JP2022019174A - 油水分離方法 - Google Patents
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Abstract
Description
[1]二次電池から金属を回収するための溶媒抽出法における、酸性水溶液と抽出剤及び/又は希釈溶媒の混合溶液による金属イオン抽出液の油水分離方法であって、以下の工程:
該抽出液を有機層と水層とに粗分離する工程;及び
得られた粗分離された有機層及び/又は水層をコアレッサーフィルターで処理する工程;
を含む油水分離方法。
[2]前記コアレッサーフィルターの孔径が0.3μm以上100μm以下である、前記[1]に記載の油水分離方法。
[3]前記コアレッサーフィルターが濾材として不織布を含む、前記[1]又は[2]に記載の油水分離方法。
[4]前記コアレッサーフィルターの濾材を構成する繊維成分の90%以上が、ポリエチレンテレフタレート、ポリアミド6、ポリアミド66、及びガラスからなる群から選ばれる1種以上である、前記[1]~[3]のいずれかに記載の油水分離方法。
[5]前記粗分離工程における粗分離は、静置分離である、前記[1]~[4]のいずれかに記載の油水分離方法。
[6]前記水層をコアレッサーフィルターで処理する工程の前に、該水層を粗濾過する工程をさらに含む、前記[1]~[5]のいずれかに記載の油水分離方法。
[7]前記二次電池がリチウムイオン二次電池である、前記[1]~[6]のいずれかに記載の油水分離方法。
本実施形態の油水分離方法は、二次電池から金属を回収するための溶媒抽出法における、酸性水溶液と抽出剤及び/又は希釈溶媒の混合溶液による金属イオン抽出液の油水分離方法であって、以下の工程:
該抽出液を有機層と水層とに粗分離する工程;及び
得られた粗分離された有機層及び/又は水層をコアレッサーフィルターで処理する工程;
を含む油水分離方法であり、粗分離を行った後にコアレッサーフィルターで処理することにより、高分離効率で、かつ、良好な生産性を示す。
また、「抽出剤及び/又は希釈溶媒」も、特に制限はなく、二次電池に含まれる金属に応じて適宜選択されるが、例えば、抽出剤としては2-エチルヘキシルホスホン酸モノ-2-エチルヘキシルエステル系抽出剤、酸性リン酸エステル系抽出剤などが、希釈溶媒としてはアルキルベンゼン系希釈剤などが挙げられる。
本明細書中、用語「金属イオン抽出液」とは、廃リチウムイオン二次電池の破砕物を、「酸性水溶液と抽出剤及び/又は希釈溶媒の混合溶液」で抽出し、これを濾過して得られる金属(コバルト、マンガン、リチウムなど)イオンが含まれる溶媒が混合された液を包含する。
前記コアレッサーフィルターの孔径は、生産性の観点から、0.3μm以上が好ましく、1μm以上がより好ましい。また、前記コアレッサーフィルターの孔径は、分離効率の観点から、100μm以下が好ましく、75μm以下がより好ましく、30μm以下がさらに好ましい。
まず、用いた物性の測定方法等を以下に説明する。
(1)孔径
ISO16889に準拠したマルチパス法で、カット率が90%以上となる最小のダスト粒子径をコアレッサーフィルターの孔径とした。
二次電池抽出液を模した、コバルトを含む硫酸水溶液と、2-エチルヘキシルホスホン酸モノ-2-エチルヘキシルエステル系抽出剤とアルキルベンゼン系希釈剤とからなる有機層とをビーカー内で混合し、10分静置して粗分離した後、水溶液層のみを回収したものを模擬試験液とした。かかる模擬試験液1Lをフィルター(コアレッサーフィルター、平膜式、12.5cm2)へ小型ポンプで通液し、得られた液(水層側)を12時間静置し、目視にて分離性能を、以下の評価基準で判定した:
◎:浮上油が確認されず、液の濁りも確認されない
○:浮上油が確認されないものの、液がわずかに濁っている
△:浮上油が確認されないものの、液が濁っている
×:浮上油が得られた。
前記(2)の試験において、通液の様子より以下の評価基準で、生産性を判定した:
○:1Lの試験液を問題なく通液できた
△:圧損上昇が確認されたが、1Lの試験液は通液できた
×:途中目詰まりによる差圧上昇や流量低下がみられた。
フィルターとして、孔径2μmのポリエステル製不織布(厚み0.2mm、繊維径1.7μm)を用いた。結果を以下の表1に示す。
フィルターとして、孔径5μmのポリエステル製不織布(厚み0.44mm、繊維径2.7μm)を用いた。結果を以下の表1に示す。
フィルターとして、孔径50μmのポリエステル製不織布(厚み2.2mm、繊維径10μm)を用いた。結果を以下の表1に示す。
フィルターとして、孔径0.3μmのポリエステル製不織布(厚み0.09mm、繊維径0.8μm)を用いた。結果を以下の表1に示す。
フィルターとして、孔径5μmのポリアミド66製不織布(厚み0.36mm、繊維径1.7μm)を用いた。結果を以下の表1に示す。
フィルターとして、孔径5μmのガラス繊維製不織布(厚み0.45mm、繊維径1.5μm)を用いた。結果を以下の表1に示す。
模擬試験液の抽出液を酸性リン酸エステル系抽出剤に代えた以外は、実施例2と同様に試験を行った。結果を以下の表1に示す。
フィルターとして、孔径5μmのポリプロピレン繊維製不織布(厚み0.17mm、繊維径1.7μm)に代えた以外は、実施例2と同様に試験を行った。結果を以下の表1に示す。
二次電池抽出液を模した、コバルトを含む硫酸水溶液と、2-エチルヘキシルホスホン酸モノ-2-エチルヘキシルエステル系抽出剤とアルキルベンゼン系希釈剤とからなる有機層とをビーカー内で混合し、10分静置して粗分離した後、有機層のみを回収したものを模擬試験液とした以外は、実施例2と同様に試験を行った。結果を以下の表1に示す。尚、本実施例の分離性能の評価基準は、上記「(2)分離性能」の評価基準における「浮上油」を「遊離水」に読み替えるものとする。
試験液をフィルターへ通液せずに12時間静置した。結果を以下の表1に示す。
フィルターとして、孔径0.1μmのPTFEメンブレンフィルターを用いた。結果を以下の表1に示す。
フィルターとして、ポリプロピレン製吸着剤(厚み4mm、面積12.5cm2、シート状)を用いた。結果を以下の表1に示す。尚、本比較例3では通液途中で吸着材の保持量を超えてしまい、交換を行う必要があった。
Claims (7)
- 二次電池から金属を回収するための溶媒抽出法における、酸性水溶液と抽出剤及び/又は希釈溶媒の混合溶液による金属イオン抽出液の油水分離方法であって、以下の工程:
該抽出液を有機層と水層とに粗分離する工程;及び
得られた粗分離された有機層及び/又は水層をコアレッサーフィルターで処理する工程;
を含む油水分離方法。 - 前記コアレッサーフィルターの孔径が0.3μ以上100μm以下である、請求項1に記載の油水分離方法。
- 前記コアレッサーフィルターが濾材として不織布を含む、請求項1又は2に記載の油水分離方法。
- 前記コアレッサーフィルターの濾材を構成する繊維成分の90%以上が、ポリエチレンテレフタレート、ポリアミド6、ポリアミド66、及びガラスからなる群から選ばれる1種以上である、請求項1~3のいずれか1項に記載の油水分離方法。
- 前記粗分離工程における粗分離は、静置分離である、請求項1~4のいずれか1項に記載の油水分離方法。
- 前記水層をコアレッサーフィルターで処理する工程の前に、該水層を粗濾過する工程をさらに含む、請求項1~5のいずれか1項に記載の油水分離方法。
- 前記二次電池がリチウムイオン二次電池である、請求項1~6のいずれか1項に記載の油水分離方法。
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JP2020122850A JP2022019174A (ja) | 2020-07-17 | 2020-07-17 | 油水分離方法 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2024106368A1 (ja) * | 2022-11-14 | 2024-05-23 | エム・エーライフマテリアルズ株式会社 | 水/有機溶媒分離装置、及び水/有機溶媒分離方法 |
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2020
- 2020-07-17 JP JP2020122850A patent/JP2022019174A/ja active Pending
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WO2024106368A1 (ja) * | 2022-11-14 | 2024-05-23 | エム・エーライフマテリアルズ株式会社 | 水/有機溶媒分離装置、及び水/有機溶媒分離方法 |
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