JP6330949B2 - Method for removing phosphorus and / or fluorine, and method for recovering valuable metals - Google Patents

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Description

本発明は、廃リチウムイオン電池の解体物に含まれる有価金属を回収する際のリン及び/又はフッ素の除去方法、並びに、廃リチウムイオン電池の解体物に含まれる有価金属の回収方法に関する。   The present invention relates to a method for removing phosphorus and / or fluorine when recovering valuable metals contained in a dismantled product of a waste lithium ion battery, and a method for recovering valuable metals contained in a dismantled product of a waste lithium ion battery.

近年、軽量で大出力の二次電池としてリチウムイオン電池が普及している。リチウムイオン電池としては、アルミニウムや鉄等の金属製の外装缶内に、銅箔からなる負極基板に黒鉛等の負極活物質を固着した負極材、アルミニウム箔からなる正極基板にニッケル酸リチウムやコバルト酸リチウム等の正極活物質を固着した正極材、ポリプロピレンの多孔質フィルム等の樹脂フィルム製セパレータ、六フッ化リン酸リチウムを含む電解質、電解液等を封入したものが知られている。   In recent years, lithium ion batteries have become widespread as light-weight and high-power secondary batteries. As a lithium ion battery, a negative electrode material in which a negative electrode active material such as graphite is fixed to a negative electrode substrate made of copper foil in a metal outer can such as aluminum or iron, and a lithium nickel oxide or cobalt on a positive electrode substrate made of aluminum foil Known are positive electrode materials to which a positive electrode active material such as lithium oxide is fixed, separators made of a resin film such as a porous film of polypropylene, an electrolyte containing lithium hexafluorophosphate, an electrolytic solution, and the like.

リチウムイオン電池の主要な用途の一つに、ハイブリッド自動車や電気自動車があり、自動車のライフサイクルと共に、搭載されたリチウムイオン電池も将来廃棄される見込みとなっている。このような使用済みの電池(以下、「廃電池」と称する。)を資源として再利用する提案が多くなされており、廃電池の再利用法として、高温炉で廃電池を全量熔解する乾式処理法や、薬品で廃電池を水溶液に溶解する湿式処理法等が提示されている。   One of the major uses of lithium ion batteries is hybrid vehicles and electric vehicles, and along with the life cycle of the vehicles, the mounted lithium ion batteries are expected to be discarded in the future. Many proposals have been made to reuse such used batteries (hereinafter referred to as “waste batteries”) as resources, and as a method of reusing waste batteries, a dry process in which all waste batteries are melted in a high-temperature furnace. And a wet processing method in which a waste battery is dissolved in an aqueous solution by chemicals are proposed.

乾式処理法では、一般的に低コストで大量処理が可能であるが、回収した有価金属の純度が低いという問題があり、その有価金属をリチウムイオン電池の材料として再利用することはできない。一方、湿式処理法では、高純度の有価金属を回収することが可能であり、資源循環の理想である「廃電池から回収した元素は電池製造へ」が可能とされている。   In general, the dry processing method enables mass processing at low cost, but there is a problem that the purity of the recovered valuable metal is low, and the valuable metal cannot be reused as a material for a lithium ion battery. On the other hand, in the wet processing method, it is possible to recover high-purity valuable metals, and it is possible to “use elements recovered from waste batteries to manufacture batteries”, which is an ideal resource recycling.

湿式処理法の一例として、特許文献1に示す方法が知られている。この方法は、図6の工程図に示すように、廃電池を解体した廃電池解体物をアルコール類又は水で洗浄し、電解質及び電解液を除去する洗浄工程S41と、洗浄した廃電池解体物を硫酸水溶液に浸漬して、正極基板から剥離した正極活物質を固定炭素含有物の存在下において酸性溶液で浸出して浸出液と浸出残渣とを得る浸出工程S42と、得られた浸出液を中和してアルミニウムや銅を含む中和澱物と中和液とを得る中和工程S43と、得られた中和液からニッケルやコバルトを硫化澱物として分離回収し硫化液を得るニッケル・コバルト回収工程S44と、得られた硫化液中のリチウムを溶媒抽出と逆抽出により濃縮した後に、そのリチウムを炭酸リチウムの固体として分離回収するリチウム回収工程S45とを備えている。   As an example of the wet processing method, a method shown in Patent Document 1 is known. As shown in the process diagram of FIG. 6, this method includes a cleaning step S41 in which a waste battery disassembled material disassembled from a waste battery is washed with alcohols or water, and an electrolyte and an electrolytic solution are removed. Leaching step S42 for leaching the positive electrode active material peeled off from the positive electrode substrate with an acidic solution in the presence of fixed carbon-containing material to obtain a leaching solution and a leaching residue, and neutralizing the obtained leaching solution And neutralizing step S43 for obtaining a neutralized starch containing aluminum and copper and a neutralized solution, and nickel / cobalt recovery for separating and recovering nickel and cobalt as sulfided starch from the obtained neutralized solution to obtain a sulfided solution A step S44 and a lithium recovery step S45 for separating and recovering the lithium as a solid of lithium carbonate after concentrating the lithium in the obtained sulfurized solution by solvent extraction and back extraction are provided.

この方法では、中和工程S43における中和処理に替えて硫化処理によりアルミニウムや銅を硫化澱物として除去することや、ニッケル・コバルト回収工程S44における硫化処理に替えて中和処理によりニッケルやコバルトを中和澱物として分離回収することや、リチウム濃度に応じてリチウム回収工程S45を省略することが可能と考えられている。   In this method, it replaces with the neutralization process in neutralization process S43, and aluminum and copper are removed as a sulfurized starch by a sulfurization process, or it replaces with the sulfurization process in nickel / cobalt recovery process S44, and nickel and cobalt by neutralization process. Can be separated and recovered as a neutralized starch and the lithium recovery step S45 can be omitted depending on the lithium concentration.

上述した通り、特許文献1に示す方法では、廃リチウムイオン電池の電解質には六フッ化リン酸リチウム等が含まれており、高純度のニッケルやリチウムを回収するためには、洗浄工程S41における処理能力を高めてリンとフッ素を確実に除去する必要がある。しかしながら、この除去方法では、リンとフッ素を確実に除去するために、洗浄工程S41で発生する洗浄液の浄化を担う排水処理工程S46における処理能力をも引き上げる必要があるため、経済的ではない。   As described above, in the method shown in Patent Document 1, the electrolyte of the waste lithium ion battery contains lithium hexafluorophosphate and the like in the cleaning step S41 in order to recover high-purity nickel and lithium. It is necessary to remove phosphorus and fluorine reliably by increasing the processing capacity. However, this removal method is not economical because it is necessary to increase the treatment capacity in the wastewater treatment step S46, which is responsible for purification of the cleaning liquid generated in the washing step S41, in order to reliably remove phosphorus and fluorine.

また、特許文献1に示す方法においてリンとフッ素を確実に除去するために、洗浄工程S41に替えて加熱工程を設け、廃電池解体物に付着している電解質等を除去する方法も知られている。しかしながら、この除去方法では、リンやフッ素の含有量を低減する目的には向いている一方で、リンやフッ素を完全に除去するには、加熱工程における加熱温度や処理時間を極端に大きくする必要があるため、経済的ではない。   In addition, in order to reliably remove phosphorus and fluorine in the method shown in Patent Document 1, a method is also known in which a heating step is provided in place of the cleaning step S41 to remove the electrolyte and the like adhering to the waste battery disassembly. Yes. However, while this removal method is suitable for the purpose of reducing the content of phosphorus and fluorine, in order to completely remove phosphorus and fluorine, it is necessary to extremely increase the heating temperature and processing time in the heating process. Is not economical.

以上のように、廃電池から有価金属を回収する方法においては、従来から、廃電池中のリンとフッ素を除去する種々の方法が検討されているが、更に低コストでの操業が可能であって、且つ高効率なリンとフッ素の除去方法が切望されている。   As described above, as a method for recovering valuable metals from a waste battery, various methods for removing phosphorus and fluorine in the waste battery have been studied. However, operation at a lower cost is possible. In addition, a highly efficient method for removing phosphorus and fluorine is desired.

ところで、排水処理の技術分野でも、排水中のリンとフッ素の除去方法が検討されている。例えば、特許文献2や特許文献3に示すように、アルミニウムを用いてリンとフッ素を同時に沈澱させる方法が知られており、この方法では、アルミニウムとの沈澱を作るために、アルミニウムイオン源が必要となる。しかしながら、この方法を廃電池の有価金属回収方法に適用すると、浸出液中に高濃度のニッケル等の有価金属が存在するため、アルミニウムを含む沈澱を作る工程で有価金属が沈澱物に取り込まれてしまい、有価金属を選択的に回収することができないという問題がある。   By the way, also in the technical field of wastewater treatment, methods for removing phosphorus and fluorine in wastewater are being studied. For example, as shown in Patent Document 2 and Patent Document 3, a method is known in which phosphorus and fluorine are simultaneously precipitated using aluminum, and this method requires an aluminum ion source in order to form a precipitate with aluminum. It becomes. However, when this method is applied to a method for recovering valuable metals from waste batteries, valuable metals such as nickel are present in the leachate, so valuable metals are taken into the precipitate in the process of forming a precipitate containing aluminum. There is a problem that valuable metals cannot be selectively recovered.

特開2007−122885号公報JP 2007-122885 A 特開2007−190516号公報JP 2007-190516 A 特開2002−018449号公報JP 2002-018449 A

そこで、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、使用済みのリチウムイオン電池やリチウムイオン電池の不良品等(以下、「廃リチウムイオン電池」と称する。)に含まれる有価金属を回収するに際して、リンとフッ素を効率的に固定化することで、排水中に含まれるリンとフッ素の含有量を低減し、更に排水処理におけるリンとフッ素の除去に伴う設備費と運転費を削減し、操業の低コスト化を実現するリン及び/又はフッ素の除去方法を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention has been proposed in view of such circumstances, and is included in used lithium ion batteries, defective products of lithium ion batteries, and the like (hereinafter referred to as “waste lithium ion batteries”). When recovering valuable metals, phosphorus and fluorine are efficiently immobilized to reduce the contents of phosphorus and fluorine contained in the wastewater, and further, equipment costs and operation associated with removal of phosphorus and fluorine in wastewater treatment It is an object of the present invention to provide a method for removing phosphorus and / or fluorine that reduces costs and realizes cost reduction of operation.

また、本発明は、廃リチウムイオン電池に含まれる有価金属を回収するに際して、リンとフッ素を固定化して有価金属を選択的に分離することで、有価金属を効率的に回収して、その回収率を向上させることが可能な有価金属の回収方法を提供することも目的とする。   In addition, when recovering valuable metals contained in waste lithium ion batteries, the present invention recovers valuable metals efficiently by fixing phosphorus and fluorine and selectively separating valuable metals. Another object of the present invention is to provide a valuable metal recovery method capable of improving the rate.

更に、本発明は、廃リチウムイオン電池に含まれる有価金属を回収するに際して、廃液中に含まれるリンとフッ素の含有量の低減と、有価金属の回収率の向上とを両立することが可能な有価金属の回収方法を提供することも目的とする。   Furthermore, when recovering valuable metals contained in waste lithium ion batteries, the present invention can achieve both a reduction in the contents of phosphorus and fluorine contained in the waste liquid and an improvement in the recovery rate of valuable metals. Another object is to provide a method for recovering valuable metals.

本発明者らは、上記従来技術の問題点に鑑み鋭意研究を重ねた。その結果、廃リチウムイオン電池に含まれる有価金属の回収における浸出工程において、浸出液に溶出するアルミニウム量がリン量とフッ素量に比して高くなるように、酸性溶液のpHを所定の範囲に調整し、その後の中和工程において、浸出工程で得られた浸出液のpHを所定の範囲に調整すれば、浸出液中の大部分のリンとフッ素を中和澱物として除去できることを見出した。しかしながら、この除去方法では、得られた中和澱物中に有価金属が含まれており、有価金属も一緒に除去されてしまう。   The inventors of the present invention have made extensive studies in view of the above-mentioned problems of the prior art. As a result, in the leaching process for recovering valuable metals contained in waste lithium ion batteries, the pH of the acidic solution is adjusted to a predetermined range so that the amount of aluminum eluted in the leachate is higher than the amount of phosphorus and the amount of fluorine. In the subsequent neutralization step, it was found that most of phosphorus and fluorine in the leachate can be removed as neutralized starch by adjusting the pH of the leachate obtained in the leach step to a predetermined range. However, in this removal method, valuable metals are contained in the obtained neutralized starch, and valuable metals are also removed together.

そこで、本発明者らは、得られた中和澱物中の有価金属を溶解する再溶解工程を設けることで、中和澱物中のリン及びフッ素と有価金属とをそれぞれ選択的に分離して回収できることを見出し、本発明を完成した。   Therefore, the present inventors selectively separate phosphorus, fluorine and valuable metals in the neutralized starch by providing a re-dissolution step for dissolving the valuable metals in the obtained neutralized starch. The present invention was completed.

即ち、上述した目的を達成するための本発明に係るリン及び/又はフッ素の除去方法は、リチウムイオン電池の負極材及び/又は正極材であってリン及び/又はフッ素が付着した構成部材に含まれる有価金属を回収する際にリン及び/又はフッ素を除去するリン及び/又はフッ素の除去方法において、構成部材に含まれる少なくとも有価金属、アルミニウム、リン及び/又はフッ素が浸出した浸出液を中和して、リン及び/又はフッ素を含むアルミニウムの中和澱物を得る中和工程と、中和澱物に混入した有価金属を、酸性溶液を用いて再溶解して中和澱物から分離する再溶解工程とを有する。   That is, the method for removing phosphorus and / or fluorine according to the present invention for achieving the above-described object is included in a negative electrode material and / or a positive electrode material of a lithium ion battery, and the component member to which phosphorus and / or fluorine is attached. In the phosphorus and / or fluorine removal method for removing phosphorus and / or fluorine when recovering valuable metals, the leachate from which at least the valuable metals, aluminum, phosphorus and / or fluorine contained in the constituent members are leached is neutralized. A neutralization step of obtaining a neutralized starch of aluminum containing phosphorus and / or fluorine, and re-dissolving valuable metals mixed in the neutralized starch from the neutralized starch by re-dissolution using an acidic solution. A dissolution step.

また、上述した目的を達成するための本発明に係る有価金属の回収方法は、リチウムイオン電池の負極材及び/又は正極材であってリン及び/又はフッ素が付着した構成部材に含まれる有価金属を回収する有価金属の回収方法において、構成部材に含まれる少なくとも有価金属、アルミニウム、リン及び/又はフッ素を浸出して浸出液を得る浸出工程と、浸出工程で得られた浸出液を中和して、リン及び/又はフッ素を含むアルミニウムの中和澱物として分離し、有価金属を含む中和液を得る中和工程と、中和澱物に混入した有価金属を、酸性溶液を用いて再溶解して中和澱物から分離し、分離した有価金属を含む再溶解液を得る再溶解工程と、中和液から有価金属を分離回収する回収工程とを有する。   In addition, the method for recovering valuable metals according to the present invention for achieving the above-described object includes a negative metal and / or a positive electrode material of a lithium ion battery, and the valuable metal contained in a component having phosphorus and / or fluorine attached thereto. In the method for recovering valuable metals, the leaching step of leaching at least valuable metals, aluminum, phosphorus and / or fluorine contained in the constituent member to obtain a leachate, and neutralizing the leachate obtained in the leaching step, A neutralization step for obtaining a neutralized solution containing valuable metals by separating as aluminum neutralized starch containing phosphorus and / or fluorine, and re-dissolving the valuable metals mixed in the neutralized starch using an acidic solution. A re-dissolution step for obtaining a re-dissolution solution containing the separated valuable metal and a recovery step for separating and recovering the valuable metal from the neutralized solution.

本発明によれば、リンとフッ素を効率的に固定化し、排水処理を要するリンとフッ素の量を低減することができるので、排水処理設備の規模を縮小することができると共に、排水処理工程で用いる薬剤の量を抑制することができる。その結果、本発明は、設備費と運転費を大幅に削減し、操業の低コスト化を実現することができる。   According to the present invention, phosphorus and fluorine can be efficiently fixed and the amount of phosphorus and fluorine requiring wastewater treatment can be reduced, so that the scale of the wastewater treatment facility can be reduced and the wastewater treatment process can The amount of drug used can be suppressed. As a result, the present invention can greatly reduce the equipment cost and the operating cost, and can realize the cost reduction of the operation.

また、本発明によれば、リンとフッ素を固定化して有価金属を選択的に分離することで、有価金属を効率的に回収して、廃リチウムイオン電池から回収する有価金属の損失を大幅に低減することができる。その結果、本発明は、有価金属の回収率を向上させることができる。   In addition, according to the present invention, by fixing phosphorus and fluorine and selectively separating valuable metals, the valuable metals are efficiently recovered and the loss of valuable metals recovered from the waste lithium ion battery is greatly increased. Can be reduced. As a result, the present invention can improve the recovery rate of valuable metals.

更に、本発明によれば、リンとフッ素を固定化して有価金属を選択的に分離することで、廃液中に含まれるリンとフッ素の含有量の低減と、有価金属の回収率の向上とを両立することができる。   Furthermore, according to the present invention, phosphorus and fluorine are immobilized and valuable metals are selectively separated, thereby reducing the contents of phosphorus and fluorine contained in the waste liquid and improving the recovery rate of valuable metals. It can be compatible.

本発明の実施形態にかかる廃リチウムイオン電池から有価金属を回収するための各工程を示した工程図であり、実施例1における廃リチウムイオン電池から有価金属を回収するための各工程を示した工程図である。It is process drawing which showed each process for collect | recovering valuable metals from the waste lithium ion battery concerning embodiment of this invention, and showed each process for collect | recovering valuable metals from the waste lithium ion battery in Example 1. It is process drawing. 比較例1における廃リチウムイオン電池から有価金属を回収するための各工程を示した工程図である。FIG. 6 is a process diagram showing each process for recovering valuable metals from a waste lithium ion battery in Comparative Example 1. 比較例2における廃リチウムイオン電池から有価金属を回収するための各工程を示した工程図である。It is process drawing which showed each process for collect | recovering valuable metals from the waste lithium ion battery in the comparative example 2. 実施例1、比較例1及び比較例2におけるニッケル回収率と排水処理工程へ送られるリン比率とを示したグラフである。It is the graph which showed the nickel recovery rate in Example 1, the comparative example 1, and the comparative example 2, and the phosphorus ratio sent to a waste water treatment process. 実施例1、比較例1及び比較例2におけるニッケル回収率と排水処理工程へ送られるフッ素比率とを示したグラフである。It is the graph which showed the nickel recovery rate in Example 1, the comparative example 1, and the comparative example 2, and the fluorine ratio sent to a waste water treatment process. 従来の廃リチウムイオン電池から有価金属を回収するための各工程を示した工程図である。It is process drawing which showed each process for collect | recovering valuable metals from the conventional waste lithium ion battery.

以下、本発明にかかるリン及び/又はフッ素の除去方法、並びに、有価金属の回収方法(以下、「本発明」という。)の実施の形態について、図1に示す工程図を参照しながら以下の項目に沿って詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更を加えることは可能である。
1.本発明の概要
2.廃電池解体物の作製工程
3.調合工程
4.浸出工程
5.中和工程
6.再溶解工程
7.ニッケル・コバルト回収工程
8.リチウム回収工程
9.排水処理工程
10.まとめ
Hereinafter, an embodiment of a method for removing phosphorus and / or fluorine and a method for recovering valuable metals (hereinafter referred to as “the present invention”) according to the present invention will be described below with reference to the process diagram shown in FIG. It explains in detail along an item. Note that the present invention is not limited to the following embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
1. 1. Outline of the present invention 2. Production process of waste battery disassembly 3. Formulation process 4. Leaching process Neutralization step 6. 6. Re-dissolution process Nickel / cobalt recovery process 8. Lithium recovery process 9. Wastewater treatment process 10. Summary

[1.本発明の概要]
本発明は、リン及び/又はフッ素の除去方法、並びに、その除去方法を適用した廃リチウムイオン電池に含まれる有価金属を湿式処理法により回収する方法である。より詳細には、リン及び/又はフッ素の除去方法は、廃リチウムイオン電池の解体物に含まれる有価金属を回収するに際し、不要となるリン及び/又はフッ素を除去する方法である。リン及び/又はフッ素の除去方法では、排水処理を要するリンとフッ素を効率的に固定化し、排水処理工程で消費する薬剤の量を低減することができる。
[1. Outline of the present invention]
The present invention is a method for removing phosphorus and / or fluorine, and a method for recovering valuable metals contained in a waste lithium ion battery to which the removal method is applied by a wet treatment method. More specifically, the method for removing phosphorus and / or fluorine is a method for removing unnecessary phosphorus and / or fluorine when recovering valuable metals contained in the dismantled product of the waste lithium ion battery. In the method for removing phosphorus and / or fluorine, phosphorus and fluorine that require wastewater treatment can be efficiently fixed, and the amount of chemicals consumed in the wastewater treatment step can be reduced.

また、有価金属の回収方法は、廃リチウムイオン電池の解体物に含まれる有価金属を回収する方法である。有価金属の回収方法では、上述したリン及び/又はフッ素の除去方法を適用しているので、リンとフッ素を効率的に固定化することができ、有価金属のみを選択的に分離して効率的に回収することができる。   The valuable metal recovery method is a method of recovering valuable metals contained in a dismantled product of a waste lithium ion battery. In the method for recovering valuable metals, since the above-described method for removing phosphorus and / or fluorine is applied, phosphorus and fluorine can be immobilized efficiently, and only valuable metals are selectively separated and efficiently. Can be recovered.

ここで、リチウム電池は、リチウム一次電池やリチウムイオン二次電池を含むものである。例えば、リチウムイオン二次電池の一般的な構成としては、アルミニウムや鉄等の金属製の外装缶内に、銅箔からなる負極基板に黒鉛(グラファイト)等の炭素材である負極活物質を固着した負極材、アルミニウム箔からなる正極基板にニッケル酸リチウム(LiNiO)やコバルト酸リチウム(LiCoO)等のリチウム金属酸化物である正極活物質を固着した正極材、ポリプロピレンの多孔質フィルム等の樹脂フィルム製セパレータ、六フッ化リン酸リチウム(LiPF)等のリチウム塩を含む電解質、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジエチルカーボネート、ジメチルカーボネート、環状炭酸エステル、低級鎖状炭酸エステル、低級脂肪酸エステル等の有機溶媒を含む電解液等を封入したものが知られている。また、リチウム一次電池は、正極に酸化マンガン等を、負極にリチウムを用いている。 Here, the lithium battery includes a lithium primary battery and a lithium ion secondary battery. For example, as a general configuration of a lithium ion secondary battery, a negative electrode active material that is a carbon material such as graphite is fixed to a negative electrode substrate made of copper foil in a metal outer can such as aluminum or iron. Negative electrode material, positive electrode material in which a positive electrode active material which is a lithium metal oxide such as lithium nickelate (LiNiO 2 ) or lithium cobaltate (LiCoO 2 ) is fixed to a positive electrode substrate made of aluminum foil, a porous film of polypropylene, etc. Separator made of resin film, electrolyte containing lithium salt such as lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ), ethylene carbonate, propylene carbonate, diethyl carbonate, dimethyl carbonate, cyclic carbonate, lower chain carbonate, lower fatty acid ester, etc. Known to contain an electrolyte containing an organic solvent. . Further, the lithium primary battery uses manganese oxide or the like for the positive electrode and lithium for the negative electrode.

また、廃リチウムイオン電池とは、使用済み又は品質不良のリチウムイオン電池や、この電池を構成する正極材等の製造工程で生じた不良品である。   Moreover, a waste lithium ion battery is a defective product produced in the manufacturing process of a used or poor quality lithium ion battery or a positive electrode material constituting the battery.

以下より、リン及び/又はフッ素の除去方法を適用した有価金属の回収方法について、図1に示す工程図を参照しながら各工程について詳細に説明する。なお、ここでは、有価金属の回収方法について説明するが、上述の通り、この方法はリン及び/又はフッ素の除去方法を適用しているので、有価金属の回収方法の説明の中にリン及び/又はフッ素の除去方法の説明も含まれる。   Hereinafter, a method for recovering valuable metals to which a method for removing phosphorus and / or fluorine is applied will be described in detail with reference to the process diagram shown in FIG. Here, a method for recovering valuable metals will be described. However, as described above, since this method applies a method for removing phosphorus and / or fluorine, phosphorus and / or fluorine are included in the description of the method for recovering valuable metals. Or the description of the fluorine removal method is also included.

[2.廃電池解体物の作製工程]
まず、有価金属の回収方法では、廃リチウムイオン電池を加熱又は洗浄して、廃リチウムイオン電池に含まれる電解液を除去する。ただし、有価金属の回収方法では、充電された状態の廃リチウムイオン電池を加熱又は洗浄することは危険であるから、加熱又は洗浄に先立って、廃リチウムイオン電池を放電させることにより、無害化しておくことが望ましい。
[2. Process for dismantling waste battery]
First, in the method for recovering valuable metals, the waste lithium ion battery is heated or washed to remove the electrolyte contained in the waste lithium ion battery. However, in the method for recovering valuable metals, it is dangerous to heat or wash the waste lithium ion battery in a charged state. Therefore, prior to heating or washing, the waste lithium ion battery can be made harmless by discharging it. It is desirable to keep it.

廃リチウムイオン電池を加熱して電解液を除去する場合には、廃リチウムイオン電池に含まれる電解液を除去することが可能な温度で加熱すればよく、100℃〜500℃で加熱することが好ましく、特に150℃〜250℃が好ましい。有価金属の回収方法では、この温度領域で廃リチウムイオン電池を加熱することにより、電解液を容易に除去することができる。また、有価金属の回収方法では、電解液を予め除去することで、後工程で電解液が不純物として混入することを防止することができる。   When the waste lithium ion battery is heated to remove the electrolytic solution, it may be heated at a temperature at which the electrolytic solution contained in the waste lithium ion battery can be removed, and may be heated at 100 ° C. to 500 ° C. Particularly preferred is 150 to 250 ° C. In the method for recovering valuable metals, the electrolyte solution can be easily removed by heating the waste lithium ion battery in this temperature range. Further, in the valuable metal recovery method, it is possible to prevent the electrolytic solution from being mixed as an impurity in a subsequent process by removing the electrolytic solution in advance.

なお、有価金属の回収方法では、廃リチウムイオン電池に含まれる電解液を加熱により除去することが、コスト性の観点から好ましい。また、有価金属の回収方法では、廃リチウムイオン電池に含まれる電解液を加熱により除去することで、従来法のように、後述する浸出工程S12の前に、コスト性に乏しい数段の洗浄工程を設ける必要はない。   In the method for recovering valuable metals, it is preferable from the viewpoint of cost to remove the electrolyte contained in the waste lithium ion battery by heating. Further, in the method for recovering valuable metals, by removing the electrolytic solution contained in the waste lithium ion battery by heating, like the conventional method, before the leaching step S12, which will be described later, several stages of cleaning steps with low cost are performed. There is no need to provide.

また、廃リチウムイオン電池を洗浄して電解液を除去する場合には、アルコール類又は水を用いて行う。有価金属の回収方法では、エタノールやメタノール等のアルコール類、又はこれらのアルコール類の混合液を使用することが好ましい。一般的に、カーボネート類は、水に不溶であることが知られているが、電解液として利用されているカーボネート類には、炭酸エチレンが含まれている。炭酸エチレンは、水に任意に溶け、電解液に含まれる他の有機成分も水に多少の溶解度を有しているため、電解液の洗浄は、水でも可能である。   Further, when the waste lithium ion battery is washed to remove the electrolytic solution, alcohol or water is used. In the method for recovering valuable metals, it is preferable to use alcohols such as ethanol and methanol, or a mixture of these alcohols. In general, carbonates are known to be insoluble in water, but carbonates used as an electrolyte include ethylene carbonate. Since ethylene carbonate is arbitrarily dissolved in water, and other organic components contained in the electrolytic solution have some solubility in water, the electrolytic solution can be washed with water.

有価金属の回収方法では、1回の洗浄だけでは電解質を除去するのに不十分である場合には、1回目の洗浄が終了した後に、廃リチウムイオン電池とアルコール類又は水とを分離し、更に新しいアルコール類又は水を加えて、1回目と同様の洗浄操作を複数回繰り返して行うことが好ましい。ただし、有価金属の回収方法では、洗浄回数が多すぎると経済的ではないため、洗浄を10回以下とすることが好ましい。   In the method for recovering valuable metals, if the washing is not enough to remove the electrolyte, the waste lithium ion battery and the alcohol or water are separated after the first washing is completed, It is preferable to add new alcohols or water and repeat the same washing operation as the first time a plurality of times. However, in the method for recovering valuable metals, it is not economical if the number of times of cleaning is too large, and therefore it is preferable that the cleaning be performed 10 times or less.

なお、有価金属の回収方法では、廃リチウムイオン電池に含まれる電解液を洗浄により除去することで、従来法のように、後述する浸出工程S12の前に、コスト性に乏しい数段の洗浄工程を設ける必要はなく、洗浄工程の小規模化を図ることができる。   In the method for recovering valuable metals, the electrolytic solution contained in the waste lithium ion battery is removed by washing, so that several steps of washing steps with low cost are performed before the leaching step S12 described later, as in the conventional method. There is no need to provide a small-scale cleaning process.

次に、有価金属の回収方法では、加熱又は洗浄済みの廃リチウムイオン電池を、破砕機や解砕機等を用いて、負極材、正極材、セパレータ等の構成部材に解体して廃電池解体物を得る。また、有価金属回収方法では、廃リチウムイオン電池の外装缶を切断し、各種構成部材に分解して廃電池解体物を得た後に、例えば、廃電池解体物の1辺が30mm角以下になるように、更に廃電池解体物を切断してもよい。   Next, in the method of recovering valuable metals, the heated or washed waste lithium ion battery is disassembled into constituent members such as a negative electrode material, a positive electrode material, and a separator using a crusher, a crusher, etc. Get. Further, in the valuable metal recovery method, after the outer can of the waste lithium ion battery is cut and disassembled into various components to obtain a waste battery disassembly, for example, one side of the waste battery disassembly becomes 30 mm square or less. Similarly, you may cut | disconnect a waste battery disassembled thing.

有価金属の回収方法では、廃電池解体物を適度な大きさに切断することで、後述する調合工程S11において、廃電池解体物に含まれる所定の元素が所定の割合になるように調合し易くなる。また、有価金属の回収方法では、廃電池解体物に含まれる所定の元素を所定の割合となるように調合することで、排水中に含まれるリンやフッ素の含有量を制御し、排水処理工程S17に供されるリンやフッ素の量を低減することができる。   In the method for recovering valuable metals, it is easy to prepare the predetermined element contained in the waste battery disassembled material at a predetermined ratio in the preparation step S11 described later by cutting the waste battery disassembled material to an appropriate size. Become. Moreover, in the method for recovering valuable metals, the content of phosphorus and fluorine contained in the waste water is controlled by preparing the predetermined elements contained in the dismantled waste battery at a predetermined ratio, and the waste water treatment step The amount of phosphorus and fluorine provided to S17 can be reduced.

なお、有価金属の回収方法では、後述する調合工程S11で調合し易いように、廃リチウムイオン電池から分離解体した正極材を、正極基板からなるアルミニウム箔と、正極活物質であるLiNiO等のリチウム遷移金属混合酸化物とに、更に分離してもよい。即ち、有価金属の回収方法では、廃電池解体物を作製した後も、正極活物質はアルミニウム箔に固着しているが、正極材を酸性溶液中に投入して撹拌することにより、正極活物質とアルミニウム箔とを固体のまま分離することができる。これは、アルミニウム箔が微量溶出することによって、正極活物質がアルミニウム箔から剥離されるためと思われる。 In the method of recovering valuable metals, the positive electrode material separated and disassembled from the waste lithium ion battery is made of aluminum foil made of a positive electrode substrate, LiNiO 2 that is a positive electrode active material, etc. It may be further separated into a lithium transition metal mixed oxide. That is, in the method for recovering valuable metals, the positive electrode active material is fixed to the aluminum foil even after the dismantled waste battery is produced, but the positive electrode active material is put into an acidic solution and stirred to obtain the positive electrode active material. And the aluminum foil can be separated in a solid state. This seems to be because the positive electrode active material is peeled off from the aluminum foil when the aluminum foil is eluted in a small amount.

また、有価金属の回収方法では、得られたアルミニウム箔を、後述する中和工程S13で、アルミニウムイオン源として利用することができる。有価金属の回収方法では、廃電池解体物であるアルミニウム箔を、アルミニウムイオン源として利用することができるので、アルミニウムイオン源として別途アルミニウムを用意する必要がない。   In the valuable metal recovery method, the obtained aluminum foil can be used as an aluminum ion source in the neutralization step S13 described later. In the method for recovering valuable metals, the aluminum foil that is the waste battery disassembly can be used as an aluminum ion source, so that it is not necessary to separately prepare aluminum as the aluminum ion source.

[3.調合工程]
次に、図1に示す通り、有価金属の回収方法では、廃リチウムイオン電池から分離解体した廃電池解体物に含まれる所定の元素が、所定の割合となるように調合することで調合解体物を得る(調合工程S11)。ここで、廃電池解体物に含まれる所定の元素とは、アルミニウム、リン及びフッ素である。即ち、調合解体物とは、廃電池解体物に含まれるアルミニウム、リン及びフッ素が所定の割合になるように選別した、複数の廃電池解体物の集合体を意味する。
[3. Formulation process]
Next, as shown in FIG. 1, in the method for recovering valuable metals, the prepared dismantled product is prepared by preparing the predetermined elements contained in the dismantled waste battery separated and dismantled from the waste lithium ion battery at a predetermined ratio. Is obtained (preparation step S11). Here, the predetermined elements contained in the waste battery disassembly are aluminum, phosphorus, and fluorine. That is, the compounded dismantled product means an assembly of a plurality of dismantled waste battery materials that are selected so that aluminum, phosphorus, and fluorine contained in the waste battery disassembled material have a predetermined ratio.

またここで、調合工程S11におけるアルミニウム、リン及びフッ素の所定の割合とは、リンの物質量がアルミニウムの物質量以下、且つフッ素の物質量がアルミニウムの物質量の6倍以下となる割合のことである。   Here, the predetermined ratio of aluminum, phosphorus and fluorine in the blending step S11 is a ratio in which the amount of phosphorus is not more than the amount of aluminum and the amount of fluorine is not more than 6 times the amount of aluminum. It is.

具体的には、調合工程S11では、調合解体物に含まれるリンの割合を、アルミニウム量100に対し、0〜100の範囲になるように調整することが好ましい。後述する中和工程S13では、リンの沈澱量は下記式(1)で決定され、リン量がアルミニウム量に対し100%を超える場合、即ち、アルミニウムに対してリンが過剰に存在する場合には、過剰のリンについては下記式(1)の反応が矢印の方向に進まず、中和澱物として除去することができないので好ましくない。   Specifically, in the blending step S <b> 11, it is preferable to adjust the ratio of phosphorus contained in the blended product to be in the range of 0 to 100 with respect to the aluminum amount 100. In the neutralization step S13 to be described later, the precipitation amount of phosphorus is determined by the following formula (1). When the phosphorus amount exceeds 100% with respect to the aluminum amount, that is, when phosphorus is excessively present with respect to aluminum. Excess phosphorus is not preferable because the reaction of the following formula (1) does not proceed in the direction of the arrow and cannot be removed as a neutralized starch.

2HPO+Al(SO+6NaOH
→ 2AlPO↓+3NaSO+6HO ・・・(1)
2H 3 PO 4 + Al 2 (SO 4 ) 3 +6 NaOH
→ 2AlPO 4 ↓ + 3Na 2 SO 4 + 6H 2 O (1)

また、調合工程S11では、調合解体物に含まれるフッ素の割合を、アルミニウム量に対し、好ましくは、6倍以下になるように、更に好ましくは、3倍以下になるように調整する。後述する中和工程S13では、フッ素の沈澱量は、下記式(2)で決定され、フッ素量がアルミニウム量に対し3倍を超える場合、又は、ナトリウム濃度が高い反応条件においてフッ素量がアルミニウム量に対し6倍を超える場合、即ち、アルミニウムに対してフッ素が過剰に存在する場合には、下記式(2)の反応が矢印の方向に進まず、フッ素を中和澱物として除去することができないので好ましくない。   In the blending step S11, the proportion of fluorine contained in the blended product is adjusted so that it is preferably 6 times or less, more preferably 3 times or less of the amount of aluminum. In the neutralization step S13, which will be described later, the precipitation amount of fluorine is determined by the following formula (2), and when the fluorine amount exceeds three times the aluminum amount or when the sodium concentration is high under the reaction conditions with high sodium concentration, If the amount of fluorine exceeds 6 times that of aluminum, that is, if fluorine exists excessively relative to aluminum, the reaction of the following formula (2) does not proceed in the direction of the arrow, and fluorine can be removed as a neutralized starch. It is not preferable because it cannot be done.

2xHF+Al(SO+2xNaOH
→ 2Na(x−3)AlF↓+3NaSO+2xHO ・・・(2)
(ただし、式(2)中のxは、3≦x≦6である。)
2 × HF + Al 2 (SO 4 ) 3 + 2 × NaOH
→ 2Na (x-3) AlF x ↓ + 3Na 2 SO 4 + 2xH 2 O (2)
(However, x in the formula (2) is 3 ≦ x ≦ 6.)

なお、調合工程S11では、上記式(2)におけるxが3未満(x<3)の場合には、フッ素は、上記式(2)の反応式に従ってほぼ全量消費される。   In the blending step S11, when x in the above formula (2) is less than 3 (x <3), almost all of the fluorine is consumed according to the reaction formula of the above formula (2).

調合工程S11では、廃電池解体物に含まれるアルミニウム、リン及びフッ素の割合を、リンの物質量がアルミニウムの物質量以下、且つフッ素の物質量がアルミニウムの物質量の6倍以下となるように調合し、調合解体物を得る。   In the blending step S11, the ratio of aluminum, phosphorus and fluorine contained in the dismantled waste battery is set so that the amount of phosphorus is not more than the amount of aluminum and the amount of fluorine is not more than 6 times the amount of aluminum. Blend to obtain a blended product.

しかしながら、回収した廃リチウムイオン電池は、その銘柄、荷姿、使用状態等によって、品質に差があるため、廃電池解体物の作製条件を一定に保つことが難しい。また、廃電池解体物は、それに含まれる元素やその含有量も構成部材によって異なるので、調合解体物を作製するのに際し、予め廃電池解体物に含まれるアルミニウム、リン及びフッ素の含有量を測定しておく必要がある。   However, since the recovered waste lithium ion batteries have different quality depending on the brand, packing, use condition, etc., it is difficult to keep the production conditions for dismantling the waste batteries constant. In addition, since the elements and their contents contained in the waste battery disassembly vary depending on the components, the contents of aluminum, phosphorus and fluorine contained in the waste battery disassembly are measured in advance when preparing the preparation disassembly. It is necessary to keep it.

そこで、調合工程S11では、廃リチウムイオン電池を破砕機や解砕機等を用いて粉砕して得た廃電池解体物を用い、その廃電池解体物の組成をロット毎に分析する。そして、調合工程S11では、得られた分析結果に基づいて、アルミニウム、リン及びフッ素が所定の割合になるように、調合解体物を作製することができる。   Therefore, in the blending step S11, a waste battery disassembled material obtained by pulverizing a waste lithium ion battery using a crusher, a crusher or the like is used, and the composition of the waste battery disassembled material is analyzed for each lot. In the blending step S11, a blended and disassembled product can be produced based on the obtained analysis result so that aluminum, phosphorus and fluorine are in a predetermined ratio.

ただし、廃電池解体物から直接分析することは非常に困難であるので、調合工程S11では、廃電池解体物を酸性溶液に浸漬して得られた浸出液の組成をロット毎に分析し、得られた分析結果に基づいて、アルミニウム、リン及びフッ素が所定の割合になるように、調合解体物を作製することが好ましい。   However, since it is very difficult to analyze directly from the waste battery disassembly, in the blending step S11, the composition of the leachate obtained by immersing the waste battery disassembly in an acidic solution is analyzed for each lot. On the basis of the analysis results obtained, it is preferable to prepare the prepared and disassembled product so that aluminum, phosphorus and fluorine are in a predetermined ratio.

調合工程S11においては、アルミニウム、リン及びフッ素が所定の割合になるように、調合解体物を作製することにより、後工程において、不要なリンやフッ素を効率的に除去し、これらの除去量を制御することができる。また、調合工程S11においては、アルミニウム、リン及びフッ素が所定の割合になるように調合解体物を作製することにより、不要なリンやフッ素をアルミニウムの沈澱物として確実に除去することで、リチウム、ニッケル、コバルト等の有価金属だけを選択的に回収することができる。   In the blending step S11, by preparing a disassembled product so that aluminum, phosphorus and fluorine are in a predetermined ratio, unnecessary phosphorus and fluorine are efficiently removed in the subsequent step, and the amount of these removals is reduced. Can be controlled. Moreover, in the preparation step S11, lithium, fluorine and fluorine are reliably removed as aluminum precipitates by preparing a preparation and disassembly so that aluminum, phosphorus and fluorine are in a predetermined ratio. Only valuable metals such as nickel and cobalt can be selectively recovered.

なお、廃電池解体物に含まれるアルミニウムは、正極基板であるアルミニウム箔に由来するものであり、廃電池解体物に含まれるリンやフッ素は、正極活物質であるニッケル酸リチウムやコバルト酸リチウム等に由来するものである。調合工程S11では、アルミニウム箔を、アルミニウムイオン源として利用することができるので、アルミニウムイオン源として別途アルミニウムを用意する必要がない。   The aluminum contained in the waste battery disassembly is derived from the aluminum foil that is the positive electrode substrate, and the phosphorus and fluorine contained in the waste battery disassembly are lithium nickel oxide and lithium cobaltate that are the positive electrode active materials. It is derived from. In the blending step S11, since the aluminum foil can be used as an aluminum ion source, it is not necessary to separately prepare aluminum as the aluminum ion source.

[4.浸出工程]
次に、図1に示す通り、有価金属の回収方法では、調合工程S11で得られた調合解体物を酸性溶液に浸漬して、浸出液と浸出残渣とを得る(浸出工程S12)。具体的に、この浸出反応は、以下の反応式(3)に示すようにして進行する。なお、ここでは、正極活物質をLiNiOとして示すが、これに限られるものではない。
[4. Leaching process]
Next, as shown in FIG. 1, in the valuable metal recovery method, the blended and dismantled product obtained in the blending step S11 is immersed in an acidic solution to obtain a leachate and a leach residue (leaching step S12). Specifically, this leaching reaction proceeds as shown in the following reaction formula (3). Here, the positive electrode active material is shown as LiNiO 2 , but is not limited thereto.

6LiNiO+2Al+12HSO
→3LiSO+6NiSO+Al(SO+12HO ・・・(3)
6LiNiO 2 + 2Al + 12H 2 SO 4
→ 3Li 2 SO 4 + 6NiSO 4 + Al 2 (SO 4 ) 3 + 12H 2 O (3)

浸出工程S12では、この浸出反応が完了した後に固液分離する。また、浸出工程S12では、浸出液にはリチウムやニッケル、正極活物質の組成によってコバルト等の有価金属、アルミニウム、他には少量の不純物元素として、銅、リン、フッ素等が浸出される。浸出工程S12においては、分離された液体成分が、有価金属や不純物が含まれる浸出液であり、固体成分が、銅、炭素、樹脂等の不純物が含まれる浸出残渣である。   In the leaching step S12, solid-liquid separation is performed after the leaching reaction is completed. In the leaching step S12, lithium, nickel, valuable metals such as cobalt, aluminum, and a small amount of impurity elements such as copper, phosphorus, and fluorine are leached into the leaching solution depending on the composition of the positive electrode active material. In the leaching step S12, the separated liquid component is a leaching solution containing valuable metals and impurities, and the solid component is a leaching residue containing impurities such as copper, carbon, and resin.

ここで、浸出工程S12で利用される酸性溶液としては、硫酸、硝酸、塩酸等の鉱酸のほか、有機酸等も使用可能である。浸出工程S12では、コスト面、作業環境面、及び、後工程で浸出液から更に有価金属を回収することを考慮すると、工業的には硫酸を使用することが好ましい。   Here, as the acidic solution used in the leaching step S12, organic acids can be used in addition to mineral acids such as sulfuric acid, nitric acid, and hydrochloric acid. In the leaching step S12, it is preferable to use sulfuric acid industrially in consideration of cost, work environment, and further recovery of valuable metals from the leaching solution in the subsequent step.

浸出工程S12では、酸性溶液中で調合解体物が流動できる程度に、酸性溶液の使用量を適宜調整することが好ましい。そのために、浸出工程S12では、酸性溶液の一部として、水又は後述する再溶解工程S14で得られた再溶解液を用いてもよい。浸出工程S12では、有価金属を含む再溶解液を用いることで、回収し損ねた有価金属を、浸出工程S12で得られた浸出液に添加する効果があり、後工程のニッケル・コバルト回収工程S15で回収することができる。   In the leaching step S12, it is preferable to appropriately adjust the usage amount of the acidic solution to such an extent that the prepared and disassembled product can flow in the acidic solution. Therefore, in the leaching step S12, water or the redissolved solution obtained in the redissolving step S14 described later may be used as part of the acidic solution. In the leaching step S12, by using a re-dissolved liquid containing valuable metals, there is an effect of adding valuable metals that have not been recovered to the leachate obtained in the leaching step S12. In the subsequent nickel / cobalt recovery step S15, It can be recovered.

浸出工程S12で使用する酸性溶液のpHは、少なくとも2.0以下とすることが好ましく、反応性を考慮するとpH0.5〜pH1.5に制御することが更に好ましい。浸出工程S12では、調合解体物の溶解反応が進むにつれてpHが上昇するので、反応中にも酸性溶液を補加して、pHを0.5〜1.5に保持することが好ましい。   The pH of the acidic solution used in the leaching step S12 is preferably at least 2.0 or less, and more preferably controlled to pH 0.5 to pH 1.5 in consideration of reactivity. In the leaching step S12, the pH increases as the dissolution reaction of the prepared and disassembled product proceeds. Therefore, it is preferable to supplement the acidic solution during the reaction and maintain the pH at 0.5 to 1.5.

また、浸出工程S12では、調合解体物を酸性溶液に浸漬することにより、正極材から剥離した正極基板由来のアルミニウム箔が、浸出液中にアルミニウムイオンとして溶出している。浸出工程S12では、外部からアルミニウムを補充することなく、このアルミニウムイオンを、後述する中和工程S13でアルミニウムイオン源として利用することができる。   In the leaching step S12, the aluminum foil derived from the positive electrode substrate peeled off from the positive electrode material is eluted as aluminum ions in the leaching solution by immersing the prepared and disassembled product in an acidic solution. In the leaching step S12, this aluminum ion can be used as an aluminum ion source in the neutralization step S13 described later without supplementing aluminum from the outside.

なお、浸出工程S12では、得られた浸出液を分析し、浸出液に含まれるアルミニウム、リン及びフッ素の割合が、リンの物質量がアルミニウムの物質量以下、且つフッ素の物質量がアルミニウムの物質量の6倍以下となっているか確認してもよい。浸出工程S12では、その分析結果に基づき、浸出液中のリンの物質量がアルミニウムの物質量以下、且つフッ素の物質量がアルミニウムの物質量の6倍以下となるように、後述する中和工程S13で用いる浸出液の液量を増減したり、他の浸出液と混合したりして、適宜調整してもよい。   In the leaching step S12, the obtained leachate is analyzed, and the ratio of aluminum, phosphorus and fluorine contained in the leachate is such that the amount of phosphorus is less than the amount of aluminum and the amount of fluorine is the amount of aluminum. You may confirm whether it is 6 times or less. In the leaching step S12, based on the analysis result, a neutralization step S13 described later is performed so that the amount of phosphorus in the leachate is less than the amount of aluminum and the amount of fluorine is less than 6 times the amount of aluminum. The amount of the leachate used in the above may be adjusted as appropriate by increasing or decreasing the amount of the leachate or mixing with other leachate.

[5.中和工程]
次に、図1に示す通り、有価金属の回収方法では、浸出工程S12で得られた浸出液に中和剤を添加して中和し、不要なリンやフッ素を中和澱物として分離除去して中和液を得る(中和工程S13)。より詳細には、中和工程S13では、浸出液に中和剤を添加すると、浸出液中に、リンやフッ素を含んだアルミニウムや銅の沈澱物が形成され、その沈澱物の形成が完了した後に固液分離する。中和工程S13においては、分離された液体成分が、リチウム、ニッケル、コバルト等の有価金属が含まれる中和液であり、固体成分が、リンやフッ素を含んだアルミニウムや銅の中和澱物である。詳細は後述するが、中和工程S13では、中和澱物として、アルミニウムとリンを含む沈澱物、アルミニウムとフッ素を含む沈澱物、銅を含む沈澱物等が得られる。
[5. Neutralization process]
Next, as shown in FIG. 1, in the valuable metal recovery method, a neutralizing agent is added to the leachate obtained in the leaching step S12 to neutralize it, and unnecessary phosphorus and fluorine are separated and removed as neutralized starch. To obtain a neutralized solution (neutralization step S13). More specifically, in the neutralization step S13, when a neutralizing agent is added to the leachate, precipitates of aluminum and copper containing phosphorus and fluorine are formed in the leachate, and after the formation of the precipitates is completed, the solids are formed. Separate the liquid. In the neutralization step S13, the separated liquid component is a neutralized solution containing valuable metals such as lithium, nickel, cobalt, and the solid component is a neutralized starch of aluminum or copper containing phosphorus or fluorine. It is. Although details will be described later, in the neutralization step S13, a precipitate containing aluminum and phosphorus, a precipitate containing aluminum and fluorine, a precipitate containing copper, and the like are obtained as the neutralized starch.

ただし、中和工程S13では、中和澱物には、少量のリチウム、ニッケル、コバルト等の有価金属が混入されてしまうため、後述する再溶解工程S14で有価金属を再度溶解し、得られた再溶解液を浸出工程S12において用いることで、確実に有価金属を回収することができる。   However, in the neutralization step S13, since a small amount of valuable metals such as lithium, nickel, cobalt and the like is mixed in the neutralized starch, the valuable metals were obtained by re-dissolving in the re-dissolution step S14 described later. By using the re-dissolved liquid in the leaching step S12, valuable metals can be reliably recovered.

なお、中和液又は中和澱物に含まれる有価金属は、正極活物質に由来し、中和澱物に含まれるアルミニウムは正極基板であるアルミニウム箔、銅は負極基板、リン及びフッ素は電解質にそれぞれ由来する。また、中和工程S13では、中和澱物を生成するのに必要なアルミニウムイオン源として、浸出工程S12で浸出液中に浸出したアルミニウム箔由来のアルミニウムイオンを利用することができるので、アルミニウムイオン源として別途アルミニウムを用意する必要がない。   The valuable metal contained in the neutralized solution or neutralized starch is derived from the positive electrode active material, aluminum contained in the neutralized starch is an aluminum foil as a positive electrode substrate, copper is a negative electrode substrate, phosphorus and fluorine are electrolytes. Derived from each. Further, in the neutralization step S13, the aluminum ion source derived from the aluminum foil leached in the leaching solution in the leaching step S12 can be used as the aluminum ion source necessary for producing the neutralized starch. There is no need to prepare aluminum separately.

また、中和工程S13では、ソーダ灰、消石灰、水酸化ナトリウム等の一般的な中和剤を用いることができ、これらの中和剤は安価で取り扱いも容易である。   Moreover, in neutralization process S13, common neutralizing agents, such as soda ash, slaked lime, sodium hydroxide, can be used, These neutralizing agents are cheap and easy to handle.

中和工程S13では、中和剤の添加により、浸出工程S12で得られた浸出液をpH3.0〜pH5.5へ調整することが好ましい。中和工程S13では、この浸出液のpHを、中和剤で3.0〜5.5に調整することにより、不要なリンやフッ素を中和澱物として分離回収することができる。   In the neutralization step S13, the leachate obtained in the leaching step S12 is preferably adjusted to pH 3.0 to pH 5.5 by adding a neutralizing agent. In the neutralization step S13, unnecessary phosphorus and fluorine can be separated and recovered as neutralized starch by adjusting the pH of the leachate to 3.0 to 5.5 with a neutralizing agent.

例えば、アルミニウムとリンやフッ素とを含む中和澱物の生成においては、以下に示すような反応が生じる。即ち、中和工程S13では、下記式(4)から下記式(6)に示す反応が生じ、水酸化アルミニウムが沈澱すると同時に、リンとフッ素もアルミニウム塩として沈澱する。   For example, in the production of neutralized starch containing aluminum and phosphorus or fluorine, the following reaction occurs. That is, in the neutralization step S13, the reaction represented by the following formula (4) to the following formula (6) occurs, and at the same time, aluminum hydroxide is precipitated, and phosphorus and fluorine are also precipitated as an aluminum salt.

Al(SO+6NaOH
→ 2Al(OH)↓+3NaSO ・・・(4)
2HPO+Al(SO+6NaOH
→ 2AlPO↓+3NaSO+6HO ・・・(5)
2xHF+Al(SO+2xNaOH
→ 2Na(x−3)AlF↓+3NaSO+2xHO ・・・(6)
(ただし、式(6)中のxは、3≦x≦6である。)
Al 2 (SO 4 ) 3 + 6NaOH
→ 2Al (OH) 3 ↓ + 3Na 2 SO 4 (4)
2H 3 PO 4 + Al 2 (SO 4 ) 3 +6 NaOH
→ 2AlPO 4 ↓ + 3Na 2 SO 4 + 6H 2 O (5)
2 × HF + Al 2 (SO 4 ) 3 + 2 × NaOH
→ 2Na (x-3) AlF x ↓ + 3Na 2 SO 4 + 2xH 2 O (6)
(However, x in the formula (6) is 3 ≦ x ≦ 6.)

中和工程S13では、中和剤の添加により浸出液のpHを3.0以上とすることで、アルミニウムと共にリン及びフッ素を沈澱させることができるが、浸出液のpHが3.0未満になると、アルミニウムと共にリン及びフッ素を中和澱物として分離回収することができない。また、中和工程S13では、浸出液のpHを5.5以下とすることで、リチウム、ニッケル、コバルト等の有価金属の沈澱を抑えることができるが、浸出液のpHが5.5を超えると、有価金属が同時に沈澱して、中和澱物中に含有されるため好ましくない。   In the neutralization step S13, it is possible to precipitate phosphorus and fluorine together with aluminum by setting the pH of the leachate to 3.0 or more by adding a neutralizing agent, but when the pH of the leachate becomes less than 3.0, aluminum At the same time, phosphorus and fluorine cannot be separated and recovered as neutralized starch. In addition, in the neutralization step S13, the pH of the leachate can be set to 5.5 or less, so that precipitation of valuable metals such as lithium, nickel, cobalt and the like can be suppressed, but when the pH of the leachate exceeds 5.5, Since valuable metals precipitate simultaneously and are contained in the neutralized starch, it is not preferable.

中和工程S13における中和澱物は、アルミニウムが主な成分であり、共沈効果がある。pH5.5では、本来沈澱しない有価金属も少量沈澱してしまうため、このロスを小さくするためには、有価金属の回収工程(後述する再溶解工程S14)の追加が有効である。   The neutralized starch in the neutralization step S13 is mainly composed of aluminum and has a coprecipitation effect. At pH 5.5, valuable metals that are not originally precipitated also precipitate in small amounts. Therefore, in order to reduce this loss, it is effective to add a valuable metal recovery step (remelting step S14 described later).

[6.再溶解工程]
次に、図1に示す通り、有価金属の回収方法では、中和工程S13で得られた中和澱物に酸性溶液を添加し、中和澱物に混入していたニッケル、コバルト等の有価金属を選択的に再溶解液として分離回収して、不要成分を含む再溶解残渣を得る(再溶解工程S14)。再溶解工程S14では、具体的な有価金属の酸性溶液への溶解反応は、以下の式(7)に示すようにして進行する。
[6. Remelting process]
Next, as shown in FIG. 1, in the method for recovering valuable metals, an acidic solution is added to the neutralized starch obtained in the neutralization step S13, and valuable metals such as nickel and cobalt mixed in the neutralized starch are obtained. The metal is selectively separated and recovered as a re-dissolved liquid to obtain a re-dissolved residue containing unnecessary components (re-dissolving step S14). In the re-dissolution process S14, the dissolution reaction of a specific valuable metal in an acidic solution proceeds as shown in the following formula (7).

Ni(OH)+HSO → NiSO+2HO ・・・(7) Ni (OH) 2 + H 2 SO 4 → NiSO 4 + 2H 2 O (7)

ここで、再溶解工程S14で利用される酸性溶液としては、硫酸、硝酸、塩酸等の鉱酸のほか、有機酸等が挙げられる。再溶解工程S14では、コスト面や作業環境面等を考慮すると、工業的には硫酸を使用することが好ましい。   Here, examples of the acidic solution used in the redissolving step S14 include organic acids in addition to mineral acids such as sulfuric acid, nitric acid, and hydrochloric acid. In the re-dissolution step S14, it is preferable to use sulfuric acid industrially in consideration of cost, work environment, and the like.

より詳細には、再溶解工程S14では、中和澱物に酸性溶液を添加すると、酸性溶液中に、ニッケル、コバルト等の有価金属が溶解するので、その後に固液分離する。再溶解工程S14においては、分離された液体成分が、有価金属の含まれる再溶解液であり、固体成分が、アルミニウム、銅、リン、フッ素等の含まれる再溶解残渣である。従って、再溶解工程S14では、リチウム、ニッケル、コバルト等の有価金属を含まずに、中和澱物中のリン及びフッ素の大部分を、再溶解残渣として除去することができる。   More specifically, in the re-dissolution step S14, when an acidic solution is added to the neutralized starch, valuable metals such as nickel and cobalt are dissolved in the acidic solution, and thereafter, solid-liquid separation is performed. In the re-dissolution step S14, the separated liquid component is a re-dissolution liquid containing valuable metals, and the solid component is a re-dissolution residue containing aluminum, copper, phosphorus, fluorine and the like. Therefore, in the re-dissolution step S14, most of phosphorus and fluorine in the neutralized starch can be removed as a re-dissolution residue without containing valuable metals such as lithium, nickel and cobalt.

再溶解工程S14では、再溶解液のpHが2.0〜5.0の範囲に保たれるように、中和澱物と酸性溶液の混合比率を、適宜調整することが望ましい。これは、再溶解液のpHが2.0未満の場合は、中和澱物、例えばアルミニウム沈澱の多くが再溶解してしまい、pHが5.0を超える場合は、再回収される有価金属の量が極端に少なくなるためである。   In the redissolving step S14, it is desirable to appropriately adjust the mixing ratio of the neutralized starch and the acidic solution so that the pH of the redissolved solution is maintained in the range of 2.0 to 5.0. This is because when the pH of the redissolved solution is less than 2.0, most of the neutralized starch, for example, aluminum precipitate, is redissolved. This is because the amount of is extremely reduced.

また、再溶解工程S14では、中和澱物の周囲に極端な低pH領域が形成されるのを避けることが望ましい。具体的には、pH2.0〜pH5.0の再溶解液に中和澱物を投入し、「中和澱物を沈降させ、酸を上から滴下し、添加位置にある再溶解液のpHが2.0〜5.0になってから撹拌する」操作を繰り返して、撹拌してもpHが2.0〜5.0で変動しなくなった時点で終了する。   In the redissolving step S14, it is desirable to avoid the formation of an extremely low pH region around the neutralized starch. Specifically, the neutralized starch was added to the re-dissolved solution of pH 2.0 to pH 5.0, and “the pH of the re-dissolved solution at the addition position was set by dropping the neutralized starch and dropping the acid from above. When the pH is no longer fluctuated from 2.0 to 5.0 even after stirring, the operation is terminated.

また、有価金属の回収方法では、得られた再溶解液を浸出工程S12の酸性溶液として利用し、中和工程S13における有価金属回収ロスの低減操作を、適宜繰り返して行うことができる。   Further, in the valuable metal recovery method, the obtained redissolved solution is used as an acidic solution in the leaching step S12, and the operation of reducing the valuable metal recovery loss in the neutralization step S13 can be repeated as appropriate.

このように、再溶解工程S14では、酸性溶液中に、リチウム、ニッケル、コバルト等の有価金属を浸出させて再溶解液を得て、その再溶解液を浸出工程S12で用いることで、中和工程S13で回収できなかった、即ち、中和澱物として除去されていた有価金属を、確実に回収することができる。また、再溶解液中に含まれる有価金属は低濃度であるので、浸出工程S12で用いたとしても有価金属濃度が飽和する恐れがない。このことから、他の回収処理を施すことなく、有価金属を効率的に回収することができる。   In this way, in the re-dissolution step S14, valuable metals such as lithium, nickel, and cobalt are leached into the acidic solution to obtain a re-dissolution solution, and the re-dissolution solution is used in the leaching step S12. Valuable metals that could not be recovered in step S13, that is, removed as neutralized starch can be reliably recovered. In addition, since the valuable metal contained in the redissolved solution has a low concentration, there is no possibility that the valuable metal concentration will be saturated even if used in the leaching step S12. Thus, valuable metals can be efficiently recovered without performing other recovery processes.

[7.ニッケル・コバルト回収工程]
次に、図1に示す通り、有価金属の回収方法では、中和工程S13で得られた中和液から硫化澱物として分離回収して硫化液を得る(ニッケル・コバルト回収工程S15)。より詳細には、ニッケル・コバルト回収工程S15では、中和工程S13で得られた中和液に、硫化剤を添加しながら更に中和剤を添加し、そのpHを2.0〜4.0に調整して、ニッケルやコバルトを含む硫化澱物、及びリチウムを含む硫化液を得る。
[7. Nickel / cobalt recovery process]
Next, as shown in FIG. 1, in the valuable metal recovery method, the sulfide liquid is separated and recovered from the neutralized liquid obtained in the neutralization step S13 to obtain a sulfide liquid (nickel / cobalt recovery step S15). More specifically, in the nickel / cobalt recovery step S15, a neutralizing agent is further added to the neutralizing solution obtained in the neutralizing step S13 while adding a sulfurizing agent, and the pH is adjusted to 2.0 to 4.0. To obtain a sulfurized starch containing nickel and cobalt and a sulfurized liquid containing lithium.

ここで、ニッケル・コバルト回収工程S15では、硫化水素や水硫化ナトリウム(硫化水素ナトリウム)等の硫化剤を使用することができ、また、中和工程S13と同様にして、ソーダ灰、消石灰、水酸化ナトリウム等の一般的な中和剤を用いることができる。   Here, in the nickel / cobalt recovery step S15, a sulfurizing agent such as hydrogen sulfide or sodium hydrosulfide (sodium hydrogen sulfide) can be used, and in the same manner as in the neutralization step S13, soda ash, slaked lime, water A general neutralizing agent such as sodium oxide can be used.

具体的に、ニッケル・コバルト回収工程S15では、中和工程S13を経て得られた中和液中に含まれるニッケルイオンやコバルトイオンが、硫化剤による硫化反応により硫化澱物となる。例えば、ニッケルイオンが中和液に含まれている場合には、下記式(8)又は式(9)に従って硫化反応により硫化澱物となる。   Specifically, in the nickel / cobalt recovery step S15, nickel ions and cobalt ions contained in the neutralized solution obtained through the neutralization step S13 become sulfided starch by a sulfurization reaction with a sulfurizing agent. For example, when nickel ions are contained in the neutralizing solution, a sulfurized starch is formed by a sulfurization reaction according to the following formula (8) or formula (9).

Ni2++NaHS → NiS+H+Na ・・・(8)
Ni2++NaS → NiS+2Na ・・・(9)
Ni 2+ + NaHS → NiS + H + + Na + (8)
Ni 2+ + Na 2 S → NiS + 2Na + (9)

ニッケル・コバルト回収工程S15における硫化剤の添加量としては、例えば、中和液中のニッケルやコバルトの含有量に対して、1.0当量〜1.5当量となるように添加する。ただし、実操業においては、中和液中のニッケルやコバルトの濃度を精確かつ迅速に分析することが困難な場合があることから、それ以上に硫化剤を添加しても反応溶液中の酸化還元電位(ORP:Oxidation-reduction Potential、以下、「ORP」と称する。)の変動がなくなる時点まで硫化剤を添加することがより好ましい。   The addition amount of the sulfiding agent in the nickel / cobalt recovery step S15 is, for example, 1.0 to 1.5 equivalents with respect to the content of nickel or cobalt in the neutralized solution. However, in actual operation, it may be difficult to accurately and quickly analyze the concentration of nickel and cobalt in the neutralization solution. It is more preferable to add the sulfiding agent until the potential (ORP: Oxidation-reduction Potential, hereinafter referred to as “ORP”) does not change.

例えば、硫化ナトリウムを硫化剤として添加した場合、その硫化ナトリウム飽和液のORP値(銀−塩化銀電極基準)は−400mV程度であることから、そのORP値を安定的に維持できるようになるまで添加することが好ましい。ただし、実際の中和液中の硫化ナトリウムは飽和状態でないため、その濃度に応じてORPは−400mVより正側で安定する。これにより、ニッケル・コバルト回収工程S15では、中和液中に浸出されたニッケルやコバルトを確実に硫化させることができ、これら有価金属を高い回収率で回収することができる。   For example, when sodium sulfide is added as a sulfiding agent, the ORP value (silver-silver chloride electrode standard) of the saturated sodium sulfide solution is about -400 mV, so that the ORP value can be stably maintained. It is preferable to add. However, since sodium sulfide in the actual neutralized solution is not saturated, the ORP is stabilized on the positive side from -400 mV depending on the concentration. As a result, in the nickel / cobalt recovery step S15, nickel and cobalt leached into the neutralizing solution can be reliably sulfided, and these valuable metals can be recovered at a high recovery rate.

また、ニッケル・コバルト回収工程S15では、中和液のpHが2.0未満になると、ニッケルやコバルトを硫化澱物として分離することができず、中和液のpHが4.0を超えると、不純物が澱物に混入したり、中和剤の使用量が増加したりする点で不経済である。   In the nickel / cobalt recovery step S15, when the pH of the neutralization solution is less than 2.0, nickel and cobalt cannot be separated as sulfide starch, and the pH of the neutralization solution exceeds 4.0. This is uneconomical in that impurities are mixed into the starch and the amount of neutralizing agent used is increased.

また、ニッケル・コバルト回収工程S15における硫化反応の温度としては、特に限定されるものではないが、0℃〜90℃とし、好ましくは25℃程度とする。   The temperature of the sulfurization reaction in the nickel / cobalt recovery step S15 is not particularly limited, but is 0 ° C. to 90 ° C., preferably about 25 ° C.

以上のように、ニッケル・コバルト回収工程S15では、硫化反応により、廃リチウムイオン電池の正極活物質に含まれていたニッケルやコバルトを、ニッケル硫化物やコバルト硫化物(硫化澱物)として回収することができる。ニッケル・コバルト回収工程S15では、得られた硫化澱物は、前工程においてリンやフッ素が除去されているので、リンやフッ素によって汚染されていない硫化澱物となる。従って、ニッケル・コバルト回収工程S15では、廃リチウムイオン電池から有価金属であるニッケルやコバルトを、高純度且つ高い回収率で回収することができる。   As described above, in the nickel / cobalt recovery step S15, nickel and cobalt contained in the positive electrode active material of the waste lithium ion battery are recovered as nickel sulfide and cobalt sulfide (sulfurized starch) by sulfurization reaction. be able to. In the nickel / cobalt recovery step S15, the obtained sulfided starch is a sulfided starch not contaminated by phosphorus or fluorine because phosphorus and fluorine are removed in the previous step. Therefore, in the nickel / cobalt recovery step S15, valuable metals such as nickel and cobalt can be recovered from the waste lithium ion battery with high purity and a high recovery rate.

[8.リチウム回収工程]
次に、図1に示す通り、有価金属の回収方法では、ニッケル・コバルト回収工程S15で得られた硫化液中のリチウムを溶媒抽出と逆抽出により濃縮した後に、そのリチウムを炭酸リチウムの固体として分離回収する(リチウム回収工程S16)。
[8. Lithium recovery process]
Next, as shown in FIG. 1, in the valuable metal recovery method, after concentrating the lithium in the sulfidation liquid obtained in the nickel / cobalt recovery step S15 by solvent extraction and back extraction, the lithium is converted into a lithium carbonate solid. Separated and recovered (lithium recovery step S16).

なお、廃リチウムイオン電池の有価金属の回収方法では、必要に応じてリチウム回収工程S16を行えばよく、リチウム回収工程S16を適宜省略することができる。   In the method for recovering valuable metals of the waste lithium ion battery, the lithium recovery step S16 may be performed as necessary, and the lithium recovery step S16 can be omitted as appropriate.

[9.排水処理工程]
次に、図1に示す通り、有価金属の回収方法では、リチウム回収工程S16によりリチウムを抽出した後の終液を処理する(排水処理工程S17)。より詳細には、排水処理工程S17では、ニッケル・コバルト回収工程S15で得られた硫化液からリチウムを抽出した終液を通常の方法で処理することができる。また、排水処理工程S17では、リチウム回収工程S16を経由しない場合には、ニッケル・コバルト回収工程S15で得られた硫化液を通常の方法で処理することができる。
[9. Wastewater treatment process]
Next, as shown in FIG. 1, in the valuable metal recovery method, the final liquid after the lithium is extracted in the lithium recovery step S16 is processed (drainage processing step S17). More specifically, in the waste water treatment step S17, the final solution obtained by extracting lithium from the sulfide liquid obtained in the nickel / cobalt recovery step S15 can be treated by a normal method. Further, in the waste water treatment step S17, when not passing through the lithium recovery step S16, the sulfide liquid obtained in the nickel / cobalt recovery step S15 can be processed by a normal method.

排水処理工程S17では、上述した終液や硫化液中に排水処理を要するリンやフッ素が、中和工程S13及び再溶解工程S14において除去されており、終液や硫化液中には殆ど含まれていないので、排水処理設備の規模を縮小することができると共に、排水処理工程S17で用いる薬剤の量を抑制することができる。   In the wastewater treatment step S17, phosphorus and fluorine that require wastewater treatment in the above-described final solution and sulfide solution are removed in the neutralization step S13 and the re-dissolution step S14, and are almost contained in the final solution and sulfide solution. Therefore, the scale of the wastewater treatment facility can be reduced and the amount of the chemical used in the wastewater treatment step S17 can be suppressed.

なお、実操業においては、排水処理設備の能力に合わせて排水処理工程S17に流入するリンやフッ素の量を調節する必要がある。その具体的な方法としては、調合工程S11において、調合解体物に含まれるアルミニウム、リン及びフッ素の量を調節すること、中和工程S13において、中和剤を添加された浸出液のpH値を微調整すること、再溶解工程S14において、中和澱物に添加された酸性溶液のpH値を微調整すること、再溶解処理を行う中和澱物の量を調節することが考えられる。   In actual operation, it is necessary to adjust the amount of phosphorus and fluorine flowing into the wastewater treatment step S17 in accordance with the capacity of the wastewater treatment facility. Specifically, in the blending step S11, the amounts of aluminum, phosphorus and fluorine contained in the blended product are adjusted, and in the neutralization step S13, the pH value of the leachate added with the neutralizing agent is finely adjusted. In the adjustment and re-dissolution step S14, it is conceivable to finely adjust the pH value of the acidic solution added to the neutralized starch and to adjust the amount of the neutralized starch to be re-dissolved.

[10.まとめ]
上述の説明の通り、リン及び/又はフッ素の除去方法を適用した有価金属の回収方法は、図1に示すように、廃電池解体物を酸性溶液に浸漬して浸出液を得る浸出工程S12と、浸出液を中和しアルミニウムと共にリン及び/又はフッ素を中和澱物として分離除去して中和液を得る中和工程S13と、酸性溶液を添加して中和澱物から有価金属を再溶解液として分離回収する再溶解工程S14と、中和液から有価金属を分離回収するニッケル・コバルト回収工程S15とを有している。
[10. Summary]
As described above, the valuable metal recovery method to which the phosphorus and / or fluorine removal method is applied, as shown in FIG. 1, a leaching step S12 in which a waste battery disassembly is immersed in an acidic solution to obtain a leaching solution; Neutralizing step S13 to neutralize the leachate and separate and remove phosphorus and / or fluorine together with aluminum as a neutralized starch to obtain a neutralized solution, and re-dissolve valuable metals from the neutralized starch by adding an acidic solution And a re-dissolution step S14 for separating and recovering, and a nickel / cobalt recovery step S15 for separating and recovering valuable metals from the neutralized liquid.

従って、有価金属の回収方法に含まれるリン及び/又はフッ素の除去方法では、浸出工程S12、中和工程S13及び再溶解工程S14において、アルミニウムを利用して、不要なリンやフッ素を効率的に除去することができる。   Therefore, in the method for removing phosphorus and / or fluorine included in the method for recovering valuable metals, in the leaching step S12, neutralization step S13 and remelting step S14, unnecessary phosphorus and fluorine are efficiently removed using aluminum. Can be removed.

そして、リン及び/又はフッ素の除去方法では、排水処理工程S17において、ニッケル・コバルト回収工程S15で得られた硫化液からリチウムを抽出した終液、又は、リチウム回収工程S16を経由しない場合には、ニッケル・コバルト回収工程S15で得られた硫化液の中にリンやフッ素が殆ど含まれていない。   In the method for removing phosphorus and / or fluorine, in the wastewater treatment step S17, when the final solution obtained by extracting lithium from the sulfide liquid obtained in the nickel / cobalt recovery step S15 or the lithium recovery step S16 is not used. The sulfur / fluorine contained in the nickel / cobalt recovery step S15 contains almost no phosphorus or fluorine.

これにより、リン及び/又はフッ素の除去方法では、上述した終液又は硫化液の浄化を担う排水処理設備の規模を縮小することが可能となり、排水処理工程S17で消費する薬剤量を低減して低コスト化を図ることができる。   Thereby, in the removal method of phosphorus and / or fluorine, it becomes possible to reduce the scale of the wastewater treatment facility responsible for the purification of the above-described final liquid or sulfidized liquid, and the amount of chemicals consumed in the wastewater treatment step S17 is reduced. Cost reduction can be achieved.

また、有価金属の回収方法では、調合工程S11において、廃リチウムイオン電池から分離解体した廃電池解体物に含まれるアルミニウム、リン及びフッ素が、リンの物質量がアルミニウムの物質量以下、且つフッ素の物質量がアルミニウムの物質量の6倍以下となるように、調合することで調合解体物を得る。   Further, in the valuable metal recovery method, in the preparation step S11, aluminum, phosphorus and fluorine contained in the waste battery disassembled material separated and disassembled from the waste lithium ion battery are such that the amount of phosphorus is less than the amount of aluminum and the amount of fluorine. The compounded and dismantled product is obtained by blending so that the amount of the material is 6 times or less of the amount of aluminum.

そして、有価金属の回収方法では、中和工程S13及び再溶解工程S14において、廃電池解体物の処理量を、各工程の処理能力に見合ったリン量やフッ素量となるように、適宜調整することができる。   In the valuable metal recovery method, in the neutralization step S13 and the remelting step S14, the amount of waste battery dismantled is appropriately adjusted so that the amount of phosphorus and the amount of fluorine correspond to the processing capacity of each step. be able to.

その結果、有価金属の回収方法に含まれるリン及び/又はフッ素の除去方法では、中和工程S13及び再溶解工程S14において、各工程で処理を要するリンとフッ素の量を制御することができる。これにより、リン及び/又はフッ素の除去方法では、各処理設備の規模に見合った範囲で、リン量やフッ素量を安定して処理することができる。   As a result, in the phosphorus and / or fluorine removal method included in the valuable metal recovery method, it is possible to control the amount of phosphorus and fluorine that need to be processed in each step in the neutralization step S13 and the re-dissolution step S14. Thereby, in the removal method of phosphorus and / or fluorine, the amount of phosphorus and the amount of fluorine can be stably processed within a range corresponding to the scale of each processing facility.

また、有価金属の回収方法では、ニッケル・コバルト回収工程S15又はリチウム回収工程S16において、中和液又は硫化液から有価金属を回収する際に、これらに含まれるリンやフッ素の混入量を最小化することができる。これにより、有価金属回収方法では、高濃度且つ高品質な有価金属を回収することができる。   Further, in the valuable metal recovery method, when recovering the valuable metal from the neutralized solution or the sulfidizing solution in the nickel / cobalt recovery step S15 or the lithium recovery step S16, the amount of phosphorus and fluorine contained therein is minimized. can do. Thereby, in the valuable metal recovery method, valuable metals with high concentration and high quality can be recovered.

また、有価金属の回収方法では、再溶解工程S14において、中和工程S13で得られた中和澱物から再溶解液を作製し、得られた再溶解液を浸出工程S12で酸性溶液として利用することができる。   In the valuable metal recovery method, in the re-dissolution step S14, a re-dissolution solution is prepared from the neutralized starch obtained in the neutralization step S13, and the obtained re-dissolution solution is used as an acidic solution in the leaching step S12. can do.

その結果、有価金属の回収方法では、中和工程S13で回収し損ねた、再溶解液中に含まれる有価金属を、浸出工程S12に戻して中和工程S13を経て、ニッケル・コバルト回収工程S15及びリチウム回収工程S16で回収することができる。これにより、有価金属回収方法では、廃リチウムイオン電池から回収する有価金属の損失を低減し、有価金属の回収率を向上させることができる。   As a result, in the valuable metal recovery method, the valuable metal contained in the re-dissolved liquid, which was not recovered in the neutralization step S13, is returned to the leaching step S12, followed by the neutralization step S13, and then the nickel / cobalt recovery step S15. And can be recovered in the lithium recovery step S16. Thereby, in the valuable metal recovery method, the loss of the valuable metal recovered from the waste lithium ion battery can be reduced, and the recovery rate of the valuable metal can be improved.

更に、有価金属の回収方法では、得られたアルミニウム箔を、中和工程S13で、アルミニウムイオン源として利用することができる。その結果、有価金属回収方法では、廃電池解体物であるアルミニウム箔を、アルミニウムイオン源として利用することができるので、アルミニウムイオン源として別途アルミニウムを用意する必要がなく、低コスト化を図ることができる。また、アルミニウムは、中和工程S13でリンとフッ素を沈澱させるだけでなく、浸出工程S12で正極活物質を還元し浸出を助ける働きもあり、有価金属の回収方法の低コスト化に大いに寄与している。   Furthermore, in the valuable metal recovery method, the obtained aluminum foil can be used as an aluminum ion source in the neutralization step S13. As a result, in the valuable metal recovery method, the aluminum foil, which is a waste battery dismantled product, can be used as an aluminum ion source, so there is no need to separately prepare aluminum as the aluminum ion source, and the cost can be reduced. it can. Aluminum not only precipitates phosphorus and fluorine in the neutralization step S13, but also reduces the positive electrode active material in the leaching step S12 and assists leaching, greatly contributing to the cost reduction of the valuable metal recovery method. ing.

以下、実施例及び各比較例を用いて本発明を説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated using an Example and each comparative example, this invention is not limited to these.

(実施例1)
実施例1では、廃リチウムイオン電池を電解液がなくなるまで加熱処理した後に破砕して篩い分けを行い、正極基板から分離したニッケル酸リチウムやコバルト酸リチウム等の正極活物質、負極基板から分離した黒鉛等の負極活物質、アルミニウム箔である正極基板、銅箔である負極基板、ポリプロピレンの多孔質フィルム等の樹脂フィルムからなるセパレータ部分等を回収して原料とした。
Example 1
In Example 1, the waste lithium ion battery was heat-treated until the electrolyte solution disappeared, and then crushed and sieved, and separated from the positive electrode active material such as lithium nickelate and lithium cobaltate separated from the positive electrode substrate, and the negative electrode substrate. A negative electrode active material such as graphite, a positive electrode substrate that is an aluminum foil, a negative electrode substrate that is a copper foil, a separator portion made of a resin film such as a porous film of polypropylene, and the like were collected and used as raw materials.

次に、実施例1では、図1に示すように、上述した方法により得られた原料(廃電池解体物)30gを水300mLに入れ、ウォーターバスにて液温80℃を維持しながら、64%硫酸を添加してpH1.0とした(浸出工程S12)。また、浸出工程S12では、原料に含まれる金属アルミニウム成分が浸出されることにより水素が発生した。浸出工程S12では、気泡が原料に付着しないよう、撹拌によって物理的に消泡しながら、断続的に64%硫酸を供給しpH1.0を維持した。浸出工程S12では、硫酸の供給を停止してもpH1.0のままとなった時点を浸出終了と判断し、反応後のスラリーをろ紙(5C)でろ過して浸出液と浸出残渣とに分離した。   Next, in Example 1, as shown in FIG. 1, 30 g of the raw material (waste battery disassembled material) obtained by the above-described method was placed in 300 mL of water, and while maintaining the liquid temperature at 80 ° C. in a water bath, 64 % Sulfuric acid was added to adjust the pH to 1.0 (leaching step S12). In the leaching step S12, hydrogen was generated by leaching the metallic aluminum component contained in the raw material. In the leaching step S12, 64% sulfuric acid was intermittently supplied to maintain pH 1.0 while physically defoaming by stirring so that bubbles do not adhere to the raw material. In the leaching step S12, even when the supply of sulfuric acid is stopped, it is determined that the leaching is completed when the pH remains 1.0, and the slurry after the reaction is filtered with a filter paper (5C) to separate into a leachate and a leach residue. .

浸出工程S12では、得られた浸出液中のニッケル濃度は14g/Lであり、リン濃度は0.73g/Lであり、フッ素濃度は2.83g/Lであり、アルミニウム濃度は2.7g/Lであった。従って、浸出工程S12では、浸出液中のリンの物質量がアルミニウムの物質量以下であり、且つフッ素の物質量がアルミニウムの物質量の6倍以下であることが確認できた。   In the leaching step S12, the nickel concentration in the obtained leachate is 14 g / L, the phosphorus concentration is 0.73 g / L, the fluorine concentration is 2.83 g / L, and the aluminum concentration is 2.7 g / L. Met. Therefore, in the leaching step S12, it was confirmed that the amount of phosphorus in the leachate was less than the amount of aluminum and the amount of fluorine was less than 6 times the amount of aluminum.

次に、実施例1では、図1に示すように、浸出工程S12で得られた浸出液294mLに、8mol/Lの水酸化ナトリウムを少量ずつ加えてpH5.5とし、スラリーを得た(中和工程S13)。中和工程S13では、得られたスラリーをろ紙(5C)でろ過し、中和液と中和澱物とに分離した。   Next, in Example 1, as shown in FIG. 1, 8 mol / L sodium hydroxide was added little by little to 294 mL of the leachate obtained in the leaching step S12 to obtain a slurry (neutralization). Step S13). In neutralization process S13, the obtained slurry was filtered with the filter paper (5C), and it isolate | separated into the neutralization liquid and the neutralization starch.

中和工程S13では、得られた中和液は使用した浸出液と同量の294mLであり、その中和液中のニッケル濃度は10g/Lであり、リン濃度は0.008g/Lであり、フッ素濃度は0.5g/Lであった。また、中和工程S13では、得られた中和澱物の乾燥重量は36gであり、その品位はニッケルが2.7%であり、リンが0.59%であり、フッ素が1.9%であった。   In the neutralization step S13, the obtained neutralization solution is 294 mL in the same amount as the used leachate, the nickel concentration in the neutralization solution is 10 g / L, and the phosphorus concentration is 0.008 g / L, The fluorine concentration was 0.5 g / L. In addition, in the neutralization step S13, the dry weight of the obtained neutralized starch is 36 g, and the quality is 2.7% for nickel, 0.59% for phosphorus, and 1.9% for fluorine. Met.

次に、実施例1では、図1に示すように、中和工程S13で得られた中和澱物から18gを取って水140mLに入れ、撹拌しながらpH4.0になるよう64%硫酸を添加し、スラリーを得た(再溶解工程S14)。再溶解工程S14では、得られたスラリーをろ紙(5C)でろ過し、再溶解残渣と再溶解液とに分離した。得られた再溶解残渣の乾燥重量は9.8gであり、そのニッケル品位は1.2%であった。得られた再溶解液は138mLであり、そのニッケル濃度は2.7g/Lであった。この再溶解液は、浸出工程S12の酸性溶液に混合した。   Next, in Example 1, as shown in FIG. 1, 18 g of the neutralized starch obtained in the neutralization step S13 is taken into 140 mL of water, and 64% sulfuric acid is added to the pH of 4.0 while stirring. This was added to obtain a slurry (remelting step S14). In the re-dissolution step S14, the obtained slurry was filtered with a filter paper (5C), and separated into a re-dissolution residue and a re-dissolution liquid. The dry weight of the obtained redissolved residue was 9.8 g, and the nickel quality was 1.2%. The obtained redissolved solution was 138 mL, and the nickel concentration was 2.7 g / L. This redissolved solution was mixed with the acidic solution in the leaching step S12.

実施例1では、再溶解工程S14で得られた再溶解残渣に含まれるニッケル量から、浸出工程S12で得られた浸出液中のニッケル量に対する、再溶解残渣に含まれるニッケル量を計算すると、5.7%であった。また、このニッケル量から中和液及び再溶解液に含まれるニッケル量を算出すると、94.3%である。   In Example 1, the amount of nickel contained in the remelted residue relative to the amount of nickel in the leachate obtained in the leaching step S12 is calculated from the amount of nickel contained in the remelted residue obtained in the remelted step S14. 0.7%. Moreover, it is 94.3% when the nickel amount contained in the neutralization liquid and the re-dissolution liquid is calculated from this nickel amount.

次に、実施例1では、図1に示すように、中和工程S13で得られた中和液から100mLを取り硫化の操作を行った(ニッケル・コバルト回収工程S15)。   Next, in Example 1, as shown in FIG. 1, 100 mL was taken from the neutralized liquid obtained by neutralization process S13, and operation of sulfidation was performed (nickel * cobalt recovery process S15).

ニッケル・コバルト回収工程S15では、図1に示すように、中和工程S13で得られた中和液100mLに、25%の水硫化ソーダ溶液を0.8mL/minで供給しながら、pH3.0を維持するよう、8mol/Lの水酸化ナトリウム溶液を添加した。次に、ニッケル・コバルト回収工程S15では、ORP(銀−塩化銀電極基準)が−270mVに到達したところで硫化を終了し、ろ紙(5C)で硫化液と硫化澱物とに分離した。   In the nickel / cobalt recovery step S15, as shown in FIG. 1, while supplying a 25% sodium hydrosulfide solution at a rate of 0.8 mL / min to 100 mL of the neutralization solution obtained in the neutralization step S13, pH 3.0 8 mol / L sodium hydroxide solution was added to maintain Next, in the nickel / cobalt recovery step S15, when ORP (silver-silver chloride electrode reference) reached −270 mV, the sulfidation was terminated and separated into a sulfidizing solution and a sulfided starch by a filter paper (5C).

ニッケル・コバルト回収工程S15では、得られた硫化液は110mLであり、その硫化液中のリン濃度は0.005g/Lであり、フッ素濃度は0.39g/Lであった。   In the nickel / cobalt recovery step S15, the obtained sulfide solution was 110 mL, the phosphorus concentration in the sulfide solution was 0.005 g / L, and the fluorine concentration was 0.39 g / L.

ニッケル・コバルト回収工程S15では、中和液及び再溶解液に含まれるニッケルを回収することができる。ニッケル・コバルト回収工程S15で回収できるニッケル量は、浸出工程S12で得られた浸出液中のニッケル量に対して94.3%であった。   In the nickel / cobalt recovery step S15, nickel contained in the neutralized solution and the redissolved solution can be recovered. The amount of nickel that can be recovered in the nickel / cobalt recovery step S15 was 94.3% with respect to the amount of nickel in the leachate obtained in the leaching step S12.

(比較例1)
比較例1では、図2に示すように、浸出工程S21を経て中和工程S22において、実施例1と同様にして中和澱物及び中和液を得た。なお、比較例1では、浸出工程S21で得られた浸出液に含まれるニッケル、リン、フッ素、及びアルミニウムの含有量は、実施例1の浸出工程S12で得られた浸出液に含まれる各物質の含有量と同一である。また、比較例1では、中和工程S22で得られた中和液及び中和澱物に含まれる各物質の含有量は、実施例1の中和工程S13で得られた中和液及び中和澱物に含まれる各物質の含有量と同一である。
(Comparative Example 1)
In Comparative Example 1, as shown in FIG. 2, a neutralized starch and a neutralized liquid were obtained in the same manner as in Example 1 through the leaching step S21 and in the neutralizing step S22. In Comparative Example 1, the contents of nickel, phosphorus, fluorine, and aluminum contained in the leaching solution obtained in the leaching step S21 are the contents of each substance contained in the leaching solution obtained in the leaching step S12 of Example 1. Is the same as the amount. Moreover, in Comparative Example 1, the content of each substance contained in the neutralized solution and neutralized starch obtained in the neutralization step S22 is the same as the neutralized solution obtained in the neutralization step S13 of Example 1 and the medium. It is the same as the content of each substance contained in the Japanese starch.

比較例1では、中和工程S22で得られた中和澱物に含まれるニッケル量から、浸出工程S21で得られた浸出液中のニッケル量に対する、中和澱物に含まれるニッケル量を計算すると、23.6%であった。また。このニッケル量から中和液に含まれるニッケル量を算出すると、76.4%であった。   In Comparative Example 1, calculating the amount of nickel contained in the neutralized starch relative to the amount of nickel in the leachate obtained in the leaching step S21 from the amount of nickel contained in the neutralized starch obtained in the neutralization step S22. 23.6%. Also. When the amount of nickel contained in the neutralizing solution was calculated from this amount of nickel, it was 76.4%.

なお、比較例1では、図2に示すように、実施例1における再溶解工程S14を経ることがないので、中和工程S22で得られる中和液のみから、有価金属であるニッケルを回収することができる。また、比較例1では、図2に示すように、実施例1の再溶解工程S14で得られる再溶解残渣でなく、中和工程S22で得られる中和澱物として、リンやフッ素を回収することができる。   In Comparative Example 1, as shown in FIG. 2, since the re-dissolution step S14 in Example 1 is not performed, nickel, which is a valuable metal, is recovered only from the neutralization solution obtained in the neutralization step S22. be able to. In Comparative Example 1, as shown in FIG. 2, phosphorus and fluorine are recovered as a neutralized starch obtained in the neutralization step S22 instead of the redissolved residue obtained in the redissolution step S14 of Example 1. be able to.

次に、比較例1では、図2に示すように、中和工程S22で得られた中和液から100mLを取り硫化の操作を行った(ニッケル・コバルト回収工程S23)。   Next, in Comparative Example 1, as shown in FIG. 2, 100 mL was taken from the neutralized solution obtained in the neutralization step S22 and the sulfidation operation was performed (nickel / cobalt recovery step S23).

ニッケル・コバルト回収工程S23では、図2に示すように、中和工程S22で得られた中和液100mLに、25%水硫化ソーダ溶液を0.8mL/minで供給しながら、pH3.0を維持するよう、8mol/Lの水酸化ナトリウム溶液を添加した。次に、ニッケル・コバルト回収工程S23では、ORP(銀−塩化銀電極基準)が−270mVに到達したところで硫化を終了し、ろ紙(5C)で硫化液と硫化澱物とに分離した。ニッケル・コバルト回収工程S23では、得られた硫化液は110mL中であり、その硫化液中に含まれるリン濃度は0.005g/Lであり、フッ素濃度は0.39g/Lであった。   In the nickel / cobalt recovery step S23, as shown in FIG. 2, while supplying a 25% sodium hydrosulfide solution at 0.8 mL / min to 100 mL of the neutralization solution obtained in the neutralization step S22, the pH of 3.0 is set. An 8 mol / L sodium hydroxide solution was added to maintain. Next, in the nickel / cobalt recovery step S23, when the ORP (silver-silver chloride electrode standard) reached −270 mV, the sulfidation was terminated, and the resultant was separated into a sulfidizing solution and a sulfided starch by a filter paper (5C). In the nickel / cobalt recovery step S23, the obtained sulfide solution was in 110 mL, the concentration of phosphorus contained in the sulfide solution was 0.005 g / L, and the fluorine concentration was 0.39 g / L.

また、ニッケル・コバルト回収工程S23では、中和液に含まれるニッケルを回収することができる。ニッケル・コバルト回収工程S23で回収できるニッケル量は、浸出工程S21で得られた浸出液中のニッケル量に対して76.4%であった。従って、回収できるニッケル回収率を実施例1と比較例1とで比較すると、実施例1は比較例1よりも17.9%多いことがわかった。   In the nickel / cobalt recovery step S23, nickel contained in the neutralization solution can be recovered. The amount of nickel that can be recovered in the nickel / cobalt recovery step S23 was 76.4% with respect to the amount of nickel in the leachate obtained in the leaching step S21. Therefore, when the recoverable nickel recovery rate was compared between Example 1 and Comparative Example 1, it was found that Example 1 was 17.9% higher than Comparative Example 1.

また、図4及び図5の結果から明らかなように、比較例1では、排水処理を行う硫化液中のリン濃度及びフッ素濃度を、実施例1と同程度に低減できるものの、ニッケルの回収率は実施例1より低いことがわかる。これに対し、実施例1では、ニッケルの回収率が高く、且つ、排水処理を行う硫化液中のリン濃度及びフッ素濃度を低減できている。従って、実施例1では、有価金属の回収率の向上と、廃液中に含まれるリンとフッ素の含有量の低減とを両立できると言える。   Further, as is apparent from the results of FIGS. 4 and 5, in Comparative Example 1, although the phosphorus concentration and fluorine concentration in the sulfidizing liquid for wastewater treatment can be reduced to the same extent as in Example 1, the nickel recovery rate Is lower than Example 1. On the other hand, in Example 1, the recovery rate of nickel is high, and the phosphorous concentration and the fluorine concentration in the sulfidizing liquid for wastewater treatment can be reduced. Therefore, in Example 1, it can be said that the improvement of the recovery rate of valuable metals and the reduction of the contents of phosphorus and fluorine contained in the waste liquid can both be achieved.

(比較例2)
比較例2では、図3に示すように、浸出工程S31において、実施例1と同様にして浸出液を得た。なお、比較例2では、浸出工程S31で得られた浸出液に含まれるニッケル、リン、フッ素、及びアルミニウムの含有量は、実施例1の浸出工程S12で得られた浸出液に含まれる各物質の含有量と同一である。なお、比較例2では、後述するニッケル・コバルト回収工程S32において、浸出工程S31で得られた浸出液からニッケルを回収するので、ニッケル・コバルト回収工程S32で回収できるニッケル量は、浸出工程S31で得られた浸出液中のニッケル量に対して100%であった。
(Comparative Example 2)
In Comparative Example 2, as shown in FIG. 3, in the leaching step S31, a leachate was obtained in the same manner as in Example 1. In Comparative Example 2, the contents of nickel, phosphorus, fluorine, and aluminum contained in the leaching solution obtained in the leaching step S31 are the contents of each substance contained in the leaching solution obtained in the leaching step S12 of Example 1. Is the same as the amount. In Comparative Example 2, since nickel is recovered from the leachate obtained in the leaching step S31 in the nickel / cobalt recovery step S32 described later, the amount of nickel that can be recovered in the nickel / cobalt recovery step S32 is obtained in the leaching step S31. It was 100% with respect to the amount of nickel in the obtained leachate.

次に、比較例2では、実施例1における中和工程S13を経ずに、硫化の操作を行った(ニッケル・コバルト回収工程S32)。   Next, in Comparative Example 2, the sulfiding operation was performed without passing through the neutralization step S13 in Example 1 (nickel / cobalt recovery step S32).

ニッケル・コバルト回収工程S32では、図3に示すように、浸出工程S31で得られた浸出液220mLに、25%水硫化ソーダ溶液を0.8mL/minで供給しながら、pH3.0を維持するよう、8mol/Lの水酸化ナトリウム溶液を添加した。次に、ニッケル・コバルト回収工程S32では、ORP(銀−塩化銀電極基準)が−270mVに到達したところで硫化を終了し、ろ紙(5C)で硫化液と硫化澱物とに分離した。ニッケル・コバルト回収工程S32では、得られた硫化液は240mLであり、その硫化液中に含まれるリン濃度は0.43g/Lであり、フッ素濃度は2.2g/Lであった。   In the nickel / cobalt recovery step S32, as shown in FIG. 3, the pH 3.0 is maintained while supplying 25% sodium hydrosulfide solution at 0.8 mL / min to 220 mL of the leachate obtained in the leaching step S31. 8 mol / L sodium hydroxide solution was added. Next, in the nickel / cobalt recovery step S32, when ORP (silver-silver chloride electrode standard) reached −270 mV, the sulfidation was terminated and separated into a sulfidizing solution and a sulfided starch by a filter paper (5C). In the nickel / cobalt recovery step S32, the obtained sulfurized solution was 240 mL, the phosphorus concentration contained in the sulfided solution was 0.43 g / L, and the fluorine concentration was 2.2 g / L.

各排水処理工程へ送られる硫化液中のリン濃度を実施例1と比較例2とで比較すると、実施例1は比較例2よりも0.425g/L少ないことがわかった。従って、実施例1では、排水処理を行う硫化液中のリン濃度を低減できることがわかり、これにより、排水処理の設備コストを削減することができると考えられる。   When the phosphorus concentration in the sulfidizing solution sent to each waste water treatment step was compared between Example 1 and Comparative Example 2, it was found that Example 1 was 0.425 g / L less than Comparative Example 2. Therefore, in Example 1, it turns out that the phosphorus density | concentration in the sulfide liquid which performs waste water treatment can be reduced, and it is thought that the equipment cost of waste water treatment can be reduced by this.

また、各排水処理工程へ送られる硫化液中のフッ素濃度を実施例1と比較例2とで比較すると、実施例1は比較例2よりも1.81g/L少ないことがわかった。従って、実施例1では、排水処理を行う硫化液中のフッ素濃度を低減できることがわかり、これにより、排水処理の設備コストを削減することができると考えられる。   Moreover, when the fluorine concentration in the sulfidizing liquid sent to each waste water treatment process was compared between Example 1 and Comparative Example 2, it was found that Example 1 was 1.81 g / L less than Comparative Example 2. Therefore, in Example 1, it turns out that the fluorine density | concentration in the sulfide liquid which performs waste water treatment can be reduced, and it is thought that the equipment cost of waste water treatment can be reduced by this.

更に、図4及び図5の結果から明らかなように、比較例2では、ニッケルの回収率は高いものの、排水処理を行う硫化液中のリン濃度及びフッ素濃度を低減できていない。これに対し、実施例1では、ニッケルの回収率が高く、且つ、排水処理を行う硫化液中のリン濃度及びフッ素濃度を低減できている。従って、実施例1では、有価金属の回収率の向上と、廃液中に含まれるリンとフッ素の含有量の低減とを両立できると言える。   Further, as apparent from the results of FIGS. 4 and 5, in Comparative Example 2, although the nickel recovery rate is high, the phosphorus concentration and the fluorine concentration in the sulfidizing liquid for waste water treatment cannot be reduced. On the other hand, in Example 1, the recovery rate of nickel is high, and the phosphorous concentration and the fluorine concentration in the sulfidizing liquid for wastewater treatment can be reduced. Therefore, in Example 1, it can be said that the improvement of the recovery rate of valuable metals and the reduction of the contents of phosphorus and fluorine contained in the waste liquid can both be achieved.

Claims (11)

リチウムイオン電池の負極材及び/又は正極材であってリン及び/又はフッ素が付着した構成部材に含まれる有価金属を回収する際にリン及び/又はフッ素を除去するリン及び/又はフッ素の除去方法において、
上記構成部材に含まれる少なくとも有価金属、アルミニウム、リン及び/又はフッ素が浸出した浸出液を中和して、リン及び/又はフッ素を含むアルミニウムの中和澱物を得る中和工程と、
上記中和澱物に混入した有価金属を、酸性溶液を用いて再溶解して該中和澱物から分離する再溶解工程とを有することを特徴とするリン及び/又はフッ素の除去方法。
Phosphorus and / or fluorine removal method for removing phosphorus and / or fluorine when recovering valuable metal contained in a component member which is a negative electrode material and / or positive electrode material of lithium ion battery and to which phosphorus and / or fluorine is adhered In
Neutralizing the leachate from which at least the valuable metal, aluminum, phosphorus and / or fluorine contained in the constituent member has been leached to obtain a neutralized starch of aluminum containing phosphorus and / or fluorine; and
A method for removing phosphorus and / or fluorine, comprising a re-dissolution step of re-dissolving valuable metals mixed in the neutralized starch using an acidic solution and separating the valuable metal from the neutralized starch.
上記中和工程では、上記浸出液をpH3.0〜pH5.5で中和し、
上記再溶解工程では、有価金属がpH2.0〜pH5.0の液に分離されることを特徴とする請求項1に記載のリン及び/又はフッ素の除去方法。
In the neutralization step, the leachate is neutralized at pH 3.0 to pH 5.5,
The method for removing phosphorus and / or fluorine according to claim 1, wherein in the re-dissolution step, the valuable metal is separated into a liquid having a pH of 2.0 to 5.0.
上記構成部材は、アルミニウム、リン及びフッ素が所定の割合となるように調合されていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のリン及び/又はフッ素の除去方法。   3. The method for removing phosphorus and / or fluorine according to claim 1, wherein the constituent members are prepared so that aluminum, phosphorus and fluorine are in a predetermined ratio. リンの物質量(モル数)がアルミニウムの物質量(モル数)以下、且つフッ素の物質量(モル数)がアルミニウムの物質量(モル数)の6倍以下であることを特徴とする請求項3に記載のリン及び/又はフッ素の除去方法。   The amount of phosphorus (mole) is less than the amount of aluminum (mole) and the amount of fluorine (mole) is less than 6 times the amount of aluminum (mole). 4. The method for removing phosphorus and / or fluorine according to 3. リチウムイオン電池の負極材及び/又は正極材であってリン及び/又はフッ素が付着した構成部材に含まれる有価金属を回収する有価金属の回収方法において、
上記構成部材に含まれる少なくとも有価金属、アルミニウム、リン及び/又はフッ素を浸出して浸出液を得る浸出工程と、
上記浸出工程で得られた浸出液を中和して、リン及び/又はフッ素を含むアルミニウムの中和澱物として分離し、有価金属を含む中和液を得る中和工程と、
上記中和澱物に混入した有価金属を、酸性溶液を用いて再溶解して該中和澱物から分離し、分離した有価金属を含む再溶解液を得る再溶解工程と、
上記中和液から上記有価金属を分離回収する回収工程と
を有することを特徴とする有価金属の回収方法。
In the method for recovering a valuable metal, which is a negative electrode material and / or a positive electrode material of a lithium ion battery and recovers a valuable metal contained in a constituent member to which phosphorus and / or fluorine is attached,
A leaching step of leaching at least a valuable metal, aluminum, phosphorus and / or fluorine contained in the constituent member to obtain a leaching solution;
Neutralizing the leachate obtained in the leaching step and separating it as a neutralized starch of aluminum containing phosphorus and / or fluorine to obtain a neutralized solution containing valuable metals;
A re-dissolution step of re-dissolving the valuable metal mixed in the neutralized starch using an acidic solution to separate the valuable metal from the neutralized starch, and obtaining a re-dissolved solution containing the separated valuable metal;
And a recovery step of separating and recovering the valuable metal from the neutralized solution.
上記再溶解液を上記浸出工程における酸性溶液として用いることを特徴とする請求項5に記載の有価金属の回収方法。   6. The valuable metal recovery method according to claim 5, wherein the redissolved solution is used as an acidic solution in the leaching step. 上記中和工程では、上記浸出液をpH3.0〜pH5.5で中和し、
上記再溶解工程では、有価金属がpH2.0〜pH5.0の液に分離されることを特徴とする請求項5又は請求項6に記載の有価金属の回収方法。
In the neutralization step, the leachate is neutralized at pH 3.0 to pH 5.5,
The method for recovering a valuable metal according to claim 5 or 6, wherein in the re-dissolution step, the valuable metal is separated into a liquid having a pH of 2.0 to 5.0.
上記構成部材は、アルミニウム、リン及びフッ素が所定の割合となるように調合されていることを特徴とする請求項5乃至請求項7の何れか1項に記載の有価金属の回収方法。   The method for recovering a valuable metal according to any one of claims 5 to 7, wherein the constituent members are prepared so that aluminum, phosphorus, and fluorine are in a predetermined ratio. リンの物質量(モル数)がアルミニウムの物質量(モル数)以下、且つフッ素の物質量(モル数)がアルミニウムの物質量(モル数)の6倍以下であることを特徴とする請求項8に記載の有価金属の回収方法。   The amount of phosphorus (mole) is less than the amount of aluminum (mole) and the amount of fluorine (mole) is less than 6 times the amount of aluminum (mole). The method for recovering valuable metals according to 8. 上記浸出工程では、加熱した構成部材を用いることを特徴とする請求項5乃至請求項9の何れか1項に記載の有価金属の回収方法。   The valuable metal recovery method according to any one of claims 5 to 9, wherein a heated component is used in the leaching step. 上記浸出工程では、アルコール類又は水で洗浄した構成部材を用いることを特徴とする請求項5乃至請求項9の何れか1項に記載の有価金属の回収方法。   The valuable metal recovery method according to any one of claims 5 to 9, wherein the leaching step uses a structural member washed with alcohol or water.
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