JP5853585B2 - 有価金属回収方法 - Google Patents
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Description
図1に示すように、この有価金属回収方法は、廃電池前処理工程ST10と、予備酸化工程ST20と、乾式工程S20と、湿式工程S30とからなる。このように、本実施例における有価金属回収方法は乾式工程S20において合金を得て、その後に湿式工程S30によって有価金属元素を分離回収するトータルプロセスである。なお、本発明における廃電池とは、使用済み電池のみならず、工程内の不良品等も含む意味である。また、処理対象に廃電池を含んでいればよく、廃電池以外のその他の金属や樹脂等を適宜加えることを排除するものではない。その場合にはその他の金属や樹脂を含めて本発明の廃電池である。
廃電池前処理工程ST10は、廃電池の爆発防止を目的として行われる。すなわち、廃電池は密閉系であり内部に電解液等を有しているため、このまま乾式の熔融処理を行うと爆発の恐れがあり危険である。このため、何らかの方法でガス抜きのための開孔処理を施す必要がある。これが廃電池前処理工程ST10を行う目的である。
乾式工程S20においては、予備酸化工程ST20で予備酸化処理の行われた廃電池を1450℃以上、好ましくは1650℃以下の温度で熔融して廃電池の熔融物を得る熔融工程ST21をまず行う。熔融工程ST21は従来公知の電気炉等で行うことができる。熔融工程ST21によって、生成される熔融物には、アルミニウム等の酸化物を含有するスラグと、有価金属たるニッケル、コバルト、銅と、有価金属ではない鉄を含む合金とが含まれる。予備酸化工程ST20を行った場合、従来のように熔融工程ST21において熔融した廃電池に酸化処理を行う必要はない。
合金分離工程ST23を経た後、更に得られた合金対して、本発明の特徴的な工程である脱リン工程ST25を行う。リチウムイオン電池においては、有機溶剤に炭酸エチレンや炭酸ジエチル等、リチウム塩としてLiPF6(ヘキサフルオロリン酸リチウム)等が電解質として使用される。このLiPF6中のリンは比較的酸化され易い性質を有するものの、鉄、コバルト、ニッケル等鉄族元素との親和力も比較的高い性質がある。合金中のリンは、乾式処理で得た合金から各元素を金属として回収する後工程の湿式工程での除去が難しく、不純物として処理系内に蓄積するために操業の継続ができなくなる。このため、この脱リン工程ST25で除去する。
乾式工程S20の最後に、合金ショット化工程ST26を行う。この工程において、脱リン工程ST25を経た合金を冷却する際に、粒状物(ショット化合金又は単にショットともいう)とする。
本発明の方法は大量処理に向く乾式工程と少量処理に向く湿式工程を組み合わせた従来にない廃電池のリサイクル方法である。そして、乾式工程を最初に行なうために大量処理が可能である。少なくとも1日あたり1t以上、好ましくは1日あたり10t以上である場合に本発明を好適に使用できる。
ST20 予備酸化工程
S20 乾式工程
ST21 熔融工程
ST22 スラグ分離工程
ST23 合金分離工程
ST24 排ガス処理
ST25 脱リン工程
ST26 合金ショット化工程
S30 湿式工程
ST31 溶解工程
ST32 元素分離工程
Claims (5)
- ニッケルとコバルトを含有するリチウムイオン電池の廃電池から、該ニッケルと該コバルトを含む有価金属を回収する有価金属回収方法であって、
前記廃電池を熔融して熔融物を得る熔融工程と、
前記熔融工程時の前記熔融物に対して、又は、前記熔融工程前の前記廃電池に対して行われ、前記廃電池を酸化処理する酸化工程と、
前記熔融物から、スラグを分離して、有価金属を含む合金を回収するスラグ分離工程と、
前記合金に含有されるリンを分離する脱リン工程と、を備え、
前記脱リン工程は、前記合金に石灰含有物を添加し、次いで、前記合金を酸化する工程である有価金属回収方法。 - 前記石灰含有物が、消石灰、炭酸カルシウム、酸化カルシウムのうちの少なくとも1種類を含むものである請求項1に記載の有価金属回収方法。
- 前記石灰含有物の添加量が、酸化カルシウム質量に換算した場合に、前記合金質量に対して0.1質量%以上8質量%以下の範囲である請求項1又は2のいずれかに記載の有価金属回収方法。
- 前記脱リン工程において、前記石灰含有物を添加する際に、更にフッ化カルシウムを添加する請求項1から3のいずれかに記載の有価金属回収方法。
- 酸化カルシウムに換算した前記石灰含有物の添加量と前記フッ化カルシウムの添加量との比率が、質量%換算の添加量の比率において、40:60から5:95の範囲である請求項4に記載の有価金属回収方法。
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