JP7243749B2 - 有価金属の回収方法及び回収装置 - Google Patents

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Description

本発明は、有価金属の回収方法及び回収装置に関するものである。
下記特許文献１には、リチウムイオン電池の廃棄物から回収した電池滓に酸を添加して浸出液を生成し、浸出液に水酸化ナトリウム又は水酸化カルシウム（添加剤）を添加して処理物を生成し、処理物を固液分離して濾液（リチウム溶解液）と残渣とに分離し、濾液に含まれるＬｉ分を炭酸化して回収する技術が記載されている。
しかし、下記特許文献１に記載の技術において、添加剤として水酸化ナトリウムを使用した場合、Ｎａ分が多量に混入するため、炭酸リチウム製造時のＮａ分の洗浄負荷が高まる。一方で、添加剤として水酸化カルシウムを用いた場合、炭酸リチウム製造時にＣａ分がＬｉ分と共に炭酸化され、この濾液から製造した炭酸リチウムに難溶性の炭酸カルシウムが混入する。よって、回収したＬｉ分を有効に利用することが難しくなる。また、特許文献２では、水酸化カルシウムを添加剤とした場合、炭酸化と再溶解、Ｃａ分析出、固液分離によってＣａ分を除去しており、工程が煩雑であった。
特開２０１９－１６０４２９号公報 特開２０１９－１１５１８号公報
本発明の目的は、リチウムイオン電池に含まれるＬｉ分を添加剤に含まれるＮａ分及びＣａ分から分離して回収することである。
本発明の第一項目に係る有価金属の回収方法は、リチウムイオン電池の廃棄物から電池滓を取り出す取出工程と、前記電池滓に酸を添加して浸出液を生成する酸浸出工程と、前記浸出液に第１添加剤であるＮａ分を含む第１硫黄化合物を添加して第１処理物を生成する第１添加工程と、前記第１処理物を濾過して第１処理濾液とＣｕ分を含む第１処理残渣とに分離する第１濾過工程と、前記第１処理濾液に第２添加剤であるＮａ分を含む第２硫黄化合物を添加して第２処理物を生成する第２添加工程と、前記第２処理物を濾過して第２処理濾液とＣｏ分又は／及びＮｉ分を含む第２処理残渣とに分離する第２濾過工程と、前記第２処理濾液に第３添加剤である水酸化カルシウムを添加して第３処理物を生成する第３添加工程と、前記第３処理物を濾過してＬｉ分を含む第３処理濾液と第３処理残渣とに分離する第３濾過工程と、前記第３処理濾液に第４添加剤である炭酸ナトリウムを添加して第４処理物を生成する第４添加工程と、前記第４処理物を濾過して第４処理濾液とＣａ分を含む第４処理残渣とに分離する第４濾過工程と、前記第４処理濾液を加熱する加熱工程と、加熱された前記第４処理濾液に炭酸ガスを吹き込むか、あるいは炭酸塩を添加して第５処理物を生成する第５添加工程と、前記第５処理物を濾過してＮａ分を含む第５処理濾液とＬｉ分を含む第５処理残渣とに分離する第５濾過工程とを有している。前記第２処理物のｐＨは前記第１処理物のｐＨよりも大きく、前記第３処理物のｐＨは前記第２処理物のｐＨよりも大きい。なお、本出願において、有価金属とはＬｉ，Ｎｉ，Ｃｏを含むが、その他の金属を含んでもよい。
第一項目によれば、各処理物（第１処理物～第３処理物）におけるｐＨを複数段階に分けて上昇させて各処理残渣（第１処理残渣～第３処理残渣）を回収する。これにより、各工程で発生する残渣の総量が減少するので、残渣に付着するＬｉ量を減らして収率を向上できる。
ここで、第１，２処理残渣は、それぞれＣｕとＮｉ，Ｃｏの硫化物が少量であるのに対し、第３処理残渣は、第１，２添加・濾過工程を設けることにより、２つの要因で大きく減少する。（１）すでにＣｕとＮｉ，Ｃｏが除去されている分、第３処理残渣が減少する。（２）第１，２添加・濾過工程によりｐＨが上昇しているので、添加する水酸化カルシウムの量が少なくてよく、ＣａＳＯ４の沈殿が減り、第３処理残渣が減少する。よって、電池滓に含まれるＬｉ分を従来技術よりも第３処理濾液から効率よく回収することができる。
また、第一項目によれば、Ｃａを含む第３添加剤で中和を実施するので、Ｎａ塩を用いる場合に比べて安価に中和することができ、また、Ｌｉとの分離が困難なＮａの混入を避けることができる。Ｃａ塩を含む第３添加剤由来のＣａを除去するために第４添加剤として炭酸ナトリウムを使用するが、ここで添加されるＮａ量は、中和に必要なＮａ塩の量に比べて少ないので、ＬｉとＮａの分離負荷を抑えることができる。
また、第一項目によれば、第４添加工程において第３処理濾液に含まれるＣａ分のみを効率よく分離することができる。その理由としては、溶解度の高い炭酸ナトリウムを第４添加剤として使用していること、Ｃａ分は室温でも炭酸イオンと反応し、炭酸カルシウムとして沈殿するが、Ｌｉ分が炭酸リチウムとして生成する温度は５０℃以上であることが挙げられる。これにより、第４処理物（第３処理濾液から生成したもの）に含まれるＣａ分を第４濾過工程において効率よく除去することができる。このようにして、リチウムイオン電池に含まれるＬｉ分を第３添加剤に含まれるＣａ分から分離することができる。
さらに、第一項目によれば、第５添加工程において第４処理濾液に含まれるＬｉ分を効率よく炭酸化することができる。これにより、第５処理物（第４処理濾液から生成したもの）に含まれるＬｉ分を第５濾過工程において効率よく回収することができる。このようにして、リチウムイオン電池に含まれるＬｉ分を第１添加剤、第２添加剤及び第４添加剤に含まれるＮａ分から分離することができる。なお、本発明において第４添加剤として使用する炭酸ナトリウムは、水和物であってもよい。
本発明の第二項目に係る有価金属の回収方法は、前記酸浸出工程において前記酸である硫酸と過酸化水素とを前記電池滓に添加するものである。
第二項目によれば、電池滓に含まれるＮｉ分又は／及びＣｏ分を過酸化水素により２価に還元して効率よく硫酸に浸出させることができる。これにより、第２処理残渣として多くのＮｉ分又は／及びＣｏ分を回収することができる。
本発明の第三項目に係る有価金属の回収方法は、前記第３処理残渣をアルカリ性水溶液により洗浄して洗浄物を生成する洗浄工程と、前記洗浄物を濾過して前記Ｌｉ分を含む洗浄濾液と洗浄残渣とに分離する洗浄後濾過工程とを有するものである。ここで、前記第４添加工程においては、前記第３処理濾液及び前記洗浄濾液から前記第４処理物を生成する。
第三項目によれば、第３処理残渣に含まれる水酸化物（第３添加工程において生成した水酸化物）を再溶解させることなく、第３処理残渣に付着しているＬｉ分をアルカリ性水溶液で洗い落とすことができる。これにより、このＬｉ分は、洗浄濾液に含まれることになる。よって、このＬｉ分と第３処理濾液に含まれるＬｉ分との両方を回収することができる。
本発明の第四項目に係る有価金属の回収方法は、前記電池滓は、Ｎｉ又は／及びＣｏを含む正極活物質とグラファイトを含む負極活物質とを有し、前記電池滓を焼成することにより、前記グラファイトを酸化して炭酸ガスを生成する焼成工程をさらに有している。前記酸浸出工程においては、焼成された前記電池滓に前記硫酸を添加する。
第四項目によれば、焼成工程において電池滓中の正極活物質に含まれるＮｉ分又は／及びＣｏ分と負極活物質に含まれるグラファイトとを接触させ、グラファイトに含まれる電子をＮｉ分又は／及びＣｏ分に移動させて炭酸ガスを生成することができる。よって、電池滓中の正極活物質に含まれるＮｉ分又は／及びＣｏ分を２価に還元して効率よく硫酸に浸出させることができる。また、電池滓を焼成により減容させることができる。そして、電池滓を減容させたものに対して硫酸を添加するため、少量の硫酸を添加するだけで電池滓中の正極活物質に含まれるＮｉ分及びＣｏ分を硫酸に浸出させることができる。よって、電池滓に含まれるＮｉ分及びＣｏ分を第２処理残渣として効率よく回収することができる。
本発明の第五項目に係る有価金属の回収装置は、リチウムイオン電池の廃棄物から電池滓を取り出す取出装置と、前記電池滓に酸を添加して浸出液を生成する酸浸出装置と、前記浸出液に第１添加剤であるＮａ分を含む第１硫黄化合物を添加して第１処理物を生成する第１添加装置と、前記第１処理物を濾過して第１処理濾液とＣｕ分を含む第１処理残渣とに分離する第１濾過装置と、前記第１処理濾液に第２添加剤であるＮａ分を含む第２硫黄化合物を添加して第２処理物を生成する第２添加装置と、前記第２処理物を濾過して第２処理濾液とＣｏ分又は／及びＮｉ分を含む第２処理残渣とに分離する第２濾過装置と、前記第２処理濾液に第３添加剤である水酸化カルシウムを添加して第３処理物を生成する第３添加装置と、前記第３処理物を濾過してＬｉ分を含む第３処理濾液と第３処理残渣とに分離する第３濾過装置と、前記第３処理濾液に第４添加剤である炭酸ナトリウムを添加して第４処理物を生成する第４添加装置と、前記第４処理物を濾過して第４処理濾液とＣａ分を含む第４処理残渣とに分離する第４濾過装置と、前記第４処理濾液を加熱する加熱装置と、加熱された前記第４処理濾液に炭酸ガスを吹き込むか、あるいは炭酸塩を添加して第５処理物を生成する第５添加装置と、前記第５処理物を濾過してＮａ分を含む第５処理濾液とＬｉ分を含む第５処理残渣とに分離する第５濾過装置とを備えている。前記第２処理物のｐＨは前記第１処理物のｐＨよりも大きく、前記第３処理物のｐＨは前記第２処理物のｐＨよりも大きい。
第四項目によれば、第一項目と同様の効果を生じさせることができる。
以上のように、本発明によれば、リチウムイオン電池に含まれるＬｉ分を添加剤に含まれるＮａ分及びＣａ分から分離して回収することができる。
図１は、本発明の一実施形態に係る有価金属の回収方法の手順を説明するための説明図である。 図２は、本発明の一実施形態に係る有価金属の回収装置を説明するための説明図である。
本発明の一実施形態に係る有価金属の回収方法について説明する。この回収方法は、いわゆるリチウムイオン電池の処理に適用されたものである。図１は、この回収方法の手順を説明するための説明図である。図２は、この回収方法を実施するための有価金属の回収装置１００を模式的に示している。
この回収方法は、図１に示すように、熱処理工程Ｓ１、破砕工程Ｓ２、取出工程Ｓ３、酸浸出工程Ｓ４、第１添加工程Ｓ５、第１濾過工程Ｓ６、第２添加工程Ｓ７、第２濾過工程Ｓ８、第３添加工程Ｓ９、第３濾過工程Ｓ１０、第４添加工程Ｓ１１、第４濾過工程Ｓ１２、加熱工程Ｓ１３、第５添加工程Ｓ１４、及び第５濾過工程Ｓ１５を有する。
熱処理工程Ｓ１は、リチウムイオン電池の廃棄物Ｗ１を熱処理装置１（図２）により加熱して熱処理する工程である。熱処理は、例えば、過熱水蒸気又は／及び窒素雰囲気で５００℃、１時間の条件で実施する。この工程では、廃棄物Ｗ１に含まれる電解液を加熱して揮発させることにより廃棄物Ｗ１を無害化することができる。廃棄物Ｗ１には、Ｌｉ分、Ｎｉ分、Ｃｏ分、Ｍｎ分、Ａｌ分及びＣｕ分などの金属が含まれている。熱処理工程Ｓ１においては、廃棄物Ｗ１が熱処理されて廃棄物Ｗ２が得られる。
破砕工程Ｓ２は、廃棄物Ｗ２を破砕装置２（図２）により破砕して破砕物Ｃを製造する工程である。破砕装置２には、例えば、二軸破砕機及びハンマークラッシャーを使用することができる。
取出工程Ｓ３は、取出装置３（図２）により破砕物Ｃから不純物Ｉを除去して電池滓Ｍを取り出す工程である。取出装置３には、振動篩等の篩を使用することができる。篩を使用する場合、例えば篩目０．５ｍｍ程度の篩を用い、篩通過分が電池滓Ｍであって篩残分が不純物Ｉである。電池滓Ｍは、廃棄物Ｗ１に含まれていた正極活物質及び負極活物質を有する混合粉末である。不純物Ｉは、廃棄物Ｗ１に含まれていたアルミニウム片を含んでいる。
酸浸出工程Ｓ４は、酸浸出装置４（図２）において電池滓Ｍに酸Ｓを添加することにより、電池滓Ｍに含まれる金属（Ｌｉ分、Ｎｉ分、Ｃｏ分、Ｍｎ分、Ａｌ分及びＣｕ分など）を酸Ｓに浸出させる工程である。酸浸出工程Ｓ４においては、電池滓Ｍと酸Ｓとの混合液である浸出液Ｅが生成される。酸Ｓには、例えば硫酸及び過酸化水素の混合物を使用することができる。
第１添加工程Ｓ５は、第１添加装置５（図２）において浸出液Ｅに第１添加剤Ａ１（第１硫黄化合物）を添加することにより、浸出液Ｅに含まれるＣｕ分の硫化物を生成する工程である。第１添加工程Ｓ５においては、浸出液Ｅと第１添加剤Ａ１との混合物である第１処理物Ｐ１が生成される。第１添加剤Ａ１としては、Ｎａ分を含む硫黄化合物を使用し、具体的には硫化水素ナトリウムを使用することができる。第１添加剤Ａ１の添加については、第１処理物Ｐ１のｐＨが１以下であってＯＲＰ（酸化還元電位）が０ｍＶ以下（vs Ag／AgCl）になるようになされることが好ましい。
第１濾過工程Ｓ６は、第１濾過装置６（図２）において第１処理物Ｐ１を濾過して第１処理濾液Ｆ１と第１処理残渣Ｒ１とに分離する工程である。第１処理残渣Ｒ１には、Ｃｕ分の硫化物が含まれている。第１処理濾液Ｆ１には、Ｌｉ分、Ｎｉ分、Ｃｏ分、Ｍｎ分、Ａｌ分及びＮａ分（Ｎａ分は第１添加剤Ａ１由来のもの）が含まれている。第１処理濾液Ｆ１には、Ｃｕ分はほぼ含まれていない（この点については後述する試験例で説明する）。このように、Ｌｉ分をＣｕ分から分離する。
第２添加工程Ｓ７は、第２添加装置７（図２）において第１処理濾液Ｆ１に第２添加剤Ａ２（第２硫黄化合物）を添加することにより、第１処理濾液Ｆ１に含まれるＮｉ分及びＣｏ分の硫化物を生成する工程である。第２添加工程Ｓ７においては、第１処理濾液Ｆ１と第２添加剤Ａ２との混合物である第２処理物Ｐ２が生成される。第２添加剤Ａ２としては、Ｎａ分を含む硫黄化合物を使用し、具体的には硫化水素ナトリウムを使用することができる。第２添加剤Ａ２の添加については、第２処理物Ｐ２のｐＨが２以上３以下（第１処理物Ｐ１のｐＨよりも大きい）であってＯＲＰ（酸化還元電位）が-420ｍＶ以下（vs Ag／AgCl）になるようになされることが好ましい。
第２濾過工程Ｓ８は、第２濾過装置８（図２）において第２処理物Ｐ２を濾過して第２処理濾液Ｆ２と第２処理残渣Ｒ２とに分離する工程である。第２処理残渣Ｒ２には、Ｎｉ分及びＣｏ分の硫化物が含まれている。第２処理濾液Ｆ２には、Ｌｉ分、Ｍｎ分、Ａｌ分及びＮａ分（第１添加剤Ａ１及び第２添加剤Ａ２由来のもの）が含まれている。第２処理濾液Ｆ２には、Ｎｉ分及びＣｏ分はほぼ含まれていない（この点については後述する試験例で説明する）。このように、Ｌｉ分をＮｉ分及びＣｏ分から分離する。
第３添加工程Ｓ９は、第３添加装置９（図２）において第２処理濾液Ｆ２に第３添加剤Ａ３を添加することにより、第２処理濾液Ｆ２に含まれるＡｌ分及びＭｎ分などの水酸化物を生成する工程である。第３添加工程Ｓ９においては、第２処理濾液Ｆ２と第３添加剤Ａ３との混合物である第３処理物Ｐ３が生成される。第３添加剤Ａ３としては、水酸化カルシウムを使用する。第３添加剤Ａ３の添加については、第３処理物Ｐ３のｐＨが１０以上（第２処理物Ｐ２のｐＨよりも大きい）になるようになされることが好ましい。
第３濾過工程Ｓ１０は、第３濾過装置１０（図２）において第３処理物Ｐ３を濾過して第３処理濾液Ｆ３と第３処理残渣Ｒ３とに分離する工程である。第３処理残渣Ｒ３には、Ａｌ分及びＭｎ分の水酸化物が含まれている。第３処理濾液Ｆ３には、Ｌｉ分、Ｎａ分及びＣａ分（第３添加剤Ａ３由来のもの）が含まれている。第３処理濾液Ｆ３には、Ａｌ分及びＭｎ分はほぼ含まれていない（この点については後述する試験例で説明する）。このように、Ｌｉ分をＡｌ分及びＭｎ分から分離する。
第４添加工程Ｓ１１は、第４添加装置１１（図２）において、第３処理濾液Ｆ３に第４添加剤Ａ４を添加することにより、第３処理濾液Ｆ３に含まれるＬｉ分を沈澱化させずにＣａ分を沈澱化させる工程である。第４添加工程Ｓ１１においては、第３処理濾液Ｆ３と第４添加剤Ａ４との混合物である第４処理物Ｐ４が生成される。第４添加剤Ａ４としては、炭酸ナトリウム又は炭酸ナトリウム水和物のいずれかを使用するか、あるいは、これらを組み合わせて使用する。
第４濾過工程Ｓ１２は、第４濾過装置１２（図２）により、第４処理物Ｐ４を濾過して第４処理濾液Ｆ４と第４処理残渣Ｒ４とに分離する工程である。第４処理残渣Ｒ４にはＣａ分の炭酸塩が含まれており、第４処理濾液Ｆ４にはＬｉ分及びＮａ分が含まれている。この工程において、Ｌｉ分をＣａ分から分離する。第４濾過工程Ｓ１２においては、Ｌｉ分がＣａ分と共に炭酸塩になってＣａ分と共に第４処理残渣Ｒ４として排出されることを防止するため、第４処理物Ｐ４を５０℃未満（好ましくは２０℃以上３０℃以下）に維持した状態で第４処理濾液Ｆ４と第４処理残渣Ｒ４とに分離することが好ましい。
加熱工程Ｓ１３は、加熱装置１３（図２）により、第４処理濾液Ｆ４を５０℃以上（好ましくは６０℃以上８０℃以下）に加熱して高温濾液Ｈを生成する工程である。
第５添加工程Ｓ１４は、第５添加装置１４（図２）により、高温濾液Ｈに炭酸ガスＧを吹き込むことにより、高温濾液Ｈに含まれるＬｉ分を炭酸化する工程である。第５添加工程Ｓ１４においては、高温濾液Ｈと炭酸ガスＧとの混合物である第５処理物Ｐ５が生成される。なお、高温濾液Ｈに炭酸ガスＧを吹き込むことに代えて、あるいは、高温濾液Ｈに炭酸ガスＧを吹き込むと共に、高温濾液Ｈに炭酸塩（例えば、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム水和物）を添加することができる。
第５濾過工程Ｓ１５は、第５濾過装置１５（図２）により、第５処理物Ｐ５を濾過して第５処理濾液Ｆ５と第５処理残渣Ｒ５とに分離する工程である。第５処理残渣Ｒ５にはＬｉ分の炭酸塩が含まれており、第５処理濾液Ｆ５にはＮａ分が含まれている。この工程において、Ｌｉ分をＮａ分から分離する。第５濾過工程Ｓ１５においては、Ｌｉ分を炭酸化することを目的として、第５処理物Ｐ５を５０℃以上（好ましくは６０℃以上８０℃以下）に維持した状態で第５処理濾液Ｆ５と第５処理残渣Ｒ５とに分離することが好ましい。
次に、本発明の一実施形態に係る有価金属の回収方法及び回収装置における試験例について説明する。以下、この試験例における各工程を上記実施形態に対応させて説明する。また、以下において、特に記載していない事項は上記一実施形態と同様である。
（熱処理工程～酸浸出工程）
リチウムイオン二次電池の廃棄物から回収した電池滓14.5gに硫酸（濃度2mol/l）100ml及び過酸化水素水（濃度30質量％）5mlを添加して浸出液を生成した。浸出液を６０℃に加熱して４時間攪拌した。その後、この浸出液を室温まで放冷した。
（第１添加工程）
室温まで放冷した浸出液にＮａＳＨ水溶液（濃度200g/l）を添加して第１処理物を生成した。ＮａＳＨ水溶液の添加は、第１処理物のＯＲＰ（酸化還元電位）が０ｍＶ（vs Ag/AgCl)に達するまで行った。次に、第１処理物にＮａＯＨ水溶液（濃度25質量％）を添加した。ＮａＯＨ水溶液の添加については、第１処理物のｐＨが3.5程度になるように行った。
（第１濾過工程）
ＮａＯＨ水溶液を添加した第１処理物を濾過して第１処理濾液と第１処理残渣とに分離した。
（第２添加工程）
第１処理濾液にＮａＳＨ水溶液（濃度200g/l）を添加して第２処理物を生成した。ＮａＳＨ水溶液の添加については、第２処理物のＯＲＰ（酸化還元電位）が-420mVになるように行った。
（第２濾過工程）
第２処理物を濾過して第２処理濾液と第２処理残渣とに分離した。
（第３添加工程）
第２処理濾液に水酸化カルシウム水溶液を添加して第３処理物を生成した。水酸化カルシウム水溶液の添加は、第３処理物のｐＨが１０．０以上になるように行った。
（第３濾過工程）
第３処理物を濾過して第３処理濾液と第３処理残渣とに分離した。
Figure 0007243749000001
表１は、浸出液、第１処理濾液、第２処理濾液及び第３処理濾液の化学組成を示している。表１に示すように、浸出液においては、Ｌｉ分の他に、Ｎｉ分、Ｃｏ分、Ｍｎ分、Ａｌ分、Ｃｕ分、Ｆｅ分、Ｍｇ分及びＺｎ分が多く含まれている。第１処理濾液においては、Ｃｕ分の濃度が0.01g/l未満まで低下している。第２処理濾液においては、さらにＮｉ分及びＣｏ分の濃度が0.10g/l未満まで低下している。第３処理濾液においては、Ｌｉ分の濃度は4.14g/lであったのに対し、Ｌｉ分以外の金属（Ｎｉ分、Ｃｏ分、Ｍｎ分、Ａｌ分、Ｃｕ分、Ｆｅ分、Ｍｇ分及びＺｎ分）の濃度は全て0.01g/l未満まで低下している。
以上により、上記一実施形態によれば、熱処理工程Ｓ１～第３濾過工程Ｓ１０（あるいは熱処理装置１～第３濾過装置１０）を有することにより、リチウムイオン電池の廃棄物Ｗ１に含まれるＬｉ分をそれ以外の金属から分離して効率よく回収することができる。
また、上記一実施形態によれば、第４添加工程Ｓ１１～第５濾過工程Ｓ１５を有することにより、リチウムイオン電池の廃棄物Ｗ１に含まれるＬｉ分を、第１添加剤Ａ１、第２添加剤Ａ２及び第４添加剤Ａ４に含まれていたＮａ分並びに第３添加剤Ａ３に含まれていたＣａ分から分離して回収することができる。
さらに、上記一実施形態によれば、第１処理残渣Ｒ１としてＣｕ分を回収し、第２処理残渣Ｒ２としてＮｉ分及びＣｏ分を回収し、第３処理残渣Ｒ３としてＡｌ分及びＭｎ分を回収することができる。よって、これら回収した金属を有効に利用することができる。特に、酸浸出工程Ｓ４において酸Ｓとして硫酸及び過酸化水素を添加することにより、電池滓Ｍに含まれるＮｉ分及びＣｏ分を３価又は４価から２価に還元して多く硫酸に浸出させることができるため、第２処理残渣Ｒ２としてＮｉ分及びＣｏ分を多く回収することができる。
なお、上記一実施形態において、熱処理工程Ｓ１及び破砕工程Ｓ２を適宜省略することができる。
また、上記一実施形態において、第３処理残渣Ｒ３をアルカリ性水溶液により洗浄して洗浄物を生成する洗浄工程と、洗浄物を濾過してＬｉ分を含む洗浄濾液と洗浄残渣とに分離する洗浄後濾過工程とを設けることもできる。この場合、第４添加工程Ｓ１１においては、第３処理濾液Ｆ３及び洗浄濾液から第４処理物Ｐ４を生成する。
これによれば、第３処理残渣Ｒ３に含まれる水酸化物（第３添加工程において生成した水酸化物）を再溶解させることなく、第３処理残渣の表面等に付着しているＬｉ分をアルカリ性水溶液で洗い落とすことができる。これにより、このＬｉ分は洗浄濾液に含まれることになる。よって、このＬｉ分と第３処理濾液Ｆ３に含まれるＬｉ分との両方を回収することができる。
アルカリ性水溶液としては、Ｃａ分を含む溶液を使用する。具体的には、例えば水酸化カルシウム水溶液を使用することができる。アルカリ性水溶液は、第３処理残渣Ｒ３に含まれるＭｎ分などを溶解させないため、ｐＨ１０以上であることが好ましい。
さらに、上記一実施形態において、Ｎｉ又は／及びＣｏを含む正極活物質とグラファイトを含む負極活物質とを有する電池滓Ｍを焼成することにより、前記グラファイトを酸化して炭酸ガスを生成する焼成工程をさらに設けることもできる。この場合、焼成工程は、取出工程Ｓ３の後に実施され、酸浸出工程Ｓ４においては、焼成された電池滓Ｍに硫酸を添加する。
これによれば、焼成工程において電池滓Ｍ中の正極活物質に含まれるＮｉ分又は／及びＣｏ分と負極活物質に含まれるグラファイトとを接触させ、グラファイトに含まれる電子をＮｉ分又は／及びＣｏ分に移動させて炭酸ガスを生成することができる。よって、電池滓中の正極活物質に含まれるＮｉ分又は／及びＣｏ分を焼成により２価に還元して効率よく硫酸に浸出させることができる。また、電池滓Ｍを減容させることができる。そして、電池滓Ｍを減容させたものに対して硫酸を添加するため、少量の硫酸を添加するだけで電池滓中の正極活物質に含まれるＮｉ分及びＣｏ分を硫酸に浸出させることができる。よって、電池滓に含まれるＮｉ分及びＣｏ分を第２処理残渣Ｒ２として効率よく回収することができる。

Claims (6)

  1. リチウムイオン電池の廃棄物から電池滓を取り出す取出工程と、
    前記電池滓に酸を添加して浸出液を生成する酸浸出工程と、
    前記浸出液に第１添加剤であるＮａ分を含む第１硫黄化合物を添加して第１処理物を生成し、その後前記第１処理物に水酸化ナトリウムを添加する第１添加工程と、
    前記第１処理物を濾過して第１処理濾液とＣｕ分を含む第１処理残渣とに分離する第１濾過工程と、
    前記第１処理濾液に第２添加剤であるＮａ分を含む第２硫黄化合物を添加して第２処理物を生成する第２添加工程と、
    前記第２処理物を濾過して第２処理濾液とＣｏ分又は／及びＮｉ分を含む第２処理残渣とに分離する第２濾過工程と、
    前記第２処理濾液に第３添加剤である水酸化カルシウムを添加して第３処理物を生成する第３添加工程と、
    前記第３処理物を濾過してＬｉ分を含む第３処理濾液と第３処理残渣とに分離する第３濾過工程と、
    前記第３処理濾液に第４添加剤である炭酸ナトリウムを添加して第４処理物を生成する第４添加工程と、
    前記第４処理物を濾過して第４処理濾液とＣａ分を含む第４処理残渣とに分離する第４濾過工程と、
    前記第４処理濾液を加熱する加熱工程と、
    加熱された前記第４処理濾液に炭酸ガスを吹き込むか、あるいは炭酸塩を添加して第５処理物を生成する第５添加工程と、
    前記第５処理物を濾過してＮａ分を含む第５処理濾液とＬｉ分を含む第５処理残渣とに分離する第５濾過工程とを有しており、
    前記第２処理物のｐＨは前記第１処理物のｐＨよりも大きく、
    前記第３処理物のｐＨは前記第２処理物のｐＨよりも大きいものとされており、
    前記第２添加工程における前記第２添加剤としての前記第２硫黄化合物は、硫化水素ナトリウムであり、
    前記第２添加剤の添加は、前記第２処理物のｐＨが２以上３以下であって、ＯＲＰ（酸化還元電位）が－４２０ｍＶ以下（vs Ag／AgCl）になるようになされる
    ことを特徴とする有価金属の回収方法。
  2. 前記酸浸出工程において、前記酸である硫酸と過酸化水素とを前記電池滓に添加することを特徴とする請求項１に記載の有価金属の回収方法。
  3. 前記第３処理残渣をアルカリ性水溶液により洗浄して洗浄物を生成する洗浄工程と、
    前記洗浄物を濾過して前記Ｌｉ分を含む洗浄濾液と洗浄残渣とに分離する洗浄後濾過工程とを有しており、
    前記第４添加工程においては、前記第３処理濾液及び前記洗浄濾液から前記第４処理物を生成することを特徴とする請求項１又は２に記載の有価金属の回収方法。
  4. 前記電池滓は、Ｎｉ又は／及びＣｏを含む正極活物質とグラファイトを含む負極活物質とを有し、
    前記電池滓を焼成することにより、前記グラファイトを酸化して炭酸ガスを生成する焼成工程をさらに有しており、
    前記酸浸出工程においては、焼成された前記電池滓に前記硫酸を添加することを特徴とする請求項２に記載の有価金属の回収方法。
  5. 前記加熱工程は、前記第４処理濾液を６０℃以上８０℃以下に加熱して、前記加熱された第４処理濾液を得るものである、
    請求項１～４のいずれか１項に記載の有価金属の回収方法。
  6. リチウムイオン電池の廃棄物から電池滓を取り出す取出装置と、
    前記電池滓に酸を添加して浸出液を生成する酸浸出装置と、
    前記浸出液に第１添加剤であるＮａ分を含む第１硫黄化合物を添加して第１処理物を生成し、その後前記第１処理物に水酸化ナトリウムを添加する第１添加装置と、
    前記第１処理物を濾過して第１処理濾液とＣｕ分を含む第１処理残渣とに分離する第１濾過装置と、
    前記第１処理濾液に第２添加剤であるＮａ分を含む第２硫黄化合物を添加して第２処理物を生成する第２添加装置と、
    前記第２処理物を濾過して第２処理濾液とＣｏ分又は／及びＮｉ分を含む第２処理残渣とに分離する第２濾過装置と、
    前記第２処理濾液に第３添加剤である水酸化カルシウムを添加して第３処理物を生成する第３添加装置と、
    前記第３処理物を濾過してＬｉ分を含む第３処理濾液と第３処理残渣とに分離する第３濾過装置と、
    前記第３処理濾液に第４添加剤である炭酸ナトリウムを添加して第４処理物を生成する第４添加装置と、
    前記第４処理物を濾過して第４処理濾液とＣａ分を含む第４処理残渣とに分離する第４濾過装置と、
    前記第４処理濾液を加熱する加熱装置と、
    加熱された前記第４処理濾液に炭酸ガスを吹き込むか、あるいは炭酸塩を添加して第５処理物を生成する第５添加装置と、
    前記第５処理物を濾過してＮａ分を含む第５処理濾液とＬｉ分を含む第５処理残渣とに分離する第５濾過装置とを備えており、
    前記第２処理物のｐＨは前記第１処理物のｐＨよりも大きく、前記第３処理物のｐＨは前記第２処理物のｐＨよりも大きいものとされており、
    前記第２添加装置により添加される前記第２添加剤としての前記第２硫黄化合物は、硫化水素ナトリウムであり、
    前記第２添加装置は、前記第２添加剤を、前記第２処理物のｐＨが２以上３以下であって、ＯＲＰ（酸化還元電位）が－４２０ｍＶ以下（vs Ag／AgCl）になるように添加する構成となっている
    ことを特徴とする有価金属の回収装置。
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