JP2022118636A - マンガン化合物水溶液の回収方法 - Google Patents
マンガン化合物水溶液の回収方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2022118636A JP2022118636A JP2021015303A JP2021015303A JP2022118636A JP 2022118636 A JP2022118636 A JP 2022118636A JP 2021015303 A JP2021015303 A JP 2021015303A JP 2021015303 A JP2021015303 A JP 2021015303A JP 2022118636 A JP2022118636 A JP 2022118636A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- extraction
- solution
- acid
- manganese compound
- solvent
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 150000002697 manganese compounds Chemical class 0.000 title claims abstract description 40
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 34
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 title abstract description 14
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims abstract description 66
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims abstract description 45
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 43
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 43
- 238000000638 solvent extraction Methods 0.000 claims abstract description 38
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims abstract description 34
- 239000000284 extract Substances 0.000 claims abstract description 33
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims abstract description 33
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 claims abstract description 24
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 23
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 22
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 18
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims abstract description 17
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims abstract description 16
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 8
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 30
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 238000005201 scrubbing Methods 0.000 claims description 20
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 claims description 10
- MGBKJKDRMRAZKC-UHFFFAOYSA-N 3-aminobenzene-1,2-diol Chemical compound NC1=CC=CC(O)=C1O MGBKJKDRMRAZKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 4
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 abstract description 75
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 25
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 abstract description 10
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 description 11
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000012074 organic phase Substances 0.000 description 8
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 7
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 7
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 6
- 229940099596 manganese sulfate Drugs 0.000 description 6
- 239000011702 manganese sulphate Substances 0.000 description 6
- 235000007079 manganese sulphate Nutrition 0.000 description 6
- SQQMAOCOWKFBNP-UHFFFAOYSA-L manganese(II) sulfate Chemical compound [Mn+2].[O-]S([O-])(=O)=O SQQMAOCOWKFBNP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 4
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 4
- QHGJSLXSVXVKHZ-UHFFFAOYSA-N dilithium;dioxido(dioxo)manganese Chemical compound [Li+].[Li+].[O-][Mn]([O-])(=O)=O QHGJSLXSVXVKHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ISPYRSDWRDQNSW-UHFFFAOYSA-L manganese(II) sulfate monohydrate Chemical compound O.[Mn+2].[O-]S([O-])(=O)=O ISPYRSDWRDQNSW-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 238000010979 pH adjustment Methods 0.000 description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 3
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- 239000003350 kerosene Substances 0.000 description 2
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 150000004682 monohydrates Chemical class 0.000 description 2
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021380 Manganese Chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- GLFNIEUTAYBVOC-UHFFFAOYSA-L Manganese chloride Chemical compound Cl[Mn]Cl GLFNIEUTAYBVOC-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- -1 Ni and Co Chemical class 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011565 manganese chloride Substances 0.000 description 1
- 235000002867 manganese chloride Nutrition 0.000 description 1
- 229940099607 manganese chloride Drugs 0.000 description 1
- MIVBAHRSNUNMPP-UHFFFAOYSA-N manganese(2+);dinitrate Chemical compound [Mn+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O MIVBAHRSNUNMPP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 150000004686 pentahydrates Chemical class 0.000 description 1
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Abstract
【課題】廃リチウムイオン電池から得られる電池粉末に含まれる有価金属を酸溶液に溶解して得られる有価金属溶液からカルシウムの含有量が低減されたマンガン化合物水溶液を回収する方法を提供する。【解決手段】マンガン化合物水溶液の回収方法は、廃リチウムイオン電池から得られる電池粉末2に含まれる有価金属を第1の酸溶液に溶解し、10g/L以上のマンガンと、不純物としてのカルシウムとを含む有価金属溶液3を得る工程と、前記有価金属溶液3から、D2EHPAを抽出溶媒として第1の溶媒抽出を行う工程と、前記第1の溶媒抽出の抽出残液5から、D2EHPAを抽出溶媒として第2の溶媒抽出を行う工程と、前記第2の溶媒抽出で得られた抽出液6から、第2の酸溶液を抽出溶媒として逆抽出を行い、逆抽出液としてマンガン化合物水溶液10を回収する工程と、を備えることを特徴とする。【選択図】図1
Description
本発明は、マンガン化合物水溶液の回収方法に関する。
近年、リチウムイオン電池の普及に伴い、廃リチウムイオン電池からリチウム、マンガン、ニッケル、コバルト等の有価金属を回収し、リチウムイオン電池等の正極活物質として再利用する方法が種々提案されている。本願において、前記廃リチウムイオン電池とは、電池製品としての寿命の消尽した使用済みのリチウムイオン電池、製造工程で不良品等として廃棄されたリチウムイオン電池、製造工程において製品化に用いられた残余の正極材料等を意味する。
従来、廃リチウムイオン電池から前記有価金属を回収する方法として、廃リチウムイオン電池を焙焼後に粉砕するか、粉砕後に焙焼するか等して得られる粉末(以下、電池粉末という)に含まれる有価金属を酸溶液に溶解して得られる有価金属溶液から溶媒抽出により各有価金属を抽出して回収する方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。
また、電池粉末溶液から前記有価金属としてのマンガンを抽出する抽出溶媒として、リン酸水素ビス(2-エチルヘキシル)(以下、D2EHPAと略記することがある)が知られている(例えば、非特許文献1参照)。
前記有価金属としてのマンガンは、例えば、前記有価金属溶液からD2EHPAを抽出溶媒として抽出され、得られた抽出液を硫酸で逆抽出した後、得られた逆抽出液の晶析により得られる硫酸マンガン・一水和物等のマンガン化合物として回収され、正極活物質であるマンガン酸リチウムの原料として再利用される。このとき、前記硫酸マンガン・一水和物等のマンガン化合物は前記正極活物質の原料として再利用するために、カルシウムの含有量が例えば50mg/kg未満であることが要求される。
Manuel Aguilar, Jose Luis Cortina, "Solvent Extraction and Liquid Membranes - Fundamentals and Applications in New Materials", (米), 2008.11, pp.159
しかしながら、前記電池粉末は前記リチウムイオン電池の筐体又は集電体(電極箔)に用いられるアルミニウムに由来すると思われるカルシウムを含んでいる。一方、非特許文献1によれば、D2EHPAはマンガンとカルシウムとを共抽出する傾向がある。
この結果、前記有価金属溶液からD2EHPAを抽出溶媒としてマンガンを抽出し、得られた抽出液を硫酸で逆抽出して得られた硫酸マンガンの水溶液(逆抽出液)は、硫酸マンガンに対し50mg/kg以上のカルシウムを含んでいる。従って、前記硫酸マンガンの水溶液の晶析により得られる硫酸マンガン一水和物はカルシウムの含有量が50mg/kg以上になり、リチウムイオン電池の正極活物質用のマンガン酸リチウムの原料として再利用することが難しいという不都合がある。
本発明は、かかる不都合を解消して、廃リチウムイオン電池から得られる電池粉末に含まれる有価金属を酸溶液に溶解して得られる有価金属溶液からカルシウムの含有量が低減されたマンガン化合物水溶液を回収する方法を提供することを目的とする。
かかる目的を達成するために、本発明のマンガン化合物水溶液の回収方法は、廃リチウムイオン電池から得られる有価金属を含む電池粉末からマンガン化合物水溶液を回収する方法であって、前記電池粉末を第1の酸溶液に溶解し、10g/L以上のマンガンと、不純物としてのカルシウムとを含む有価金属溶液を得る工程と、前記有価金属溶液から、リン酸水素ビス(2-エチルヘキシル)を抽出溶媒として第1の溶媒抽出を行う工程と、前記有価金属溶液から前記第1の溶媒抽出を行った後の抽出残液から、リン酸水素ビス(2-エチルヘキシル)を抽出溶媒として第2の溶媒抽出を行う工程と、前記第2の溶媒抽出で得られた抽出液から、第2の酸溶液を抽出溶媒として逆抽出を行い、逆抽出液としてマンガン化合物水溶液を回収する工程と、を備えることを特徴とする。
本発明のマンガン化合物水溶液の回収方法は、まず、廃リチウムイオン電池から得られる有価金属を含む電池粉末を第1の酸溶液に溶解し、10g/L以上のマンガンと、不純物としてのカルシウムとを含む有価金属溶液を得る。
次に、前記有価金属溶液からD2EHPAを抽出溶媒として第1の溶媒抽出を行う。このとき、D2EHPAはマンガンとカルシウムとを共抽出するので、前記有価金属溶液が10g/L以上のマンガンを含むことにより、前記不純物としてのカルシウムを実質的にすべて有機相に抽出することができ、前記有価金属溶液から前記第1の溶媒抽出を行った後の抽出残液として実質的にカルシウムを含まない有価金属溶液を得ることができる。
そこで、次に、前記抽出残液から、D2EHPAを抽出溶媒として第2の溶媒抽出を行うと、実質的にマンガンのみを有機相に抽出することができ、実質的にカルシウムを含まない抽出液を得ることができる。そして、前記第2の溶媒抽出で得られた抽出液から、第2の酸溶液を抽出溶媒として逆抽出を行うことにより、逆抽出液として、第2の酸溶液に含まれる酸の塩としてのマンガン化合物の水溶液であって、実質的にカルシウムを含まないマンガン化合物水溶液を回収することができる。
本発明のマンガン化合物水溶液の回収方法において、前記第1の酸溶液は、塩酸、硫酸、硝酸からなる群から選択される少なくとも1種の酸溶液を用いることができ、前記第2の酸溶液は、塩酸、硫酸、硝酸からなる群から選択される1種の酸溶液を用いることができる。
また、本発明のマンガン化合物水溶液の回収方法において、前記第1の溶媒抽出は1~2の範囲のpHで行うことが好ましく、前記第2の溶媒抽出は1.4~3の範囲のpHで行うことが好ましく、前記逆抽出は1未満の範囲のpHで行うことが好ましい。
また、本発明のマンガン化合物水溶液の回収方法において、前記第2の溶媒抽出で得られた抽出液は実質的にカルシウムを含まないが、前記電池粉末に含まれるマンガン以外の他の有価金属をわずかに含むことがある。そこで、本発明のマンガン化合物水溶液の回収方法では、前記逆抽出に先立って、前記第2の溶媒抽出で得られた抽出液に対し、第3の酸溶液によるスクラビングを行うことが好ましい。前記スクラビングを行うことにより、前記第2の溶媒抽出で得られた抽出液からマンガン以外の他の有価金属を除去することができ、次いで前記逆抽出を行うことにより前記逆抽出液としてさらに高純度のマンガン化合物の水溶液を得ることができる。
本発明のマンガン化合物水溶液の回収方法において、前記スクラビングに用いる前記第3の酸溶液は、塩酸、硫酸、硝酸からなる群から選択される1種の酸溶液を用いることができる。また、本発明のマンガン化合物水溶液の回収方法において、前記スクラビングは2~4の範囲のpHで行うことが好ましい。
次に、添付の図面を参照しながら本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。
図1に示すように、本実施形態のマンガン化合物水溶液の回収方法では、まず、原料1をSTEP1で前処理することにより、電池粉末2を得る。原料1としては、電池製品としての寿命の消尽した使用済みの廃リチウムイオン電池、製造不良等の原因により廃棄された廃リチウムイオン電池、リチウムイオン電池の製造工程において製品化に用いられた残余の正極材料等を挙げることができる。
また、STEP1における前記前処理は、具体的には、例えば、前記廃リチウムイオン電池を塩水中で放電した後、該廃リチウムイオン電池及び前記正極材料等の原料1を、電気炉中200~500℃の範囲の温度、1~60分間の範囲で加熱して焙焼した後、ジョークラッシャー、ハンマーミル等の粉砕装置を用いて粉砕し、目開き0.1~50mmの篩により廃リチウムイオン電池の筐体、集電体(電極箔)等を分離することにより行うことができる。
前記前処理の結果として得られた電池粉末2は、主として正極活物質の粉末であり、該正極活物質由来のMn、Ni、Co等の有価金属と、不純物としてのカルシウムとを含んでいる。前記カルシウムは、例えば、前記廃リチウムイオン電池の筐体又は集電体(電極箔)に用いられるアルミニウムに由来し、電池粉末2に混入する。
次に、電池粉末2に第1の酸溶液を添加することにより、STEP2で電池粉末2の酸溶解を行う。前記第1の酸溶液としては、塩酸、硫酸、硝酸からなる群から選択される少なくとも1種の酸溶液を用いることができ、前記酸溶解の結果、10g/L以上のマンガン(Mn)と、不純物としてのカルシウム(Ca)とを含む有価金属溶液3を得ることができる。
次に、有価金属溶液3に抽出溶媒としてリン酸水素ビス(2-エチルヘキシル)(以下、D2EHPAと略記することがある)を添加することにより、STEP3でD2EHPAによる第1の溶媒抽出を行う。前記D2EHPAはケロシン等で希釈して用いてもよい。前記第1の溶媒抽出の結果、有機相に第1の抽出液4を得ることができ、水相に第1の抽出残液5を得ることができる。
前記D2EHPAはMnとCaとを共抽出するので、前記第1の溶媒抽出は、10g/L以上のMnと、不純物としてのCaとを含む有価金属溶液3に対して、好ましくはpH1~2の範囲で行うことにより、有価金属溶液3に含有される実質的にすべてのCaが有機相に抽出される。前記第1の溶媒抽出は、pH1~1.6の範囲で行うことがより好ましく、pH1.2~1.6の範囲で行うことがさらに好ましく、pH1.3~1.5の範囲で行うことが最も好ましい。
この結果、第1の抽出液4は有価金属溶液3に含有される実質的にすべてのCaと、微量のMnとを含んでおり、第1の抽出残液5はMn、Ni、Co等の有価金属を含む一方、実質的にCaを含んでいない。
次に、第1の抽出残液5に抽出溶媒としてD2EHPAを添加することにより、STEP4でD2EHPAによる第2の溶媒抽出を行う。前記第2の溶媒抽出の結果、有機相に第2の抽出液6を得ることができ、水相に第2の抽出残液7を得ることができる。
第1の抽出残液5は実質的にCaを含まないので、前記第2の溶媒抽出は、第1の抽出残液5に対して、好ましくはpH1.4~3の範囲で行うことにより、第1の抽出残液5に含有される実質的にすべてのMnが有機相に抽出される。前記第2の溶媒抽出は、pH1.4~2.5の範囲で行うことがより好ましく、pH1.4~2.0の範囲で行うことがさらに好ましく、pH1.4~1.8の範囲で行うことが最も好ましい。
この結果、第2の抽出液6は第1の抽出残液5に含有される実質的にすべてのMnと、微量のNi、Coとを含む一方、実質的にCaを含んでいない。また、第2の抽出残液7はNi、Co等の有価金属を含む一方、実質的にMnを含んでいない。
次に、第2の抽出液6に第3の酸溶液を添加することにより、STEP5で第3の酸溶液によるスクラビングを行う。前記第3の酸溶液としては、塩酸、硫酸、硝酸からなる群から選択される1種の酸溶液を用いることができる。前記スクラビングの結果、水相にスクラビング抽出液8を得ることができ、有機相にスクラビング残液9を得ることができる。
第2の抽出液6は微量のNiとCoとを含むので、前記スクラビングは、第2の抽出液6に対して好ましくはpH2~4の範囲で行うことにより、第2の抽出液6に含有される実質的にすべてのNiとCoとが水相に抽出される。
この結果、スクラビング抽出液8は第2の抽出液6に含有される実質的にすべてのNiとCoとを含んでおり、スクラビング残液9は実質的にMnのみを含んでいる。
次に、スクラビング残液9に第2の酸溶液を添加することにより、STEP6で第2の酸溶液による逆抽出を行う。前記第2の酸溶液としては、塩酸、硫酸、硝酸からなる群から選択される1種の酸溶液を用いることができる。前記逆抽出の結果、水相に逆抽出液としてマンガン化合物水溶液10を得ることができ、有機相に逆抽出残液11を得ることができる。
前記逆抽出は、スクラビング残液9に対して、好ましくは1未満のpHの範囲で行うことにより、スクラビング残液9に含有される実質的にすべてのMnが前記第2の酸溶液と反応し、Mnと前記第2の酸溶液として用いられる酸溶液に含まれる酸との塩としてのマンガン化合物が水相に抽出される。
この結果、前記逆抽出液として、マンガン化合物水溶液10を得ることができる。一方、逆抽出残液11は、スクラビング残液9から実質的にすべてのMnが抽出された結果、第2の溶媒抽出における抽出溶媒であるD2EHPAのみとなっている。
Mn化合物水溶液10に含まれるMn化合物は、例えば、前記第2の酸溶液として用いられる酸溶液が塩酸であるときには塩化マンガン、該酸溶液が硫酸であるときには硫酸マンガン、該酸溶液が硝酸であるときには硝酸マンガンである。
本実施形態で回収されるMn化合物水溶液10はそのままの形態、濃縮された溶液の形態、又は、晶析後の一水塩若しくは五水塩等の結晶の形態でマンガン酸リチウム等のマンガン化合物の製造に供することができる。
尚、本実施形態では、第2の抽出液6に対してSTEP5でスクラビングを行っているが、スクラビングは行わなくてもよく、この場合は第2の抽出液6に対してSTEP6の逆抽出を行う。
また、第1の抽出液4は、微量のMnを含むので、Caを除去した後、STEP3の第1の溶媒抽出に戻すことができる。また、第2の抽出残液7は、Co、Ni抽出工程に供給し、別途、Co、Niを抽出することができ、スクラビング抽出液8は第2の抽出残液7に加えることができる。
また、逆抽出残液11は、要すれば精製した後、前記第1の溶媒抽出又は前記第2の溶媒抽出における抽出溶媒として再利用に供することができる。
次に、本発明の実施例及び比較例を示す。
〔実施例1〕
本実施例では、まず、リチウムイオン電池の製造工程において製品化に用いられた残余の正極材料である正極箔(集電体であるアルミニウム箔に正極活物質を含む正極合剤が塗布されたもの)を、電気炉中、空気雰囲気下で400℃の温度に10分間維持して加熱した。次に、前記正極箔をジョークラッシャーを用いて粉砕した後、目開き1mmの篩でアルミニウム箔を分離し、正極粉(電池粉末)を得た。
本実施例では、まず、リチウムイオン電池の製造工程において製品化に用いられた残余の正極材料である正極箔(集電体であるアルミニウム箔に正極活物質を含む正極合剤が塗布されたもの)を、電気炉中、空気雰囲気下で400℃の温度に10分間維持して加熱した。次に、前記正極箔をジョークラッシャーを用いて粉砕した後、目開き1mmの篩でアルミニウム箔を分離し、正極粉(電池粉末)を得た。
次に、前記正極粉10kgを7.8モル/Lの塩酸に溶解し、有価金属溶液80Lを得た。前記有価金属溶液は、1.7×10-2g/LのCaと、19g/LのCoと、6.9g/LのLiと、25g/LのMnと、14g/LのNiとを含んでいた。
次に、前記有価金属溶液75Lに、ケロシンで希釈した1モル/Lのリン酸水素ビス(2-エチルヘキシル)(ナカライテスク株式会社製)75Lを添加し、平衡pH1.4に調整して、第1の溶媒抽出を行い、Caを実質的に含まない抽出残液75Lを得た。pH調整は20質量%-水酸化ナトリウム水溶液を用いて行った。前記抽出残液は1.0×10-3g/LのCaと、17g/LのCoと、6.5g/LのLiと、15g/LのMnと、13g/LのNiとを含んでいた。
次に、前記抽出残液50Lに、ケロシンで希釈した1モル/Lのリン酸水素ビス(2-エチルヘキシル)(ナカライテスク株式会社製)50Lを添加し、平衡pH1.8に調整して、第2の溶媒抽出を行い、抽出液50Lを得た。pH調整は20質量%-水酸化ナトリウム水溶液を用いて行った。
次に、前記抽出液50Lに、0.02モル/Lの硫酸50Lを添加し、平衡pH2.6に調整して、スクラビングを行い、スクラビング残液50Lを得た。pH調整は0.02モル/Lの硫酸を用いて行った。
次に、前記スクラビング残液50Lに、2.5モル/Lの硫酸6Lを添加して、逆抽出を行い、逆抽出液として硫酸マンガン水溶液6Lを得た。
前記硫酸マンガン水溶液は、0.007g/LのCaと、40g/LのMnとを含んでおり、該硫酸マンガン水溶液の晶析により得られる硫酸マンガン一水和物は50mg/kg未満のCaを含むことが見込まれた。
1…原料、 2…電池粉末、 3…有価金属溶液、 5…抽出残液、 6…抽出液、 10…マンガン化合物水溶液。
Claims (9)
- 廃リチウムイオン電池から得られる電池粉末からマンガン化合物水溶液を回収する方法であって、
前記電池粉末に含まれる有価金属を第1の酸溶液に溶解し、10g/L以上のマンガンと、不純物としてのカルシウムとを含む有価金属溶液を得る工程と、
前記有価金属溶液から、リン酸水素ビス(2-エチルヘキシル)を抽出溶媒として第1の溶媒抽出を行う工程と、
前記有価金属溶液から前記第1の溶媒抽出を行った後の抽出残液から、リン酸水素ビス(2-エチルヘキシル)を抽出溶媒として第2の溶媒抽出を行う工程と、
前記第2の溶媒抽出で得られた抽出液から、第2の酸溶液を抽出溶媒として逆抽出を行い、逆抽出液としてマンガン化合物水溶液を得ることを特徴とするマンガン化合物水溶液の回収方法。 - 請求項1記載のマンガン化合物水溶液の回収方法において、前記第1の酸溶液は、塩酸、硫酸、硝酸からなる群から選択される少なくとも1種の酸溶液であることを特徴とするマンガン化合物水溶液の回収方法。
- 請求項1又は請求項2記載のマンガン化合物水溶液の回収方法において、前記第2の酸溶液は、塩酸、硫酸、硝酸からなる群から選択される1種の酸溶液であることを特徴とするマンガン化合物水溶液の回収方法。
- 請求項1~請求項3のいずれか1項記載のマンガン化合物水溶液の回収方法において、前記第1の溶媒抽出は1~2の範囲のpHで行うことを特徴とするマンガン化合物水溶液の回収方法。
- 請求項1~請求項4のいずれか1項記載のマンガン化合物水溶液の回収方法において、前記第2の溶媒抽出は1.4~3の範囲のpHで行うことを特徴とするマンガン化合物水溶液の回収方法。
- 請求項1~請求項5のいずれか1項記載のマンガン化合物水溶液の回収方法において、前記逆抽出は1未満の範囲のpHで行うことを特徴とするマンガン化合物水溶液の回収方法。
- 請求項1~請求項6のいずれか1項記載のマンガン化合物水溶液の回収方法において、前記第2の抽出で得られた抽出液に対し、前記逆抽出に先立って、第3の酸溶液によるスクラビングを行うことを特徴とするマンガン化合物水溶液の回収方法。
- 請求項7記載のマンガン化合物水溶液の回収方法において、前記第3の酸溶液は塩酸、硫酸、硝酸からなる群から選択される1種の酸溶液であることを特徴とするマンガン化合物水溶液の回収方法。
- 請求項7又は請求項8記載のマンガン化合物水溶液の回収方法において、前記スクラビングは2~4の範囲のpHで行うことを特徴とするマンガン化合物水溶液の回収方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021015303A JP2022118636A (ja) | 2021-02-02 | 2021-02-02 | マンガン化合物水溶液の回収方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021015303A JP2022118636A (ja) | 2021-02-02 | 2021-02-02 | マンガン化合物水溶液の回収方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2022118636A true JP2022118636A (ja) | 2022-08-15 |
Family
ID=82840097
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021015303A Pending JP2022118636A (ja) | 2021-02-02 | 2021-02-02 | マンガン化合物水溶液の回収方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2022118636A (ja) |
-
2021
- 2021-02-02 JP JP2021015303A patent/JP2022118636A/ja active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6651115B1 (ja) | リチウムイオン電池からのリチウムの回収方法 | |
CA3076688C (en) | Lithium-ion batteries recycling process | |
CN101831548B (zh) | 一种自废旧锰酸锂电池中回收有价金属的方法 | |
US20220017991A1 (en) | Method of producing lithium hydroxide from lithium concentrate through sodium sulfate addition and roasting | |
JP4144820B2 (ja) | リチウムイオン2次電池からの正極活物質の再生方法 | |
Xu et al. | A review of processes and technologies for the recycling of lithium-ion secondary batteries | |
Shuva et al. | Hydrometallurgical recovery of value metals from spent lithium ion batteries | |
Yang et al. | Recovery and regeneration of LiFePO 4 from spent lithium-ion batteries via a novel pretreatment process | |
WO2020220559A1 (zh) | 一种废旧镍钴锰三元锂电池中有价金属的回收方法 | |
JP2017115179A (ja) | 有価物の回収方法 | |
CN110620278B (zh) | 一种废旧磷酸铁锂电池正极材料的回收方法 | |
JP2019026916A (ja) | リチウムイオン二次電池スクラップからのリチウムの回収方法 | |
JP2001023704A (ja) | 使用済みリチウム電池から負電極材料をリサイクルする方法 | |
TW201910522A (zh) | 鋰化合物之溶解方法及碳酸鋰之製造方法、以及自鋰離子二次電池廢料回收鋰之方法 | |
JP5488376B2 (ja) | リチウムの回収方法 | |
JP6644314B2 (ja) | リチウム抽出方法 | |
JP2004011010A (ja) | コバルト酸リチウムからのリチウムおよびコバルトの回収方法 | |
WO2013114621A1 (ja) | リチウムの回収方法 | |
JP6986997B2 (ja) | 炭酸リチウムの製造方法及び、炭酸リチウム | |
JP6647667B1 (ja) | リチウムイオン電池からのリチウムの回収方法 | |
JP2012121780A (ja) | 酸化リチウムの製造方法 | |
KR20190065882A (ko) | 리튬이온 전지 양극재 스크랩으로부터 유가금속 회수 방법 | |
CN114477240A (zh) | 一种电池级氢氧化锂的制备方法 | |
KR20140082077A (ko) | 리튬 전지 원료의 스크랩부터 자원을 회수하는 방법 | |
JP2023103929A (ja) | 廃リチウムイオン電池からリチウムを回収する方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20240126 |