JP2023537467A - 金属含有残渣からコバルトイオン、ニッケルイオンおよびマンガンイオンを回収するプロセス - Google Patents

Abstract

本発明は、金属含有残渣からコバルト、ニッケル、マンガンおよびそれらの混合物からなる群から選択される１種または複数種の金属イオンを回収するプロセスであって、Ａ）残渣を乳酸を含む浸出溶液で浸出して、濾液１および固体ケーキ１を得るステップと、Ｂ）濾液１を分離するステップと、Ｃ）濾液１から乳酸コバルト、乳酸ニッケルまたは乳酸マンガンを沈殿させて、濾液２および沈殿物１を得るステップと、Ｄ）沈殿物１を分離するステップを含むか、あるいはＡ）浸出溶液で残渣を浸出して、濾液１および固体ケーキ１を得るステップと、Ｅ）濾液１から乳酸コバルト、乳酸ニッケルまたは乳酸マンガンを沈殿させて、濾液３および固体ケーキ２を得るステップと、Ｆ）固体ケーキ２を分離するステップと、Ｇ）固体ケーキ２から乳酸コバルト、乳酸ニッケルまたは乳酸マンガンを分離するステップとを含む、プロセス。

Description

本出願は、２０２０年８月３日に出願された欧州特許出願第２０３８２７２０．９号の利益を主張するものである。

本発明は、金属含有残渣（金属含有廃棄物）、特に電池から、コバルトイオン、ニッケルイオンおよびマンガンイオンを回収するプロセスに関する。特に、本発明は、浸出剤および沈殿剤としての乳酸の使用を含む、残渣からコバルトイオン、ニッケルイオンおよびマンガンイオンを回収するプロセスに関する。

金属含有残渣の処理は、これまで、埋め立て、焼却、熱冶金プロセスによる堆積が主たるものであったが、環境汚染が大きく、金属材料の回収率は低かった。最も一般的な金属含有残渣は、合金および金属触媒などの金属産業活動に由来するもの；またはラップトップおよび携帯電話の電池などの必須ではない電子デバイスに由来するものである。

特に、電池は、携帯電話やラップトップのような小型携帯電子機器（ＰＥＤ）から医療機器や電気自動車（ＥＶ）まで、我々の日常生活で使用される電子機器におけるエネルギー貯蔵に不可欠である。

電池セルは、有価金属（Ｌｉ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ａｌ．．．）、グラファイト、および有機化合物を含む多種多様な材料を含む。電池セルは、一般にプラスチックで作られ、添加剤の塩を含む有機電解質で満たされた多孔質膜によって分離されたアノードとカソードとの間のイオンおよび電子の可逆的輸送によって機能する。アノードおよびカソードは、（銅およびアルミニウムの）集電箔上に取り付けられた活性電極材料（例えば、コバルト、ニッケル、マンガンおよび鉄）の粉末によって構成される。

最も普及している３つの電池は、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池およびリチウムイオン電池である。しかしながら、リチウムイオン型は、ＰＥＤおよびＥＶ産業で採用されている主要な電池技術であり、近い将来の世界の電池需要の成長の大部分を占める。これらのリチウムイオン電池は、リチウムとは別に、コバルト、ニッケル、マンガン、アルミニウムおよび鉄などのいくつかの他の原料を含む。

将来の廃棄物予測は、２０３０年までに４００万トンの累積寿命末期（ＥＯＬ）ＥＶ電池モジュールを推定しており、これは現在の世界的なリサイクル能力を上回っている。したがって、欧州の法律は、収集されたすべての使用済み電池が処理およびリサイクルされなければならないと定義している。しかしながら、それらの継続的な広範な実施にもかかわらず、寿命末期（ＥＯＬ）電池材料をリサイクルおよび再利用する方法は依然として開発中である。

一般的に使用される電池をリサイクルするプロセスは、機械的、乾式冶金的および湿式冶金的プロセスの３つの異なるタイプに分けることができる。現在、商業的な工業規模では、それらの組み合わせが電池の金属原料を回収するために使用されている。

リサイクル方法は、通常、いくつかのステップを含む。第１の初期段階では、電池の収集および選択後、セルを放電し（塩溶液への浸漬）、機械的に処理する（すなわち、細断もしくは破砕、ふるい分け、空気、水浴または磁気分離）。電池の構造を破壊すると、ケーシング（鋼）、集電体（Ｃｕ、Ａｌ）、プラスチックセパレータ、電解質および活性質量（ＡＭ）（すなわち、ＬｉＣｏＯ２）の混合物が得られる。この段階の後、材料は、黒い塊（ＢＭ）と呼ばれる黒色粉砕粉末に変換される。第２の段階は、乾式冶金処理であり得る。実際の産業リサイクルプロセスでは、これらの処理は、熱分解、還元および焼却の３つの異なるステップを含む従来の処理である。最後に、最終段階において、湿式製錬処理が適用される。通常、このステップは、最後のステップで得られたＢＭを浸出させて、ＢＭ中に存在する物質を化学反応によって新しい化合物に変換することを含む。最も一般的に使用される浸出溶液は、硫酸、塩酸（ｃｈｌｏｒｈｉｄｒｉｃ ａｃｉｄ）および硝酸などの無機酸を含有する。最後に、沈殿剤の添加によって目的の元の化合物を回収するために最終沈殿を行うことができる。

しかしながら、上述のリサイクルプロセスにはいくつかの欠点がある。特に、極端な実験条件および有害で汚染された試薬の使用のために、環境に大きな悪影響を及ぼす。さらに、これらのプロセスは、リチウム、コバルト、ニッケル、マンガン、および鉄などの使用済み電池に存在するすべての金属物質、特にニッケルおよびコバルトを効率的にリサイクルすることができない。

したがって、当該技術分野で知られていることから、金属含有残渣（例えば、使用済み電池）をリサイクルするための、特にコバルトイオン、ニッケルイオンおよびマンガンを金属含有残渣から回収するための環境に優しく、容易に工業的に拡張可能で、より効率的で安全で選択的なプロセスを提供する必要性が依然として存在することが導き出される。

本発明者らは、電池などの金属含有残渣から金属イオンコバルト、ニッケルおよびマンガンを選択的に回収するための効率的なプロセスを提供する。特に、本発明者らは、浸出剤および沈殿剤として乳酸を使用することにより、残渣の残りの金属成分に関する選択率を損なうことなく、金属含有残渣からのコバルト、ニッケルおよびマンガンの回収効率を高めることができることを見出した。特に、本発明のプロセスは、第１の抽出パスで、８０％を超えるコバルト、７０％を超えるニッケル、および８５％を超えるマンガン抽出収率を有することを可能にする。

先行技術のプロセスと比較した本発明のプロセスは、高い回収収率および高い選択率を維持しながら、使用済み電池などの金属固体残渣と反応混合物中の浸出溶液の液体との間の高い比率で実施することができる。

さらに、このプロセスは、広範囲の金属残渣、特に使用済み電池残渣を出発材料として使用することができるため、汎用性がある。特に、本発明のプロセスは、先行技術に開示されているような複雑な乾式冶金前処理に供されていない金属残渣（すなわち、使用済み電池残渣）からの効率的かつ選択的なコバルト、ニッケルおよびマンガンの回収を可能にする。

本発明者らはまた、このプロセスが、穏やかな条件下での濾過ステップなどの単純な分離ステップの使用、または固体ケーキからのコバルト、ニッケルおよびマンガンの回収のための非有機溶媒の使用さえも含むことを見出した。これにより、コバルト、ニッケルおよびマンガンの量が少ない、このプロセスで得られた濾液を浸出溶液として再利用することができる。

さらに、本発明のプロセスはまた、有害な試薬の非存在下および穏やかな反応下で実行されるため有利であり、これは環境に優しく、従業員の安全性および健康を保証することを意味し、これはまた、その工業規模の拡大にとってより容易であるため有利である。

本発明の態様は、金属含有残渣から、コバルト、ニッケル、マンガンおよびそれらの混合物からなる群から選択される１種または複数種の金属イオンを回収するプロセスであって、Ａ）乳酸を含む浸出溶液で残渣を浸出して、乳酸コバルト、乳酸ニッケル、乳酸マンガンまたはそれらの混合物を含む濾液１と固体ケーキ１とによって形成された浸出混合物を得るステップと、Ｂ）ステップＡ）で得られた浸出混合物から濾液１を分離するステップと、Ｃ）ステップＢ）で得られた濾液１から、乳酸コバルト、乳酸ニッケル、乳酸マンガンまたはそれらの混合物を沈殿させて、濾液２と、乳酸コバルト、乳酸ニッケル、乳酸マンガンまたはそれらの混合物を含む沈殿物１とによって形成された沈殿混合物を得るステップと、Ｄ）ステップＣ）で得られた沈殿混合物から、乳酸コバルト、乳酸ニッケル、乳酸マンガンまたはそれらの混合物を含む沈殿物１を分離するステップと、を含むか、あるいは、Ａ）乳酸を含む浸出溶液で残渣を浸出して、乳酸コバルト、乳酸ニッケル、乳酸マンガンまたはそれらの混合物を含む濾液１と固体ケーキ１とによって形成された浸出混合物を得るステップと、Ｅ）ステップＡ）で得られた濾液１から、乳酸コバルト、乳酸ニッケル、乳酸マンガンまたはそれらの混合物を沈殿させて、濾液３と、乳酸コバルト、乳酸ニッケル、乳酸マンガンまたはそれらの混合物を含む固体ケーキ２とによって形成された沈殿混合物を得るステップと、Ｆ）ステップＥ）で得られた沈殿混合物から固体ケーキ２を分離するステップと、Ｇ）固体ケーキ２から、乳酸コバルト、乳酸ニッケル、乳酸マンガンまたはそれらの混合物を分離するステップと、を含む、プロセスに関する。

本発明の金属含有残渣から、コバルトイオン、ニッケルイオンおよびマンガンイオンを回収するための第１の代替プロセスのフローチャートを示す。 本発明の金属含有残渣から、コバルトイオン、ニッケルイオンおよびマンガンイオンを回収するための第２の代替プロセスのフローチャートを示す。

本出願において本明細書で使用されるすべての用語は、特に明記しない限り、当該技術分野で知られている通常の意味で理解されるものとする。本出願で使用される特定の用語の他のより具体的な定義は、以下に示されるとおりであり、特に明示的に記載された定義がより広い定義を提供しない限り、明細書および特許請求の範囲全体にわたって均一に適用されることを意図している。

本発明の目的のために、与えられた任意の範囲は、範囲の下限点および上限点の両方を含む。温度、時間などの所与の範囲および値は、特に明記しない限り、近似値とみなすべきである。

「重量パーセント（％）」、「重量／重量％」および「ｗ／ｗ％」という用語は同じ意味を有し、互換的に使用される。それらは、混合物／組成物の総重量に対する成分の重量を指す。例えば、浸出溶液中の乳酸の量は、浸出溶液の総重量に対して４０重量％である。

「重量比」という用語は、所与の化合物と別の所与の化合物との重量の関係、例えば、固体の重量と浸出溶液の液相の重量との間の関係を指す。

上述のように、コバルト、ニッケル、マンガンおよびそれらの混合物からなる群から選択される１種または複数種の金属イオンを金属含有残渣から回収するための本発明のプロセスは、
Ａ）乳酸を含む浸出溶液で残渣を浸出して、乳酸コバルト、乳酸ニッケル、乳酸マンガンまたはそれらの混合物を含む濾液１と固体ケーキ１とによって形成された浸出混合物を得るステップと、
Ｂ）ステップＡ）で得られた浸出混合物から濾液１を分離するステップと、
Ｃ）ステップＢ）で得られた濾液１から乳酸コバルト、乳酸ニッケル、乳酸マンガンまたはそれらの混合物を沈殿させて、濾液２と、乳酸コバルト、乳酸ニッケル、乳酸マンガンまたはそれらの混合物を含む沈殿物１とによって形成された沈殿混合物を得るステップと、
Ｄ）ステップＣ）で得られた沈殿混合物から、乳酸コバルト、乳酸ニッケル、乳酸マンガンまたはそれらの混合物を含む沈殿物１を分離するステップと、
を含む。

あるいは、コバルト、ニッケル、マンガンおよびそれらの混合物からなる群から選択される１種または複数種の金属イオンを金属含有残渣から回収するための本発明のプロセスは、
Ａ）乳酸を含む浸出溶液で残渣を浸出して、乳酸コバルト、乳酸ニッケル、乳酸マンガンまたはそれらの混合物を含む濾液１と固体ケーキ１とによって形成された浸出混合物を得るステップと、
Ｅ）ステップＡ）で得られた濾液１から、乳酸コバルト、乳酸ニッケル、乳酸マンガンまたはそれらの混合物を沈殿させて、濾液３と、乳酸コバルト、乳酸ニッケル、乳酸マンガンまたはそれらの混合物を含む固体ケーキ２とによって形成された沈殿混合物を得るステップと、
Ｆ）ステップＥ）で得られた沈殿混合物から固体ケーキ２を分離するステップと、
Ｇ）乳酸コバルト、乳酸ニッケル、乳酸マンガンまたはそれらの混合物を固体ケーキ２から分離するステップと、
を含む。

本発明の目的のために、「残渣」、「金属残渣」、「金属含有残渣」という用語は同じ意味を有し、互換的に使用される。それらは、１種または複数種の金属または金属酸化物を含有する残渣を指す。一実施形態では、コバルト、ニッケル、マンガンおよびそれらの混合物からなる群から選択される１種または複数種の金属イオンを金属含有残渣から回収するための本発明のプロセスは、金属残渣が、使用済み電池、金属合金および金属触媒からなる群から選択されるプロセスである。

一実施形態では、コバルト、ニッケル、マンガンおよびそれらの混合物からなる群から選択される１種または複数種の金属イオンを金属含有残渣から回収するための本発明のプロセスは、残渣が使用済み電池であるプロセスである。一実施形態では、コバルト、ニッケル、マンガンおよびそれらの混合物からなる群から選択される１種または複数種の金属イオンを金属含有残渣から回収するための本発明のプロセスは、残渣が金属合金であるプロセスである。一実施形態では、コバルト、ニッケル、マンガンおよびそれらの混合物からなる群から選択される１種または複数種の金属イオンを金属含有残渣から回収するための本発明のプロセスは、残渣が金属触媒であるプロセスである。本発明の目的のために、本発明に開示されている全ての態様および実施形態（単独で、または上記もしくは下記に開示されている他の実施形態と組み合わせて）は、残渣の種類のいずれか１つを別個に取り出しても、本発明の一部を形成する。

一実施形態では、コバルト、ニッケル、マンガンおよびそれらの混合物からなる群から選択される１種または複数種の金属イオンを金属含有残渣から回収するための本発明のプロセスは、金属残渣が、コバルトを含む残渣、ニッケルを含む残渣、マンガンを含む残渣、コバルトおよびニッケルを含む残渣、コバルトおよびマンガンを含む残渣、ニッケルおよびマンガンを含む残渣、ならびにコバルト、ニッケルおよびマンガンを含む残渣から選択されるプロセスである。一実施形態では、コバルト、ニッケル、マンガンおよびそれらの混合物からなる群から選択される１種または複数種の金属イオンを金属含有残渣から回収するための本発明のプロセスは、金属残渣が、コバルト、ニッケルおよびマンガンを含む残渣を含む残渣を含む残渣から選択されるプロセスである。

一実施形態では、本発明のプロセスは、コバルトを回収するためのプロセスである。一実施形態において、本発明のプロセスは、ニッケルを回収するためのプロセスである。一実施形態では、本発明のプロセスは、マンガンを回収するためのプロセスである。一実施形態では、本発明のプロセスは、コバルトおよびニッケルを回収するためのプロセスである。一実施形態では、本発明のプロセスは、コバルトおよびマンガンを回収するためのプロセスである。一実施形態では、本発明のプロセスは、ニッケルおよびマンガンを回収するためのプロセスである。一実施形態では、本発明のプロセスは、コバルト、ニッケルおよびマンガンを回収するためのプロセスである。

残渣の金属含有量が、回収される金属を決定する。例えば、金属残渣がコバルトおよびニッケルを含む場合、本発明のプロセスは、コバルトイオン、ニッケルイオンおよびそれらの混合物を回収するためのプロセスである。

上記で開示されているように、本発明のプロセスのステップＡ）は、乳酸を含む浸出溶液で、金属残渣、特に使用済み電池を浸出して、乳酸コバルト、乳酸ニッケル、乳酸マンガンまたはそれらの混合物を含む濾液１と、未反応金属残渣、特に使用済み電池残渣を含む固体ケーキ１とによって形成された浸出混合物を得ることを含む。

上記で開示されているように、一実施形態では、金属残渣は使用済み電池である。本発明の目的のために、「使用済み電池」または「電池」という用語は同じ意味を有し、互換的に使用される。これらは、電子デバイスまたは機器の電源として使用される一次電池を指す。電子デバイスまたは機器の例としては、例えば携帯電話およびラップトップなどの小型ポータブル電子デバイス（ＰＥＤ）；医療機器；または電気自動車（ＥＶ）が挙げられる。

使用済み電池は、いくつかの形態とすることができる。使用済み電池は、一般に、塩溶液に浸すことによって放電され、機械的に分解され、任意選択的に、追加の処理、例えば熱処理に供される。一実施形態では、使用済み電池は、放電され、少なくとも機械的な分解プロセスに供されるものである。典型的には、機械的な分解プロセスは、解体および粉砕ステップと、それに続く、ケーシング（鋼）および集電体の一部を除去することを可能にするふるい分けステップとを含み、プロセスのコストを削減する。

本発明の目的のために、出発材料として使用される使用済み電池は、コバルト、ニッケル、マンガンまたはそれらの混合物を含む使用済み電池、あるいは、コバルト、ニッケル、マンガンまたはそれらの混合物を含む使用済み電池と、コバルト、ニッケルおよびマンガンを含まない使用済み電池との混合物である。

一実施形態では、使用済み電池は、リチウムイオン電池およびニッケル水素電池からなる群から選択される、コバルト、ニッケル、マンガンまたはそれらの混合物を含む使用済み電池であり、特に放電され、少なくとも機械的な分解プロセスに供された使用済み電池である。

一実施形態では、残渣は、黒い塊の形態の１つまたは複数の使用済み電池である。電池の分野では、「黒い塊（Black mass）」という用語は、電極活物質、ポリマーバインダー、残渣アルミニウムおよび銅集電材料、ならびに他の残留微粒子を含む電極材料を含む粉末を指す。黒い塊の化学組成は、スクラップ電気化学セルの化学的性質に依存するが、本発明の目的では、電池の起源にかかわらず、黒い塊は、少なくともコバルト、ニッケル、マンガンまたはそれらの混合物を含む。通常、黒い塊の一部を形成している材料は、リチウム金属酸化物、リン酸鉄リチウム（カソード）、グラファイト（アノード）、ならびに炭酸アルキル（例えば、エチレンカーボネート（ＥＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、およびそれらの混合物などのＣ₁～Ｃ₆アルキルカーボネート）、鉄、アルミニウム、銅、プラスチック、グラファイト、コバルト、ニッケル、アルミニウム、マンガン、およびもちろんリチウムなどの材料からなる群から選択される。黒い塊は、一般に、機械的または熱機械的プロセスによって得られる。

上記で開示されているように、一実施形態では、金属残渣は金属合金である。本発明の目的のために、「金属合金」または「合金」という用語は同じ意味を有し、互換的に使用される。それらは、１種または複数種の金属と第２の材料との固溶体および液体混合物の両方を包含し、第２の材料は、金属、非金属または別の合金であってもよい。固溶体という用語は、すべての金属粒子（結晶）が同じ組成である単相溶体を指す。一方、金属の液体混合物は、金属内に異なる結晶の微細構造を形成する２つ以上の溶液を指す。

コバルトニッケル基合金は、その熱安定性、耐食性および耐摩耗性のために優れた性能を有する。それらは、歴史的に、ガスタービンおよび航空機ジェットエンジン用のブレード、機械加工用の切削工具、採鉱および基礎掘削、スポーツ用途、外科用器具、整形外科用インプラントまたは宝飾品などの広範な種類の目的で使用されてきた。コバルトおよびニッケルは、クロムまたは炭化タングステンと硬質金属ブレンドを形成する。これらの混合物において、コバルトおよびニッケルは、超硬合金を形成する他の金属粒子を濡らしている。硬質金属合金とは別に、コバルトは、永久磁石製造用のサマリウムとの合金としても使用される。

上記で開示されているように、一実施形態では、金属残渣は「金属触媒」である。「金属触媒」という用語は、１種または複数種の金属、またはより一般的には１種または複数種の金属酸化物から主にまたはそれらのみから構成される触媒を指す。金属触媒は、１種または複数種の金属、１種または複数種の金属酸化物またはそれらの混合物のみからなってもよく、あるいは、アルミナなどの担体上に分散された金属、金属酸化物またはそれらの混合物を含んでもよい。「触媒」という用語は、化学反応の速度を増加させる物質である。

コバルト触媒は非常に活性の高い試薬であり、新しい化学製品の効率的で選択的な合成および油脱硫プロセスに広く適用されている。コバルトの酸化還元特性は、異なる原子価を可能にし、これらの状態間で電子を容易に伝達し、反応を高速化する。

上述のように、ステップＡ）は、金属残渣、特に使用済み電池を浸出することを含む。「浸出」という用語は、コバルト、ニッケルおよびマンガンなどの有用な金属を、残渣の非価値の１つの成分から分離するプロセスを指し、抽出ステップを意味する。本発明の目的のために、抽出ステップは、このような反応条件下で、金属残渣、特に使用済み電池を、乳酸を含む浸出溶液と混合して、乳酸コバルト、乳酸ニッケル、乳酸マンガンまたはそれらの混合物を含む濾液１と、電池の未反応で価値のない成分の残りによって形成された固体ケーキ１とによって形成された浸出混合物を得ることによって実施される。

一実施形態では、ステップＡ）において、浸出溶液は、１種または複数種の有機酸、１種または複数種の還元剤、１種または複数種のプロトン受容体、１種または複数種の溶媒およびそれらの混合物をさらに含む。

一実施形態では、ステップＡ）において、浸出溶液は、クエン酸、酢酸、ギ酸、マロン酸、マレイン酸、コハク酸および酒石酸からなる群から選択される１種または複数種の有機酸をさらに含む。一実施形態では、ステップＡ）において、浸出溶液は、浸出溶液の総重量に対して２～１１重量％の量の上記で定義された１種または複数種の有機酸、特にクエン酸をさらに含む。一実施形態では、ステップＡ）において、浸出溶液は、浸出溶液の総重量に対して３～９重量％の量の上記で定義された１種または複数種の有機酸、特にクエン酸をさらに含む。

一実施形態では、ステップＡ）において、浸出溶液は、１種または複数種の還元剤をさらに含む。「還元剤」という用語は、別の化合物を還元させ、それによって還元中に供与された電子を失うことによって還元剤を酸化状態にする任意の化合物を指す。一実施形態では、ステップＡ）において、浸出溶液は、非貴金属、有機還元剤、過酸化水素およびそれらの混合物からなる群から選択される１種または複数種の還元剤をさらに含む。一実施形態では、ステップＡ）において、浸出溶液は、Ｃｕ、Ａｌおよびそれらの混合物からなる群から選択される１種または複数種の非貴金属還元剤をさらに含む。一実施形態では、ステップＡ）において、浸出溶液は、アスコルビン酸、ギ酸、シュウ酸およびそれらの混合物からなる群から選択される１種または複数種の有機還元剤をさらに含む。一実施形態では、使用済み電池などの残渣（特に黒い塊）中のコバルト、ニッケルおよびマンガンの量と還元剤の量との重量比は１．８未満である。

一実施形態では、ステップＡ）において、浸出溶液は、１種または複数種のプロトン受容体をさらに含む。「プロトン受容体」という用語は、プロトンを引き抜くことができる任意の化合物を指す。一実施形態では、ステップＡ）において、浸出溶液は、第四級アンモニウム含有化合物、第四級ホスホニウム含有化合物、アミノ酸、糖およびそれらの混合物からなる群から選択される１種または複数種のプロトン受容体をさらに含む。一実施形態では、ステップＡ）において、浸出溶液は、１種または複数種のアンモニウム第四級含有化合物である１種または複数種のプロトン受容体をさらに含む。一実施形態では、ステップＡ）において、浸出溶液は、塩化コリン、塩化テトラブチルアンモニウム、メチルトリフェニルホスホニウムブロミド、ベタイン、アラニン、グリシン、プロリン、グルコース、およびそれらの混合物からなる群から選択される１種または複数種のプロトン受容体をさらに含む。

一実施形態では、ステップＡ）において、浸出溶液は、浸出溶液の総重量に対して５～３０％の量の上記で定義された１種または複数種のプロトン受容体、特に１種または複数種のアンモニウム第四級含有化合物、より具体的には塩化コリンをさらに含む。一実施形態では、ステップＡ）において、浸出溶液は、浸出溶液の総重量に対して８～２４％の量の上記で定義された１種または複数種のプロトン受容体、特に１種または複数種のアンモニウム第四級含有化合物、より具体的には塩化コリンをさらに含む。

一実施形態では、ステップＡ）において、浸出溶液は、水、および水と１種または複数種の水混和性有機溶媒との混合物からなる群から選択される１種または複数種の溶媒をさらに含む。ステップＡ）において、浸出溶液は、浸出溶液の総重量に対して１０％以下の量の１種または複数種の溶媒、特に水をさらに含む。

一実施形態では、ステップＡ）において、浸出溶液は、水と１種または複数種の水混和性有機溶媒との混合物をさらに含む。「混和性有機溶媒」という用語は、合わせたときに単相を形成する有機溶媒を指し、これは、こうして得られた混合物が、とりわけ成分濃度および温度の特定の条件下で「単相」であることを意味する。さらに、「水混和性有機溶媒」という用語は、混合物または反応が実施される温度で水と単相溶液を形成することができる有機溶媒を指す。本明細書で使用される場合、「単相」という用語は、ただ１つの液相を含む混合物または反応媒体、およびそのような混合物または反応媒体を使用する方法も指す。一実施形態では、ステップＡ）において、浸出溶液は、水と、（Ｃ₁～Ｃ₆）アルコール、グリコール、（Ｃ₁～Ｃ₄）アルキル－ＣＯ－（Ｃ₁～Ｃ₄）アルキル、（Ｃ₁～Ｃ₄）アルキル－ＣＯ－Ｏ－（Ｃ₁～Ｃ₄）アルキル、シクロ（Ｃ₅～Ｃ₆）アルカン、フェニル－（Ｃ₁～Ｃ₄）アルキルおよびハロゲン－（Ｃ₁～Ｃ₄）アルカンからなる群から選択される１種または複数種の水混和性有機溶媒との混合物をさらに含む。

「グリコール」という用語は、少なくとも２個のヒドロキシル置換基を有する直鎖または分岐鎖アルカンを指す。一般に、グリコールは、２～１２個の炭素原子を含む（すなわち、（Ｃ₂～Ｃ₁₂）グリコール）。本発明の目的のために、「グリコール」という用語は、本明細書に記載のグリコールのポリマー型も包含する。例えば、「Ｃ₂グリコール」という表記は、エチレングリコールとポリエチレングリコールとの両方を含むことが意図される。グリコールの非限定的な例としては、メチレングリコール、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）およびヘキシレングリコールが挙げられるが、これらに限定されない。グリコール化合物は、キラル中心を含んでもよく、したがって、異なるエナンチオマーおよびジアステレオマー形態で存在してもよい。さらに、グリコール化合物の異なる位置異性体が存在してもよい。これらの化合物およびその混合物の、任意の位置異性体、任意の光学異性体および任意の立体異性体もまた、「グリコール」という用語に包含され、本発明で使用することができる。一実施形態において、水混和性有機溶媒は、１種または複数種のグリコール、特にポリエチレングリコール（ＰＥＧ）である。

「アルコール」という用語は、少なくとも１つの水素原子がヒドロキシル基で置換され、明細書または特許請求の範囲で指定された数の炭素原子を含む「アルカン」を指す。「アルカン」という用語は、明細書または特許請求の範囲で指定された数の炭素原子を含む、飽和、分岐または直鎖炭化水素を指す。例としては、メタノール、エタノール、ｎ－プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、イソブタノール、およびｓｅｃ－ブタノールが挙げられる。「アルキル」という用語は上に定義されるとおりである。一実施形態では、ステップ（ａ）は酢酸エチルの存在下で実施される。シクロアルカンという用語は、明細書または特許請求の範囲で指定された数の炭素原子を含む「環状」アルカンを指す。シクロアルカンという用語は、炭素環式アルカンまたは複素環式アルカンを含む。「炭素環式」アルカンという用語は、環の各原子が炭素原子である環状アルカンを指す。炭素環式アルカンの例としては、シクロペンタンおよびシクロヘキサンが挙げられる。「複素環式」アルカンという用語は、少なくとも１個の炭素原子が、Ｎ、ＮＨ、Ｏ、またはＳ原子で置換されている「炭素環式」化合物を指す。複素環式アルカンの例としては、テトラヒドロフランおよびテトラヒドロピランが挙げられる。「ハロゲン－アルカン」という用語は、少なくとも１つの水素原子がハロゲン原子で置換されており、明細書または特許請求の範囲で指定された数の炭素原子を含むアルカンを指す。ハロゲン－アルカンとしては、クロロホルム、トリクロロエタン、ジクロロエタン等が挙げられる。一実施形態では、ステップＡ）において、浸出溶液は、水と、アセトン、酢酸エチル、水、シクロヘキサン、クロロホルム、テトラヒドロフラン、トルエン、ジクロロメタンおよびそれらの混合物からなる群から選択される１種または複数種の水混和性有機溶媒との混合物をさらに含む。

ステップＡ）において、浸出溶液が水と１種または複数種の水混和性有機溶媒との混合物をさらに含む場合、１種または複数種の水混和性有機溶媒の量は、水混合物の重量の１０重量％以下である。

一実施形態では、ステップＡ）において、浸出溶液は溶媒として水をさらに含む。

一実施形態では、ステップＡ）において、浸出溶液は、乳酸および１種または複数種の溶媒（特に水）を含む。一実施形態では、ステップＡ）において、浸出溶液は、乳酸および１種または複数種の溶媒（特に水）からなる。一実施形態では、ステップＡ）において、浸出溶液は乳酸および水からなる。

一実施形態では、ステップＡ）において、浸出溶液は、乳酸、１種または複数種の有機酸、１種または複数種のプロトン受容体および１種または複数種の溶媒を含む。一実施形態では、ステップＡ）において、浸出溶液は、乳酸、クエン酸、塩化コリンおよび水を含む。一実施形態では、ステップＡ）において、浸出溶液は、乳酸、１種または複数種の有機酸、１種または複数種のプロトン受容体および１種または複数種の溶媒からなる。一実施形態では、ステップＡ）において、浸出溶液は、乳酸、クエン酸、塩化コリンおよび水からなる。

一実施形態では、ステップＡ）において、本発明で定義される浸出溶液中の乳酸の量は、浸出溶液の総重量に対して乳酸１０重量％～８０重量％である。一実施形態では、ステップＡ）において、浸出溶液は、乳酸および１種または複数種の溶媒（特に水）を含み、乳酸の量は、浸出溶液の総重量に対して乳酸１０重量％～４０重量％である。一実施形態では、ステップＡ）において、浸出溶液は、乳酸および１種または複数種の溶媒（特に水）を含み、乳酸の量は、浸出溶液の総重量に対して乳酸１１重量％～３８重量％である。一実施形態では、ステップＡ）において、浸出溶液は、乳酸および１種または複数種の溶媒（特に水）を含み、乳酸の量は、浸出溶液の総重量に対して乳酸２５重量％～３８重量％である。一実施形態では、ステップＡ）において、浸出溶液は、乳酸および１種または複数種の溶媒（特に水）を含み、乳酸の量は、浸出溶液の総重量に対して乳酸３０重量％～３８重量％である。一実施形態では、ステップＡ）において、浸出溶液は、乳酸および１種または複数種の溶媒（特に水）を含み、乳酸の量は、浸出溶液の総重量に対して乳酸約３６重量％である。

一実施形態では、ステップＡ）において、浸出溶液は、乳酸および１種または複数種の溶媒（特に水）からなり、乳酸の量は、浸出溶液の総重量に対して乳酸１０重量％～８０重量％である。一実施形態では、ステップＡ）において、浸出溶液は、乳酸および１種または複数種の溶媒（特に水）からなり、乳酸の量は、浸出溶液の総重量に対して乳酸１０重量％～４０重量％である。一実施形態では、ステップＡ）において、浸出溶液は、乳酸および１種または複数種の溶媒（特に水）からなり、乳酸の量は、浸出溶液の総重量に対して乳酸１１重量％～３８重量％である。一実施形態では、ステップＡ）において、浸出溶液は、乳酸および１種または複数種の溶媒（特に水）からなり、乳酸の量は、浸出溶液の総重量に対して乳酸２５重量％～３８重量％である。一実施形態では、ステップＡ）において、浸出溶液は、乳酸および１種または複数種の溶媒（特に水）からなり、乳酸の量は、浸出溶液の総重量に対して乳酸３０重量％～３８重量％である。一実施形態では、ステップＡ）において、浸出溶液は、乳酸および１種または複数種の溶媒（特に水）からなり、乳酸の量は、浸出溶液の総重量に対して乳酸約３６重量％である。特定の実施形態において、ステップＡ）の浸出溶液は、約３６％の乳酸および約６４％の水からなる。

本明細書で使用される「約（about）」または「約（around）」という用語は、特定の値の±１０％の範囲の値を指す。例えば、「約３６」または「約３６」という表現は、１０の±１０％、すなわち３２．４～３９．６を含む。

一実施形態では、ステップＡ）において、浸出溶液は、１種または複数種の有機酸、１種または複数種の還元剤、１種または複数種のプロトン受容体、１種または複数種の溶媒およびそれらの混合物をさらに含み、乳酸の量は、浸出溶液の総重量に対して乳酸１０重量％～４０重量％、特に１１重量％～３８重量％、より具体的には、１１重量％～３１重量％である。一実施形態では、ステップＡ）において、浸出溶液は、乳酸、１種または複数種の有機酸、１種または複数種のプロトン受容体、および上記で定義した１種または複数種の溶媒を含み、乳酸の量は、浸出溶液の総重量に対して乳酸１０重量％～４０重量％、特に１１重量％～３８重量％、より具体的には１１重量％～３１重量％である。一実施形態では、ステップＡ）において、浸出溶液は、乳酸、クエン酸、塩化コリンおよび水を含み、乳酸の量は、浸出溶液の総重量に対して乳酸１０重量％～４０重量％、特に１１重量％～３８重量％、より具体的には１１重量％～３１重量％である。

一実施形態では、ステップＡ）において、浸出溶液は、乳酸、１種または複数種の有機酸、１種または複数種のプロトン受容体および１種または複数種の溶媒からなり、乳酸の量は、浸出溶液の総重量に対して乳酸１０重量％～４０重量％、特に１１重量％～３８重量％、より具体的には１１重量％～３１重量％である。

一実施形態では、ステップＡ）において、浸出溶液は、乳酸、クエン酸、塩化コリンおよび水からなり、乳酸の量は、浸出溶液の総重量に対して乳酸１０重量％～４０重量％、特に１１重量％～３８重量％、より具体的には１１重量％～３１重量％である。

一実施形態では、ステップＡ）において、浸出溶液は、
浸出溶液の総重量に対して１０～４０重量％の乳酸と、
浸出溶液の総重量に対して５～３０％の１種または複数種のプロトン受容体、特にアンモニウム第四級含有化合物、特に塩化コリンと、
浸出溶液の総重量に対して２～１１重量％の１種または複数種の有機酸、特にクエン酸と、
１００重量％になるまでの十分な量の水と、
を含む。

一実施形態では、ステップＡ）において、浸出溶液は、
浸出溶液の総重量に対して１１～３８重量％の乳酸と、
浸出溶液の総重量に対して８～２４％の１種または複数種のプロトン受容体、特にアンモニウム第四級含有化合物、特に塩化コリンと、
浸出溶液の総重量に対して３～９重量％の１種または複数種の有機酸、特にクエン酸と、
１００重量％になるまでの十分な量の水と、
を含む。

一実施形態では、ステップＡ）において、浸出溶液は、
浸出溶液の総重量に対して１１～３１重量％の乳酸と、
浸出溶液の総重量に対して８～２４％の１種または複数種のプロトン受容体、特にアンモニウム第四級含有化合物、特に塩化コリンと、
浸出溶液の総重量に対して３～９重量％の１種または複数種の有機酸、特にクエン酸と、
１００重量％になるまでの十分な量の水と、
を含む。

一実施形態では、ステップＡ）において、浸出溶液は、
浸出溶液の総重量に対して１０～４０重量％の乳酸と、
浸出溶液の総重量に対して５～３０％の１種または複数種のプロトン受容体、特にアンモニウム第四級含有化合物、特に塩化コリンと、
浸出溶液の総重量に対して２～１１重量％の１種または複数種の有機酸、特にクエン酸と、
１００重量％になるまでの十分な量の水と、
からなる。

一実施形態では、ステップＡ）において、浸出溶液は、
浸出溶液の総重量に対して１１～３８重量％の乳酸と、
浸出溶液の総重量に対して８～２４％の１種または複数種のプロトン受容体、特にアンモニウム第四級含有化合物、特に塩化コリンと、
浸出溶液の総重量に対して３～９重量％の１種または複数種の有機酸、特にクエン酸と、
１００重量％になるまでの十分な量の水と、
からなる。

一実施形態では、ステップＡ）において、浸出溶液は、
浸出溶液の総重量に対して１１～３１重量％の乳酸と、
浸出溶液の総重量に対して８～２４％の１種または複数種のプロトン受容体、特にアンモニウム第四級含有化合物、特に塩化コリンと、
浸出溶液の総重量に対して３～９重量％の１種または複数種の有機酸、特にクエン酸と、
１００重量％になるまでの十分な量の水と、
からなる。

一実施形態では、ステップＡ）において、浸出溶液は、
浸出溶液の総重量に対して３１重量％の乳酸と、
浸出溶液の総重量に対して２４％の１種または複数種のプロトン受容体、特にアンモニウム第四級含有化合物、特に塩化コリンと、
浸出溶液の総重量に対して９重量％の１種または複数種の有機酸、特にクエン酸と、
１００重量％になるまでの十分な量の水と、
を含む。

一実施形態では、ステップＡ）において、浸出溶液は、
浸出溶液の総重量に対して３１重量％の乳酸と、
浸出溶液の総重量に対して２４％の１種または複数種のプロトン受容体、特にアンモニウム第四級含有化合物、特に塩化コリンと、
浸出溶液の総重量に対して９重量％の１種または複数種の有機酸、特にクエン酸と、
３６％の水と、
からなる。

一実施形態では、ステップＡ）において、浸出溶液は、
浸出溶液の総重量に対して２０重量％の乳酸と、
浸出溶液の総重量に対して１５％の１種または複数種のプロトン受容体、特にアンモニウム第四級含有化合物、特に塩化コリンと、
浸出溶液の総重量に対して６重量％の１種または複数種の有機酸、特にクエン酸と、
１００重量％になるまでの十分な量の水と、
を含む。

一実施形態では、ステップＡ）において、浸出溶液は、
浸出溶液の総重量に対して２０重量％の乳酸と、
浸出溶液の総重量に対して１５％の１種または複数種のプロトン受容体、特にアンモニウム第四級含有化合物、特に塩化コリンと、
浸出溶液の総重量に対して６重量％の１種または複数種の有機酸、特にクエン酸と、
５９％の水と、
からなる。

一実施形態では、ステップＡ）において、浸出溶液は、
浸出溶液の総重量に対して３１重量％の乳酸と、
浸出溶液の総重量に対して２４％の１種または複数種のプロトン受容体、特にアンモニウム第四級含有化合物、特に塩化コリンと、
浸出溶液の総重量に対して９重量％の１種または複数種の有機酸、特にクエン酸と、
３６％の水と、
からなる。

一実施形態では、ステップＡ）において、浸出溶液は、
浸出溶液の総重量に対して１１重量％の乳酸と、
浸出溶液の総重量に対して８％の１種または複数種のプロトン受容体、特にアンモニウム第四級含有化合物、特に塩化コリンと、
浸出溶液の総重量に対して３重量％の１種または複数種の有機酸、特にクエン酸と、
１００重量％になるまでの十分な量の水と、
を含む。

一実施形態では、ステップＡ）において、浸出溶液は、
浸出溶液の総重量に対して１１重量％の乳酸と、
浸出溶液の総重量に対して８％の１種または複数種のプロトン受容体、特にアンモニウム第四級含有化合物、特に塩化コリンと、
浸出溶液の総重量に対して３重量％の１種または複数種の有機酸、特にクエン酸と、
７８％の水と、
からなる。

一実施形態では、ステップＡ）は、２０℃～１００℃の温度で実施される。一実施形態では、ステップＡ）は、５０～１００℃の温度で実施される。一実施形態では、ステップＡ）は、５５℃～８５℃の温度で実施される。

一実施形態では、ステップＡ）は、２０分～２４時間実施される。一実施形態では、ステップＡ）は、３０分～１０時間実施される。一実施形態では、ステップＡ）は、３０分～４時間実施される。

一実施形態では、ステップＡ）は、得られた浸出混合物に１種または複数種の添加剤を添加することをさらに含む。一実施形態では、ステップＡ）は、得られた浸出混合物に、還元剤および酸化剤からなる群から選択される１種または複数種の添加剤を添加することをさらに含む。

本発明のプロセスの出発材料として使用される金属残渣、特に使用済み電池が、機械的手順によっておよび／または低温（すなわち、５００℃未満）での熱処理によって得られる実施形態では、プロセスは、得られた浸出混合物に１種または複数種の還元剤を添加することをさらに含む。還元剤は、本発明において上記で定義したいずれか１つであり得る。浸出混合物中の還元剤について上に開示された全ての実施形態は、浸出混合物に追加的に添加される還元剤に対しても適用される。適切な還元剤およびそれらの量は、出発材料として使用される金属残渣の種類、特に使用済み電池の種類およびそれらの金属組成に従って当業者によって容易に決定することができる。

金属残渣、特に本発明のプロセスの出発材料として使用される使用済み電池が高温（すなわち５００℃超）での熱処理によって得られる実施形態では、プロセスは、得られた浸出混合物に１種または複数種の酸化剤を添加することをさらに含む。「酸化剤」という用語は、他の材料を酸化させ、それにより、酸化によって除去された電子を受け入れることによって酸化剤を還元状態にする任意の化合物を指す。一実施形態では、酸化剤は、過酸化物、オゾン、アルカリまたはアルカリ土類亜塩素酸塩、およびそれらの混合物からなる群から選択される。一実施形態では、酸化剤は過酸化水素である。適切な酸化剤およびそれらの量は、出発材料として使用される金属残渣、特に使用済み電池の種類およびそれらの金属組成に従って当業者によって容易に決定することができる。一実施形態では、酸化剤の量と、浸出混合物中の（特に黒い塊中の）使用済み電池などの金属残渣中のコバルト、ニッケルおよびマンガンの量との間の重量比は、２．８よりも高い。

一実施形態では、ステップＡ）は、金属残渣、特に使用済み電池を、乳酸を含む浸出溶液で浸出させて浸出混合物を得ることと、浸出混合物を本発明で定義される条件下で２０分間および４０分間、特に３０分間維持することと、その後、浸出混合物に上記で定義された１種または複数種の添加剤を添加することと、を含む。一実施形態では、ステップＡ）は、金属残渣、特に使用済み電池を、乳酸を含む浸出溶液で浸出させて浸出混合物を得ることと、浸出混合物を本発明で定義される条件下で２０分間および４０分間、特に３０分間維持することと、その後、浸出混合物に、上記で定義された１種または複数種の添加剤を添加することと、得られた浸出混合物を２４時間までの残りの時間にわたって維持することと、を含む。

一実施形態では、ステップＡ）において、コバルト、ニッケルおよびマンガンを含む金属残渣、特に使用済み電池と、浸出溶液との間の重量関係は、１：５～１：７０である。一実施形態では、ステップＡ）において、コバルト、ニッケルおよびマンガンを含む金属残渣、特に使用済み電池と、浸出溶液との間の重量関係は、１：９～１：７０である。一実施形態では、ステップＡ）において、コバルト、ニッケルおよびマンガンを含む金属残渣、特に使用済み電池と、浸出溶液との間の重量関係は、１：９～１：５８である。一実施形態では、ステップＡ）において、コバルト、ニッケルおよびマンガンを含む金属残渣、特に使用済み電池と、浸出溶液との間の重量関係は、１：９～１：５８である。

上述のように、本発明の第１の代替プロセスは、ステップＢ）で得られた濾液１から、乳酸コバルト、乳酸ニッケル、乳酸マンガンまたはそれらの混合物を沈殿させて、濾液２と、乳酸コバルト、乳酸ニッケル、乳酸マンガンまたはそれらの混合物を含む沈殿物１とによって形成された沈殿混合物を得るステップＣ）を実施することを含む。ステップＣ）は、乳酸コバルト、乳酸ニッケル、乳酸マンガンまたはそれらの混合物の沈殿、したがって濾液１中に存在する残りの未反応および金属の成分からのそれらの選択的かつ効果的な分離を意味する。

一実施形態では、本発明のプロセスのステップＣ）は、２０℃～１００℃の温度で実施される。一実施形態では、ステップＣ）は、２０℃～５０℃の温度で実施される。一実施形態では、ステップＣ）は、５０℃～１００℃の温度で実施される。一実施形態では、ステップＣ）は、５５℃～８５℃の温度で実施される。

一実施形態では、本発明のプロセスのステップＣ）は、沈殿物を得るために適切な期間実施される。一実施形態では、本発明のプロセスのステップＣ）は、２０分～７日間実施される。一実施形態では、本発明のプロセスのステップＣ）は、２０分～７２時間の期間実施される。一実施形態では、本発明のプロセスのステップＢ）は、３０分～４８時間の期間実施される。一実施形態では、本発明のプロセスのステップＢ）は、３０分～８時間の期間実施される。

一実施形態では、本発明のプロセスのステップＣ）は、２０℃～５０℃の温度で適切な期間実施されて沈殿物を得る。一実施形態では、本発明のプロセスのステップＣ）は、２０℃～５０℃の温度で、２０分～７日間実施される。一実施形態では、本発明のプロセスのステップＣ）は、２０℃～５０℃の温度で、２０分～７２時間の期間実施される。一実施形態では、本発明のプロセスのステップＢ）は、２０℃～５０℃の温度で、３０分～４８時間の期間実施される。一実施形態では、本発明のプロセスのステップＢ）は、２０℃～５０℃の温度で、３０分～８時間の期間実施される。実施形態において、ステップＢ）の乳酸コバルトの沈殿収率は５０重量％以上である。実施形態において、ステップＢ）の乳酸ニッケルの沈殿収率は、４８重量％以上である。実施形態では、ステップＢ）の乳酸マンガンの沈殿収率は、３２重量％以上である。

上述のように、本発明の第２の代替プロセスは、濾液１から、乳酸コバルト、乳酸ニッケル、乳酸マンガンまたはそれらの混合物を沈殿させて、濾液３と、乳酸コバルト、乳酸ニッケル、乳酸マンガンまたはそれらの混合物および未反応（電池）残渣試料を含む固体ケーキ２とによって形成された沈殿混合物を得るステップＥ）を実施することを含む。したがって、ステップＥ）は、未反応（電池）残渣試料を事前に分離することなく、乳酸コバルト、乳酸ニッケル、乳酸マンガンまたはそれらの混合物を浸出混合物から直接沈殿させることを意味する。したがって、このようにして得られた固体ケーキ２は、乳酸コバルト、乳酸ニッケル、乳酸マンガンまたはそれらの混合物と、未反応（電池）残渣試料との混合物によって形成される。それにもかかわらず、未反応（電池）残渣試料と比較した乳酸コバルト、乳酸ニッケル、乳酸マンガンまたはそれらの混合物の水溶性の差に関して、乳酸コバルト、乳酸ニッケル、乳酸マンガンまたはそれらの混合物は、ステップＧに開示されているように、水の添加によって容易に分離される。

一実施形態では、本発明のプロセスのステップＥ）は、２０℃～１００℃の温度で実施される。一実施形態では、ステップＥ）は、２０℃～５０℃の温度で実施される。一実施形態では、ステップＥ）は、５０℃～１００℃の温度で実施される。一実施形態では、ステップＥ）は、５５℃～８５℃の温度で実施される。

一実施形態では、本発明のプロセスのステップＥ）は、沈殿物を得るために適切な期間実施される。一実施形態では、本発明のプロセスのステップＥ）は、２０分～４８時間の期間実施される。一実施形態では、本発明のプロセスのステップＥ）は、３０分～２４時間の期間実施される。

一実施形態では、本発明のプロセスのステップＥ）は、２０℃～５０℃の温度で適切な期間実施されて沈殿物を得る。一実施形態では、本発明のプロセスのステップＥ）は、２０℃～５０℃の温度で、２０分～４８時間の期間実施される。一実施形態では、本発明のプロセスのステップＥ）は、２０℃～５０℃の温度で、３０分～２４時間の期間実施される。

実施形態において、ステップＥ）の乳酸コバルトの沈殿収率は、７９重量％以上である。実施形態において、ステップＥ）の乳酸ニッケルの沈殿収率は、７１重量％以上である。実施形態では、ステップＥ）の乳酸マンガンの沈殿収率は、４５重量％以上である。

一実施形態において、本発明のプロセスの分離ステップＢ）、Ｄ）およびＦ）の各々は、固体および液体を分離するための当業者に公知の適切な技術によって実施される。例えば、濾過、真空下での濾過およびデカンテーションの操作のうちの１つまたは複数によって実施される。一実施形態において、本発明のプロセスの分離ステップＢ）、Ｄ）およびＦ）の各々は、固体の濾過によって実施される。

一実施形態では、上記Ｂ）、Ｄ）およびＦ）で定義された濾過ステップの各々は、２０℃～１００℃の温度で実施される。一実施形態では、上記Ｂ）、Ｄ）およびＦ）で定義された濾過ステップの各々は、２０℃～５０℃の温度で実施される。一実施形態では、上記Ｂ）、Ｄ）およびＦ）で定義された濾過ステップの各々は、５０℃～１００℃の温度で実施される。一実施形態では、上記Ｂ）、Ｄ）およびＦ）で定義された濾過ステップの各々は、５５℃～８５℃の温度で実施される。

一実施形態では、本発明のプロセスの沈殿ステップＣ）およびＥ）の各々は、１．５～５のｐＨで実施される。一実施形態において、本発明のプロセスの沈殿ステップＣ）およびＥ）の各々は、ｐＨ調整剤の添加を含む。一実施形態では、本発明のプロセスの沈殿ステップＣ）およびＥ）の各々は、１．５～５のｐＨを有するのに十分な量のｐＨ調整剤の添加を含む。一実施形態では、本発明のプロセスの沈殿ステップＣ）およびＥ）の各々は、乳酸を添加することを含む。一実施形態では、本発明のプロセスの沈殿ステップＣ）およびＥ）の各々は、乳酸の添加、続いてｐＨ調整剤の添加によって実施される。一実施形態では、本発明のプロセスの沈殿ステップＣ）およびＥ）の各々は、乳酸の添加、続いて１．５～５のｐＨを有するのに十分な量のｐＨ調整剤の添加によって実施される。一実施形態では、本発明のプロセスの沈殿ステップＣ）およびＥ）の各々は、乳酸アルカリまたはアルカリ土類金属塩の添加によって実施される。「アルカリ金属塩」という用語は、アルカリ金属で形成された塩を指す。アルカリ金属は、周期表の（Ｉ）族に含まれる一連の元素であり、リチウム（Ｌｉ）、ナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）、ルビジウム（Ｒｂ）、セシウム（Ｃｓ）、フランシウム（Ｆｒ）を含む。「アルカリ土類金属塩」という用語は、アルカリ土類金属で形成された塩を指す。アルカリ土類金属は、周期表の第ＩＩ族に含まれる一連の元素であり、ベリリウム（Ｂｅ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、バリウム（Ｂａ）およびラジウム（Ｒａ）を含む。

一実施形態では、本プロセスは、上記で定義された濾過ステップの後（すなわち、ステップＢ）、Ｄ）およびＦ）の後）の濾過ステップの後に、１つまたは複数の追加の乾燥ステップをさらに含む。一般に、乾燥ステップの各々は、濾液および／または固体ケーキをそのような乾燥条件下に供して、液相の溶媒および揮発性成分の量を部分的または全体的に除去して乾燥させることを含む。一実施形態では、プロセスは、適切な量の溶媒および揮発性成分を有するまで、濾液の１つまたは複数を部分的に乾燥させることをさらに含む。一実施形態において、本プロセスは、本プロセスで得られた１つまたは複数の固体を部分的または全体的に乾燥させることをさらに含む。

一実施形態において、乾燥ステップの各々は、６０℃～１００℃、特に８０℃～１００℃の温度で実施される。一実施形態において、乾燥ステップの各々は、１～３時間、特に約２時間実施される。一実施形態では、乾燥ステップの各々は真空条件下で行われ、一般に、真空は０．５ｍｂａｒ～３ｍｂａｒの圧力を含む。

一実施形態では、分離ステップＧ）は、ステップＦ）で得られた固体ケーキ２を、水および水と１種または複数種の混和性有機溶媒との混合物から選択される溶媒と混合して、未反応（使用済み電池）残渣を含む固体ケーキ３と、乳酸コバルト、乳酸ニッケル、乳酸マンガンまたはそれらの混合物を含む濾液４とを導くことによって実施される。本発明の目的のために、本プロセスのステップＡ）を実施するための上記で定義した混和性有機溶媒は、ステップＦ）にも適用される。

一実施形態では、分離ステップＧ）は、ステップＦ）で得られた固体ケーキ２を水と混合して、未反応（使用済み電池）残渣を含む固体ケーキ３と、乳酸コバルト、乳酸ニッケル、乳酸マンガンまたはそれらの混合物を含む濾液４とを導くことによって実施される。

一実施形態では、このプロセスは、乳酸コバルト、乳酸ニッケル、乳酸マンガンまたはそれらの混合物を含む濾液４から固体形態のコバルト、ニッケルおよびマンガンを単離する追加のステップをさらに含む。一般に、単離ステップは、乾燥ステップについて上記で定義したように液相を除去することによって、または代替的に追加の沈殿剤を添加して固体形態のコバルト、ニッケルおよびマンガンを得ることによって実施される。固体形態のコバルト、ニッケルおよびマンガンを単離するための追加の沈殿剤の例としては、シュウ酸、酢酸およびギ酸などの有機酸が挙げられるが、これらに限定されない。

本発明のプロセスはまた、残渣または少量の乳酸コバルト、乳酸ニッケル、乳酸マンガンまたはそれらの混合物を含む、プロセス中に得られた１つまたは複数の濾液をリサイクルすることを可能にするので有利である。一実施形態では、本発明のプロセスは、ステップＡ）のステップＤ）で得られた濾液２を浸出溶液として再利用することを含む。一実施形態では、本発明のプロセスは、ステップＡ）のステップＦ）で得られた濾液３を浸出溶液として再利用することを含む。

一実施形態では、濾液２および／または濾液３の再使用は、有機化合物の量およびｐＨを調整するための１種または複数種の添加剤の添加を含む。

適切な添加剤は、１種または複数種の有機酸、１種または複数種の還元剤、１種または複数種の酸化剤、１種または複数種のプロトン受容体、１種または複数種の溶媒、ｐＨ調整剤およびそれらの混合物であり得る。

適切な添加剤およびそれらの量は、濾液２および濾液３の組成およびｐＨに従って当業者によって容易に決定することができる。

上記で定義した、有機酸、還元剤、酸化剤、プロトン受容体、および溶媒について上で開示した全ての実施形態は、本明細書において、ステップＡ）の浸出溶液としての濾液２および／または３の再調整にも適用される。

「ｐＨ調整（pH adjusting）」剤または「ｐＨ調整（pH regulator）」剤という用語は同じ意味を有し、互換的に使用される。それらは、組成物の特性に影響を与えることなく、完成した組成物のｐＨを所望のレベルに調整するために使用することができる酸または塩基を指す。酸（複数を含む）および／または塩基（複数を含む）は、無水、水和、水性または塩などの任意の適切な形態で組成物に添加することができる。一実施形態では、ｐＨ調整剤は塩基である。適切な塩基の例としては、アルカリ金属およびアルカリ土類金属の水酸化物、水酸化アンモニウム、置換水酸化アンモニウム（例えば、第一級、第二級、第三級または第四級アンモニウム水酸化物）、ならびにそれらの混合物が挙げられる。一実施形態では、ｐＨ調整剤は酸である。適切な酸の例としては、塩酸、硫酸および硝酸が挙げられる。本発明の組成物中のｐＨ調整剤の量は、０．５～１．５のｐＨを達成するために適切である。

濾液２および／または濾液３の再使用は、コバルト、ニッケルおよびマンガンの回収収率を高めることができるので、特に有利である。特に、溶液中にある程度の量の抽出された、乳酸コバルト、乳酸ニッケル、乳酸マンガンまたはそれらの混合物を依然として溶解している濾液（すなわち、浸出使用溶液）の再利用は、プロセスのその後のサイクルにおいてそれらの沈殿を可能にし、したがって、固体形態の、抽出および単離された、乳酸コバルト、乳酸ニッケル、乳酸マンガンまたはそれらの混合物の量を増加させる。一実施形態では、個々に得られた各濾液２および／または濾液３は、浸出溶液として再利用される。一実施形態では、濾液２の混合物、濾液３または濾液２および３の混合物は、浸出溶液として再使用される前に実施される。

濾液２および／または濾液３からのコバルト、ニッケルおよびマンガン以外の他の金属の回収が特に有利である。特に、濾液２および／または濾液３からのコバルト、ニッケルおよびマンガンの沈殿；および／またはそれらを浸出溶液として再利用することにより、銅、アルミニウムおよび特にリチウムなどの他の有価金属の濃度を高めることができる。したがって、濾液２および／または濾液３からの追加の金属の回収も本発明の一部である。一実施形態では、本発明のプロセスは、ステップＤ）で得られた濾液２、ステップＦ）で得られた濾液３、ステップＤ）で得られた濾液２の混合物、ステップＦ）で得られた濾液３の混合物またはそれらの混合物をそのような条件下に供して、リチウムイオン、銅イオン、アルミニウムイオンおよびそれらの混合物からなる群から選択される１種または複数種の金属イオンを回収する追加のステップをさらに含む。溶媒、試薬およびそれらの量などの適切な回収条件は、回収される金属イオンの種類に従って当業者によって容易に決定することができる。一実施形態では、本発明のプロセスは、ステップＤ）で得られた濾液２、ステップＦ）で得られた濾液３、ステップＤ）で得られた濾液２の混合物、ステップＦ）で得られた濾液３の混合物またはそれらの混合物をそのような条件下に供して、リチウムイオンを回収する追加のステップをさらに含む。一実施形態では、本発明のプロセスは、ステップＤ）で得られた濾液２、ステップＦ）で得られた濾液３、ステップＤ）で得られた濾液２の混合物、ステップＦ）で得られた濾液３の混合物またはこれらの混合物にアルカリ金属またはアルカリ土類金属の炭酸塩を添加して、炭酸リチウムの沈殿物を得る追加のステップをさらに含む（W.Gaoら、´´Lithium Carbonate Recovery from Cathode Scrap of Spent Lithium-Ion Battery:A Closed-Loop Process,´´Environ.Sci.Technol.,2017,vol.51,no.3,pp.1662-1669）。次いで、得られた炭酸リチウムを反応媒体から単離する。

一実施形態では、コバルトイオンの抽出収率は、８０重量％以上である。一実施形態では、ニッケルイオンの抽出収率は、７３重量％よりも高い。一実施形態では、マンガンイオンの抽出収率は、８７重量％よりも高い。

上述のように、本発明のプロセスは、使用済み電池などの金属残渣からコバルトイオン、ニッケルイオンおよびマンガンイオンを回収するための効率的なプロセスである。一実施形態では、金属残渣からのコバルトイオンの回収収率は、５０重量％以上である。一実施形態では、金属残渣からのニッケルイオンの回収収率は、４８重量％以上である。一実施形態では、金属残渣からのマンガンイオンの回収収率は、３２重量％以上である。一実施形態では、金属残渣からのコバルトイオンの回収収率は、５０～８０重量％である。一実施形態では、金属残渣からのニッケルイオンの回収収率は、４８重量％～７５重量％である。一実施形態では、金属残渣からのマンガンイオンの回収収率は、３２重量％～５１重量％である。

一実施形態では、使用済み電池などの金属残渣の残りの金属とは無関係のコバルトイオン、ニッケルイオンおよびマンガンイオンの回収の選択率は、７５％以上である。

本発明のプロセスは、乳酸コバルト、乳酸ニッケル、乳酸マンガンまたはそれらの混合物の形態の、使用済み電池などの残渣を含む金属から、コバルトイオン、ニッケルイオン、マンガンイオンまたはそれらの混合物を抽出および回収することを可能にする。このようにして得られた回収された乳酸コバルト、乳酸ニッケル、乳酸マンガンまたはそれらの混合物は、例えばインクおよび顔料、触媒および金属めっき仕上げ浴の分野などで直接使用することができる。あるいは、回収された乳酸コバルト、乳酸ニッケル、乳酸マンガンまたはそれらの混合物を、他のコバルト、ニッケルおよび／またはマンガン含有化合物に変換することができる。一実施形態では、本発明のプロセスは、乳酸コバルト、乳酸ニッケル、乳酸マンガンまたはそれらの混合物を、コバルト、ニッケル、マンガンまたはそれらの混合物を含む混合酸化物に変換する追加のステップをさらに含む。典型的には、この変換は焼成ステップを含む。特に、乳酸コバルト、乳酸ニッケル、乳酸マンガンまたはそれらの混合物は、（新しい所望の金属比化学に調整するために）最初に外部のＣｏ、ＮｉまたはＭｎ化合物と、および他のものの中でも必要なリチウムと混合することができ、第２に、このようにして得られた混合物を、このような適切な反応条件下で焼成して、混合酸化物を得る。コバルト、ニッケル、マンガン、またはそれらの混合物とリチウムとの混合物を含む混合酸化物は、新しい電池の作製において活性カソード材料として使用される。一実施形態では、本発明のプロセスは、乳酸コバルト、乳酸ニッケル、乳酸マンガンまたはそれらの混合物を、コバルト、ニッケルおよびマンガン金属に変換する追加のステップをさらに含む。典型的には、この変換は、電着ステップを含む。特に、乳酸コバルト、乳酸ニッケル、乳酸マンガンまたはそれらの混合物がめっきされる。コバルト、ニッケルおよびマンガン金属は、特別な金属合金、磁石、電子機器および触媒として使用される。

上述したように、本発明のプロセスはまた、濾液２および／または濾液３から、コバルト、ニッケルおよびマンガン以外の他の金属、例えば、銅、アルミニウムおよびリチウムを回収することを可能にする。コバルト、ニッケルおよびマンガンの場合のように、これらの追加の金属は金属塩の形態で回収される。特に、リチウムの場合、炭酸リチウムの形態で回収することができる。これらの金属塩は、例えば、インクおよび顔料、触媒および金属めっき仕上げ浴の分野などで直接使用することができる。あるいは、これらの金属塩は、コバルト、ニッケルおよびマンガンについて上に開示されたのと同様のプロセスに従って、金属酸化物などの他の金属含有化合物に変換することができる。さらに、これらの金属塩は、当該技術分野で知られているプロセスに従って金属に変換することもできる。例えば、濾液２および／または濾液３中に存在するリチウムイオンは、炭酸リチウムの形態で回収することができ、これは、医薬品またはセラミック産業から新しいリチウムベースの電池の製造までの広範囲の用途に有用である。

一実施形態では、本発明のプロセスは、バッチプロセス、半連続プロセスおよび連続プロセスからなる群から選択される。一実施形態では、本発明のプロセスは、「バッチプロセス」からなる群から選択される。「バッチプロセス」という用語は、定義された順序で実行されるべき１つまたは複数のステップのシーケンスからなるプロセスを指す。シーケンスの最後に有限量の最終生成物が生成される。別の有限量の最終生成物を生成するために、同じ一連のステップが繰り返される。したがって、出発物質および試薬は、反応処理の開始時または反応処理中に添加されるが、処理の終了時に排出される。一実施形態では、本発明のプロセスは「連続プロセス」である。「連続プロセス」という用語は、処理されている出発物質、試薬および／または流体（媒体）が連続的に動いており、連続処理で化学反応を受けるプロセスを指す。したがって、出発物質および試薬は、全期間にわたってプロセスに出入りする。一実施形態では、本発明のプロセスは「半連続プロセス」である。「半連続プロセス」および「セミバッチプロセス」という用語は同じ意味を有し、互換的に使用される。それらは、上述のカテゴリのいずれにもうまく適合しないプロセスを指す。半連続プロセスでは、出発材料および試薬をプロセスから同時に、しかし離散的な時間にわたって装入および排出することができる。一実施形態では、本発明のプロセスは「連続プロセス」または代替的に「半連続プロセス」であり、プロセスは固体保持システムを含む。それは、固体ケーキおよび／または沈殿固体の連続的もしくは半連続的な濾過を行うことを可能にし、反応器の占有時間を短縮するので、有利である。一実施形態では、本発明のプロセスは「連続プロセス」または代替的に「半連続プロセス」であり、プロセスはデカントゾーン、特に水平なデカントゾーンを含む。デカントゾーンの寸法（すなわち、長さ、直径、．．．）およびデカンティング条件（すなわち、温度、時間、速度流量、．．．）は、出発材料として使用される金属残渣の種類、特に使用済み電池の種類およびそれらの金属組成に従って当業者によって容易に決定することができる。

本明細書および特許請求の範囲全体を通して、「含む，備える」という単語およびその単語の変形は、他の技術的特徴、添加物、構成要素またはステップを排除することを意図するものではない。さらに、「含む，備える」という用語は、「からなる」の場合を包含する。本発明の追加の目的、利点および特徴は、明細書を考察すると当業者に明らかになるか、または本発明の実施によって知ることができる。以下の実施例および図面は、例示のために提供されており、本発明を限定することを意図するものではない。図面に関連し、特許請求の範囲内の括弧内に配置された参照符号は、単に特許請求の範囲の明瞭性を高めることを試みるためのものであり、特許請求の範囲を限定するものと解釈されるべきではない。本発明はさらに、本明細書に記載される特定のおよび好ましい実施形態のすべての可能な組み合わせを網羅する。

一般的な考慮事項

機器および材料
誘導結合プラズマ光学発光分光法（ICP）金属組成物分析は、誘導結合プラズマ光学発光分光法（ICP-OES）の同時測定形分光器、モデルVista-MPX、CCD Simultaneous（Varian Ltd，オーストラリア）を用いて行った。

較正曲線は、１０００ｍｇ／Ｌ CertiPUR（登録商標）（Merck，ドイツ）多元素標準試料（Ａｇ、Ａｌ、Ｂ、Ｂａ、Ｂｉ、Ｃａ、Ｃｄ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｋ、Ｌｉ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｎａ、Ｎｉ、Ｐｂ、Ｓｒ、Ｔｌ、Ｚｎ）の希釈によって水性標準を用いて確立した。

固体試料の消化または水性試料の希釈には、Scharlab（スペイン）から供給された６５％ExpertQ（登録商標）ＨＮＯ₃および３７％ExpertQ（登録商標）ＨＣｌを使用した。

有機組成物は、キャリアとして０．７ｍｌ／分の０．０１Ｎ Ｈ₂ＳＯ₄溶液を使用して、Waters 2414 Refractive Index Detectorを備えたWaters 2695 HPLC、およびプロセス温度５５℃のAminex HPX-87H Column（Bio Rad）を使用してＨＰＬＣにより分析した。

サンプリング
－ＩＣＰ、固体投入材料またはプロセス排出固体生成物による分析のために、異なる材料の代表的なアリコート（０．２～１ｇ）のオープン消化を王水（２１ｍｌのＨＣｌおよび７ｍｌのＨＮＯ₃）中１３０℃で１時間行った。消化した試料を脱イオン水で１００ｍｌまで希釈し、不溶性粒子（すなわち、プラスチック、炭素）を除去するために濾過し、最後にＩＣＰ－ＯＥＳによって評価した。
－液体流を分析するために、各試料０．５ｇの希釈を１Ｍ ＨＣｌ（最大２５ｍｌ）で実施し、その後、試料をＩＣＰ－ＯＥＳによって評価した。浸出および沈殿プロセス中の速度論の進展のために、代表的なサンプルを採取するために５ｇの浸出液（濾過済み）のアリコートの抽出を行い、そこから０．５ｇの試料をＩＣＰ分析のために採取する。

１．コバルト、ニッケルおよびマンガンを回収するプロセス

Ａ）電池

１．１．代替例１

１．１．１．一般的なプロセス

浸出ステップ
Ａ）浸出媒体を、固体および／または液体有機化合物を適切な希釈比で脱イオン水と混合することによって調製した。このようにして得られた浸出媒体を、蒸発を避けるための熱制御およびコイルコンデンサーを備えた５００ｍｌのジャケット付き反応器に入れ、所望の温度に達するまでアンカーインペラーを３００ｒｐｍで回転させた。混合物を同じ撹拌速度に維持し、処理すべき使用済み電池残渣を反応器にゆっくりと投入し、過剰な泡形成を回避した。

得られた混合物を３０分～２４時間維持した。最初の３０分の後、必要に応じて（電池残渣試料の種類、使用する熱的前処理に応じて）、回収率を高めるために、本願に開示された添加剤のうちの１種または複数種を添加することができる。

Ｂ）その後、懸濁液を濾過して、未反応（電池）残渣試料の固体ケーキ１；および乳酸コバルト、乳酸ニッケルおよび乳酸マンガンを含む透明な濾液（濾液１）を得た。

沈殿ステップ
Ｃ）透明な濾液（濾液１）を室温で反応器に移し、沈殿物が得られるまで溶液を３０分～７日間撹拌した。

Ｄ）その後、ステップＣ）で得られた懸濁液を濾過して、乳酸コバルト、乳酸ニッケルおよび乳酸マンガンを含む沈殿物（沈殿物１）および透明な濾液（濾液２）を得た。

濾液２の再生
濾液２は、本明細書の以下の再生プロトコルに従って再生され、任意選択的にステップＡ）において浸出媒体として再使用され得る。

再生プロトコル：
１．溶液中に残存する各有機化合物の量を測定するために、濾液２のＨＰＬＣ分析を行った。沈殿した各モルのＮｉ、ＣｏまたはＭｎは、元の濃度を回復するために投与する必要がある２モルの乳酸を濾液から除去する。

本発明のプロセスで調製される乳酸コバルト、乳酸ニッケルおよび乳酸マンガンの構造は以下のとおりである：

濾液２のｐＨの測定も実施した。以下の式で定義される金属状態（すなわち、アルミニウム）のいくつかの金属の浸出反応に起因して、反応中にプロトンの消費がある。
２Ａｌ（ｓ）＋６Ｈ⁺（ａｑ）→２Ａｌ³⁺（ａｑ）＋３Ｈ２（ｇ）↑

２．溶液中の有機化合物およびｐＨを考慮して、元の浸出混合物を回収するのに必要な有機化合物の量および浸出混合物の元のｐＨを回復するのに必要なプロトンの量を測定した。

３．有機化合物（乳酸および本発明で言及される添加剤の１種または複数種）の量の添加；ステップ２および３で測定した強酸（ＨＣｌなど）の量の添加。

４．ステップ４で得られた再生溶液は、元の溶液と同じ有機組成および同じ初期ｐＨを有するステップＡ）の浸出混合物として使用する準備ができている。

濾液２からの追加の金属の回収
濾液２を適切な金属塩の沈殿を可能にするような反応条件に供して、濾液２から追加の金属を回収することができる。

リチウム回収プロトコル：
Ｎａ₂ＣＯ₃の飽和水溶液を、W.Gaoら，‘‘Lithium Carbonate Recovery from Cathode Scrap of Spent Lithium-Ion Battery:A Closed-Loop Process，’’Environ.Sci.Technol.,2017，vol.51,no.3,pp.1662-1669に記載されているプロセスに従って濾液２に添加し、炭酸リチウムを得た。次いで、得られた炭酸リチウムを反応媒体から単離する。

１．１．２．実施例

実施例１

実施例１を代替例１の一般的なプロセスに従って実施した。

使用済み電池残渣は、以下の組成を有する、機械的プロセス後のポータブル電子デバイス電池の混合物から得られた黒い塊（ＢＭ）（３２．２ｇ）であった：

塩化コリン（１０７ｇ）、乳酸（１３８ｇ）、クエン酸（４２ｇ）および水（１９５ｇ）を混合することによって浸出媒体を調製した。したがって、浸出混合物は、各成分を以下の表に示す割合で含む。

浸出ステップ条件（ステップＡ）：浸出媒体を５５℃の温度に達するまで３００ｒｐｍで回転させた。黒い塊をゆっくりと投入した（１：１５の固体：液体比を有する）。得られた混合物を１時間維持した。その後、乳酸コバルト、乳酸ニッケルおよび乳酸マンガンを含む浸出液を得た。

濾過ステップ条件（ステップＢ）：その後、ステップＡ）で得られた懸濁液を孔径１．６μｍのガラスマイクロファイバーフィルターで濾過して、未反応（電池）残渣を含む固体ケーキ１と、以下の金属濃度（ＩＣＰ－ＯＥＳで分析したｐｐｍで表される）を含む、乳酸コバルト、乳酸ニッケルおよび乳酸マンガンを含む透明濾液１と、を得た：

沈殿ステップ条件（ステップＣ）：透明な濾液を室温で反応器に移し、溶液を４時間撹拌した。その後、乳酸コバルト、乳酸ニッケルおよびマンガンの沈殿物を得た。

分離ステップ条件（ステップＤ）：得られた懸濁液を孔径１．６μｍのガラスマイクロファイバーフィルターで濾過して、透明な濾液２と、以下の金属組成（ＩＣＰ－ＯＥＳによって分析された金属基準％で表される）を含む、乳酸コバルト、乳酸ニッケルおよびマンガンを含む沈殿物１と、を得た：

沈殿物１中に存在する金属によれば、回収収率は次のとおりである：
沈殿物中のコバルトは６２．６％であり、
沈殿物中のニッケルは４７．８％であり、
沈殿物中のマンガンは３２．３％である。

さらに、プロセスの異なる画分におけるコバルト、ニッケルおよびマンガンの質量バランス（重量％）を以下の表に要約する：

したがって、コバルト、ニッケルおよびマンガンの抽出収率は、以下の式によって計算される：
抽出収率＝回収収率（％）＋浸出使用液の質量バランス（％）
したがって、抽出収率は以下のとおりである：
コバルトは８４．３％（６２．６％＋２１．７％）であり、
ニッケルは７２．８％（４７．８％＋２５．０％）であり、
マンガンは８７．３％（３２．３％＋５５．０％）である。

最後に、コバルト、ニッケルまたはマンガンの選択率が以下の式によって計算される：
選択率＝１－［（金属の回収率）／（残りの金属の回収率）］
あるいは、コバルト、ニッケルおよびマンガンの選択率は、以下の式によって計算される：
選択率＝１－［（金属の回収率）／（残りの金属の回収率）］
したがって、残りの金属に対するコバルト、ニッケルおよびマンガンの選択率は７５％である。

濾液２の再生
濾液２は、上記で定義した再生プロトコルに従って再生することができ、次いで、ステップＡ）において浸出媒体として使用することができる。

濾液２からのリチウムイオンの回収
炭酸リチウムの形態のリチウムは、上記で定義したリチウム回収プロトコルに従って濾液２から回収することができる。

実施例２

実施例２を代替例１の一般的なプロセスに従って実施した。

使用済み電池残渣は、以下の組成を有する、機械的プロセス後のポータブル電子デバイス電池の混合物から得られた黒い塊（ＢＭ）（２０．１１ｇ）であった：

塩化コリン（３４．０ｇ）、乳酸（４３．９ｇ）、クエン酸（１３．３ｇ）および水（２５８．５ｇ）を混合することによって浸出媒体を調製した。したがって、浸出混合物は、各成分を以下の表に示す割合で含む。

浸出ステップ条件（ステップＡ）：浸出媒体を５５℃の温度に達するまで３００ｒｐｍで回転させた。黒い塊をゆっくりと投入した（１：１７の固体：液体比を有する）。得られた混合物を３０分間維持した。その後、０．９４ｇのＣｕおよび０．３４ｇのＡｌの金属粉末（Ｓｃｈａｒｌａｂ）の混合物を反応器に投入し、得られた混合物を２．５時間維持した。

濾過ステップ条件（ステップＢ）：その後、ステップＡ）で得られた懸濁液を孔径１．６μｍのガラスマイクロファイバーフィルターで濾過して、未反応（電池）残渣を含む固体ケーキ１と、以下の金属濃度（ＩＣＰ－ＯＥＳで分析したｐｐｍで表される）を含む、乳酸コバルト、乳酸ニッケルおよび乳酸マンガンを含む透明濾液１と、を得た：

沈殿ステップ条件（ステップＣ）：透明な濾液を室温で反応器に移し、溶液を４８時間撹拌した。その後、乳酸コバルト、乳酸ニッケルおよび乳酸マンガンの沈殿物を得た。

分離ステップ条件（ステップＤ）：得られた懸濁液を孔径１．６μｍのガラスマイクロファイバーフィルターで濾過して、透明な濾液２と、以下の金属組成（ＩＣＰ－ＯＥＳによって分析された金属基準％で表される）を含む、乳酸コバルト、乳酸ニッケルおよび乳酸マンガンを含む沈殿物１と、を得た：

沈殿物１中に存在する金属によれば、回収収率は次のとおりである：
沈殿物中のコバルトは５０％であり、
沈殿物中のニッケルは５５％である。

さらに、プロセスの異なる画分におけるコバルトおよびニッケルの質量バランス（重量％）を以下の表に要約する：

したがって、抽出収率は以下のとおりである：
コバルトは９３％（５０％＋４３％）であり、
ニッケルは９４％（５５％＋３９％）である。

濾液２の再生
濾液２は、上記で定義した再生プロトコルに従って再生することができ、次いで、ステップＡ）において浸出媒体として使用することができる。

濾液２からのリチウムイオンの回収
炭酸リチウムの形態のリチウムは、上記で定義したリチウム回収プロトコルに従って濾液２から回収することができる。

実施例３

実施例３を代替例１の一般的なプロセスに従って実施した。

使用済み電池残渣は、以下の組成を有する、軽温熱機械的（light temperature thermo mechanical）プロセス後のポータブル電子デバイス電池の混合物から得られた黒い塊（ＢＭ）（２０．１３ｇ）であった：

塩化コリン（３３．５ｇ）、乳酸（４３．３ｇ）、クエン酸（１３．１ｇ）および水（２５１．５ｇ）を混合することによって浸出媒体を調製した。したがって、浸出混合物は、各成分を以下の表に示す割合で含む。

浸出ステップ条件（ステップＡ）：浸出媒体を５５℃の温度に達するまで３００ｒｐｍで回転させた。黒い塊をゆっくりと投入した（１：１７の固体：液体比を有する）。得られた混合物を３時間維持した。その後、乳酸コバルト、乳酸ニッケルおよび乳酸マンガンを含む浸出液を得た。

濾過ステップ条件（ステップＢ）：その後、ステップＡ）で得られた懸濁液を孔径１．６μｍのガラスマイクロファイバーフィルターで濾過して、未反応（電池）残渣を含む固体ケーキ１と、以下の金属濃度（ＩＣＰ－ＯＥＳで分析したｐｐｍで表される）を含む、乳酸コバルト、乳酸ニッケルおよび乳酸マンガンを含む透明濾液１と、を得た：

沈殿ステップ条件（ステップＣ）：透明な濾液を室温で反応器に移し、溶液を４８時間撹拌した。その後、乳酸コバルト、乳酸ニッケルおよび乳酸マンガンの沈殿物を得た。

分離ステップ条件（ステップＤ）：得られた懸濁液を孔径１．６μｍのガラスマイクロファイバーフィルターで濾過して、透明な濾液２と、以下の金属組成（ＩＣＰ－ＯＥＳによって分析された金属基準％で表される）を含む、乳酸コバルト、乳酸ニッケルおよび乳酸マンガンを含む沈殿物１と、を得た：

沈殿物１中に存在する金属によれば、回収収率は次のとおりである：
沈殿物中のコバルトは５３．５％であり、
沈殿物中のニッケルは５２．２％である。

さらに、プロセスの異なる画分におけるコバルトおよびニッケルの質量バランス（重量％）を以下の表に要約する：

したがって、抽出収率は以下のとおりである：
コバルトは９９．１％（５３．５％＋４５．６％）であり、
ニッケルは９７．５％（５２．２％＋４５．３％）である。

濾液２の再生
濾液２は、上記で定義した再生プロトコルに従うことができ、次いで、ステップＡ）において浸出媒体として使用することができる。

濾液２からのリチウムイオンの回収
炭酸リチウムの形態のリチウムは、上記で定義したリチウム回収プロトコルに従って濾液２から回収することができる。

実施例４

実施例４は、代替例１の一般的なプロセスに従って実施した。

使用済み電池残渣は、以下の組成を有する、機械的プロセス後のポータブル電子デバイス電池の混合物から得られた黒い塊（ＢＭ）（１２．４２ｇ）であった：

浸出媒体は、乳酸（１３０．０ｇ）と水（２３３．０ｇ）とを混合することによって調製した。したがって、浸出混合物は、各成分を以下の表に示す割合で含む。

浸出ステップ条件（ステップＡ）：浸出媒体を５５℃の温度に達するまで２６０ｒｐｍで回転させた。黒い塊をゆっくりと投入した（１：２９の固体：液体比を有する）。得られた混合物を３時間維持した。その後、乳酸コバルト、乳酸ニッケルおよび乳酸マンガンを含む浸出液を得た。

濾過ステップ条件（ステップＢ）：その後、ステップＡ）で得られた懸濁液を孔径１．６μｍのガラスマイクロファイバーフィルターで濾過して、未反応（電池）残渣を含む固体ケーキ１と、以下の金属濃度（ＩＣＰ－ＯＥＳで分析したｐｐｍで表される）を含む、乳酸コバルト、乳酸ニッケルおよび乳酸マンガンを含む透明な濾液１と、を得た：

沈殿ステップ条件（ステップＣ）：透明な濾液を室温で反応器に移し、溶液を２４時間撹拌した。その後、乳酸コバルト、乳酸ニッケルおよび乳酸マンガンの沈殿物を得た。

分離ステップ条件（ステップＤ）：得られた懸濁液を孔径１．６μｍのガラスマイクロファイバーフィルターで濾過して、透明な濾液２と、以下の金属組成（ＩＣＰ－ＯＥＳによって分析された金属基準％で表される）を含む、乳酸コバルト、乳酸ニッケルおよび乳酸マンガンを含む沈殿物１と、を得た：

沈殿物１中に存在する金属によれば、回収収率は次のとおりである：
沈殿物中のコバルトは７１．１％であり、
沈殿物中のニッケルは６８．９％である。

さらに、プロセスの異なる画分におけるコバルトおよびニッケルの質量バランス（重量％）を以下の表に要約する：

したがって、抽出収率は以下のとおりである：
コバルトは９０．１％（７１．１％＋１９．０％）であり
ニッケルは９６．９％（６８．９％＋１８．０％）である。

濾液２の再生
濾液２は、上記で定義した再生プロトコルに従うことができ、次いで、ステップＡ）において浸出媒体として使用することができる。

濾液２からのリチウムイオンの回収
炭酸リチウムの形態のリチウムは、上記で定義したリチウム回収プロトコルに従って濾液２から回収することができる。

１．２．代替例２

１．２．１．一般的なプロセス

浸出ステップ
Ａ）浸出媒体は、固体および／または液体有機化合物を適切な希釈比で脱イオン水と混合することによって調製した。このようにして得られた浸出媒体を、蒸発を避けるための熱制御とコイルコンデンサーを備えた５００ｍｌのジャケット付き反応器に入れ、所望の温度に達するまでアンカーインペラーを３００ｒｐｍで回転させた。混合物を同じ撹拌速度に維持し、処理すべき使用済み電池残渣を反応器にゆっくりと投入し、過剰な泡形成を回避した。

得られた混合物を３０分～２４時間維持した。最初の３０分の後、必要に応じて（電池残渣試料の種類に応じて）、回収率を高めるために、本出願に開示される添加剤のうちの１種または複数種を添加することができる。

沈殿ステップ
Ｅ）その後、得られた混合物を室温まで冷却し、乳酸コバルト、乳酸ニッケル、乳酸マンガンまたはそれらの混合物の沈殿が得られるまで３０分～７日間撹拌を維持した。

Ｆ）その後、ステップＥ）で得られた懸濁液を孔径１．６μｍのガラスマイクロファイバーフィルターで濾過し、乳酸コバルト、乳酸ニッケル、乳酸マンガンまたはそれらの混合物および未反応（電池）残渣試料を含む固体ケーキ２と、元の電池試料中に存在する金属（例えば、Ｃｕ、Ａｌ、ＭｎおよびＦｅ）の大部分を含み、少量の非沈殿ＣｏおよびＮｉを有する透明な濾液３と、を得た。

Ｇ）ステップＦ）で得られた固体ケーキ２を水で洗浄し、未反応（電池）残渣試料を含む固体ケーキ３と、乳酸コバルト、乳酸ニッケル、乳酸マンガンまたはそれらの混合物を含む透明な濾液４と、を得た。

このようにして得られた水性濾液４を８０℃で一晩乾燥させて乾燥させ、乳酸コバルト、乳酸ニッケル、乳酸マンガンまたはそれらの混合物を含む乾燥固体を得ることができる。

濾液３の再生
濾液３は、上記で定義した再生プロトコルに従って再生することができ、次いで、ステップＡ）において浸出媒体として使用することができる。

濾液３からの追加の金属の回収
濾液３を適切な金属塩の沈殿を可能にするような反応条件に供して、濾液３から追加の金属を回収することができる。

濾液３からのリチウムイオンの回収
炭酸リチウムの形態のリチウムは、濾液２について上記で定義したようなリチウム回収プロトコルに従って、ただし濾液２の代わりに濾液３を使用して、濾液３から回収することができる。

１．２．２．実施例

実施例５

実施例５は、代替例２の一般的なプロセスに従って実施した。

使用済み電池残渣は、以下の組成を有する、機械的プロセス後のポータブル電子デバイス電池の混合物から得られた黒い塊（ＢＭ）（４４．４ｇ）であった：

塩化コリン（７４ｇ）、乳酸（９５ｇ）、クエン酸（２９ｇ）および水（２０２ｇ）を混合することによって浸出媒体を調製した。したがって、浸出混合物は、各成分を以下の表に示す割合で含む。

浸出ステップ条件（ステップＡ）：浸出媒体を５５℃の温度に達するまで３００ｒｐｍで回転させた。黒い塊をゆっくりと投入した（１：９の固体：液体比を有する）。得られた混合物を、追加の添加剤を投入せずに５時間維持した。

沈殿ステップ条件（ステップＥ）：その後、反応器の加熱を止めて混合物を冷却し、沈殿物が得られるまで撹拌を０．５時間維持した。得られた懸濁液を濾過し（ステップＦ）、乳酸コバルト、乳酸ニッケルおよび乳酸マンガン化合物ならびに電池残渣の未反応の黒い塊を含む固体ケーキ２と、以下の金属濃度（ｐｐｍで表す）を含む透明な濾液３と、を得た。

固体ケーキ２を１ｌの脱イオン水で洗浄し（ステップＧ）、以下の金属濃度（残渣の重量に対して重量％で表される）を有する、未反応ＢＭを含有する１２．７ｇの固体ケーキ３を得た：

固体ケーキ２中に存在する金属によれば、回収収率は次のとおりである：
コバルトは８０％であり、
ニッケルは７１％であり、
マンガンはＸＸ％である。

さらに、プロセスの異なる画分におけるコバルト、ニッケルおよびマンガンの質量バランス（重量％）を以下の表に要約する：

したがって、抽出収率は以下のとおりである：
コバルトは９９％（８０％＋１９％）であり、
ニッケルは９５％（７１％＋２４％）であり、
マンガンは９９．５％（４８．８％＋５０．７％）である。

また、残りの金属に対するコバルト、ニッケルおよびマンガンの選択率は７６％である。

濾液３の再生
濾液３は、上記で定義した再生プロトコルに従うことができ、次いで、ステップＡ）において浸出媒体として使用することができる。

濾液３からのリチウムイオンの回収
炭酸リチウムの形態のリチウムは、濾液２について上記で定義したようなリチウム回収プロトコルに従って、ただし濾液２の代わりに濾液３を使用して、濾液３から回収することができる。

実施例６

実施例６を、代替例２の一般的なプロセスに従って実施した。

使用済み電池残渣は、以下の組成を有する、機械的プロセス後のポータブル電子デバイス電池の混合物から得られた黒い塊（ＢＭ）（１２．４ｇ）であった：

浸出媒体は、乳酸（１３０．０ｇ）と水（２３３．０ｇ）とを混合することによって調製した。したがって、浸出混合物は、各成分を以下の表に示す割合で含む。

浸出ステップ条件（ステップＡ）：浸出媒体を５５℃の温度に達するまで２４０ｒｐｍで回転させた。黒い塊をゆっくりと投入した（１：９の固体：液体比を有する）。得られた混合物を、追加の添加剤を投入せずに６．７時間維持した。

沈殿ステップ条件（ステップＥ）：その後、反応器の加熱を止めて混合物を冷却し、沈殿物が得られるまで撹拌を２４時間維持した。得られた懸濁液を濾過し（ステップＦ）、乳酸コバルト、乳酸ニッケルおよび乳酸マンガン化合物ならびに電池残渣の未反応の黒い塊を含む固体ケーキ２と、以下の金属濃度（ｐｐｍで表す）を含有する透明な濾液３と、を得た。

固体ケーキ２を１ｌの脱イオン水で洗浄し（ステップＧ）、以下の金属濃度（残渣の重量に対して重量％で表される）を有する、未反応ＢＭを含有する２．８ｇの固体ケーキ３を得た：

固体ケーキ２中に存在する金属によれば、回収収率は次のとおりである：
コバルトは７９．１％であり、
ニッケルは７５．２％であり、
マンガンは４５％である。

さらに、プロセスの異なる画分におけるコバルト、ニッケルおよびマンガンの質量バランス（重量％）を以下の表に要約する：

したがって、抽出収率は以下のとおりである：
コバルトは９８．１％（７９．１％＋１９％）であり、
ニッケルは９３．２％（７５．２％＋１８％）であり、
マンガンは９９％（５４％＋４５％）である。

また、残りの金属に対するコバルト、ニッケルおよびマンガンの選択率は８４％である。

濾液３の再生
濾液３は、上記で定義した再生プロトコルに従うことができ、次いで、ステップＡ）において浸出媒体として使用することができる。

濾液３からのリチウムイオンの回収
炭酸リチウムの形態のリチウムは、濾液２について上記で定義したようなリチウム回収プロトコルに従って、ただし濾液２の代わりに濾液３を使用して、濾液３から回収することができる。

Ｂ）触媒

１．２．代替例１

１．２．１．一般的なプロセス

使用済み溶液の浸出、沈殿および再生のプロセスは、電池について上に開示されたものと同様のプロセスで実行される。

１．２．２．実施例

実施例７

実施例７を、代替例１の一般的なプロセスに従って実施した。

使用済み触媒残渣は、以下の組成を有する、粉砕プロセス（＜２５０μｍ）後のＣｏＭｏ水素化脱硫（ＨＤＳ）触媒（８０．１ｇ）であった：

塩化コリン（３４．２ｇ）、乳酸（４４．１ｇ）、クエン酸（１３．４ｇ）および水（２５７ｇ）を混合することによって浸出媒体を調製した。したがって、浸出混合物は、各成分を以下の表に示す割合で含む。

浸出ステップ条件（ステップＡ）：浸出媒体を５５℃の温度に達するまで３００ｒｐｍで回転させた。触媒粉末材料をゆっくり投入した（１：４．４の固体：液体比を有する）。得られた混合物を３時間維持した。その後、乳酸コバルトと他の不純物金属とを含む浸出液を得た。

濾過ステップ条件（ステップＢ）：その時間の後、ステップＡ）で得られた懸濁液を孔径１．６μｍのガラスマイクロファイバーフィルターで濾過して、未反応（触媒）残渣を含有する固体ケーキ１と、以下の金属濃度（ＩＣＰ－ＯＥＳによって分析されたｐｐｍで表される）を含有する、乳酸コバルトを含む透明な濾液１と、を得た：

上記の金属組成によれば、金属浸出収率（ＩＣＰ－ＯＥＳによって分析された金属基準％で表される）は以下のとおりである：

また、他の主要な含有金属（ＡｌおよびＭｏ）に対するＣｏの浸出の選択率は以下のとおりである：

沈殿ステップは、前の実施例の電池に開示されたのと同じプロセスに従って実施することができる。必要に応じて、沈殿ステップは、浸出液中の乳酸コバルト含有量を増加させ、より高い沈殿速度を促進するために再利用ステップを含むことができる。

引用文献のリスト
W.Gaoら，‘‘Lithium Carbonate Recovery from Cathode Scrap of Spent Lithium-Ion Battery：A Closed-Loop Process，’’Environ.Sci.Technol.，2017，vol.51，no.3，pp.1662-1669。

Claims (16)

1. 金属含有残渣から、コバルト、ニッケル、マンガンおよびそれらの混合物からなる群から選択される１種または複数種の金属イオンを回収するプロセスであって、
   Ａ）乳酸を含む浸出溶液で前記残渣を浸出して、乳酸コバルト、乳酸ニッケル、乳酸マンガンまたはそれらの混合物を含む濾液１と固体ケーキ１とによって形成された浸出混合物を得るステップと、
   Ｂ）ステップＡ）で得られた前記浸出混合物から前記濾液１を分離するステップと、
   Ｃ）ステップＢ）で得られた前記濾液１から、乳酸コバルト、乳酸ニッケル、乳酸マンガンまたはそれらの混合物を沈殿させて、濾液２と、乳酸コバルト、乳酸ニッケル、乳酸マンガンまたはそれらの混合物を含む沈殿物１とによって形成された沈殿混合物を得るステップと、
   Ｄ）ステップＣ）で得られた前記沈殿混合物から、乳酸コバルト、乳酸ニッケル、乳酸マンガンまたはそれらの混合物を含む前記沈殿物１を分離するステップと、
   を含む、あるいは、
   Ａ）乳酸を含む浸出溶液で前記残渣を浸出して、乳酸コバルト、乳酸ニッケル、乳酸マンガンまたはそれらの混合物を含む濾液１と固体ケーキ１とによって形成された浸出混合物を得るステップと、
   Ｅ）ステップＡ）で得られた前記濾液１から、乳酸コバルト、乳酸ニッケル、乳酸マンガンまたはそれらの混合物を沈殿させて、濾液３と、乳酸コバルト、乳酸ニッケル、乳酸マンガンまたはそれらの混合物を含む固体ケーキ２とによって形成された沈殿混合物を得るステップと、
   Ｆ）ステップＥ）で得られた前記沈殿混合物から前記固体ケーキ２を分離するステップと、
   Ｇ）前記固体ケーキ２から、乳酸コバルト、乳酸ニッケル、乳酸マンガンまたはそれらの混合物を分離するステップと、
   を含む、プロセス。
2. 前記残渣が、使用済み電池、金属合金および金属触媒からなる群から選択され、特に電池である、請求項１に記載のプロセス。
3. 前記残渣が、コバルトを含む残渣、ニッケルを含む残渣、マンガンを含む残渣、コバルトおよびニッケルを含む残渣、コバルトおよびマンガンを含む残渣、ニッケルおよびマンガンを含む残渣、ならびにコバルト、ニッケルおよびマンガンを含む残渣から選択される、請求項１または２に記載のプロセス。
4. ステップＤ）で得られた前記濾液２を、ステップＡ）で浸出溶液として使用するか、あるいは、
   ステップＦ）で得られた前記濾液３を、ステップＡ）で浸出溶液として使用する、請求項１から３のいずれか１項に記載のプロセス。
5. ステップＤ）で得られた前記濾液２、ステップＦ）で得られた前記濾液３、ステップＤ）で得られた濾液２の混合物、ステップＦ）で得られた濾液３の混合物またはそれらの混合物をそのような条件下に供して、リチウムイオン、銅イオン、アルミニウムイオンおよびそれらの混合物からなる群から選択される１種または複数種の金属イオンを回収する追加のステップをさらに含む、請求項１から４のいずれか１項に記載のプロセス。
6. 前記残渣が黒い塊の形態である、請求項１から５のいずれか１項に記載のプロセス。
7. 前記浸出溶液が、１種または複数種の有機酸、１種または複数種の還元剤、１種または複数種のプロトン受容体、１種または複数種の溶媒およびそれらの混合物をさらに含む、請求項１から６のいずれか１項に記載のプロセス。
8. 前記浸出溶液が、前記浸出溶液の総重量に対して１０～４０重量％の乳酸を含む、請求項１から７のいずれか１項に記載のプロセス。
9. 前記浸出溶液が、
   －乳酸および水からなるか、あるいは、
   －乳酸、塩化コリン、クエン酸および水を含む、
   請求項１から８のいずれか１項に記載のプロセス。
10. 前記浸出溶液が、
    前記浸出溶液の総重量に対して１０～４０重量％の乳酸と、
    前記浸出溶液の総重量に対して５～３０％の塩化コリンと、
    前記浸出溶液の総重量に対して２～１１重量％のクエン酸と、
    １００重量％になるまでの十分な量の水と、
    を含む、請求項９に記載のプロセス。
11. 前記ステップＡ、ＣおよびＥの各々が２０℃～１００℃の温度で実施される、請求項１から１０のいずれか１項に記載のプロセス。
12. ステップＡにおける前記残渣と前記浸出溶液との間の重量関係が１：５～１：７０である、請求項１から１１のいずれか１項に記載のプロセス。
13. 前記分離ステップＢ）、Ｄ）およびＦ）の各々を、濾過によって実施し、
    前記分離ステップＧ）が、ステップＦ）で得られた前記固体ケーキ２を、水および水と１種または複数種の混和性有機溶媒との混合物から選択される溶媒と混合することによって実施される、
    請求項１から１２のいずれか１項に記載のプロセス。
14. 前記残渣からのコバルトイオンの回収率が５０重量％以上であり、
    前記残渣からのニッケルイオンの回収率が４８重量％以上であり、
    前記残渣からのマンガンイオンの回収率が３２重量％以上である、
    請求項１から１３のいずれか１項に記載のプロセス。
15. 前記コバルトイオンの抽出収率が８０重量％よりも高く、
    前記ニッケルの抽出収率が７３重量％よりも高く、
    前記マンガンの抽出収率が８７重量％よりも高い、
    請求項１から１４のいずれか１項に記載のプロセス。
16. ステップＡ）で得られた結果生じる前記浸出混合物に、還元剤および酸化剤からなる群から選択される１種または複数種の添加剤を添加する追加のステップをさらに含む、請求項１から１５のいずれか１項に記載のプロセス。

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