JP6714226B2 - 電池廃棄物による硫酸ニッケル、硫酸マンガン、硫酸リチウム、硫酸コバルト及び四酸化三コバルトの製造方法 - Google Patents
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-
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Description
ニッケル、電池級硫酸マンガン、電池級硫酸リチウム、電池級硫酸コバルト、電池級四酸
化三コバルトを生産する方法に関する。
、ニッケル、マンガン、リチウムである。従来、この廃棄物を処理することは、主に、そ
のうちのコバルト及びニッケルを収集することである。専利出願番号CN2011104
35394.Xの電池廃棄物の浸出液からニッケル・コバルトを分離濃縮する方法では、
以下の技術を開示した。電池廃棄物の浸出液からニッケル・コバルトを分離濃縮する方法
であって、以下のステップを含む。(1)酸性浸出液で電池廃棄物を浸漬した後に、固液分
離し、得られた液体は電池廃棄物の浸出液であり、前記電池廃棄物の浸出液に還元剤を数
回に分けて添加し、前記還元剤の物質の量が前記浸出液に含まれる銅の物質の量の1.3
〜1.5倍であり、その後に25〜35分間攪拌して反応し、反応温度が40〜50℃で
あり、その後に、固液分離し、得られた固相は重量含有率が99.0〜99.5%である
コッパースポンジであり、得られた液相は液相Aである。(2)炭酸ナトリウムにより液相
AのPH値が3.0〜4.0になるように調節し、その後に90〜95℃まで加熱し、液
相Aにオキシドール又は次亜塩素酸ナトリウムを添加して撹拌して反応し、FeOOH沈
殿が得られ、その後に固液分離を行い、得られた液相は液相Bである。(3)液相Bに加硫
剤を添加し、前記加硫剤の物質の量は前記液相Bに含まれるニッケル・コバルトの物質の
量の1.2〜1.5倍であり、その後に10〜20分間攪拌して反応し、その後に固液分
離し、得られる液相は、ステップ(1)に戻して電池廃棄物を浸漬することに用いられ、得
られる固体は、前記酸性浸出液により洗浄し、硫化物沈殿が得られ、得られた洗浄液を収
集し、ステップ(1)に戻して電池廃棄物を浸漬することに用いられる。(4)硫化物沈殿と
水を混合し、固液質量比1?3のスラリーを調製し、前記スラリーを反応釜に入れて15
〜30分間機械攪拌し、漿状物を調製し、前記漿状物に混酸溶液を添加し、混酸溶液の質
量が硫化物沈殿質量の1.5〜2.0倍であり、その後に20〜30分間攪拌して反応し
て固液分離し、得られる液体はニッケル・コバルト濃縮溶液である。
て、一定の研究を行い、例えば、LS−日光銅制錬株式会社が中国に申請する、リチウム
二次電池廃棄物から有価金属を回収する方法(出願番号がCN201180049594
.X)には、以下の技術を開示した。有価金属の回収方法であって、Co、Ni、Mn及
びLiを含有する廃棄粉末を液相浸出し、得られた浸出溶液を純化して溶剤抽出すること
により前記Co、Ni、Mn及びLiのうちのそれぞれを回収し、無機酸溶液、或いは無
機酸と過酸化水素との混合溶液により、2つのステップに分けて向流浸出して前記液相浸
出を行う。前記無機酸溶液は濃度が240グラム/リットル又はそれ以上の硫酸溶液であ
る。1リットルの前記無機酸溶液で、20グラム以上の前記過酸化水素を使用する。前記
2つのステップの向流浸出において、第1ステップ及び第2ステップは、それぞれ、60
乃至80℃の温度で4〜6時間行う。前記浸出溶液の純化は、以下の方式で行う。CaC
O3を前記浸出溶液に添加し、前記浸出溶液に希NaOH溶液を添加して前記浸出溶液の
PH値が4.5乃至5.0になるように調節し、さらに前記浸出溶液にNaSHを添加し
、その後に得られた溶液を濾過する。以下の方式でCo、Ni、Mn及びLiのうちのそ
れぞれの回収を実現する。Mn、Co及びNiのそれぞれを抽出し、Ni抽出工程後にリ
チウムのみを含有する溶液が得られ、それにより、前記金属が相互に完全に分離すること
を実現する。前記廃棄粉末は、固体廃棄物を適当なサイズの粉末に切り、前記粉末は、ま
ず分配されてか焼して電極活性材料と集電装置とが分離され、かつそのほかの有機物質と
セパレータ(separator)とを揮発させる。その後に、得られるか焼固体に対して
第2分配を行い、かつ特定の重力ソート、磁気ソートなどの組み合わせによりソートして
所期の廃棄粉末が得られる。
けるリチウム、マンガンなどの有価金属は、回収して使用されることがしない。中国専利
出願CN201180049594.Xの欠陥は、プロセスが複雑であり、生産コストが
比較的高く、特に、電池廃棄粉末の調製は、か焼を採用し、エネルギー消耗が高く、廃ガ
ス汚染があり、環境保護に不利であり、或いは、廃ガスの処理コストを増加する。本発明
は、既存技術の問題を解決し、ニッケル、マンガン、リチウム、コバルトなどの複数種の
金属元素を同時に回収することができ、製品回収純度が高く、プロセスが簡単であり、エ
ネルギー消耗が低く、廃ガス汚染がなく、廃水のゼロ放出を実現する電池廃棄物による硫
酸ニッケル、硫酸マンガン、硫酸リチウム、硫酸コバルト及び四酸化三コバルトの製造方
法及び製品を提供することを目的とする。
酸リチウム、硫酸コバルト及び四酸化三コバルトの製造方法であって、その特殊なところ
が、以下のプロセスを採用することである。電池廃棄物を酸溶解し、鉄・アルミニウム除
去し、カルシウム・マグネシウム・銅除去し、抽出分離し、蒸発結晶化して硫酸ニッケル
、硫酸マンガン、硫酸リチウム、硫酸コバルト及び/又は四酸化三コバルトを製造する。
び整理廃棄物を含む。
加し、反応した後に濾過して酸溶解濾液が得られる。
N、好ましくは、1.0〜3.5N、1.5〜3.0N、2.0〜2.5Nになるように
調製し、固液質量比1:3〜5で、好ましくは、1:4で電池廃棄物を添加する。温度が6
0〜100℃、好ましくは、65〜95℃、70〜90℃、75〜85℃、80℃に制御
し、0.5〜4時間、好ましくは、1.0〜3.5時間、1.5〜3.0時間、2.0〜
2.5時間反応する。濾過し、洗浄し、濾液が酸溶解濾液である。
トリウムを添加し、撹拌した後に炭酸ナトリウム溶液を添加し、濾過して鉄・アルミニウ
ム除去した濾液が得られる。
、加熱しながら撹拌する。温度が30〜100℃、好ましくは、順次に35〜95℃、4
0〜90℃、45〜85℃、50〜80℃、55〜75℃、60〜70℃に制御し、1m
3に軽質炭酸カルシウム3〜60kg、好ましくは、順次に5〜50kg、10〜45k
g、15〜40kg、20〜35kg、25〜30kgを添加し、溶液における2価鉄量
の0.1〜1.0倍、好ましくは、順次に0.2〜0.8倍、0.3〜0.7倍、0.4
〜0.6倍、0.5倍で塩素酸ナトリウムを添加し、10〜50分間、好ましくは、順次
に15〜45分間、20〜40分間、25〜35分間、30分間撹拌し、0.5〜2.0
N、好ましくは1.0〜1.5Nの炭酸ナトリウム溶液によりPH値が3.5〜5.5、
好ましくは4.0〜5.0、4.5になるように調節する。濾過し、洗浄し、濾液が次の
工程に用いられる。洗液は、炭酸ナトリウム溶液の調製に用いられ。濾過ケークは鉄・ア
ルミドロスとされて無害処理を行う。
液にフッ化ナトリウムを添加し、撹拌した後に炭酸ナトリウムを添加し、濾過して抽出前
液が得られる。
ネシウム除去タンクにポンピングし、加熱しながら撹拌する。温度が30〜100℃、好
ましくは、順次に35〜95℃、40〜90℃、45〜85℃、50〜80℃、55〜7
5℃、60〜70℃に制御し、カルシウム・マグネシウム総質量の2〜15倍、好ましく
は、順次に3〜12倍、4〜10倍、5〜9倍、6〜8倍、7倍でフッ化ナトリウムを添
加し、10〜90分間、好ましくは、順次に20〜80分間、30〜70分間、40〜6
0分間、50分間撹拌し、0.5〜2.0N、好ましくは、1.0〜1.5Nの炭酸ナト
リウムによりPH値が4.0〜7.0、好ましくは、PH値が5.0〜6.0になるよう
に調製し、濾過し、洗浄し、濾液は抽出前液とされて抽出工程に用いられる。洗液は、炭
酸ナトリウム溶液の調製に用いられる。濾過ケークはカルシウム・マグネシウム・銅ドロ
スとされ、別に処理する。
マンガン液が得られる。
再生2級に設置されることができる。
いられる。再生液は、戻して洗浄液として使用される。抽残液は、次の工程に用いられる
。
に用いられ、抽出及び逆抽出を経って、高純度、高濃度の逆コバルト液が得られる。
再生1級に設置されることができる。
いられる。再生液は、戻して洗浄液とされて使用する。抽残液は、次の工程に用いられる
。
いられ、抽出及び逆抽出を経って、高純度、高濃度の逆コバルト液が得られる。
再生1級に設置されることができる。
用いられる。再生液は、戻して洗浄液として使用される。抽残液は、MVR蒸発結晶化工
程に用いられ、熱結晶法を採用して抽残液におおける硫酸ナトリウム結晶を分離させ、硫
酸リチウムを濃縮する目的を達成する。
);
、溶液におけるマンガンを有機相に抽出し、有機相に硫酸溶液を添加して洗浄し、マンガ
ン150〜400g/L、好ましくは、順次に170〜350g/L、180〜300g
/L、200〜250g/Lを含有する硫酸マンガン溶液が得られ、溶液が蒸発結晶化し
、遠心分離して硫酸マンガン製品が得られる。有機相は、酸洗いして再生し、苛性ソーダ
溶液は、鹸化して再活性化して循環使用する。少量の遠心母液は次の硫酸マンガン溶液に
添加して蒸発結晶化する。
P507により抽出され、溶液におけるコバルトを有機相に抽出する。有機相に硫酸溶液
を添加して洗浄し、コバルト80〜130g/L、好ましくは、順次に90〜120g/
L、100〜110g/Lを含有する硫酸コバルト溶液が得られ、溶液が蒸発結晶化し、
遠心分離して硫酸コバルト製品が得られる。有機相は、酸洗いして再生し、苛性ソーダ溶
液は、鹸化して再活性化して循環使用する。少量の遠心母液は次の硫酸コバルト溶液に添
加して蒸発結晶化する。或いは、コバルト80〜130g/Lを含有する硫酸コバルト溶
液は、水酸化ナトリウム溶液によりヒドロキシコバルトを合成し、遠心濾過した後に、7
00〜950℃、好ましくは750〜900℃、800〜850℃で焼成し、四酸化三コ
バルトを製造する。
再びP204により抽出され、溶液におけるニッケルを有機相に抽出する。有機相に硫酸
溶液を添加して洗浄し、ニッケル70〜130g/L、好ましくは、順次に80〜125
g/L、90〜120g/L、100〜110g/Lを含有する硫酸ニッケル溶液が得ら
れ、溶液が蒸発結晶化し、遠心分離して硫酸ニッケル製品がえられる。有機相は、酸洗い
して再生し、苛性ソーダ溶液は、鹸化して再活性化して循環使用する。少量の遠心母液は
、次の硫酸ニッケル溶液に添加して蒸発結晶化する。
、MRV蒸発結晶化システムにより、抽残液を硫酸ナトリウム結晶に蒸発し、遠心して濾
過した後に無水硫酸ナトリウム二次製品が得られる。
酸ナトリウム溶液を添加し、反応温度が60〜100℃、好ましくは、順次に65〜95
℃、70〜90℃、75〜85℃、80℃に制御し、反応時間0.5〜4時間、好ましく
は、順次に1.0〜3.5時間、1.5〜3時間、2.0〜2.5時間反応し、炭酸リチ
ウム沈殿が得られ、この沈殿を遠心して濾過し、洗浄し、乾燥して炭酸リチウム製品がえ
られる。
体に用いられる。生産用水を減少することができるだけでなく、工業廃水のゼロ放出要求
に達成することができる。
チウム、コバルトなどの複数種の金属元素を同時に回収することができ、回収製品の純度
が高く、電池級に達することができ、電池級四酸化三コバルトを直接的に生産することが
でき、プロセスが簡単であり、エネルギー消耗が低く、廃ガス汚染がなく、廃水のゼロ排
出を実現する。
三コバルトの製造方法は、以下のステップを採用する。
水9m3を添加して撹拌し始め、濃硫酸1m3をゆっくり添加し、電池廃棄物4トンをゆ
っくり添加する。濃硫酸又は材料によりPH値が0.5に制御し、3時間反応する。濾過
し、洗浄する。濾液が次の工程に用いられ、洗液は、酸を調製する工程に戻して用いられ
る。濾過ケークを無害処理する。
ポンピングし、加熱しながら撹拌する。温度が80℃に制御し、軽質炭酸カルシウム12
0kgを添加し、溶液における2価鉄量の0.35倍で塩素酸ナトリウムを添加し、30
分間撹拌し、1.0Nの炭酸ナトリウム溶液によりPH値が4.5になるように調節する
。濾過して、洗浄する。濾液が次の工程に用いられる。洗液は、炭酸ナトリウム溶液の調
製に用いられる。濾過ケークを無害処理する。
ルシウム・マグネシウム除去タンクにポンピングし、加熱しながら撹拌する。温度が10
0℃に制御し、カルシウム・マグネシウム総質量の4.5倍でフッ化ナトリウムを添加し
、40分間撹拌し、0.5Nの炭酸ナトリウムによりPH値が5.5になるように調節し
、濾過し、洗浄する。濾液は、抽出前液とされて抽出工程に用いられる。洗液は、炭酸ナ
トリウム溶液の調製に用いられる。濾過ケークは、カルシウム・マグネシウム・銅ドロス
とされて別に処理する。
マンガン液が得られる。洗浄液は、繰り返して使用した後に、酸溶解作業場に送って酸を
調製することに用いられる。再生液は、戻して洗浄液として使用される。抽残液は、次の
工程に用いられる。
される
5:15:70(v/v);洗浄液:4Nの塩酸;逆抽出液:3Nの硫酸;有機再生液:
6Nの塩酸。
程に用いられ、以下の条件で抽出及び逆抽出し、高純度、高濃度の逆コバルト液が得られ
る。洗浄液は、繰り返して使用した後、酸溶解作業場に送って酸を調製することに用いら
れる。再生液は、戻して洗浄液として使用される。抽残液は、次の工程に用いられる。
される。
0:20:60(v/v);洗浄液:4Nの塩酸;逆抽出液:4Nの硫酸;有機再生液:
6Nの塩酸。
に用いられ、以下の条件で抽出及び逆抽出し、高純度、高濃度の逆コバルト液が得られる
。洗浄液は、繰り返して使用した後、酸溶解作業場に送って酸を調製することに用いられ
る。再生液は、戻して洗浄液として使用される。抽残液は、MVR蒸発結晶化工程に用い
られ、熱結晶法により抽残液における硫酸ナトリウム結晶を分離させ、硫酸リチウムを濃
縮する目的に達成する。
0:10:80(v/v);洗浄液:3Nの塩酸;逆抽出液:3Nの硫酸;有機再生液:
6Nの塩酸。
、溶液におけるマンガンを有機相に抽出する。有機相に硫酸溶液を添加して洗浄し、マン
ガン200g/Lを含有する硫酸マンガン溶液が得られ、溶液は、蒸発結晶化し、遠心分
離して硫酸マンガン製品が得られる。有機相は、酸洗いして再生し、苛性ソーダ溶液は、
鹸化して再活性化して循環使用する。少量の遠心母液は次の硫酸マンガン溶液に添加して
蒸発結晶化する。
P507により抽出され、溶液におけるコバルトを有機相に抽出する。有機相に硫酸溶液
を添加して洗浄し、コバルト110g/Lを含有する硫酸コバルト溶液が得られ、溶液が
蒸発結晶化し、遠心分離して硫酸コバルト製品が得られる。有機相は、酸洗いして再生し
、苛性ソーダ溶液は、鹸化して再活性化して循環使用する。少量の遠心母液は次の硫酸コ
バルト溶液に添加して蒸発結晶化する。或いは、コバルト110g/Lを含有する硫酸コ
バルト溶液は、水酸化ナトリウム溶液によりヒドロキシコバルトを合成し、遠心濾過した
後に、800℃で焼成し、四酸化三コバルトを製造する。
再びP204により抽出され、溶液におけるニッケルを有機相に抽出する。有機相に硫酸
溶液を添加して洗浄し、ニッケル100g/Lを含有する硫酸ニッケル溶液が得られ、溶
液が蒸発結晶化し、遠心分離して硫酸ニッケル製品が得られる。有機相は、酸洗いして再
生し、苛性ソーダ溶液は、鹸化して再活性化して循環使用する。少量の遠心母液は、次の
硫酸ニッケル溶液に添加して蒸発結晶化する。
、約リチウム1〜4g/L、ナトリウム15〜20g/Lを含有し、硫酸ナトリウム及び
硫酸リチウムで溶液に存在し、MRV蒸発結晶化システムにより、抽残液をリチウム15
〜20g/Lを含有するまで蒸発するとき、大量の硫酸ナトリウム結晶を生成し、遠心濾
過して無水硫酸ナトリウム二次製品が得られる。
g/L程度を含有する飽和硫酸ナトリウム溶液であり、この溶液に飽和炭酸ナトリウム溶
液を添加し、反応温度が100℃に制御し、反応時間が4時間であり、炭酸リチウム沈殿
が得られる。この沈殿を遠心濾過し、洗浄し、乾燥して炭酸リチウム製品が得られる。
及び四酸化三コバルトの製造方法は、以下のステップを含む。
量比1:5で電池廃棄物を添加する。温度が100℃に制御し、1時間反応する。濾過し
て、洗浄する。濾液が次の工程に用いられる。洗液は戻して酸を調製する工程に用いられ
る。濾過ケークを無害処理する。
ながら撹拌する。温度が80℃に制御し、1m3に軽質炭酸カルシウム20kgを添加し
、溶液における2価鉄量の0.3倍で塩素酸ナトリウムを添加し、30分間攪拌し、1.
0Nの炭酸ナトリウム溶液によりPH値が3.5になるように調節する。濾過し、洗浄す
る。濾液が次の工程に用いられる。洗液は、炭酸ナトリウム溶液の調製に用いられる。濾
過ケークを無害処理する。
ム除去タンクにポンピングし、加熱しながら撹拌する。温度が100℃に制御し、カルシ
ウム・マグネシウム総質量の5倍でフッ化ナトリウムを添加し、30分間攪拌し、0.5
Nの炭酸ナトリウムによりPH値が5.5になるように調節する。濾過し、洗浄する。濾
液は、抽出前液とされて抽出工程に用いられる。洗液は、炭酸ナトリウム溶液の調製に用
いられる。濾過ケークは、カルシウム・マグネシウム・銅ドロスとされて別に処理する。
度の逆マンガン液が得られる。洗浄液は、繰り返して使用した後、酸溶解作業場に送って
酸を調製することに用いられる。再生液は、戻して洗浄液として使用される。抽残液は、
次の工程に用いられる。
0:10:80(v/v);洗浄液:2Nの塩酸;逆抽出液:4Nの硫酸;有機再生液:6
Nの塩酸。
程に用いられ、以下の条件で抽出及び逆抽出し、高純度、高濃度の逆コバルト液が得られ
る。洗浄液は、繰り返して使用した後、酸溶解作業場に送って酸を調製することに用いら
れる。再生液は、戻して洗浄液として使用される。抽残液は、次の工程に用いられる。
5:15:70(v/v);洗浄液:6Nの塩酸;逆抽出液:4Nの硫酸;有機再生液:
6Nの塩酸。
に用いられ、以下の条件で抽出及び逆抽出し、高純度、高濃度の逆コバルト液が得られる
。洗浄液は、繰り返して使用した後、酸溶解作業場に送って酸を調製することに用いられ
る。再生液は、戻して洗浄液として使用される。抽残液は、MVR蒸発結晶化工程に用い
られ、熱結晶法により抽残液における硫酸ナトリウム結晶を分離させ、硫酸リチウムを濃
縮する目的に達成する。
5:15:70(v/v);洗浄液:4Nの塩酸;逆抽出液:3Nの硫酸;有機再生液:
6Nの塩酸。
、溶液におけるマンガンを有機相に抽出する。有機相に硫酸溶液を添加して洗浄し、マン
ガン200g/Lを含有する硫酸マンガン溶液が得られ、溶液は、蒸発結晶化し、遠心分
離して硫酸マンガン製品が得られる。有機相は、酸洗いして再生し、苛性ソーダ溶液は、
鹸化して再活性化して循環使用する。少量の遠心母液は次の硫酸マンガン溶液に添加して
蒸発結晶化する。
P507により抽出され、溶液におけるコバルトを有機相に抽出する。有機相に硫酸溶液
を添加して洗浄し、コバルト110g/Lを含有する硫酸コバルト溶液が得られ、溶液が
蒸発結晶化し、遠心分離して硫酸コバルト製品が得られる。有機相は、酸洗いして再生し
、苛性ソーダ溶液は、鹸化して再活性化して循環使用する。少量の遠心母液は次の硫酸コ
バルト溶液に添加して蒸発結晶化する。或いは、コバルト110g/Lを含有する硫酸コ
バルト溶液は、水酸化ナトリウム溶液によりヒドロキシコバルトを合成し、遠心濾過した
後に、800℃で焼成し、四酸化三コバルトを製造する。
再びP204により抽出され、溶液におけるニッケルを有機相に抽出する。有機相に硫酸
溶液を添加して洗浄し、ニッケル100g/Lを含有する硫酸ニッケル溶液が得られ、溶
液が蒸発結晶化し、遠心分離して硫酸ニッケル製品が得られる。有機相は、酸洗いして再
生し、苛性ソーダ溶液は、鹸化して再活性化して循環使用する。少量の遠心母液は、次の
硫酸ニッケル溶液に添加して蒸発結晶化する。
204抽残液は、約リチウム1〜4g/L、ナトリウム15〜20g/Lを含有し、かつ
硫酸ナトリウム及び硫酸リチウムで溶液に存在し、MRV蒸発結晶化システムにより、抽
残液をリチウム15〜20g/Lを含有するまで蒸発するとき、大量の硫酸ナトリウム結
晶を生成し、遠心濾過して無水硫酸ナトリウム二次製品が得られる。
g/L程度を含有する飽和硫酸ナトリウム溶液であり、この溶液に飽和炭酸ナトリウム溶
液を添加し、反応温度が100℃に制御し、反応時間が3時間であり、炭酸リチウム沈殿
が得られる。この沈殿を遠心濾過し、洗浄し、乾燥して炭酸リチウム製品が得られる。
及び四酸化三コバルトの製造方法は、以下のステップを含む。
量比1:5で電池廃棄物を添加する。温度が80℃に制御し、3時間反応する。濾過し、
洗浄する。濾液が次の工程に用いられる。洗液は戻して酸を調製する工程に用いられる。
濾過ケークを無害処理する。
ながら撹拌する。温度が80℃に制御し、1m3に軽質炭酸カルシウム50kgを添加し
、溶液における2価鉄量の0.5倍で塩素酸ナトリウムを添加し、30分間攪拌し、2.
0Nの炭酸ナトリウム溶液によりPH値が4.0になるように調節する。濾過し、洗浄す
る。濾液が次の工程に用いられる。洗液は、炭酸ナトリウム溶液の調製に用いられる。濾
過ケークを無害処理する。
ム除去タンクにポンピングし、加熱しながら撹拌する。温度が100℃に制御し、カルシ
ウム・マグネシウム総質量の6倍でフッ化ナトリウムを添加し、40分間攪拌し、1.0
Nの炭酸ナトリウムによりPH値が5.0になるように調節し、濾過し、洗浄する。濾液
は、抽出前液とされて抽出工程に用いられる。洗液は、炭酸ナトリウム溶液の調製に用い
られる。濾過ケークは、カルシウム・マグネシウム・銅ドロスとされて別に処理する。
濃度の逆マンガン液が得られる。洗浄液は、繰り返して使用した後、酸溶解作業場に送っ
て酸を調製することに用いられる。再生液は、戻して洗浄液として使用される。抽残液は
、次の工程に用いられる。
シン=20:20:60(v/v);洗浄液:4Nの塩酸;逆抽出液:3Nの硫酸;有機
再生液:6Nの塩酸。
に用いられ、以下の条件で抽出及び逆抽出し、高純度、高濃度の逆コバルト液が得られる
。洗浄液は、繰り返して使用した後、酸溶解作業場に送って酸を調製することに用いられ
る。再生液は、戻して洗浄液として使用される。抽残液は、次の工程に用いられる。
0:20:60(v/v);洗浄液:4Nの塩酸;逆抽出液:4Nの硫酸;有機再生液:
6Nの塩酸。
に用いられ、以下の条件で抽出及び逆抽出し、高純度、高濃度の逆コバルト液が得られる
。洗浄液は、繰り返して使用した後、酸溶解作業場に送って酸を調製することに用いられ
る。再生液は、戻して洗浄液として使用される。抽残液は、MVR蒸発結晶化工程に用い
られ、熱結晶法により抽残液における硫酸ナトリウム結晶を分離させ、硫酸リチウムを濃
縮する目的に達成する。
0:10:80(v/v);洗浄液:3Nの塩酸;逆抽出液:3Nの硫酸;有機再生液:
6Nの塩酸。
、溶液におけるマンガンを有機相に抽出する。有機相に硫酸溶液を添加して洗浄し、マン
ガン200g/Lを含有する硫酸マンガン溶液が得られ、溶液は、蒸発結晶化し、遠心分
離して硫酸マンガン製品が得られる。有機相は、酸洗いして再生し、苛性ソーダ溶液は、
鹸化して再活性化して循環使用する。少量の遠心母液は次の硫酸マンガン溶液に添加して
蒸発結晶化する。
したP204抽残液はP507により抽出され、溶液におけるコバルトを有機相に抽出す
る。有機相に硫酸溶液を添加して洗浄し、コバルト110g/Lを含有する硫酸コバルト
溶液が得られ、水酸化ナトリウム溶液によりヒドロキシコバルトを合成し、遠心濾過した
後に、800℃で焼成し、四酸化三コバルトを製造する。
再びP204により抽出され、溶液におけるニッケルを有機相に抽出する。有機相に硫酸
溶液を添加して洗浄し、ニッケル100g/Lを含有する硫酸ニッケル溶液が得られ、溶
液が蒸発結晶化し、遠心分離して硫酸ニッケル製品が得られる。有機相は、酸洗いして再
生し、苛性ソーダ溶液は、鹸化して再活性化して循環使用する。少量の遠心母液は、次の
硫酸ニッケル溶液に添加して蒸発結晶化する。
、約リチウム1〜4g/L、ナトリウム15〜20g/Lを含有し、かつ硫酸ナトリウム
及び硫酸リチウムで溶液に存在し、MRV蒸発結晶化システムにより、抽残液をリチウム
15〜20g/Lを含有するまで蒸発するとき、大量の硫酸ナトリウム結晶を生成し、遠
心濾過して無水硫酸ナトリウム二次製品が得られる。
g/L程度を含有する飽和硫酸ナトリウム溶液であり、この溶液に飽和炭酸ナトリウム溶
液を添加し、反応温度が100℃に制御し、反応時間が2時間であり、炭酸リチウム沈殿
が得られる。この沈殿を遠心濾過し、洗浄し、乾燥して炭酸リチウム製品が得られる。
及び四酸化三コバルトの製造方法は、以下のステップを含む。
9m3を予め添加して撹拌し、濃硫酸1m3をゆっくり添加し、電池廃棄物4トンをゆっ
くり添加する。濃硫酸又は材料によりPH値が0.5に制御し、3時間反応する。濾過し
、洗浄する。濾液が次の工程に用いられる。洗液は戻して酸を調製する工程に用いられる
。濾過ケークを無害処理する。
ポンピングし、加熱しながら撹拌する。温度が80℃に制御し、軽質炭酸カルシウム12
0kgを添加し、溶液における2価鉄量の0.35倍で塩素酸ナトリウムを添加し、30
分間攪拌し、1.0Nの炭酸ナトリウム溶液によりPH値が4.5になるように調節する
。濾過し、洗浄する。濾液が次の工程に用いられる。洗液は、炭酸ナトリウム溶液の調製
に用いられる。濾過ケークを無害処理する。
ルシウム・マグネシウム除去タンクにポンピングし、加熱しながら撹拌する。温度が10
0℃に制御し、カルシウム・マグネシウム総質量の4.5倍でフッ化ナトリウムを添加し
、40分間攪拌し、0.5Nの炭酸ナトリウムによりPH値が5.5に調なるように調節
し、濾過し、洗浄する。濾液は、抽出前液とされて抽出工程に用いられる。洗液は、炭酸
ナトリウム溶液の調製に用いられる。濾過ケークは、カルシウム・マグネシウム・銅ドロ
スとされて別に処理する。
濃度の逆マンガン液が得られる。洗浄液は、繰り返して使用した後、酸溶解作業場に送っ
て酸を調製することに用いられる。再生液は、戻して洗浄液として使用される。抽残液は
、次の工程に用いられる。
5:15:70(v/v);洗浄液:4Nの塩酸;逆抽出液:3Nの硫酸;有機再生液:
6Nの塩酸。
用いられ、以下の条件で抽出及び逆抽出し、高純度、高濃度の逆コバルト液が得られる。
洗浄液は、繰り返して使用した後、酸溶解作業場に送って酸を調製することに用いられる
。再生液は、戻して洗浄液として使用される。抽残液は、次の工程に用いられる。
0:20:60(v/v);洗浄液:4Nの塩酸;逆抽出液:4Nの硫酸;有機再生液:
6Nの塩酸。
に用いられ、以下の条件で抽出及び逆抽出し、高純度、高濃度の逆コバルト液が得られる
。洗浄液は、繰り返して使用した後、酸溶解作業場に送って酸を調製することに用いられ
る。再生液は、戻して洗浄液として使用される。抽残液は、MVR蒸発結晶化工程に用い
られ、熱結晶法により抽残液における硫酸ナトリウム結晶を分離させ、硫酸リチウムを濃
縮する目的に達成する。
0:10:80(v/v);洗浄液:3Nの塩酸;逆抽出液:3Nの硫酸;有機再生液:
6Nの塩酸。
、溶液におけるマンガンを有機相に抽出する。有機相に硫酸溶液を添加して洗浄し、マン
ガン200g/Lを含有する硫酸マンガン溶液が得られ、溶液は、蒸発結晶化し、遠心分
離して硫酸マンガン製品が得られる。有機相は、酸洗いして再生し、苛性ソーダ溶液は、
鹸化して再活性化して循環使用する。少量の遠心母液は次の硫酸マンガン溶液に添加して
蒸発結晶化する。
P507により抽出され、溶液におけるコバルトを有機相に抽出する。有機相に硫酸溶液
を添加して洗浄し、コバルト110g/Lを含有する硫酸コバルト溶液が得られ、溶液が
蒸発結晶化し、遠心分離して硫酸コバルト製品が得られる。有機相は、酸洗いして再生し
、苛性ソーダ溶液は、鹸化して再活性化して循環使用する。少量の遠心母液は次の硫酸コ
バルト溶液に添加して蒸発結晶化する。或いは、コバルト110g/Lを含有する硫酸コ
バルト溶液は、水酸化ナトリウム溶液によりヒドロキシコバルトを合成し、遠心濾過した
後に、800℃で焼成し、四酸化三コバルトを製造する。
再びP204により抽出され、溶液におけるニッケルを有機相に抽出する。有機相に硫酸
溶液を添加して洗浄し、ニッケル100g/Lを含有する硫酸ニッケル溶液が得られ、溶
液が蒸発結晶化し、遠心分離して硫酸ニッケル製品が得られる。有機相は、酸洗いして再
生し、苛性ソーダ溶液は、鹸化して再活性化して循環使用する。少量の遠心母液は、次の
硫酸ニッケル溶液に添加して蒸発結晶化する。
、約リチウム1〜4g/L、ナトリウム15〜20g/Lを含有し、かつ硫酸ナトリウム
及び硫酸リチウムで溶液に存在し、MRV蒸発結晶化システムにより、抽残液をリチウム
15〜20g/Lを含有するまで蒸発するとき、大量の硫酸ナトリウム結晶を生成し、遠
心濾過して無水硫酸ナトリウム二次製品が得られる。
g/L程度を含有する飽和硫酸ナトリウム溶液であり、この溶液に飽和炭酸ナトリウム溶
液を添加し、反応温度が100℃に制御し、反応時間が4時間であり、炭酸リチウム沈殿
が得られる。この沈殿を遠心濾過し、洗浄し、乾燥して炭酸リチウム製品が得られる。
ラメータ範囲外の付近の各技術ポイント、及び当業者が本発明の技術案に基づいて行った
推理、拡張、排列組合せの技術特徴は、本発明の実施例に示した範囲に含まれる。
a、電池廃棄物検出表
b、酸分解工程検出
c、鉄・アルミニウム除去工程検出
d、カルシウム・マグネシウム・銅除去工程検出
e、マンガン抽出工程検出
f、コバルト抽出工程検出
g、ニッケル抽出工程検出
h、MVR蒸発結晶化検出工程
産業的実用性
4%、マンガン収率≧96%、リチウム収率≧90%である。
る。
Claims (5)
- 電池廃棄物による硫酸ニッケル、硫酸マンガン、硫酸リチウム、硫酸コバルト及び四酸化
三コバルトの製造方法であって、
電池廃棄物を酸溶解し、酸溶解濾液に炭酸カルシウム及び塩素酸ナトリウムを添加し、撹
拌した後に炭酸ナトリウム溶液を添加し、濾過して鉄・アルミニウムを除去した濾液を得
て、鉄・アルミニウム除去した濾液にフッ化ナトリウムを添加し、撹拌した後に炭酸ナト
リウムを添加し、濾過してカルシウム・マグネシウム・銅を除去した抽出前液を得て、
前記抽出前溶液を、まず、P204抽出剤により、溶液におけるマンガンを有機相に抽出
し、有機相を分離し、有機相に硫酸溶液を添加して洗浄し、マンガン150〜400g/
Lを含有する硫酸マンガン溶液を得、硫酸マンガン溶液を蒸発 結晶化し、遠心分離して
硫酸マンガン製品が得られる硫酸マンガン回収ステップaと、
マンガンを抽出、分離したP204抽残液は、P507により抽出され、溶液におけるコ
バルトを有機相に抽出し、有機相を分離し、有機相に硫酸溶液を添加して洗浄し、コバル
ト80〜130g/Lを含有する硫酸コバルト溶液が得られ、溶液が蒸発結晶化し、遠心
分離して硫酸コバルト製品が得られる硫酸コバルト回収ステップbと、
コバルトを抽出、分離したP507抽残液は、再びP204により抽出され、溶液におけ
るニッケルを有機相に抽出し、有機相を分離し、有機相に硫酸溶液を添加して洗浄し、ニ
ッケル70〜130g/Lを含有する硫酸ニッケル溶液が得られ、溶液が蒸発結晶化し、
遠心分離して硫酸ニッケル製品が得られる硫酸ニッケル回収ステップcと、
ニッケルを抽出、分離したP204抽残液は、MRV蒸発結晶化システムにより、抽残液
を硫酸ナトリウム結晶に蒸発し、遠心して濾過した後に無水硫酸ナトリウム二次製品が得
られる硫酸ナトリウム回収ステップdと、
硫酸ナトリウム回収ステップd後の遠心母液に飽和炭酸ナトリウム溶液を添加し、反応温
度が60〜100℃に制御し、0.5〜4時間反応し、炭酸リチウム沈殿が得られ、この
沈殿を遠心して濾過し、洗浄し、乾燥して炭酸リチウム製品が得られる炭酸リチウム回収
ステップeとを含むことを特徴とする硫酸ニッケル、硫酸マンガン、硫酸リチウム、硫酸
コバルト及び又は四酸化三コバルトを製造するステップを含むことを特徴とする電池廃棄
物による硫酸ニッケル、硫酸マンガン、硫酸リチウム、硫酸コバルト及び四酸化三コバル
トの製造方法。 - 前記電池廃棄物の酸溶解において、固液質量比1:2〜6で電池廃棄物に酸を添加し、反
応した後に濾過して酸溶解濾液が得られ、
前記電池廃棄物の酸溶解において、酸溶解タンクに、硫酸又は塩酸が2.0〜2.5Nに
なるように調製し、固液質量比1:4で電池廃棄物を添加し、温度が75〜85℃に制御
し、2.0〜2.5時間反応し、濾過し、洗浄し、濾液が酸溶解濾液であることを特徴と
する請求項1に記載の電池廃棄物による硫酸ニッケル、硫酸マンガン、硫酸リチウム、硫
酸コバルト及び四酸化三コバルトの製造方法。 - 前記鉄・アルミニウム除去において、酸溶解濾液に炭酸カルシウム及び塩素酸ナトリウム
を添加し、撹拌した後に炭酸ナトリウム溶液を添加し、濾過して鉄・アルミニウム除去し
た濾液が得られ、
前記鉄・アルミニウム除去において、酸溶解濾液を精製タンクにポンピングし、加熱しな
がら撹拌し、温度が60〜70℃に制御し、1m3に軽質炭酸カルシウム25〜30kg
を添加し、溶液における2価鉄量の0.5倍で塩素酸ナトリウムを添加し、30分間撹拌
し、1.0Nの炭酸ナトリウム溶液によりPH値が4.5になるように調節し、濾過し、
洗浄し、濾液が次の工程に用いられ、洗液が炭酸ナトリウム溶液の調製に用いられ、濾過
ケークが鉄・アルミドロスであり、無害処理を行うことを特徴とする請求項1に記載の電
池廃棄物による硫酸ニッケル、硫酸マンガン、硫酸リチウム、硫酸コバルト及び四酸化三
コバルトの製造方法。 - 前記カルシウム・マグネシウム・銅除去において、鉄・アルミニウム除去した濾液にフッ
化ナトリウムを添加し、撹拌した後に炭酸ナトリウムを添加し、濾過して抽出前液が得ら
れ、
前記カルシウム・マグネシウム・銅除去において、鉄除去液をカルシウム・マグネシウム
除去タンクにポンピングし、加熱しながら撹拌し、温度が60〜70℃に制御し、カルシ
ウム・マグネシウム総質量の7倍でフッ化ナトリウムを添加し、50分間撹拌し、1.0
〜1.5Nの炭酸ナトリウムによりPH値が5.0〜6.0になるように調節し、濾過し
、洗浄し、濾液が抽出前液とされて抽出工程に用いられ、洗液が炭酸ナトリウム溶液の調
節に用いられ、濾過ケークがカルシウム・マグネシウム・銅ドロスとして処理することを
特徴とする請求項1に記載の電池廃棄物による硫酸ニッケル、硫酸マンガン、硫酸リチウ
ム、硫酸コバルト及び四酸化三コバルトの製造方法。 - 前記抽出分離は、以下のステップで行い、即ち、
a、マンガン元素の分離では、抽出前液が抽出及び逆抽出を経って、高純度、高濃度の逆
マンガン液が得られ、
b、コバルトの元素の分離では、マンガンを抽出した抽残液がコバルトを分離する抽出工
程に用いられ、抽出及び逆抽出を経って、高純度、高濃度の逆コバルト液が得られ、
c、ニッケル元素の分離では、コバルトを抽出した抽残液がニッケルを分離する抽出工程
に用いられ、抽出及び逆抽出を経って、高純度、高濃度の逆コバルト液が得られることを
特徴とする請求項1に記載の電池廃棄物による硫酸ニッケル、硫酸マンガン、硫酸リチウ
ム、硫酸コバルト及び四酸化三コバルトの製造方法。
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