JP7322687B2

JP7322687B2 - 廃電池からの有価金属回収方法

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Publication number: JP7322687B2
Application number: JP2019223743A
Authority: JP
Inventors: 隆士井関
Original assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Priority date: 2019-12-11
Filing date: 2019-12-11
Publication date: 2023-08-08
Anticipated expiration: 2039-12-11
Also published as: JP2021091940A

Description

本発明は、廃電池からの有価金属回収方法に関する。さらに詳しくは、リチウムイオン電池などの廃電池から有価金属を回収する回収方法に関する。

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、銅箔からなる負極集電体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集電体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、ポリプロピレン等の多孔質樹脂フィルムからなるセパレータ、六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ_６）等の電解質を含む電解液等を封入したものが知られている。

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るが、自動車のライフサイクルとともに、将来において搭載されたリチウムイオン電池が大量に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や製造中に生じた不良品を資源として再利用する提案が多くなされている。その一つとして廃電池を高温の炉で全量熔解する乾式処理がある。

廃電池には、ニッケル、コバルト、銅などの有価金属の他に、炭素、アルミニウム、フッ素、リンなどの不純物が含まれる。廃電池から有価金属を回収するにはこれらの不純物を除去する必要がある。特にフッ素やリンは難分解性の有機物として含有されており、不用意にガスや排水などとして大気中や河川などの環境中に放出することは避けなければならない。

さらに各種電池のうち、リチウムイオン電池は高容量で電圧も高い特徴があるので処理をするには廃リチウムイオン電池に残留する電荷を放電させるなどして消滅させ安全に解体する無害化処理が欠かせない。
具体的な処理方法として例えば、廃電池を焙焼して無害化したのち、破砕あるいは粉砕処理を行い、その後、篩や磁選等の処理に付して分別し、その分別物から有価金属を回収する方法がある。
この方法で回収した有価金属は、公知の乾式処理や湿式処理に付して不純物をさらに分離し高純度に精製された有価金属を得ることができる。そして有価金属は例えば再度リチウムイオン電池の原料として供することができる。

乾式処理を用いて廃電池からのコバルトを回収方法として、特許文献１では、廃電池を熔融炉へ投入して酸素により酸化する処理が提案されている。
また、特許文献２では、廃電池を熔融してスラグを分離して有価物を回収した後、脱リン工程で石灰系のフラックスを添加して熔融することでリンを除去する処理が提案されている。

上記のような乾式処理を用いて廃電池を熔融還元する際には炉が必要となる。
炉にはプラズマ炉、アーク炉、および誘導炉などがある。しかしながらプラズマ炉やアーク炉は装置費用が高額であり、還元度を微妙に調整する操作が難しいという問題がある。
一方、誘導炉は還元度の調整は比較的行い易い特長があるが、誘導電流で加熱するためには電気を流し易い金属や黒鉛（カーボン）が介在することが必要となる。このため廃電池にわざわざ加熱させるための金属を入れるために余計なコストを要したり、黒鉛坩堝を用いて坩堝から加熱することが必要となる。しかもとくに後者の黒鉛坩堝を用いた場合、黒鉛自身は還元剤にもなり得るため、熔融する廃電池の還元が過剰に進行したり、黒鉛坩堝の酸化が進行して破損しやすくなり坩堝コストや交換の手間が増加し生産効率や安定性を損ねるなどの課題がある。

上述のように、廃リチウムイオン電池を還元熔融しようとする場合、コストや効率の点で多くの課題が残されていた。

特開２０１３－９１８２６号公報特表２０１３－５０６０４８号公報

本発明は、上記実情に鑑み、廃電池に含有される有価金属を効率的かつ安価に回収する方法を提供することを目的とする。

第１発明の廃電池からの有価金属回収方法は、廃電池から有価金属を回収する方法であって、廃電池を７００℃以上に加熱して焙焼物を得る焙焼工程と、前記焙焼工程で得られた焙焼物を破砕して破砕物を得る破砕工程と、前記破砕工程で得られた破砕物を篩って篩下物と篩上物に分ける篩工程と、前記篩工程で得られた篩下物を酸化焙焼する酸化焙焼工程と、前記酸化焙焼工程で得られた酸化焙焼物を還元熔融して還元物とスラグとを得る還元熔融工程とを、その順で処理し、前記還元熔融工程で用いる炉が誘導炉であり、該誘導炉に塊状の炭素質還元剤を添加して還元熔融することを特徴とする。
第２発明の廃電池からの有価金属回収方法は、第１発明において、添加する塊状の炭素質還元剤の量が、前記誘導炉から排出される還元物とスラグの物量の合計を１００質量％として０．１質量％以上１８質量％以下の範囲となるように制御することを特徴とする。
第３発明の廃電池からの有価金属回収方法は、第１または第２発明において、添加する塊状の炭素質還元剤が１ｃｍ３～１０００ｃｍ３の大きさであることを特徴とする。
第４発明の廃電池からの有価金属回収方法は、第１，第２または第３発明において、添加する塊状の炭素質還元剤の組成が炭素品位６５質量％以上であることを特徴とする。
第５発明の廃電池からの有価金属回収方法は、第１発明において、磁着物である鉄を除去する磁選工程を前記篩工程の前または後で行うことを特徴とする。
第６発明の廃電池からの有価金属回収方法は、第１，第２，第３，第４または第５発明において、回収される有価金属が少なくともコバルト、ニッケル、および銅から選ばれる１種以上であることを特徴とする。

第１発明によれば、焙焼工程で焙焼することにより廃電池を粉砕しやすくしておき、破砕過程で廃電池の全量を細かく破砕して破砕物を得ると、篩工程で篩下物と篩上物に分離することで、篩下物を還元熔融工程に付す準備ができる。そして、酸化焙焼することによって廃電池中の還元剤になり得る成分を酸化して廃電池の品質を均一化できるので、還元度を制御しやすくできる。そのうえで、還元熔融工程においては、塊状炭素質還元剤を炉内に入れて誘導加熱によって塊状炭素質還元剤を発熱させ炉内温度を上昇させる。誘導加熱によって塊状炭素質還元剤が発熱すると炉内の篩下物の還元反応が進行しメタルが生成する。同時に生成したメタルが誘導炉の誘導加熱を受けて発熱し、炉内温度が上昇するので、この発熱によって誘導加熱できないスラグをも熔融することもできる。このようにして、メタルの生成と炉内温度の上昇を両立させて廃電池を還元しながら熔融すると、有価金属を含有するメタルが効率的かつ安価に得られる。
第２発明によれば、塊状の炭素質還元剤の量は、誘導炉から排出される還元物とスラグの物量の合計を１００質量％として０．１質量％以上、１８質量％以下の範囲となるように制御することで、熔融された廃電池と炭素質還元剤の接触の頻度が増し、還元反応が効率よく進行する。
第３発明によれば、添加する塊状の炭素質還元剤は、個々の体積が１ｃｍ^３～１０００ｃｍ^３であると、小さすぎたり大きすぎるサイズにならないので接触の機会が増し発熱が充分に行われて、炭素質還元剤からの表面積当たりの発熱量も多くなる。
第４発明によれば、塊状の炭素質還元剤の炭素品位が６５質量％以上にしているので、還元効率が高くなり不純物の混入も少なくなる。
第５発明によれば、磁選を行った場合は、鉄分の除去ができているのでスラグの融点や粘性等の設計が簡単に行え、後工程の湿式工程での処理費用も低減できる。
第６発明によれば、コバルトやニッケル、銅を各種産業で再利用できるほか、再度リチウムイオン電池の原料に供することができる。

本発明に係る有価金属回収方法の一例を示す工程図である。還元熔融工程Ｓ６の詳細説明図である。

つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
本発明の有価金属回収方法を適用できる廃電池には、リチウムイオン電池に限られず、非水溶系二次電池としてのＬｉ・ＡＬ‐リチウム含有二酸化マンガン二次電池、リチウムポリマー電解質二次電池など、また水溶液系二次電池としてのニッケル‐カドミニウム電池やニッケル‐水素電池、ニッケル‐亜鉛電池、ニッケル‐鉄電池など、各種の電池が含まれる。
廃電池から有価金属を回収するにあたっては、乾式製錬プロセスに加え、湿式製錬プロセスを行う場合もあるが、本発明に係る有価金属の回収方法は、乾式製錬プロセスに係るものである。
なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において種々の変更が可能である。

≪本発明に係る有価金属回収方法の概要≫
本発明に係る有価金属回収方法は、図１に示すように、廃電池を焙焼して焙焼物を得る焙焼工程Ｓ１と、焙焼物を破砕して破砕物を得る破砕工程Ｓ２と、破砕物を篩って篩下物と篩上物に分ける篩工程Ｓ４と、篩下物を還元熔融して還元物とスラグとを得る還元熔融工程Ｓ６を必須の工程とし、前記還元熔融工程Ｓ６において誘導炉を用い、この誘導炉に塊状の炭素質還元剤を添加することを特徴とする
なお、本発明の有価金属回収方法において、磁着物である鉄を除去する磁選工程Ｓ３と篩下物を酸化焙焼する酸化焙焼工程Ｓ５を実施することがあるが、これら両工程は任意である。

本発明において、廃電池とは、リチウムイオン電池や上記各種電池の使用済み電池そのものの外、二次電池を構成する正極材等の製造工程で生じた不良品、製造工程内部の残留物、リチウムイオン電池の製造工程内における発生屑等の廃材も含む概念である。これらの廃電池には、例えば、銅、ニッケル、コバルト等の有価金属が含まれている。

本発明では、廃電池を還元熔融する際に誘導炉を用い、塊状の炭素質還元剤を炉内に入れることにより、誘導加熱によって炭素質還元剤を発熱させ炉内温度を上昇させることを技術原理としている。
本発明の技術原理によれば、誘導加熱によって炉内に入れられた塊状の炭素質還元剤が発熱すると炉内の廃電池の還元反応が進行しメタルが生成する。同時に生成したメタルが誘導炉の誘導加熱を受けて発熱し、炉内温度が上昇する。この発熱によって誘導加熱できないスラグをも熔融することもできる。
これら一連の作用によってメタルの生成と炉内温度の上昇を両立させて、廃電池を還元しながら熔融できる。このようにして有価金属を含有するメタルが効率的かつ安価に得られる。

上記のような乾式製錬プロセスを経て得られたメタルに対して、後工程で湿式製錬プロセスを実行してもよく、それによって不純物成分を除去し、銅、ニッケル、コバルト等の有価金属を分離精製して、それぞれを回収することができる。湿式製錬プロセスにおける処理としては、中和処理や溶媒抽出処理等の公知の方法により行うことができる。

≪本発明に係る有価金属回収方法の詳細≫
図１は、本発明に係る有価金属回収方法の一例を示しており、同図に基づき各工程Ｓ１～Ｓ６を順に説明する。

（焙焼工程：Ｓ１）
焙焼工程Ｓ１は、廃電池を無害化することや次工程で破砕し易くすることを主な目的としている。焙焼条件はとくに限定されないが、確実に無害化するとともに脆くして破砕し易くするためには７００℃以上に加熱することが好ましい。また、廃電池を積み重ねすぎると内部まで十分に焙焼できず焼きムラができてしまうので、均一に焙焼できるように処理量や炉の加熱能力に注意が必要である。焙焼時の加熱方式はとくに限定されず、電気式であってよく、バーナー式であってよい。バーナー式加熱は低コストである点で好ましい。

（破砕工程：Ｓ２）
破砕工程Ｓ２では、焙焼工程Ｓ１で焙焼された焙焼物を細かく破砕して廃電池内の各部材を分離する。本発明において破砕機はとくに限定されない。たとえばロッドミルや振動ミルなど公知の破砕機を用いてよい。チェーンミルも廃電池を効率よく破砕できるため好ましい。様々な種類や形状の廃電池が存在するため、目的に合わせて適切な破砕機を選定すればよい。

（磁選工程：Ｓ３）
磁選工程Ｓ３の実施は任意である。そして、磁選工程Ｓ３を実施する場合は、前記破砕工程Ｓ２の後に行ってもよく、また後述する篩工程Ｓ４の後に行ってもよい。
磁選の目的は磁着物である鉄を主とする金属を除去することにある。有価金属に鉄が含まれてしまうと乾式製錬の際にスラグの融点や粘性等の設計が複雑になり、また鉄を充分に除去できない場合は後工程の湿式工程で処理費用がかかってしまうためである。磁選を行った場合は、スラグの融点や粘性等の設計が簡単に行え、鉄を充分に除去した場合は、後工程の湿式工程での処理費用が低減できる。
磁選機はとくに限定されないが、公知の吊下げ磁選機を用いることができる。

（篩工程：Ｓ４）
篩工程Ｓ４は、破砕工程Ｓ２の後で行ってよく、また磁選工程Ｓ３の後で行ってもよい。篩工程Ｓ４では破砕物を篩機によって篩上物と篩下物に分ける。篩の目開きは破砕する廃電池の種類や形状に合わせて決めればよい。目開きが大きすぎると篩下に有価金属とともに非有価金属が多く回収されてしまうため好ましくない。また目開きが小さすぎると篩上に多く有価金属が含まれてしまい好ましくない。一般的には、篩の見開きは、０．５ｍｍ以上で、５ｍｍ以下であると有価金属を効率的に回収できて好ましい。
なお、ニッケルやコバルト等の有価金属は主に正極活物質に含まれるため、粉末状で回収されるので篩下物に含まれる。

（酸化焙焼工程：Ｓ５）
酸化焙焼工程Ｓ５の実施は任意である。酸化焙焼工程Ｓ５を実施する場合は、篩工程Ｓ４で回収された篩下物（粉末）を酸化焙焼工程Ｓ５において酸化焙焼する。酸化焙焼することによって廃電池中の還元剤になり得る成分を酸化することができ、それにより廃電池の品質を均一化できる。酸化焙焼すると残留還元剤率を安定して低く抑えることができ、これによって次工程の還元熔融工程において還元度を制御し易くできる。

（還元熔融工程：Ｓ６）
還元熔融工程Ｓ６では、廃電池の粉砕物である篩下物を、または酸化焙焼された篩下物を還元熔融する。この還元熔融によって有価金属を含有するメタルとスラグが生成させる。本発明の還元熔融工程Ｓ６では誘導炉が用いられるが、誘導炉を用いると効率的に廃電池を熔融でき、また目的に合わせた還元度を実現でき、よって効率的に有価金属を回収できる。

図２は廃電池の熔融に用いる誘導炉ＩＦを示している。本発明では誘導炉ＩＦに、廃電池とともに塊状の炭素質還元剤を誘導炉に投入して還元熔融することを特徴とする。誘導炉ＩＦ自体は公知のものでよい。図示の誘導炉ＩＦは、るつぼ形にライニング材１を貼った炉１と、炉１の外周に配置したコイル２と、コイル２の外側に配置した継鉄（ヨーク）３を有し、炉底にプラグ４を設け炉上面には炉蓋５を置けるようにしたものであり、このような誘導炉ＩＦを利用できる。
上記誘導炉ＩＦにおける炉１内に塊状の炭素質還元剤と廃電池を投入することで、炭素質還元剤が誘導電流によって加熱され、加熱された炭素質還元剤によって廃電池の還元反応が促進される。

さらに、還元反応の進行に伴って有価金属を含有するメタルとスラグが生成するが、メタルは誘導電流によって加熱されるので、温度が効率的に上昇する。また本来電流が流れないスラグでは発熱が発生しないが、炭素質還元剤を塊として添加することで、スラグと塊状の炭素質還元剤の接触部のスラグ部分でも発熱を生じさせられる。

このように本発明では、炉１内に発熱源である炭素質還元剤を多数分散させて発熱と還元を同時並行で進めるものであり、この「炭素質還元剤の誘導電流による加熱→炭素質還元剤による廃電池の還元→メタルの生成→誘導電流によるメタルの加熱」なるサイクルが繰り返されることにより炉内は効率的に温度上昇し還元熔融が進行する。
本発明のように塊状の炭素質還元剤を用いることで、熔融された廃電池と還元物の接触の頻度が増し、還元反応が効率よく進行する効果が得られる。

本発明では、還元剤のうちとくに炭素質還元剤が用いられる。還元剤には、Ｈ_２Ｓなどの水素化合物やＣＯなどの酸化物を含め種々のものがあるが、本発明では、カーボンや石炭、コークスに代表される炭素質還元剤を選択している。その理由は、優れた還元反応の制御性にある。つまり、廃電池に含まれるカーボンは、還元剤として寄与して還元反応が促進する。そして添加する還元剤も同質の炭素質であれば、同じ還元反応が起きるので還元反応を制御しやすく、よって温度制御や雰囲気制御がしやすくなる。なお、わざわざＣＯガスを使う手法も考えられるが設備費がかかったり安全上の問題がある。水素化合物も同様の問題がある。
炭素質還元剤としては、石炭やカーボン、コークスなどを例示できる。

本発明で用いる塊状の炭素質還元剤は、小さなサイズである方が処理物との接触の機会が増し、均一に処理が進むため好ましい。
しかし個々の塊のサイズが、例えば１ｃｍ^３未満となるなど、極度に小さなサイズでは誘導電流による発熱が充分に行われず、加熱の効果が不充分なまま消耗されるので効果が減じる。一方で、誘導電流は炭素質還元剤の表面で生じて発熱するものであり、過度に粗大な炭素質還元剤を用いても発熱を有効に活用することができない。
このため、添加する塊状の炭素質還元剤は、個々の体積が１ｃｍ^３～１０００ｃｍ^３、好ましくは５ｃｍ^３～５００ｃｍ^３であることが好ましい。この場合、発熱が充分に行われるし、還元剤からの表面積当たりの発熱量も多くなる。

また、添加する塊状の炭素質還元剤の量は、誘導炉から排出される還元物とスラグの物量の合計を１００質量％として０．１質量％以上、１８質量％以下の範囲となるように制御することが好ましい。０．１質量％未満であると、添加量が少なく添加した効果が十分現れず、１８質量％を越えると廃電池に還元剤が全く無かったとしても還元が進み過ぎて鉄やマンガンなどの不要な金属が多く生成して有価金属に混入してしまうので、いずれも好ましくない。上記範囲であると、熔融された廃電池と還元物の接触の頻度が増し、還元反応が効率よく進行するので好ましい。

さらに、塊状の炭素質還元剤は炭素品位が６５質量％以上、好ましくは９５質量％以上であることが好ましい。６５質量％未満であると還元効率が低くなるとともに不純物が多く混入する可能性があるため好ましくないが、上記範囲であると還元効率が高くなり、不純物の混入も少ないので好ましい。

電磁誘導による発熱では塊状の炭素質還元剤の表面が影響を受けるので、必要な炭素質還元剤が少量の場合、発熱量を確保するためには表面に炭素質が集中して中心部が中空となる構造の炭素質還元剤を用いてもよい。

なお、工業的な操業では誘導炉に廃電池と炭素質還元剤を連続して供給し排出する操業方法が一般的であるが、このような場合、運転を開始する時の炭素質還元剤の添加量は炉内装入物から理論的に計算される還元物とスラグの物量に応じて添加し、運転とともに添加量を調整することができる。

（本発明に係る回収方法の後工程）
本発明の回収方法で得たメタルは、後工程で例えば酸に溶解して中和や溶媒抽出や電解採取などの方法により不純物を分離する湿式処理を行うことで純度の高い有価金属を分離して回収することができる。

以下、実施例１～１８および比較例１を用いて、本発明をさらに詳細に説明する。

（焙焼工程）
廃電池としてのリチウムイオン電池には、自動車車載用の一般に角形電池と称せられるものの使用済み品を用いた。この廃電池を９００℃の温度で５時間、大気中で焙焼して焙焼物を得た。

（破砕工程）
次に破砕工程で、上記の焙焼物をチェーンミルを用いて１２ｋｇ／バッチづつ３５秒間の破砕処理を行った。
破砕処理で得た破砕物を回収し、下記の磁選工程で磁選を行った。

（磁選工程）
磁選機には市販の吊下げ磁選機を用た。各試料は４．５ｋｇ／分の供給速度で破砕物を３０００Ｇの磁力を有する磁選機に供給し磁選して鉄などの磁着物と非磁着物とに分けた。

（篩工程）
上記の非磁着物を連続式の振動篩を用いて篩別した。
篩の目開きは３．０ｍｍとし、供給速度は２．５ｋｇ／分とした。
篩下物を次工程の酸化焙焼工程で酸化焙焼に付した。

（酸化焙焼工程）
酸化焙焼には炉内直径２０ｃｍで炉の有効長さ１００ｃｍのキルンを用いた。試料の供給速度は２．０ｋｇ／分とし炉内温度が７５０℃に維持しながら３時間大気を流しながら焙焼した。得た酸化焙焼物（篩下物）を次工程の還元熔融工程に付した。

（還元熔融工程）
酸化焙焼物（篩下物）の還元熔融には炉内容量が６０リットルの誘導炉を用いた。誘導炉での１回の処理量は１０．０ｋｇとした。
表１において、実施例１～１０では塊状炭素質還元剤を０．８０ｋｇ投入した。比較例１では塊状炭素質還元剤は投入しなかった。
投入した塊状炭素質還元剤の大きさ（体積）は、表１に示すとおり実施例１から実施例８に向かって順に大きくした。塊状炭素質還元剤の炭素品位はいずれも９０質量％である。
実施例９，１０では塊状炭素質還元剤の大きさ（体積）は、いずれも１１０ｃｍ^３であるが、塊状炭素質還元剤の炭素品位は実施例６が６５質量％、実施例７を９９質量％とした。

（評価）
評価基準としては、各試料が熔融できたか否か、熔融時間が短いか長いか、および生成したメタルを回収できたか否か、を目安とした。結果を表１に示した。
実施例１～１０では、試料が塊状炭素質還元剤で加熱され還元されて熔融し、メタルが生成して回収することができた。これに対し、塊状炭素質還元剤を投入していない比較例１では、廃電池が熔融しなかった。

実施例１～８に示すように、塊状炭素質還元剤の炭素品位（質量％）が同じ場合では、塊状炭素質還元剤の大きさが大きいほど短時間で廃電池が熔融した。すなわち実施例１から実施例８で示すように、投入した塊状炭素質還元剤が大きい実施例ほど、熔融時間が早かった。
また、実施例９，１０で対比するように塊状炭素質還元剤の大きさ（体積）が同じ場合では、塊状炭素質還元剤の炭素品位（質量％）が高いほど短時間で廃電池が熔融した。

表２に示すように、実施例１１～１５では、塊状炭素質還元剤の大きさ（体積）を８０ｃｍ^３とし、かつ塊状炭素質還元剤の炭素品位を８５質量％に統一し、炭素質還元剤の量を誘導炉から排出される還元物とスラグの物量の合計を１００質量％として、０．１質量％、２質量％、７質量％、１５質量％、１８質量％とした。
実施例１１～１５は、いずれも熔融された廃電池と還元物の接触の頻度が増し、還元反応が効率よく進行した。このことは比較例１と比べて熔融時間が短いことからも分かる。
しかしながら、表３に示す実施例１１～１５の不純物であるメタル中の鉄、マンガンの含有量の発生傾向をみると、塊状炭素質還元剤の使用量が、０．１質量％未満である実施例１１では還元反応が効力良く進まないと推測される。また、塊状炭素質還元剤の使用量が１８質量％を越える実施例１５では還元が進み過ぎて鉄やマンガンなどの不要な金属が多く生成すると推測される。

表２に示すように、実施例１６～１８では、炭素質還元剤の大きさ（体積）を６０ｃｍ^３に統一し、かつ炭素質還元剤の量を８．０％に統一した。そのうえで、炭素質還元剤の炭素品位を、それぞれ、６５質量％、８０質量％、９５質量％とした。
実施例１６～１８は、いずれも還元効率が高くなり、比較的、不純物の混入も少なかった。しかしながら、実施例１６～１８の熔融時間の傾向をみると、実施例１６で示す炭素品位が６５質量％を下回ると、溶解時間が長くなる傾向が推測される。

以上の各実施例から分かるように、本発明の回収方法を用いることで、廃電池を効率よく熔融しメタルを回収することができた。また、後工程の湿式製錬プロセスに付すことで、得られたメタルからコバルト、ニッケル、銅などの有価金属を回収できた。

本発明によれば、コバルトやニッケル、銅を各種産業で再利用できるほか、再度リチウムイオン電池の原料として供することができる。

１ライニング材
２コイル
３継鉄（ヨーク）
４プラグ
ＩＦ誘導炉

Claims

廃電池から有価金属を回収する方法であって、
廃電池を７００℃以上に加熱して焙焼物を得る焙焼工程と、
前記焙焼工程で得られた焙焼物を破砕して破砕物を得る破砕工程と、
前記破砕工程で得られた破砕物を篩って篩下物と篩上物に分ける篩工程と、
前記篩工程で得られた篩下物を酸化焙焼する酸化焙焼工程と、
前記酸化焙焼工程で得られた酸化焙焼物を還元熔融して還元物とスラグとを得る還元熔融工程とを、その順で処理し、
前記還元熔融工程で用いる炉が誘導炉であり、
該誘導炉に塊状の炭素質還元剤を添加して還元熔融する
ことを特徴とする廃電池からの有価金属回収方法。
添加する塊状の炭素質還元剤の量が、前記誘導炉から排出される還元物とスラグの物量の合計を１００質量％として０．１質量％以上１８質量％以下の範囲となるように制御する
ことを特徴とする請求項１記載の廃電池からの有価金属回収方法。
添加する塊状の炭素質還元剤が１ｃｍ^３～１０００ｃｍ^３の大きさである
ことを特徴とする請求項１または２記載の廃電池からの有価金属回収方法。
添加する塊状の炭素質還元剤の組成が炭素品位６５質量％以上である
ことを特徴とする請求項１，２または３記載の廃電池からの有価金属回収方法。
磁着物である鉄を除去する磁選工程を前記篩工程の前または後で行う
ことを特徴とする請求項１記載の廃電池からの有価金属回収方法。
回収される有価金属が少なくともコバルト、ニッケル、および銅から選ばれる１種以上である
ことを特徴とする請求項１，２，３，４または５記載の廃電池からの有価金属回収方法。