を3.0t/cm以上にして造粒した実施例2〜4では、炉内充填嵩密度をより高めることができ、還元熔融に必要な所定の温度に昇温するまでの時間をさらに短縮できることが分かる。よって、圧力(線圧)を2.0t/cm以上にし、より好ましくは圧力(線圧)を3.0t/cm以上にして造粒することで、より効率的な還元熔融処理を行うことができることが分かる。 Further, in Examples 1 to 4 in which the granulation wire pressure was set to 2.0 t / cm or more and granulated, the filling in the furnace was made as compared with Example 5 in which the granulation wire pressure was set to 1.0 t / cm. It can be seen that the bulk density can be further increased and the time required for raising the temperature to a predetermined temperature required for reduction melting can be further shortened. Further, in Examples 2 to 4 in which the granulation linear pressure was set to 3.0 t / cm or more and the granulation was performed, the filling bulk density in the furnace could be further increased, and the temperature was raised to a predetermined temperature required for reduction melting. It can be seen that the time can be further reduced. Therefore, more efficient reduction melting treatment can be performed by granulating with a pressure (linear pressure) of 2.0 t / cm or more, and more preferably a pressure (linear pressure) of 3.0 t / cm or more. I know I can do it.

また、水を添加し、得られた造粒物を乾燥した実施例3、4では、炉内充填嵩密度をより高めることができ、還元熔融に必要な所定の温度に昇温するまでの時間をさらに短縮できることが分かる。これは、水を添加し、得られた造粒物を乾燥することにより、造粒物が強固となって強度特性が向上し、コンベアー搬送時や、電気炉への装入時に崩壊する造粒物が一層少なくなって、さらに高密度に充填されたためであると考えられる。 Further, in Examples 3 and 4 in which water was added and the obtained granulated product was dried, the filling bulk density in the furnace could be further increased, and the time required for the temperature to rise to a predetermined temperature required for reduction melting. It turns out that can be further shortened. By adding water and drying the obtained granulated product, the granulated product becomes stronger and its strength characteristics are improved, and the granulated product collapses when it is transported by a conveyor or charged into an electric furnace. It is considered that this is because the number of substances has decreased and the filling density has increased.

また、粘結剤を添加して造粒した実施例4では、炉内充填嵩密度をより高めることができ、還元熔融に必要な所定の温度に昇温するまでの時間をさらに短縮できることが分かる。これは、粘結剤を添加することで、造粒物がさらに強固となって強度特性がさらに向上し、さらに上記効果を奏することとなったためであると考えられる。 Further, in Example 4 in which the granulation is performed by adding a binder, it can be seen that the filling bulk density in the furnace can be further increased and the time required for raising the temperature to a predetermined temperature required for reduction melting can be further shortened. .. It is considered that this is because the addition of the binder further strengthens the granulated product, further improves the strength characteristics, and further exerts the above-mentioned effect.

Claims (7)

有価金属を含む金属複合体の焙焼物を熔融原料として還元熔融することにより、スラグと、該有価金属を含有する合金とを得る還元熔融工程に供する熔融原料の調製方法であって、
前記焙焼物とフラックスとを混合し、得られる混合物を造粒して造粒物を得る
熔融原料の調製方法。
A method for preparing a melting raw material to be used in a reduction melting step of obtaining a slag and an alloy containing the valuable metal by reducing and melting a roasted metal composite containing a valuable metal as a melting raw material.
A method for preparing a molten raw material, in which the roasted product and the flux are mixed and the obtained mixture is granulated to obtain a granulated product.
前記混合物に2t/cm以上の圧力を加えることで造粒物を得る
請求項1に記載の熔融原料の調製方法。
The method for preparing a molten raw material according to claim 1, wherein a granulated product is obtained by applying a pressure of 2 t / cm or more to the mixture.
前記フラックスは炭酸カルシウムを含む
請求項1又は2に記載の熔融原料の調製方法。
The method for preparing a melting raw material according to claim 1 or 2, wherein the flux contains calcium carbonate.
さらに、水を混合して前記混合物を得る
請求項1から3のいずれかに記載の熔融原料の調製方法。
The method for preparing a melting raw material according to any one of claims 1 to 3, wherein water is further mixed to obtain the mixture.
さらに粘結剤を混合して前記混合物を得る
請求項1から4のいずれかに記載の熔融原料の調製方法。
The method for preparing a melting raw material according to any one of claims 1 to 4, wherein a binder is further mixed to obtain the mixture.
前記金属複合体は廃リチウムイオン電池を含む
請求項1から5のいずれかに記載の熔融原料の調製方法。
The method for preparing a melting raw material according to any one of claims 1 to 5, wherein the metal complex includes a waste lithium ion battery.
有価金属を含む金属複合体の焙焼物を熔融原料として還元熔融することにより有価金属を回収する有価金属回収方法であって、
前記金属複合体を焙焼して焙焼物を得る焙焼工程と、
前記焙焼物とフラックスとを混合し、得られる混合物を造粒して造粒物を得る熔融原料調製工程と、
熔融原料として前記造粒物を還元熔融して、スラグと、該有価金属を含有する合金とを得る還元熔融工程と、
を有する
有価金属回収方法。
It is a valuable metal recovery method for recovering valuable metal by reducing and melting a roasted metal complex containing valuable metal as a melting raw material.
The roasting process of roasting the metal complex to obtain a roasted product,
A step of preparing a molten raw material, in which the roasted product and the flux are mixed and the obtained mixture is granulated to obtain a granulated product.
A reduction melting step of reducing and melting the granulated product as a melting raw material to obtain a slag and an alloy containing the valuable metal.
Valuable metal recovery method.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2024062905A1 (en) * 2022-09-20 2024-03-28 住友金属鉱山株式会社 Method for recovering valuable metals
WO2024070500A1 (en) * 2022-09-28 2024-04-04 住友金属鉱山株式会社 Valuable metal production method

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