KR101497041B1 - Method for recovering valuable metals from cathodic active material of used lithium battery - Google Patents
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Abstract
본 발명은 폐 리튬 이온전지의 양극물질을 수소 환원 또는 탄소 환원 시켜 리튬 화합물을 분리하는 단계 및 상기 리튬 화합물이 분리된 폐 리튬 이온전지의 양극 물질을 강산에 침출시켜 니켈, 코발트, 망간을 포함하는 금속 화합물을 분리하는 단계를 포함하는 유가금속의 회수 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 상기 유가 금속을 회수하는 방법은 유가 금속을 회수하기 위하여 첨가한 반응물을 정제하는 공정을 생략할 수 있어 경제적이면서도, 폐 리튬 이온전지의 양극물질로부터 높은 순도 및 회수율로 리튬 화합물 및 니켈, 코발트, 망간을 포함하는 금속 화합물을 각각 회수할 수 있다.The present invention relates to a method of separating a lithium compound by hydrogen reduction or carbon reduction of a cathode material of a waste lithium ion battery, separating the lithium compound into a strong acid to leach a positive electrode material of the waste lithium ion battery into a metal containing nickel, cobalt, And separating the compound. The present invention also relates to a method for recovering valuable metals. More specifically, the method of recovering the valuable metal can be economical because it can omit the step of purifying the reactant added to recover the valuable metal, and it is also possible to provide a lithium compound and a lithium compound from the positive electrode material of the spent lithium ion battery at high purity and recovery rate. Metal compounds including nickel, cobalt, and manganese can be recovered, respectively.
Description
본 발명은 폐 리튬 이온전지의 양극물질로부터 유가 금속을 회수하는 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유가 금속을 회수하기 위하여 첨가한 반응물을 정제하는 공정을 생략할 수 있어 경제적이면서도, 폐 리튬 이온전지의 양극물질로부터 높은 순도 및 회수율로 리튬 화합물 및 니켈, 코발트, 망간을 포함하는 금속 화합물을 회수할 수 있는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for recovering a valuable metal from a cathode material of a waste lithium ion battery, and more particularly, to a method for recovering a valuable metal from a waste lithium ion battery, And a method for recovering a lithium compound and a metal compound including nickel, cobalt and manganese from a cathode material of high purity and recovery rate.
본 발명은 중소기업청 기술혁신개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: S2045890, 과제명: 리튬이온전지 스크랩을 원료로 한 NMC 전구체 및 고순도 리튬화합물 제조기술개발].
The present invention was derived from the research conducted as a part of the technical innovation development project of the Small and Medium Business Administration [Task Control Number: S2045890, Title: Development of NMC precursor and high purity lithium compound manufacturing technology using lithium ion battery scrap as raw material].
리튬 이온전지는 높은 에너지 밀도와 경량의 특성을 지니고 있기 때문에 소형 휴대장비의 동력원으로 사용되고 있는 등, 최근 들어 리튬 이온전지의 사용량이 급증하고 있다. 특히, 최근에는 소형가전기기, 모바일용 제품뿐만 아니라 하이브리드 전기자동차(HEV/EV) 등의 동력원으로도 널리 이용되고 있다.Since lithium ion batteries have high energy density and light weight characteristics, they are being used as power sources for small portable equipment. Recently, the usage of lithium ion batteries has been rapidly increasing. In recent years, it is widely used not only for small household appliances and mobile products but also as a power source for hybrid electric vehicles (HEV / EV).
이러한 리튬 이온전지는 양극과 음극, 유기전해질(organic electrolyte) 및 유기분리막(organic separator)으로 구성되어 있으며, 구체적으로 플라스틱 케이스(Plastic casing)와 여러 셀 단위(cell unit)안에 포함된 양극, 음극, 유기분리질, 유기전해질, 그리고 니켈-코팅 강철 케이스(Ni-coated steel casing)로 구성된다.Such a lithium ion battery is composed of an anode and a cathode, an organic electrolyte and an organic separator. Specifically, a lithium ion battery includes a plastic casing and an anode, a cathode, Organic separators, organic electrolytes, and Ni-coated steel casings.
한편, 리튬 이온전지의 양극은 양극물질, 도전체, 바인더, 집전체로 이루어져 있으며, 양극물질(active cathode materials)로는 가역성(reversibility)이 우수하고, 낮은 자가방전율, 고용량, 고에너지 밀도를 갖고, 합성이 용이한 리튬코발트산화물(LiCoO2)이 널리 사용되고 있다. 또한, 최근에는 고가인 코발트(Co)의 사용량을 줄이기 위해 Ni, Mn등이 함께 포함된 Li(NiCoMn)Ox와 같은 3원계의 리튬 복합금속 산화물 등도 양극 물질로 이용되고 있다. 그러나 상기와 같은 양극물질 모두 적어도 5중량% 이상의 리튬, 및 니켈, 코발트, 망간과 같은 유가 금속을 다량 함유하고 있어, 폐 리튬 이온전지의 양극물질로부터 고가의 유가 금속을 회수하기 위한 방법에 관심이 주목되고 있다.On the other hand, the positive electrode of a lithium ion battery is composed of a positive electrode material, a conductor, a binder and a current collector. The active material is excellent in reversibility, low self discharge rate, high capacity, high energy density, Lithium cobalt oxide (LiCoO 2 ), which is easy to synthesize, is widely used. In recent years, ternary lithium complex metal oxides such as Li (NiCoMn) Ox including Ni, Mn and the like are also used as a cathode material in order to reduce the amount of expensive cobalt (Co). However, all of the above-mentioned cathode materials contain at least 5% by weight of lithium and a large amount of valuable metals such as nickel, cobalt and manganese, so that they are interested in a method for recovering expensive valuable metals from the cathode material of a spent lithium ion battery Attention is being paid.
종래에는 폐 리튬 이온전지로부터 유가 금속을 회수하는 방법 중 하나로 질산, 황산, 염산 등의 강산을 사용하여 폐 리튬 이온전지의 양극물질을 용해한 뒤 중화반응을 행하여 리튬과 기타 금속화합물을 분리 회수하는 방법이 사용되었다. 다만, 상기 회수 방법은 리튬과 금속 화합물이 함께 산에 용출되어 분리되므로, 이를 다시 리튬 이온전지의 제조에 사용하기 위해서는 리튬 화합물과 기타 금속 화합물을 분리하는 추가적인 공정이 필요한 한계가 있었다. Conventionally, one of the methods for recovering valuable metals from waste lithium ion batteries is a method of dissolving a positive electrode material of a waste lithium ion battery using a strong acid such as nitric acid, sulfuric acid, hydrochloric acid, and then performing a neutralization reaction to separate and recover lithium and other metal compounds Was used. However, in the above-mentioned recovery method, since lithium and a metal compound are eluted into an acid and separated, there is a need to further process to separate a lithium compound from other metal compounds in order to use it again in the production of a lithium ion battery.
또한, 폐 리튬 이온전지의 양극물질로부터 먼저 유가금속인 코발트, 니켈, 망간을 회수하고, 리튬을 탄산나트륨을 사용하여 탄산 리튬 형태로 회수하는 방법은 리튬 화합물과 다른 기타 금속 화합물을 따로 분리해 낼 수 있어, 상기 산을 이용하여 한 번에 용출해 내는 방법에 비하여 추가적으로 이를 분리하는 공정을 생략할 수 있어 경제적이며 단순한 장점이 있다. 다만, 상기 방법은 분리된 탄산 리튬에 나트륨이 불순물로 다량 포함되어, 고순도의 탄산 리튬을 회수하기 위해서는 여러 번의 정제 공정을 거쳐야 하는 한계가 있었다. The method of recovering cobalt, nickel, and manganese, which are valuable metals, from the cathode material of a spent lithium ion battery and recovering lithium in the form of lithium carbonate using sodium carbonate can separate the lithium compound and other metal compounds separately In addition, it is economical and simple in that it is possible to omit the step of separating it additionally as compared with the method of dissolving at once using the acid. However, in the above method, sodium carbonate is contained in a large amount as impurities in the separated lithium carbonate, and there is a limit in that it is required to perform several purification steps in order to recover high purity lithium carbonate.
이에, 유가 금속을 회수하기 위하여 첨가한 반응물을 정제하는 공정을 생략할 수 있어 경제적이면서도, 폐 리튬 이온전지의 양극물질로부터 높은 순도 및 회수율로 리튬 화합물 및 니켈, 코발트, 망간을 포함하는 금속 화합물을 회수할 수 있는 방법의 개발이 필요하다.
Accordingly, it is possible to omit the step of purifying the reactant added for recovering the valuable metal, and it is economical, and a lithium compound and a metal compound including nickel, cobalt, and manganese can be obtained at high purity and recovery rate from the cathode material of the spent lithium- It is necessary to develop a method that can be recovered.
본 발명은 유가 금속을 회수하기 위하여 첨가한 반응물을 정제하는 공정을 생략할 수 있어 경제적이면서도, 폐 리튬 이온전지의 양극물질로부터 높은 순도 및 회수율로 리튬 화합물 및 니켈, 코발트, 망간을 포함하는 금속 화합물을 회수할 수 있는 폐 리튬 이온전지의 양극물질로부터 유가 금속을 회수하는 방법에 관한 것이다.
The present invention can omit the step of purifying the reactant added to recover the valuable metal, which is economical, and it is also possible to provide a lithium compound and a metal compound including nickel, cobalt, and manganese at high purity and recovery rate from the cathode material of the spent lithium- To a method for recovering a valuable metal from a cathode material of a waste lithium ion battery capable of recovering a valuable metal.
본 발명은 폐 리튬 이온전지의 양극물질을 수소 환원 또는 탄소 환원 시켜 리튬 화합물을 분리하는 단계; 및 상기 리튬 화합물이 분리된 폐 리튬 이온전지의 양극 물질을 강산에 침출시켜 니켈, 코발트, 망간을 포함하는 금속 화합물을 분리하는 단계;를 포함하는, 유가금속의 회수 방법을 제공한다. The present invention relates to a method for separating a lithium compound by hydrogen reduction or carbon reduction of a cathode material of a waste lithium ion battery, And separating the metal compound including nickel, cobalt and manganese by leaching the positive electrode material of the waste lithium ion battery in which the lithium compound is separated into strong acid.
이하 발명의 구체적인 구현예에 따른 폐 리튬 이온전지의 양극물질로부터 유가금속의 회수 방법에 관하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.
Hereinafter, a method for recovering a valuable metal from a cathode material of a waste lithium ion battery according to a specific embodiment of the present invention will be described in detail.
본 명세서에서 "탄소계 화합물"은 탄소를 포함하는 화합물을 통칭하는 것으로서, 탄소를 포함한 유기물질, 탄소를 포함한 무기물질 등 탄소원소를 함유한 화합물을 모두 포함하는 의미이다.As used herein, the term "carbon-based compound" refers to a compound containing carbon and includes all organic compounds including carbon, inorganic compounds including carbon, and the like.
본 명세서에서 "유가금속"은 리튬, 니켈, 코발트, 망간을 포함한다. As used herein, the term " valuable metal "includes lithium, nickel, cobalt, and manganese.
본 명세서에서 "리튬 이온전지의 양극물질"은 리튬 이온전지의 양극의 구성 성분 중 도전체, 바인더, 집전체를 제외한 물질을 의미한다.
In the present specification, the term " positive electrode material of a lithium ion battery "means a material other than a conductor, a binder and a current collector among constituent components of a positive electrode of a lithium ion battery.
발명의 일 구현예에 따르면, 폐 리튬 이온전지의 양극물질을 수소 환원 또는 탄소 환원 시켜 리튬 화합물을 분리하는 단계; 및 상기 리튬 화합물이 분리된 폐 리튬 이온전지의 양극 물질을 강산에 침출시켜 니켈, 코발트, 망간을 포함하는 금속 화합물을 분리하는 단계;를 포함하는, 유가금속의 회수 방법이 제공될 수 있다. According to an embodiment of the present invention, there is provided a method of separating a lithium compound by hydrogen reduction or carbon reduction of a cathode material of a waste lithium ion battery; And separating the metal compound including nickel, cobalt and manganese by leaching the positive electrode material of the waste lithium ion battery in which the lithium compound is separated into a strong acid, to recover the valuable metal.
본 발명자들은, 폐 리튬 이온전지의 양극물질에 다량 포함된 리튬 및 니켈, 코발트, 망간과 같은 유가 금속을 회수하여 재사용하기 위한 연구를 진행하여, 상기 양극물질을 특정 방법으로 환원시켜 리튬 화합물은 분리해내어 회수하고, 나머지 유가 금속 화합물은 강산에 침출시켜 분리해내는 방법으로 상기 폐 리튬 이온전지 내에 함유된 유가금속을 높은 회수율로 용이하게 회수할 수 있음을 실험을 통하여 확인하고, 발명을 완성하였다. The present inventors have conducted studies for recovering and reusing valuable metals such as lithium and nickel, cobalt, and manganese, which are contained in a large amount in the positive electrode material of a spent lithium ion battery, to reduce the positive electrode material by a specific method, And recovering the remaining valuable metal compound by leaching into the strong acid to separate the recovered valuable metal from the waste lithium ion battery at a high recovery rate.
특히, 상기 유가금속의 회수 방법은 수소 환원 또는 탄소 환원 방법을 이용하여 리튬 화합물을 폐 리튬 이온전지로부터 분리하므로, 탄산 나트륨을 사용하지 않아 나트륨을 정제하기 위하여 사용되는 추가 공정을 생략할 수 있으며, 리튬 화합물 및 다른 금속 화합물을 고순도로 분리하여 회수할 수 있으므로 추가적으로 이들을 분리하는 공정 또한 생략할 수 있어 경제적이며 단순하다. Particularly, since the lithium metal compound is separated from the spent lithium ion battery by the hydrogen reduction or the carbon reduction method, the method for recovering the valuable metal can omit the additional step used for purifying sodium without using sodium carbonate, The lithium compound and other metal compounds can be separated and recovered in high purity, so that the step of separating them can be omitted, which is economical and simple.
상기 일 구현예의 유가금속의 회수 방법에 따르면, 폐 리튬 이온전지의 양극물질로부터 니켈, 코발트, 망간 및 리튬을 포함한 유가 금속을 높은 순도로 분리해낼 수 있으며, 분리되는 화합물의 형태 또한 리튬 이온 전지의 양극물질의 제조에 바로 적용할 수 있기 때문에, 보다 효율적이고 경제적으로 상기 유가 금속들을 재사용할 수 있다. According to the method for recovering a valuable metal according to one embodiment of the present invention, a valuable metal including nickel, cobalt, manganese, and lithium can be separated from the positive electrode material of a spent lithium ion battery with high purity, Since they can be directly applied to the production of the anode material, the above valuable metals can be reused more efficiently and economically.
상기 폐 리튬 이온전지의 양극물질은 니켈, 코발트, 망간 및 리튬으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 유가금속을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 폐 리튬 이온전지에서 분리된 양극물질은 니켈 1 내지 50중량%, 코발트 1 내지 50중량%, 망간 1 내지 50중량%, 리튬 1 내지 10중량%를 포함할 수 있고, 추가적으로 알루미늄 0.001 내지 5중량%를 더 포함할 수 있다. The cathode material of the spent lithium ion battery may include at least one valuable metal selected from the group consisting of nickel, cobalt, manganese, and lithium. Specifically, the cathode material separated from the waste lithium ion battery may contain 1 to 50% by weight of nickel, 1 to 50% by weight of cobalt, 1 to 50% by weight of manganese and 1 to 10% by weight of lithium, By weight to 5% by weight.
상기 폐 리튬 이온전지의 양극물질은 상술한 금속 자체뿐만 아니라 금속의 유기 또는 무기 화합물을 다양한 형태로 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 폐 리튬 이온전지의 양극물질은 리튬코발트 산화물(LiCoO2), 리튬코발트니켈망간 산화물(LiCoNiMnO2), 리튬코발트니켈 산화물(LiCo1-yNiyO2, 0<y<1), 리튬망간산화물(LiMnO2), 리튬망간인산화물(LiMnPO4), 리튬철인산화물(LiFePO4) 및 리튬니켈알루미늄 산화물(LiNi1 - zAlzO2, 0.05≤z≤0.5)에서 선택되는 하나 이상의 리튬 복합금속 산화물을 포함할 수 있다. The cathode material of the waste lithium ion battery may contain not only the metal itself but also organic or inorganic compounds of metal in various forms. Specifically, the cathode material of the waste lithium ion battery is selected from the group consisting of lithium cobalt oxide (LiCoO 2 ), lithium cobalt nickel manganese oxide (LiCoNiMnO 2 ), lithium cobalt nickel oxide (LiCo 1-yN y O 2 , 0 <y < (LiMnO 2 ), lithium manganese phosphorus oxide (LiMnPO 4 ), lithium iron phosphate (LiFePO 4 ) and lithium nickel aluminum oxide (LiNi 1 - z Al z O 2 , 0.05 ≦ z ≦ 0.5) Oxide. ≪ / RTI >
상기 폐 리튬 이온전지의 양극물질은 다양한 범위의 평균 입도를 가질 수 있으나, 바람직하게는 1 내지 20㎛의 입도(D50)를 가질 수 있다. 상기 폐 리튬 이온전지의 입도가 너무 크거나 작은 경우, 상술한 수소 환원 또는 탄소 환원이 균일하게 일어나지 않을 수 있으며, 상술한 유가 금속을 효율적으로 분리해내기가 용이하지 않을 수 있다. The cathode material of the spent lithium ion battery may have an average particle size in various ranges, but may preferably have a particle size (D50) of 1 to 20 mu m. When the particle size of the spent lithium ion battery is too large or small, the aforementioned hydrogen reduction or carbon reduction may not occur uniformly, and it may not be easy to efficiently separate the above-described valuable metal.
상술한 바와 같이, 폐 리튬 이온전지의 양극물질을 수소 환원 또는 탄소 환원시킴에 따라서 고순도의 리튬 화합물을 효율적으로 분리할 수 있다. As described above, the high-purity lithium compound can be efficiently separated according to the hydrogen reduction or carbon reduction of the cathode material of the spent lithium ion battery.
상기 수소 환원 또는 탄소 환원에 의하여 분리되는 리튬 화합물은 산화 리튬, 수산화 리튬, 탄산 리튬, 또는 이들의 2종 이상의 혼합물일 수 있으며, 보다 바람직하게는 탄산 리튬 결정일 수 있다. The lithium compound separated by hydrogen reduction or carbon reduction may be lithium oxide, lithium hydroxide, lithium carbonate, or a mixture of two or more thereof, more preferably a lithium carbonate crystal.
상기 리튬 화합물을 분리하는 단계의 수소 환원은 상기 폐 리튬 이온전지의 양극물질과 수소 가스를 반응시킴으로써 이루어질 수 있다. 구체적으로, 상기 리튬 화합물을 분리하는 단계의 수소 환원은 폐 리튬 이온전지의 양극물질에 수소 가스를 투입하고, 폐 리튬 이온전지의 양극물질을 400 내지 800℃로 가열하는 단계를 포함할 수 있다. The hydrogen reduction in the step of separating the lithium compound may be performed by reacting the positive electrode material of the waste lithium ion battery with the hydrogen gas. Specifically, the hydrogen reduction in the step of separating the lithium compound may include a step of charging hydrogen gas into the cathode material of the spent lithium ion battery and heating the cathode material of the spent lithium ion battery to 400 to 800 ° C.
이러한 수소 환원 반응이 진행됨에 따라서, 상기 폐 리튬 이온전지의 양극물질에 포함된 리튬은 분리 가능한 화합물의 형태로 전환될 수 있으며, 상기 양극물질에서 리튬 이외의 유가 금속이 환원된 형태로 전환될 수 있다. As the hydrogen reduction reaction progresses, lithium contained in the cathode material of the waste lithium ion battery can be converted into a form of a separable compound, and the cathode material can be converted into a form in which a valuable metal other than lithium is reduced have.
상기 수소 가스는 0.1 내지 10 L/min의 속도로 투입할 수 있고, 바람직하게는 0.5 내지 2 L/min으로 투입할 수 있다. 상기 수소 가스의 투입속도가 상기 범위를 벗어나는 경우, 환원 반응이 효율적으로 일어나지 않을 수 있다. The hydrogen gas may be introduced at a rate of 0.1 to 10 L / min, preferably at a rate of 0.5 to 2 L / min. When the charging rate of the hydrogen gas is out of the above range, the reduction reaction may not be efficiently performed.
상기 폐 리튬 이온전지의 양극물질에 수소 가스를 투입한 후, 폐 리튬 이온전지의 양극물질과 수소 가스를 400 내지 800℃로 가열하여, 상기 양극물질을 환원시킬 수 있다. 특히, 상기 양극물질에 포함된 유가 금속은 Li(M)O2 (단, M은 Co, Ni, Mn)의 리튬 복합금속 산화물 형태로 존재할 수 있는데, 이들이 수소가스와 400 내지 800℃에서 반응하면, LiO2, Co, Ni, MnO 형태로 환원 될 수 있다. 즉, 상기 폐 리튬 이온전지의 양극물질로부터 상기 수소 환원 반응으로 산화 리튬과 같은 리튬 화합물을 형성할 수 있고, 이를 후술할 수세 공정, 또는 이산화탄소와의 반응 공정 등을 통해 분리해 낼 수 있다. After the hydrogen gas is introduced into the cathode material of the waste lithium ion battery, the cathode material and the hydrogen gas of the waste lithium ion battery are heated to 400 to 800 ° C to reduce the cathode material. In particular, the valuable metal contained in the positive electrode material may exist in the form of lithium composite metal oxide of Li (M) O 2 (where M is Co, Ni, Mn). When they react with hydrogen gas at 400 to 800 ° C. , LiO 2 , Co, Ni, MnO. That is, a lithium compound such as lithium oxide can be formed from the cathode material of the waste lithium ion battery by the hydrogen reduction reaction, and can be separated through a water washing process or a reaction process with carbon dioxide, which will be described later.
상기 폐 리튬 이온전지의 양극물질 및 수소 가스가 반응 하는 과정에서의 가열온도 및 가열 시간은 크게 제한은 없으나, 구체적으로 400 내지 800 ℃의 온도에서 5분 내지 24시간 동안 행해질 수 있다. 상기 가열 온도는 400 내지 800 ℃의 범위 내에서 조절 가능하지만, 바람직하게는 600 내지 800℃의 온도에서 행해질 수 있다. 상기의 바람직한 온도 범위에서 가열 시키는 경우, 리튬 회수율이 높게 나타날 수 있다. 상기 가열온도가 400℃ 미만인 경우, 낮은 온도로 인하여 폐 리튬 이온전지의 양극물질 내의 복합금속 산화물의 환원반응이 잘 일어나지 않아 리튬 화합물의 회수율이 낮게 나타날 수 있으며, 800 ℃를 초과하는 온도로 가열시키면 환원된 리튬 화합물과 복합금속 산화물의 재결합과 같은 부반응이 일어나, 리튬 화합물의 회수율이 낮아질 수 있다.The heating temperature and the heating time during the reaction of the cathode material and the hydrogen gas of the waste lithium ion battery are not particularly limited, but may be specifically performed at a temperature of 400 to 800 ° C for 5 minutes to 24 hours. The heating temperature can be adjusted within the range of 400 to 800 占 폚, but preferably at a temperature of 600 to 800 占 폚. When heating is carried out in the above-mentioned preferable temperature range, the lithium recovery rate may be high. When the heating temperature is lower than 400 ° C., the reduction reaction of the composite metal oxide in the cathode material of the waste lithium ion battery does not occur due to the low temperature, so that the recovery rate of the lithium compound may be low. A side reaction such as re-coupling of the reduced lithium compound and the composite metal oxide occurs, and the recovery rate of the lithium compound may be lowered.
가열 시간은 5분 내지 24시간의 범위에서, 폐 리튬 이온전지의 양극물질의 양 및 온도 조건을 고려하여 바람직하게 조절될 수 있다. 가열 시간이 5분 미만인 경우, 상기 양극물질의 환원 반응이 불충분하게 일어날 수 있고, 24시간을 초과하면, 가열 시간 증가에 따른 리튬 화합물 회수율 상승효과가 미미하여 비경제적이다.The heating time can be preferably adjusted in consideration of the amount of the positive electrode material of the waste lithium ion battery and the temperature condition, in the range of 5 minutes to 24 hours. If the heating time is less than 5 minutes, the reduction reaction of the cathode material may occur insufficiently. If the heating time exceeds 24 hours, the effect of increasing the recovery rate of the lithium compound with increase of the heating time is insignificant.
상기 폐 리튬 이온전지의 양극물질과 수소 가스는 1℃/분 내지 20℃/분의 승온 속도로 가열될 수 있다. 상기 승온 속도는 폐 리튬 이온전지의 양극물질의 양 및 최종 가열 온도를 고려하여 바람직하게 조절될 수 있으며, 상기 범위의 승온 속도로 가열하면 보다 높은 반응 효율로 양극물질이 환원될 수 있어 바람직하다. The cathode material and the hydrogen gas of the spent lithium ion battery can be heated at a rate of 1 DEG C / minute to 20 DEG C / minute. The rate of temperature increase can be controlled preferably in consideration of the amount of the positive electrode material of the spent lithium ion battery and the final heating temperature, and the positive electrode material can be reduced with higher reaction efficiency by heating at the heating rate within the above range.
한편, 상기 유가금속의 회수 방법은 상기 폐 리튬 이온전지의 양극물질의 수소 환원의 결과물을 이산화탄소 가스와 반응시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 수소 환원의 결과물에는 리튬 금속 및 산화 리튬이 포함될 수 있는데, 이들을 이산화탄소와 반응시킴으로써 탄산 리튬으로 변환시켜서 분리해낼 수 있다. Meanwhile, the recovering method of the valuable metal may further include a step of reacting the result of hydrogen reduction of the cathode material of the spent lithium ion battery with carbon dioxide gas. The result of hydrogen reduction may include lithium metal and lithium oxide, which can be converted into lithium carbonate by separation with carbon dioxide.
특히, 상기 수소 환원의 결과물과 이산화탄소의 반응이 시작된 후 약 2분이 경과된 시점부터, 상기 수소 환원의 결과물에 포함된 리튬 금속 및 산화 리튬으로부터 백색의 고체 형태의 탄산 리튬 결정이 형성될 수 있다. In particular, from about the moment when about two minutes have elapsed since the reaction of the hydrogen reduction product and the carbon dioxide started, a white solid lithium carbonate crystal from the lithium metal and the lithium oxide included in the hydrogen reduction product can be formed.
상기 이산화탄소 가스는 이산화탄소 이외에 질소와 같은 불활성기체 또는 공기가 혼합되어 있을 수 있으며, 상기 이산화탄소 가스가 이산화탄소만 포함하는 가스로 한정되는 것은 아니다.
The carbon dioxide gas may be an inert gas such as nitrogen or air mixed in addition to carbon dioxide, and the carbon dioxide gas is not limited to a gas containing only carbon dioxide.
한편, 상기 리튬 화합물을 분리하는 단계의 탄소 환원은 상기 폐 리튬 이온전지의 양극물질과 탄소계 화합물을 반응시킴으로써 이루어질 수 있다. 구체적으로, 상기 리튬 화합물을 분리하는 단계의 탄소 환원은 폐 리튬 이온전지의 양극물질에 탄소계 화합물을 투입하고 400 내지 800℃로 가열하는 단계를 포함할 수 있다. Meanwhile, the carbon reduction in the step of separating the lithium compound may be performed by reacting the positive electrode material of the waste lithium ion battery with the carbon-based compound. Specifically, the carbon reduction in the step of separating the lithium compound may include a step of charging the carbonaceous compound into the cathode material of the spent lithium ion battery and heating the mixture to 400 to 800 ° C.
이러한 탄소 환원 반응이 진행됨에 따라서, 상기 폐 리튬 이온전지의 양극물질에 포함된 리튬이 분리 가능한 화합물의 형태, 예를 들어, 탄산 리튬 등으로 전환될 수 있으며, 상기 양극물질에서 리튬 이외의 유가 금속도 환원된 형태로 전환될 수 있다. As the carbon reduction reaction proceeds, the lithium contained in the cathode material of the waste lithium ion battery can be converted into a form of a separable compound, for example, lithium carbonate, etc. In the cathode material, Can also be converted to a reduced form.
상기 양극물질의 환원반응에 첨가되는 탄소계 화합물은 상기에서 정의된 바와 같이 탄소를 함유한 화합물을 통칭하는 것으로써, 그 구성의 한정은 없으나, 환원 반응의 효율을 높이기 위해 화합물 내에 탄소의 함량이 높은 탄소계 화합물을 사용할 수 있다. The carbon-based compound to be added to the reduction reaction of the above-mentioned positive electrode generally refers to a compound containing carbon as defined above, and its constitution is not limited. However, in order to increase the efficiency of the reduction reaction, High carbon compounds can be used.
구체적으로, 상기 탄소계 화합물로 바람직하게는 1 내지 10㎛의 입도(D50)을 갖는 탄소 분말(carbon powder) 또는 활성탄을 사용할 수 있다. 상기 범위의 입도를 가지는 탄소 분말은 표면적이 넓어, 상기 폐 리튬 이온전지의 양극물질과 탄소 분말의 반응이 더욱 용이하게 일어날 수 있고, 특히 양극물질 중 리튬을 리튬 화합물로 높은 회수율로 분리해 낼 수 있다. Specifically, as the carbon-based compound, carbon powder or activated carbon having a particle size (D50) of 1 to 10 mu m may be preferably used. The carbon powder having a particle size within the above range has a large surface area, and the reaction between the cathode material and the carbon powder of the waste lithium ion battery can be more easily performed. In particular, lithium in the cathode material can be separated into lithium compounds at a high recovery rate have.
상기 탄소계 화합물은 폐 리튬 이온전지의 양극물질 1몰에 대하여 0.5 내지 2몰 첨가할 수 있으며, 바람직하게는 1 내지 1.5 몰 첨가할 수 있다. 상기 탄소계 화합물이 과도하게 첨가되는 경우, 미반응 탄소가 불순물로 남을 수 있어, 상기 범위의 몰 비율로 혼합하는 것이 바람직하다.The carbon-based compound may be added in an amount of 0.5 to 2 moles, preferably 1 to 1.5 moles, per mole of the cathode material of the waste lithium ion battery. When the carbon-based compound is added excessively, unreacted carbon may remain as an impurity, and it is preferable to mix the carbon-based compound in the molar ratio within the above range.
상기 폐 리튬 이온전지의 양극물질에 상기 탄소계 화합물을 투입한 후 400 내지 800℃로 가열함에 따라서 상기 양극물질에 포함된 유가 금속을 환원시킬 수 있다. 특히, 상기 양극물질에 포함된 유가 금속 화합물은 Li(M)O2 (단, M은 Co, Ni, Mn)의 리튬 복합금속 산화물 형태로 존재할 수 있고, 이들이 탄소계 화합물과 400 내지 800℃에서 반응하여, Li2CO3, Co, Ni, MnO의 형태로 환원 될 수 있다. 즉, 상기 폐 리튬 이온전지의 양극물질로부터 상기 탄소 환원 반응으로 탄산 리튬과 같은 리튬 화합물을 형성할 수 있고, 이를 후술할 수세 공정 또는 농축 공정 등을 통해 분리해 낼 수 있다.The carbonaceous compound may be added to the cathode material of the spent lithium ion battery and heated to 400 to 800 ° C to reduce the valuable metal contained in the cathode material. In particular, the metal complex compound contained in the positive electrode material may exist in the form of lithium composite metal oxide of Li (M) O 2 (where M is Co, Ni, Mn) And can be reduced in the form of Li 2 CO 3 , Co, Ni, MnO by reaction. That is, a lithium compound such as lithium carbonate can be formed from the cathode material of the waste lithium ion battery by the carbon reduction reaction, and can be separated through a water washing process or a concentration process, which will be described later.
상기 폐 리튬 이온전지의 양극물질과 탄소 화합물의 반응에서의 가열 온도 및 가열 시간은 크게 제한은 없으나, 400 내지 800 ℃의 온도에서 5분 내지 24시간 동안 행해질 수 있다. 상기 가열 온도는 400 내지 800 ℃의 범위 내에서 조절 가능하지만, 바람직하게는 600 내지 800℃의 온도에서 행해질 수 있다. 상기의 바람직한 온도 범위로 가열 시키는 경우, 리튬 회수율이 높게 나타날 수 있다.The heating temperature and the heating time in the reaction of the cathode material and the carbon compound of the waste lithium ion battery are not particularly limited but may be performed at a temperature of 400 to 800 ° C for 5 minutes to 24 hours. The heating temperature can be adjusted within the range of 400 to 800 占 폚, but preferably at a temperature of 600 to 800 占 폚. In the case of heating to the above preferable temperature range, the lithium recovery rate may be high.
한편, 가열 온도가 400℃ 미만인 경우, 낮은 온도로 인하여 폐 리튬 이온전지의 양극물질 내의 복합금속 산화물의 환원반응이 잘 일어나지 않아 리튬 화합물의 회수율이 낮게 나타날 수 있으며, 800℃를 초과하는 온도로 가열시키면 온도 상승에 따른 회수율의 증가가 적어, 공정의 경제성이 충분히 확보되지 않을 수 있다. On the other hand, when the heating temperature is lower than 400 ° C., the reduction reaction of the composite metal oxide in the cathode material of the waste lithium ion battery does not occur due to the low temperature, so that the recovery rate of the lithium compound may be low. , There is little increase in the recovery rate due to the rise in temperature, and the economical efficiency of the process may not be sufficiently secured.
그리고, 가열 시간은 5분 내지 24시간의 범위에서, 폐 리튬 이온전지의 양극물질의 양 및 온도 조건을 고려하여 바람직하게 조절될 수 있다. 가열 시간이 5분 미만인 경우, 상기 양극물질의 환원 반응이 불충분하게 일어날 수 있고, 24시간을 초과하면, 가열 시간 증가에 따른 리튬 화합물 회수율 상승효과가 미미하여 비경제적이다.
The heating time can be suitably adjusted in consideration of the amount of the positive electrode material of the waste lithium ion battery and the temperature condition in the range of 5 minutes to 24 hours. If the heating time is less than 5 minutes, the reduction reaction of the cathode material may occur insufficiently. If the heating time exceeds 24 hours, the effect of increasing the recovery rate of the lithium compound with increase of the heating time is insignificant.
한편, 상기 리튬 화합물을 분리하는 단계는 수소 환원의 결과물 또는 탄소 환원의 결과물을 분쇄하는 단계; 또는 물에 수세하는 단계;를 더 포함할 수 있다. Meanwhile, the step of separating the lithium compound includes a step of crushing the product of hydrogen reduction or the product of carbon reduction; Or water washing step.
보다 구체적으로, 상기 리튬 화합물을 분리하는 단계는 상기 수소 환원 또는 탄소 환원 반응의 가열 단계로부터 생성되는 수소 환원의 결과물 또는 탄소 환원의 결과물로부터 보다 효율적으로 리튬 화합물을 분리해 내기 위하여 상기 수소 환원의 결과물 또는 탄소 환원의 결과물을 분쇄하는 단계를 추가로 더 포함할 수 있다. More specifically, the step of separating the lithium compound is a step of separating the lithium compound from the result of the hydrogen reduction produced from the heating step of the hydrogen reduction or the carbon reduction reaction or the result of the hydrogen reduction Or the step of crushing the result of the carbon reduction.
상기 폐 리튬 이온전지의 양극물질에 수소 가스 또는 탄소 화합물을 첨가하고 가열하면 리튬 화합물, 리튬 복합금속 산화물 및 리튬 복합금속 산화물에 포함된 복합금속 등을 포함한 덩어리 형태의 입자가 생성될 수 있으며, 이로부터 보다 효율적으로 리튬 화합물을 분리하기 위하여 상기 덩어리 형태의 입자를 분쇄하여 표면적을 높이는 공정을 추가로 수행할 수 있다.When a hydrogen gas or a carbon compound is added to the cathode material of the spent lithium ion battery and heated, massive particles including a lithium compound, a lithium composite metal oxide, and a composite metal contained in the lithium composite metal oxide may be produced, A process of crushing the lumpy particles to increase the surface area can be additionally performed in order to separate the lithium compound more efficiently.
이때, 분쇄를 위해서는 일반적으로 사용되는 핀 밀(pin mill), 해머 밀(hammer mill), 스크류 밀(screw mill), 롤 밀(roll mill), 디스크 밀(disc mill) 또는 조그 밀(jog mill) 등의 장치를 사용할 수 있으나, 상술한 예에 한정되지 않는다. 바람직하게는 중량평균입경이 30내지 500 ㎛가 되도록 분쇄할 수 있으며, 분쇄 후 중량평균입경이 30 ㎛ 미만인 경우에는 분쇄 된 입자의 취급이 용이하지 않을 수 있고, 지나친 분쇄로 인한 공정효율이 떨어지며, 분쇄 후 중량평균입경이 500 ㎛를 초과하는 경우에는 입자의 표면적 증가 효과가 미미하여 분쇄에 따른 용출 공정의 효율 증가가 미미할 수 있다.A mill, a hammer mill, a screw mill, a roll mill, a disc mill, or a jog mill, which are generally used for grinding, May be used. However, the present invention is not limited to the above-described example. Preferably, the weight average particle diameter is 30 to 500 占 퐉. When the weight average particle diameter after pulverization is less than 30 占 퐉, the pulverized particles may not be handled easily, the process efficiency due to excessive pulverization is inferior, When the weight average particle diameter after the pulverization exceeds 500 탆, the effect of increasing the surface area of the particles is insignificant, so that the efficiency of the elution process due to pulverization may be insignificant.
또한, 상기 리튬 화합물을 분리하는 단계는 리튬 화합물을 높은 회수율로 선택적으로 분리해 내기 위하여 추가적으로 수소 환원의 결과물 또는 탄소 환원의 결과물을 물에 수세하는 단계를 더 포함할 수 있다. The step of separating the lithium compound may further include the step of further washing the resultant product of hydrogen reduction or the product of carbon reduction with water to selectively separate the lithium compound at a high recovery rate.
상기 수세하는 단계는 공정 순서에 제한되지 않고 이루어 질 수 있으며, 예를 들어, 가열하는 단계 또는 분쇄하는 단계 이후에 선택적으로 행해 질 수 있으나, 수소 환원 또는 탄소 환원으로 생성된 덩어리 형태의 양극물질을 분쇄하여 표면적을 크게 하고, 수세하는 것이 보다 용이하고, 높은 회수율로 리튬 화합물을 따로 분리해 낼 수 있어 바람직하다.The washing step may be performed without being limited to the process order. For example, it may be performed selectively after the heating step or the pulverizing step, but the lump-shaped positive electrode material produced by hydrogen reduction or carbon reduction It is preferable to crush to increase the surface area, to wash water more easily, and to separate the lithium compound separately at a high recovery rate.
이때, 상기 수세하는 단계는 10 내지 90℃의 물에 10분 내지 24시간 동안 수세할 수 있고, 상기 덩어리 형태의 수소 환원의 결과물 또는 탄소 환원의 결과물의 리튬은 수세하는 단계에서 수산화 리튬, 또는 탄산 리튬과 같은 리튬 화합물 형태로 물에 분리되어 나올 수 있다. 그리고, 상기 리튬 화합물을 포함하는 수용액을 상기 수소 환원의 결과물 또는 탄소 환원의 결과물 중 물에 용해되지 않은 고체 덩어리 물질과 분리하여, 리튬 화합물을 포함하는 수용액을 따로 분리해 낼 수 있으며, 이를 후술할 농축 공정 등을 통해 리튬 화합물 결정을 분리해 낼 수 있다. At this time, the washing step may be performed by rinsing in water at 10 to 90 ° C for 10 minutes to 24 hours. In the step of washing the resultant product of lithium reduction in the form of lump or carbon resulting from carbon reduction, lithium hydroxide, It can be separated into water in the form of a lithium compound such as lithium. The aqueous solution containing the lithium compound can be separated from the resultant hydrogen reduction product or the resultant product of carbon reduction from the solid lump material which is not dissolved in water to separate the aqueous solution containing the lithium compound separately. The lithium compound crystals can be separated through a concentration process or the like.
그리고, 수세 시간은 제한 없으나, 리튬 화합물의 용해도 등을 고려하여 10분 내지 24시간 동안, 보다 바람직하게는 1 시간 내지 12시간 진행할 수 있다. 너무 단시간 수세하는 경우, 용출되는 리튬 화합물의 양이 적을 수 있고, 24시간 초과로 수세하는 경우, 수세 시간 증가에 따른 리튬 화합물의 용출량 증가가 미미하여 경제성이 떨어질 수 있다.The washing time is not limited, but may be 10 minutes to 24 hours, more preferably 1 hour to 12 hours, in consideration of solubility of the lithium compound and the like. If the water is washed for a short time, the amount of the lithium compound to be eluted may be small, and if it is washed more than 24 hours, the increase in the elution amount of the lithium compound due to the increase in washing time is insignificant.
그리고, 상기 수세에 사용되는 물의 양이 크게 한정되는 것은 아니나, 분리되는 리튬 화합물의 순도를 높이고 수세 단계에 의하여 유출되는 성분을 최소화 하기 위하여, 상기 수소 환원 또는 탄소 환원의 결과물을 10g/L 내지 500 g/L의 고액비로 수세하는 것이 바람직하다.In order to increase the purity of the lithium compound to be separated and minimize the components flowing out in the washing step, the amount of the hydrogen reduction or carbon reduction is controlled to 10 g / L to 500 g / L. < / RTI >
또한, 상기 수세하는 단계를 통해 얻은 리튬 화합물이 포함된 수용액을 추가적으로 농축하는 단계를 거쳐 결정형의 리튬 화합물을 얻을 수 있다. 이때 상기 리튬 화합물은 수산화 리튬 또는 탄산 리튬 일 수 있다. 상기 농축의 방법은 감압농축, 동결농축, 증발농축, 가열농축, 침전농축, 역삼투 농축 등 수용액 상에서 결정형을 얻는 농축방법으로 사용될 수 있는 것이라면 제한 없이 선택하여 사용할 수 있다.
Further, a crystal form of the lithium compound can be obtained by further concentrating the aqueous solution containing the lithium compound obtained through the washing step. The lithium compound may be lithium hydroxide or lithium carbonate. The method of concentration can be selected and used as long as it can be used as a concentration method for obtaining a crystal form in an aqueous solution such as concentration under reduced pressure, freezing concentration, evaporation concentration, heating concentration, precipitation concentration, reverse osmosis concentration and the like.
상술한 수소 환원 또는 탄소 환원으로 상기 폐 리튬 이온전지의 양극 물질로부터 리튬 화합물을 분리한 이후에, 상기 리튬 화합물이 분리된 결과물을 강산에 침출시켜 환원제인 과산화수소의 사용 없이 니켈, 코발트, 망간을 포함하는 금속 화합물을 분리할 수 있다. After the lithium compound is separated from the cathode material of the spent lithium ion battery by the hydrogen reduction or carbon reduction described above, the resultant product obtained by separating the lithium compound is leached into strong acid, and nickel, cobalt and manganese The metal compound can be separated.
상기 강산은 황산, 질산 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있으나, 특히 황산을 이용하면 니켈, 코발트, 망간과 같은 유가금속을 비교적 낮은 농도에서 높은 침출율로 회수할 수 있다. The strong acid may include sulfuric acid, nitric acid, or a mixture thereof. However, when sulfuric acid is used, a valuable metal such as nickel, cobalt, and manganese can be recovered at a relatively low concentration and a high leaching rate.
상기 강산은 0.1 내지 5 M 농도 일 수 있으며, 바람직하게는 2 내지 4M농도일 수 있다. 상기 범위의 농도의 강산으로 반응시키는 경우, 니켈, 코발트, 망간이 높은 비율로 용출되어, 니켈, 코발트, 망간을 포함하는 금속 화합물의 회수율이 높게 나타날 수 있다. 다만, 상기 강산의 농도가 0.1M 미만인 경우, 상기 금속 화합물이 강산에 용출되는 양이 너무 적을 수 있고, 상기 강산의 농도가 5M 을 초과하는 경우 강산의 농도에 따른 침출량의 증가가 미미하여 경제성이 충분히 확보되지 않을 수 있다. The strong acid may be 0.1 to 5 M concentration, preferably 2 to 4 M concentration. When the reaction is carried out with a strong acid having a concentration in the above range, nickel, cobalt and manganese are eluted at a high rate, and the recovery of metal compounds including nickel, cobalt and manganese may be high. However, when the concentration of the strong acid is less than 0.1M, the amount of the metal compound eluted into the strong acid may be too small. When the concentration of the strong acid exceeds 5M, the increase of the leaching amount depending on the concentration of the strong acid is insignificant It may not be ensured.
상기 강산 용액에 침출되는 니켈, 코발트, 망간을 포함하는 금속 화합물에서 니켈, 코발트, 망간은 금속 이온, 금속 산화물, 금속 입자형태로 포함되어 있을 수 있으며, 보다 바람직하게는 금속 이온 상태로 존재할 수 있다. Nickel, cobalt, and manganese may be contained in the metal compound including nickel, cobalt, and manganese leached into the strong acid solution in the form of metal ions, metal oxides, metal particles, and more preferably in a metal ion state .
그리고, 상기 양극물질을 강산에 침출시키는 단계에서, 강산에 대한 상기 리튬 화합물이 회수된 폐 리튬 이온전지의 양극 물질의 고액비가 50 내지 150 g/L일 수 있다. 상기 고액비가 50g/L 미만이면 강산의 양에 따른 침출량의 증가가 적어 경제성이 충분히 확보되지 않을 수 있으며, 고액비가 150g/L를 초과하는 경우 유가 금속이 강산에 잘 침출되지 않고 다시 결정으로 생성될 수 있어, 상기 양극물질의 금속 화합물의 강산에의 침출율이 낮게 나타날 수 있다.And, in the step of leaching the positive electrode material into a strong acid, the solid-liquid ratio of the positive electrode material of the spent lithium ion battery recovered from the lithium compound to strong acid may be 50 to 150 g / L. When the solid ratio is less than 50 g / L, the amount of leaching is small depending on the amount of strong acid, so that economical efficiency may not be sufficiently secured. If the solid ratio exceeds 150 g / L, the valuable metal is not well leached into strong acid, And the leaching rate of the metal compound of the positive electrode material into the strong acid may be low.
한편, 상기 유가 금속의 회수 방법은, 상기 리튬 화합물이 분리된 폐 리튬 이온전지의 양극 물질을 강산에 침출시킨 결과물의 pH가 5 내지 7이 되도록 알칼리 화합물을 첨가하는 정제 단계를 더 포함할 수 있다. Meanwhile, the recovering method of the valuable metal may further include a purification step of adding an alkaline compound so that the pH of the resultant product obtained by leaching the positive electrode material of the waste lithium ion battery from which the lithium compound is separated into strong acid is 5 to 7. [
상기 폐 리튬 이온전지의 양극 물질의 강산 침출물을 정제하는 단계에서, 상기 알칼리 화합물은 상기 양극 물질의 pH가 5 내지 7이 되도록 첨가할 수 있다. 상기 범위의 pH에서 알루미늄과 같은 상기 양극 물질의 불순물이 침전될 수 있어 여과와 같은 단순한 공정으로 상기 양극 물질을 정제할 수 있다. In the step of purifying a strong acid leached product of the positive electrode material of the waste lithium ion battery, the alkaline compound may be added so that the pH of the positive electrode material is 5 to 7. Impurities of the cathode material such as aluminum can be precipitated at a pH in the above range, and the cathode material can be purified by a simple process such as filtration.
또한, 상기 유가 금속의 회수 방법은, 상기 정제 단계 이후, 상기 리튬 화합물이 분리된 폐 리튬 이온전지의 양극 물질을 강산에 침출시킨 결과물의 pH가 11 내지 13이 되도록 알칼리 화합물을 첨가하는 단계를 더 포함할 수 있다. The recovering method of the valuable metal may further include the step of adding an alkaline compound so that the pH of the resultant product obtained by leaching the positive electrode material of the lithium ion battery separated from the lithium compound into strong acid after the purification step can do.
상기 정제 단계에서 얻어진 결과물의 pH가 11 내지 13이 되도록 알카리 화합물을 첨가함에 따라서, 니켈, 코발트, 망간을 포함하는 금속 화합물이 침전될 수 있다. 상기 침전된 금속 화합물은 여과 등의 단순한 공정으로도 높은 순도로 분리될 수 있으며, 분리되는 화합물의 형태 또한 리튬 이온 전지의 양극물질의 제조에 바로 적용할 수 있다. 따라서, 상기 유가 금속의 회수 방법에 따르면, 보다 효율적이고 경제적으로 상기 유가 금속들을 회수하여 이차 전지의 원료 물질로 재활용 할 수 있다. The addition of the alkali compound to the resultant product obtained in the purification step is such that the pH is 11 to 13, whereby the metal compound including nickel, cobalt and manganese can be precipitated. The precipitated metal compound can be separated into high purity even by a simple process such as filtration, and the form of the separated compound can also be directly applied to the production of the positive electrode material of the lithium ion battery. Therefore, according to the method for recovering the valuable metal, the valuable metals can be recovered more efficiently and economically and recycled as the raw material of the secondary battery.
상기 알칼리 화합물은 당 기술분야에서 통상적으로 사용되는 것으로 알려진 화합물을 제한 없이 사용할 수 있으며, 예를 들어 NaOH, KOH, Na2CO3, K2CO3 NaHCO3 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다.
The alkali compounds can be used without limitation, a known compound that is commonly used in the art, for example, it can be used NaOH, KOH, Na 2 CO 3 ,
본 발명에 따르면, 유가 금속을 회수하기 위하여 첨가한 반응물을 정제하는 공정을 생략할 수 있어 경제적이면서도, 폐 리튬 이온전지의 양극물질로부터 높은 순도 및 회수율로 리튬 화합물 및 니켈, 코발트, 망간을 포함하는 금속 화합물을 회수할 수 있는 폐 리튬 이온전지의 양극물질로부터 유가 금속을 회수하는 방법이 제공될 수 있다.
According to the present invention, it is possible to omit the step of purifying the reactant added for recovering the valuable metal, and it is economical and economical to use the lithium compound and the nickel compound including nickel, cobalt and manganese at high purity and recovery rate from the cathode material of the spent lithium- A method of recovering a valuable metal from a cathode material of a waste lithium ion battery capable of recovering a metal compound can be provided.
도1은 실시예에서 사용한 환원 장치의 개략도이다.
도2는 수소 환원한 실시예 1 시료의 XRD 그래프이다.
도3은 수소 환원 후 수세한 실시예 1 시료의 XRD 그래프이다.
도4는 수소 환원 후 수세한 실시예 1의 수세액으로의 리튬의 침출율을 나타낸 그래프이다.
도5는 실시예 1 시료의 황산에 대한 침출율을 각 금속별로 나타낸 그래프이다.
도6은 실시예 1 시료의 각 온도 별 탄소 환원 반응율과 무게 감량률을 나타낸 그래프이다.
도7은 탄소 환원한 실시예 2 시료의 XRD 그래프이다.
도8은 탄소 환원 후 수세한 실시예 2 시료의 XRD 그래프이다.
도9는 탄소 환원 후 수세한 실시예 2의 수세액으로의 리튬의 침출율을 나타낸 그래프이다.
도10은 실시예 2에서 얻어진 탄산 리튬 분말의 XRD그래프이다.
도11은 실시예 2에서 얻어진 탄산 리튬 분말의 SEM사진이다.
도12는 실시예 2의 탄소 환원후 수세한 시료의 각 온도별 황산에 대한 침출율을 나타낸 그래프이다.
도13은 탄소 환원 처리 하지 않은 시료 및 실시예 2에서 700℃에서 탄소 환원 후 수세 한 시료의 각 황산 농도별 침출율을 나타낸 그래프이다.1 is a schematic view of a reducing apparatus used in the embodiment.
2 is an XRD graph of a hydrogen-reduced sample of Example 1. Fig.
3 is an XRD graph of a sample of Example 1 washed with hydrogen and then washed.
4 is a graph showing the leaching rate of lithium to the washing liquid of Example 1 washed with hydrogen and then washed.
FIG. 5 is a graph showing leaching rates of each sample for sulfuric acid for each metal. FIG.
6 is a graph showing the carbon reduction reaction rate and the weight loss rate of each of the samples according to Example 1;
7 is an XRD graph of a carbon reduced sample of Example 2. Fig.
8 is an XRD graph of a sample of Example 2 washed with water after carbon reduction.
9 is a graph showing the leaching rate of lithium into the wash liquor of Example 2 washed with water after carbon reduction.
10 is an XRD graph of the lithium carbonate powder obtained in Example 2. Fig.
11 is a SEM photograph of the lithium carbonate powder obtained in Example 2. Fig.
12 is a graph showing the leaching rate of sulfuric acid in each sample of the sample washed with water after carbon reduction in Example 2. FIG.
FIG. 13 is a graph showing the leaching rates of the samples not subjected to the carbon reduction treatment and the samples washed at 700 ° C. after the carbon reduction in Example 2 by the respective sulfuric acid concentrations.
발명을 하기의 실시예에서 보다 상세하게 설명한다. 단, 하기의 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기의 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.
The invention will be described in more detail in the following examples. However, the following examples are illustrative of the present invention, and the present invention is not limited by the following examples.
[[ 실시예Example 1: 수소 환원을 통한 유가 금속의 회수] 1: recovery of valuable metal through hydrogen reduction]
1.One. 폐 리튬 이온전지의 양극 물질 시료의 준비Preparation of anode material samples of waste lithium ion batteries
하기 표1 의 금속 성분을 포함하는 양극 물질 시료를 준비하였다.A sample of the positive electrode material containing the metal component of the following Table 1 was prepared.
2. 리튬 화합물의 회수단계2. Recovery step of lithium compound
(1) 장치(1) Device
환원 장치는 크게 가열부, 온도조절부, 가스조절부로 구성되어 있으며, 가열부는 SiC 발열체를 사용하고, 챔버의 크기는 200mm × 200mm × 400mm (가로×세로×길이)이며, 온도조절부는 R-type 열전대와 PID 온도제어장치를 이용하였다. 가스조절부는 3가지 종류의 가스를 흘려 보낼 수 있도록 설계 하였으며, 수소가스 및 질소가스가 정량적으로 흘러 들어 갈 수 있도록 5L/min용 flow meter를 장착하였다. 사용한 환원 장치의 개략도는 도 1과 같다.The reducing unit is composed of a heating unit, a temperature adjusting unit and a gas adjusting unit. The heating unit uses a SiC heating element. The chamber has a size of 200 mm x 200 mm x 400 mm (width x length x length) A thermocouple and a PID temperature controller were used. The gas control unit was designed to flow three types of gas, and a flow meter for 5 L / min was installed to allow hydrogen gas and nitrogen gas to flow quantitatively. A schematic view of the used reducing apparatus is shown in Fig.
(2) 수소 환원 단계(2) Hydrogen reduction step
챔버 내부의 온도를 5℃/min의 속도로 반응 온도까지 승온하는 동안 질소가스를 1L/min의 속도로 흘렸다. 그리고, 반응 온도에 도달하면 상기 1에서 제조한 양극 물질 시료 100g을 환원 장치에 투입하고, 99% 이상의 순도를 갖는 수소 가스를 흘리면서 1시간 동안 반응 온도를 유지하였다. Nitrogen gas was flowed at a rate of 1 L / min while raising the temperature inside the chamber to the reaction temperature at a rate of 5 캜 / min. When the reaction temperature was reached, 100 g of the positive electrode material sample prepared in the
유지시간이 끝난 후에는 수소 가스를 잠그고 챔버의 산화를 막기 위하여 약 200℃까지 챔버의 온도가 떨어질 때까지 질소가스를 흘려주었으며, 또한 챔버의 밀폐를 위한 고무링의 손상을 막기 위하여 실험하는 동안에는 냉각수를 챔버에 흘려주었다.After the holding time, nitrogen gas was flowed until the temperature of the chamber dropped to about 200 ° C in order to block the hydrogen gas and prevent the oxidation of the chamber. In order to prevent damage of the rubber ring for sealing the chamber, Was poured into the chamber.
다른 조건은 동일하게 한 채, 반응 온도를 400℃, 500℃, 600℃, 700℃, 800℃의 5가지 온도 조건으로 달리하여 5회 실험하였고, 각 온도 별 수소 환원 단계 전 후의 시료의 무게와 환원율, 시료의 상태를 하기 표 2에 나타내었다.The other conditions were the same, and the reaction temperature was varied five times under the five temperature conditions of 400 ° C., 500 ° C., 600 ° C., 700 ° C. and 800 ° C., and the weight of the sample before and after the hydrogen reduction step Reduction ratio and the state of the sample are shown in Table 2 below.
(3) 수세 단계(3) Washing step
상기 수소환원 처리한 시료의 분말 100g을 1L의 물에 넣고 1시간 동안 수세하였다. 그리고, 시료의 수세액 500ml에 CO2가스를 1L/min으로 30분동안 흘려주어 백색의 탄산 리튬 입자 18g을 얻었다. 100 g of the powder of the sample subjected to the hydrogen reduction treatment was put into 1 L of water and was rinsed with water for 1 hour. Then, CO 2 gas was flowed at a rate of 1 L / min for 30 minutes to 500 ml of the washing solution of the sample to obtain 18 g of white lithium carbonate particles.
수소 환원한 시료 및, 수소 환원 후 수세 한 시료의 XRD 그래프를 도2, 3에 나타내었고, 시료의 수세액의 리튬 함량을 분석하여 리튬의 침출율을 도 4에 나타내었다. The XRD graphs of the hydrogen-reduced sample and the sample washed after hydrogen reduction are shown in FIGS. 2 and 3, and the lithium content of the wash liquid of the sample is analyzed, and the leaching rate of lithium is shown in FIG.
* 리튬의 침출율 = 수세액의 리튬 함량/초기 시료의 리튬 함량
* Leaching rate of lithium = lithium content of wash water solution / lithium content of initial sample
3. 니켈, 코발트, 망간을 포함하는 금속 화합물을 분리하는 단계 3. Separation of metal compounds including nickel, cobalt and manganese
수소 환원 처리 하지 않은 시료 및 상기 500℃에서 수소 환원 후 수세 한 시료를 1M, 2M, 3M, 4M 농도의 황산에 100g/L 의 고액비로 투입하여 황산에 침출시켰다. A sample not subjected to hydrogen reduction treatment and a sample washed with water after hydrogen reduction at 500 ° C were introduced into sulfuric acid at a concentration of 1M, 2M, 3M and 4M at a liquid ratio of 100 g / L and leached in sulfuric acid.
그리고, 상기 시료의 황산에 대한 침출율을 각 금속별로 도 5에 나타내었다.
The leaching rate of the sample with respect to sulfuric acid is shown in FIG. 5 for each metal.
4. 결과 분석4. Analyze Results
(1) 상기 표 2에 따르면, 상기 실시예 1의 수소를 이용한 환원반응에 따른 시료의 무게 감소는 400℃부터 이루어졌으며, 특히, 600℃이상에서 13%이상의 큰 감소를 보였다. 상기 시료 무게의 감소는 환원 반응으로 생성된 수증기 기체에 의하여 나타나며, 이는 환원율에도 반영되어, 600℃이상에서 70%이상의 높은 환원율을 보였다.(1) According to the above Table 2, the weight reduction of the sample according to the reduction reaction using the hydrogen of Example 1 was from 400 ° C, and a large decrease of more than 13% was observed especially above 600 ° C. The reduction of the weight of the sample is caused by the water vapor generated by the reduction reaction, which is reflected in the reduction ratio, and shows a high reduction ratio of 70% or more at 600 ° C or more.
(2) 그리고, 상기 실시예1에서 수소 환원한 시료 및 수소 환원 후 수세 한 시료의 결정 변화를 도2 및 도3의 XRD 그래프로 평가할 수 있다. 보다 구체적으로, 400℃에서는 Li(NCM)O2 피크가 약간 존재하였으나, 500℃에서는 Li(NCM)O2 피크가 존재하지 않고, Co/Ni, MnO, Li2O 피크가 존재하였으며, 600℃부터는 LiMnO2의 피크가 생성되기 시작하였다. 따라서, 상기 그래프로부터 400℃에서는 시료가 환원되지 않고, 초기 상태로 대부분 존재하나, 500℃ 이상부터 환원되어 Co, Ni, MnO, Li2O가 생성되는 것을 유추할 수 있다. 다만, 600℃이상에서는 고온에서 분해된 망간산화물이 다시 리튬과 반응하여 LiMnO2를 생성한 것으로 추정된다. (2) The crystal change of the hydrogen reduced sample and the sample washed after hydrogen reduction in Example 1 can be evaluated by the XRD graphs of FIGS. 2 and 3. More specifically, in the 400 ℃ but Li (NCM) O 2 peak is slightly present, the 500 ℃ not present and the Li (NCM) O 2 peak, was a Co / Ni, MnO, Li 2 O peak exists, 600 ℃ A peak of LiMnO 2 began to be generated. Therefore, from the graph, it can be deduced that Co, Ni, MnO, and Li 2 O are produced at a temperature of 500 ° C or higher because the sample is not reduced at 400 ° C and mostly exists in an initial state. However, at 600 ℃ or higher, it is assumed that the manganese oxide decomposed at high temperature reacted with lithium again to generate LiMnO 2 .
(3) 또한, 수소 환원 반응 후 수세한 침출액의 리튬 함량을 분석하여 구한 침출율은 도4에 나타난 바와 같이 500℃ 이상에서 75% 이상으로 나타났으며, 회수된 탄산 리튬의 순도는 약 99%로 확인되었다. (3) The leaching rate obtained by analyzing the lithium content of the leached solution after the hydrogen reduction reaction was found to be 75% or more at 500 ° C. or higher as shown in FIG. 4. The purity of recovered lithium carbonate was about 99% Respectively.
(4) 그리고, 상기 시료를 환원처리하기 전후의 황산 침출 결과 및 황산의 농도별 침출율을 나타내는 그래프인 도5에 나타난 바와 같이, 수소환원 처리에 의하여 2M 황산농도에서 코발트와 니켈의 침출 효율이 각각 32% 및 45%만큼 향상되었으며, 망간의 경우에는 90% 정도 향상되었다. 또한, 수소환원 처리한 시료의 3M 황산용액에의 침출율은 코발트 89%, 니켈 99% 이상, 망간 99% 이상을 나타내어, 상기 수소환원 방법을 이용하여 매우 높은 침출율로 상기 코발트, 니켈, 망간 유가금속을 황산에 침출 시킬 수 있음이 확인되었다.
(4) As shown in FIG. 5, which is a graph showing the leaching rate of sulfuric acid before and after the reduction treatment of the sample and the leaching rate of sulfuric acid by concentration, the leaching efficiency of cobalt and nickel at 2M sulfuric acid concentration Respectively, by 32% and 45%, respectively, and by manganese by 90%. The leaching rate of the sample subjected to the hydrogen reduction treatment into the 3M sulfuric acid solution showed 89% of cobalt, 99% or more of nickel and 99% or more of manganese, and the cobalt, nickel and manganese It was confirmed that lean metal could be leached into sulfuric acid.
[[ 실시예Example 2: 탄소 환원을 통한 유가 금속의 회수] 2: recovery of valuable metal through carbon reduction]
1. 양극 물질 시료의 준비1. Preparation of anode material samples
하기 표3 의 금속 성분을 포함하는 양극 물질 시료를 준비하였다.A sample of the positive electrode material containing the metal components of the following Table 3 was prepared.
2. 리튬 화합물의 회수단계2. Recovery step of lithium compound
(1) 탄소 환원 단계(1) Carbon reduction step
상기 1에서 제조한 양극 물질 시료 및 탄소 분말을 1:1.5의 몰 비로 혼합하여 제조한 혼합물 100g을 환원 장치에 투입하는 것을 제외하고는, 실시예1과 동일한 방법으로 400℃, 500℃, 600℃, 700℃, 800℃의 5가지 반응 온도 조건에서 5회 실험하였고, 각 온도 별 탄소 환원 반응율과 무게 감량률을 표4 및 도 6에 나타내었다.500 ° C. and 600 ° C. in the same manner as in Example 1, except that 100 g of the mixture prepared by mixing the positive electrode material sample prepared in 1 and the carbon powder at a molar ratio of 1: , 700 ° C, and 800 ° C. The carbon reduction reaction rate and the weight loss rate at each temperature are shown in Tables 4 and 6.
(2) 수세 단계(2) Washing step
상기 탄소 환원 처리한 시료의 분말 액고비 40으로 물에 넣고 3시간 동안 수세하였다. 탄소 환원한 시료 및, 탄소 환원 후 수세 한 시료의 XRD 그래프를 도7, 8에 나타내었고, 시료의 수세액의 리튬 함량을 분석하여 리튬의 침출율을 도 9에 나타내었다. The sample subjected to the carbon reduction treatment was put in water at a powder liquid ratio of 40 and was washed with water for 3 hours. The XRD graphs of the carbon reduced sample and the sample washed after the carbon reduction are shown in FIGS. 7 and 8, and the lithium content of the wash liquid of the sample is analyzed, and the leaching rate of lithium is shown in FIG.
(3) 증발 농축 단계(3) Evaporation Concentration Step
그리고, 상기 탄소 환원 처리된 시료의 수세액을 온도 70℃, 압력 100mbar조건으로 증발농축기를 사용하여 농축시켜 탄산 리튬을 회수하였으며, 제조된 탄산 리튬 분말의 순도는 약 99% 이상이었다. 상기 탄산 리튬 분말에 대한 XRD 및 SEM의 결과를 도10과 도11에 나타내었다.
Then, lithium carbonate was recovered by concentrating the wash water of the sample subjected to the carbon reduction treatment at a temperature of 70 ° C and a pressure of 100 mbar using an evaporator, and the purity of the lithium carbonate powder was about 99% or more. The XRD and SEM results of the lithium carbonate powder are shown in FIGS. 10 and 11. FIG.
3. 니켈, 코발트, 망간을 포함하는 금속 화합물을 분리하는 단계 3. Separation of metal compounds including nickel, cobalt and manganese
(1) 상기 탄소 환원 후 수세한 시료를 2M 농도의 황산에 100g/L 의 고액비로 침출시키고, 각 온도 별 상기 시료의 황산에 대한 침출율을 도 12에 나타내었다. (1) The sample washed with water after the carbon reduction was leached at a liquid ratio of 100 g / L to 2 M sulfuric acid, and the leaching rate of the sample with respect to sulfuric acid was shown in FIG.
(2) 그리고, 탄소 환원 처리 하지 않은 시료 및 상기 700℃에서 탄소 환원 후 수세 한 시료를 1M, 2M, 3M, 4M 농도의 황산에 100g/L 의 고액비로 투입하여 황산에 침출시켰다. 그리고, 상기 시료의 황산에 대한 침출율을 각 금속별로 도 13에 나타내었다.
(2) A sample not subjected to the carbon reduction treatment and a sample washed with water after the carbon reduction at 700 ° C were introduced into sulfuric acid at a concentration of 1M, 2M, 3M and 4M at a liquid ratio of 100 g / L and leached in sulfuric acid. The leaching rate of the sample with respect to sulfuric acid is shown in FIG. 13 for each metal.
4. 결과 분석 4. Analyze Results
(1) 상기 표 4및 도6에 따르면, 상기 실시예 2의 탄소를 이용한 환원반응에 따른 시료의 무게 감소는 400℃부터 이루어졌으며, 특히, 700℃이상에서 13%이상의 큰 감소를 보였다. 상기 시료 무게의 감소는 환원 반응으로 생성된 일산화탄소 기체에 의하여 나타나며, 이는 환원율에도 반영되어, 700℃이상에서 70%이상의 높은 환원율을 보였다.(1) According to the above Table 4 and FIG. 6, the weight reduction of the sample according to the reduction reaction using the carbon of Example 2 was from 400 ° C, and a large decrease of more than 13% was observed above 700 ° C. The reduction of the weight of the sample was caused by the carbon monoxide gas generated by the reduction reaction, which was also reflected in the reduction rate, and showed a high reduction ratio of 70% or more at 700 ° C or more.
(2) 그리고, 상기 실시예2에서 탄소 환원한 시료 및 수소 환원 후 수세 한 시료의 결정 변화를 도7 및 도8의 XRD 그래프로 평가할 수 있다. 보다 구체적으로, 400℃에서는 Li(NCM)O2 피크가 존재하였으나, 500℃부터는 Li(NCM)O2 피크가 변하기 시작하여, 600℃부터는 Co, Ni, MnO, Li2CO3 피크가 존재하였다. 따라서, 상기 그래프로부터 400℃에서는 시료가 환원되지 않고, 초기 상태로 대부분 존재하나, 500℃ 이상부터 환원되어 Co, Ni, MnO, Li2CO3가 생성되는 것을 유추할 수 있다. 다만, 상기 실시예2의 탄소 환원에서는 실시예1과는 달리 600℃이상에서도 LiMnO2의 피크가 생성되지 않는 것으로 보아, 망간산화물이 고온에서도 탄소환원 되지 않는 것으로 추정된다.(2) The crystal change of the sample reduced in carbon and the sample washed after hydrogen reduction in Example 2 can be evaluated by the XRD graphs of FIGS. 7 and 8. More specifically, there existed a Li (NCM) O 2 peak at 400 ° C., but the Li (NCM) O 2 peak began to change from 500 ° C., and there existed Co, Ni, MnO and Li 2 CO 3 peaks at 600 ° C. . Therefore, from the graph, it can be deduced that Co, Ni, MnO, and Li 2 CO 3 are produced from the sample at a temperature of 500 ° C. or higher, although the sample is not reduced at 400 ° C. and is mostly present in an initial state. However, unlike in Example 1, the peak of LiMnO 2 was not generated at 600 ° C or higher in the carbon reduction of Example 2, and it is estimated that the manganese oxide is not carbon reduced at a high temperature.
(3) 또한, 수소 환원 반응 후 수세한 침출액의 리튬 함량을 분석하여 구한 침출율은 도9에 나타난 바와 같이 600℃ 이상에서 급격히 증가하여 60% 이상으로 나타났으며, 600℃부터 리튬의 침출율이 급격히 증가한 이유는 600℃부터 리튬이 탄소와 반응하여 Li2CO3을 생성하였기 때문이라 추정된다. 그리고, 회수된 탄산 리튬의 순도는 약 99%로 확인되었으며, 탄산 리튬 입자에 대한 XRD 및 SEM 사진인 도10 및 도 11로부터 상기 탄산 리튬은 부정형의 모양으로 생성됨을 알수 있다.(3) The leaching rate obtained by analyzing the lithium content of the leached solution after the hydrogen reduction reaction was 60% or more as shown in FIG. 9 at 600 ° C. or higher, and the leaching rate of lithium from 600 ° C. The reason for this rapid increase is presumably because lithium reacts with carbon at 600 ° C to produce Li 2 CO 3 . The purity of recovered lithium carbonate was found to be about 99%. From FIGS. 10 and 11, which are XRD and SEM photographs of the lithium carbonate particles, it can be seen that the lithium carbonate is formed in the shape of an irregular shape.
(4) 그리고, 상기 시료를 환원처리하기 전후의 황산 침출 결과 및 황산의 농도별 침출율을 나타내는 그래프인 도12 및 도13에 나타난 바와 같이, 탄소환원 처리에 의하여 2M 황산농도에서 코발트와 니켈의 침출 효율이 각각 40% 및 45%만큼 향상되었으며, 망간의 경우에는 환원 처리 전 황산에는 거의 침출이 되지 않았지만, 환원 처리 후 산화망간으로 변함에 따라 99% 이상 향상되었다. 또한, 탄소환원 처리한 시료의 2M 이상의 황산용액에의 침출율은 코발트, 니켈, 망간 모두 99% 이상을 나타내어, 상기 탄소환원 방법을 이용하여 매우 높은 침출율로 상기 코발트, 니켈, 망간 유가금속을 황산에 침출 시킬 수 있음이 확인되었다.
(4) As shown in Figs. 12 and 13, which are graphs showing the results of leaching of sulfuric acid before and after the reduction treatment of the sample and the leaching rates of sulfuric acid according to the concentration of sulfuric acid, cobalt and nickel The leaching efficiency was improved by 40% and 45%, respectively. In the case of manganese, there was almost no leaching in the sulfuric acid before the reduction treatment, but it was improved more than 99% according to the reduction to manganese oxide after the reduction treatment. In addition, the leaching rate of the sample subjected to the carbon reduction treatment to a sulfuric acid solution of 2M or more shows 99% or more of all of cobalt, nickel and manganese, and the cobalt, nickel, It was confirmed that leaching can be carried out with sulfuric acid.
Claims (17)
상기 리튬 화합물이 분리된 폐 리튬 이온전지의 양극 물질을 강산에 침출시켜 니켈, 코발트, 망간을 포함하는 금속 화합물을 분리하는 단계;
상기 리튬 화합물이 분리된 폐 리튬 이온전지의 양극 물질을 강산에 침출시킨 결과물의 pH가 5 내지 7이 되도록 알칼리 화합물을 첨가하는 정제 단계; 및
상기 정제 단계 이후, 상기 리튬 화합물이 분리된 폐 리튬 이온전지의 양극 물질을 강산에 침출시킨 결과물의 pH가 11 내지 13이 되도록 알칼리 화합물을 첨가하는 단계;를 포함하는, 유가금속의 회수 방법.
Separating the lithium compound by hydrogen reduction or carbon reduction of the cathode material of the spent lithium ion battery;
Separating the metal compound including nickel, cobalt and manganese by leaching the positive electrode material of the waste lithium ion battery into which the lithium compound has been separated in strong acid;
A purification step of adding an alkaline compound so that the pH of the resultant product obtained by leaching the positive electrode material of the waste lithium ion battery from which the lithium compound is separated into strong acid is 5 to 7; And
And adding an alkaline compound so that the pH of the resultant product obtained by leaching the positive electrode material of the waste lithium ion battery into which the lithium compound is separated is separated into 11 to 13 after the purifying step.
상기 폐 리튬 이온전지의 양극물질은 1 내지 20㎛의 입도(D50)을 갖는, 유가금속의 회수 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the cathode material of the spent lithium ion battery has a particle size (D50) of 1 to 20 占 퐉.
상기 폐 리튬 이온전지의 양극물질은 니켈, 코발트, 망간 및 리튬으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 유가금속을 포함하는, 유가금속의 회수 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the positive electrode material of the spent lithium ion battery comprises at least one valuable metal selected from the group consisting of nickel, cobalt, manganese, and lithium.
상기 폐 리튬 이온전지의 양극물질은 리튬코발트 산화물(LiCoO2), 리튬코발트니켈망간 산화물(LiCoNiMnO2), 리튬코발트니켈 산화물(LiCo1-yNiyO2, 0<y<1), 리튬망간산화물(LiMnO2), 리튬망간인산화물(LiMnPO4), 리튬철인산화물(LiFePO4) 및 리튬니켈알루미늄 산화물(LiNi1-zAlzO2, 0.05≤z≤0.5)으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 리튬 복합금속 산화물을 포함하는, 유가금속의 회수 방법.
The method according to claim 1,
The waste cathode material for the lithium ion battery is a lithium cobalt oxide (LiCoO 2), lithium cobalt nickel manganese oxide (LiCoNiMnO 2), lithium cobalt nickel oxide (LiCo1-yNiyO 2, 0 < y <1), lithium manganese oxide (LiMnO 2 ), the lithium manganese oxide (LiMnPO 4), lithium iron phosphate (LiFePO 4) and lithium-nickel-aluminum composite oxide (LiNi1-zAlzO 2, 0.05≤z≤0.5) comprises a lithium composite metal oxide at least one member selected from the group consisting of And recovering the valuable metal.
상기 폐 리튬 이온전지의 양극물질로부터 분리된 리튬 화합물은 산화 리튬, 수산화 리튬 및 탄산 리튬으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는, 유가금속의 회수 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the lithium compound separated from the cathode material of the spent lithium ion battery comprises at least one selected from the group consisting of lithium oxide, lithium hydroxide, and lithium carbonate.
상기 수소 환원은 폐 리튬 이온전지의 양극물질에 수소 가스를 투입하고, 400 내지 800℃로 가열하는 단계;를 포함하는, 유가금속의 회수 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the hydrogen reduction includes charging hydrogen gas into the cathode material of the spent lithium ion battery and heating the battery to 400 to 800 ° C.
상기 수소 가스는 0.1 내지 10L/min의 유량으로 투입되며,
상기 폐 리튬 이온전지의 양극물질과 수소 가스는 1℃/분 내지 20℃/분의 승온 속도로 가열되는, 유가금속의 회수 방법.
The method according to claim 6,
The hydrogen gas is supplied at a flow rate of 0.1 to 10 L / min,
Wherein the cathode material and the hydrogen gas of the waste lithium ion battery are heated at a temperature raising rate of 1 占 폚 / min to 20 占 폚 / min.
상기 수소 환원의 결과물을 이산화탄소와 반응시키는 단계를 더 포함하는, 유가금속의 회수 방법.
The method according to claim 6,
Further comprising the step of reacting the result of hydrogen reduction with carbon dioxide.
상기 탄소 환원은 폐 리튬 이온전지의 양극물질에 탄소계 화합물을 첨가하고, 400 내지 800℃로 가열하는 단계를 포함하는, 유가금속의 회수 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the carbon reduction includes a step of adding a carbonaceous compound to the cathode material of the spent lithium ion battery and heating to 400 to 800 占 폚.
상기 탄소계 화합물은 1 내지 10㎛의 입도(D50)을 갖는 탄소 분말을 포함하는, 유가금속의 회수 방법.
10. The method of claim 9,
Wherein the carbon-based compound comprises a carbon powder having a particle size (D50) of 1 to 10 mu m.
상기 탄소계 화합물은 상기 폐 리튬 이온전지의 양극물질 1몰에 대하여 0.5 내지 2몰 첨가하는, 유가금속의 회수 방법.
10. The method of claim 9,
Wherein the carbon-based compound is added in an amount of 0.5 to 2 moles per mole of the cathode material of the waste lithium ion battery.
상기 리튬 화합물을 분리하는 단계는 수소 환원의 결과물 또는 탄소 환원의 결과물을 분쇄하는 단계; 또는 물에 수세하는 단계;를 더 포함하는, 유가금속의 회수 방법.
The method according to claim 1,
The step of separating the lithium compound comprises the steps of crushing the product of hydrogen reduction or the product of carbon reduction; Or water; and recovering the valuable metal.
상기 강산은 황산 및 질산으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는, 유가금속의 회수 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the strong acid comprises at least one selected from the group consisting of sulfuric acid and nitric acid.
상기 강산은 0.1M 내지 5M의 농도를 갖는, 유가금속의 회수 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the strong acid has a concentration of 0.1M to 5M.
상기 강산에 대한 상기 리튬 화합물이 회수된 폐 리튬 이온전지의 양극 물질의 고액비가 50g/L 내지 1500g/L인, 유가금속의 회수 방법.
The method according to claim 1,
Wherein a solid-liquid ratio of the cathode material of the waste lithium ion battery recovered from the lithium compound to the strong acid is from 50 g / L to 1500 g / L.
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Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101927044B1 (en) | 2017-06-12 | 2019-03-12 | 재단법인 포항산업과학연구원 | Rotary kiln and method for reducing valuable metals from used lithium battery using the same |
KR20200065503A (en) | 2018-11-30 | 2020-06-09 | 주식회사 포스코 | Method of recovery of valuable metals from scrap containing cathode materials of lithium ion battery |
KR20200089368A (en) | 2019-01-16 | 2020-07-27 | 신라대학교 산학협력단 | A method for recovering cobalt and nickel powder from a waste LiNiCoAlO2 |
KR20210075502A (en) | 2019-12-13 | 2021-06-23 | 주식회사 포스코 | Method for recovering valuable metals from cathodic active material of used lithium battery |
KR102540810B1 (en) * | 2022-12-05 | 2023-06-08 | 주식회사 에코프로씨엔지 | Method for recovering lithium from a waste crucible for cathode material |
KR20230089751A (en) | 2021-12-14 | 2023-06-21 | 창원대학교 산학협력단 | Method for recovering valuable metals from cathodic active material of used lithium battery |
EP4089051A4 (en) * | 2020-02-10 | 2024-01-10 | SK Innovation Co., Ltd. | Method for recovering active metal of lithium secondary battery |
EP4293131A4 (en) * | 2021-03-17 | 2024-09-11 | Sk Innovation Co Ltd | Method for regenerating lithium precursor |
KR102711721B1 (en) | 2023-09-06 | 2024-09-27 | 김영주 | Method for recovering electrolyte and high-purity lithium carbonate from used lithium ion secondary battery |
Families Citing this family (26)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2016190669A1 (en) * | 2015-05-26 | 2016-12-01 | 부경대학교 산학협력단 | Method for recovering cobalt powder from lithium-cobalt oxide |
KR101669890B1 (en) * | 2015-10-01 | 2016-10-27 | 재단법인 포항산업과학연구원 | Lithium recovering device and method for recovering lithium by using the same |
CN108091956A (en) * | 2016-11-23 | 2018-05-29 | 江苏凯力克钴业股份有限公司 | A kind of circulation regeneration method for scrapping cobalt acid lithium battery positive electrode |
KR101753092B1 (en) | 2016-12-14 | 2017-07-04 | 성일하이텍(주) | Manufacturing method of lithium phosphate from waste solution containing lithium |
US10850989B2 (en) | 2016-12-20 | 2020-12-01 | Sungeel Hitech Co., Ltd. | Method for preparing solid lithium salt from lithium solution |
CN110015670A (en) * | 2018-01-08 | 2019-07-16 | 邓祖德 | A kind of method and lithium carbonate product recycling lithium from lithium iron phosphate positive material |
US20210324495A1 (en) * | 2018-07-10 | 2021-10-21 | Basf Se | Process for the recycling of spent lithium ion cells |
KR101998691B1 (en) * | 2018-10-04 | 2019-07-10 | 에스케이이노베이션 주식회사 | Method of regenerating lithium precursor and recycling system of lithium precursor |
KR102130899B1 (en) * | 2018-11-06 | 2020-07-07 | 타운마이닝리소스주식회사 | A Preparing Method Of Nickel-Cobalt-Manganese Complex Sulfate Solution By Removing Calcium and Silicon Ions Simultaneously In Recycling A Wasted Lithium Secondary Battery Cathode Material |
KR102249266B1 (en) * | 2018-11-13 | 2021-05-06 | 부경대학교 산학협력단 | Method of recovery of nickel and cobalt |
CN113242908A (en) * | 2018-11-26 | 2021-08-10 | 巴斯夫欧洲公司 | Battery recovery by hydrogen injection into leachate |
CN109574048B (en) * | 2019-01-30 | 2021-12-10 | 鲍君杰 | Treatment method of waste lithium iron phosphate cathode material |
CN111834683B (en) * | 2019-04-16 | 2021-08-06 | 荆门市格林美新材料有限公司 | Method for recovering lithium cobaltate waste batteries |
KR20200133459A (en) * | 2019-05-20 | 2020-11-30 | 에스케이이노베이션 주식회사 | Method of separating lithium precursor and system for separating lithium precursor |
KR102685070B1 (en) * | 2019-10-02 | 2024-07-12 | 에스케이이노베이션 주식회사 | Method of recycling lithium precursor |
KR20210105209A (en) * | 2020-02-18 | 2021-08-26 | 에스케이이노베이션 주식회사 | Method of recycling active metal of lithium secondary battery utilizing the same |
CN111293366B (en) * | 2020-02-21 | 2021-05-11 | 安徽理士新能源发展有限公司 | Preparation method of lithium ion battery with lithium iron phosphate anode |
KR20210117575A (en) * | 2020-03-19 | 2021-09-29 | 에스케이이노베이션 주식회사 | Classifier for cathode active material and method of regenerating lithium precursor used the same |
KR20210148647A (en) * | 2020-06-01 | 2021-12-08 | 에스케이이노베이션 주식회사 | Method of recycling active metal of lithium secondary battery |
KR102520392B1 (en) * | 2020-12-22 | 2023-04-11 | 부경대학교 산학협력단 | Lithium oxide recovery method from lithium manganese oxide(LMO) |
CN115725841B (en) * | 2021-08-25 | 2024-10-18 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | Lithium removal method without hydrogen generation |
KR102627665B1 (en) * | 2021-09-09 | 2024-01-23 | 국립부경대학교 산학협력단 | METHOD FOR SELECTIVE RECOVERY OF LiTHIUM FROM LiMnFePO4 |
CN114583196B (en) * | 2022-03-17 | 2023-01-24 | 楚能新能源股份有限公司 | Method for recycling waste lithium-manganese dioxide battery |
CN114921653B (en) * | 2022-05-24 | 2023-08-11 | 湖南顶立科技有限公司 | Ternary lithium battery material reduction device, control method and lithium recovery method |
KR20240085713A (en) * | 2022-12-08 | 2024-06-17 | 주식회사 포스코 | Valuable metal recovery reactants, valuable metal shreds, and method of rercovering valuable metal |
WO2024167390A1 (en) * | 2023-02-09 | 2024-08-15 | 서강대학교산학협력단 | Method for recovering valuable metal from waste cathode material or metal compound |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20090087801A (en) * | 2008-02-13 | 2009-08-18 | 닛코 킨조쿠 가부시키가이샤 | Method for recovering valuable metal from lithium battery waste containing co, ni, and mn |
KR20090114619A (en) * | 2008-04-30 | 2009-11-04 | 주식회사 코캣 | A Separation and Recovery Process of Metals from Petroleum Desulfurization Waste Catalyst |
JP2012246519A (en) * | 2011-05-26 | 2012-12-13 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Metal leaching method |
-
2013
- 2013-04-24 KR KR1020130045253A patent/KR101497041B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20090087801A (en) * | 2008-02-13 | 2009-08-18 | 닛코 킨조쿠 가부시키가이샤 | Method for recovering valuable metal from lithium battery waste containing co, ni, and mn |
KR20090114619A (en) * | 2008-04-30 | 2009-11-04 | 주식회사 코캣 | A Separation and Recovery Process of Metals from Petroleum Desulfurization Waste Catalyst |
JP2012246519A (en) * | 2011-05-26 | 2012-12-13 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Metal leaching method |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101927044B1 (en) | 2017-06-12 | 2019-03-12 | 재단법인 포항산업과학연구원 | Rotary kiln and method for reducing valuable metals from used lithium battery using the same |
KR20200065503A (en) | 2018-11-30 | 2020-06-09 | 주식회사 포스코 | Method of recovery of valuable metals from scrap containing cathode materials of lithium ion battery |
KR20200089368A (en) | 2019-01-16 | 2020-07-27 | 신라대학교 산학협력단 | A method for recovering cobalt and nickel powder from a waste LiNiCoAlO2 |
KR20210075502A (en) | 2019-12-13 | 2021-06-23 | 주식회사 포스코 | Method for recovering valuable metals from cathodic active material of used lithium battery |
EP4089051A4 (en) * | 2020-02-10 | 2024-01-10 | SK Innovation Co., Ltd. | Method for recovering active metal of lithium secondary battery |
EP4293131A4 (en) * | 2021-03-17 | 2024-09-11 | Sk Innovation Co Ltd | Method for regenerating lithium precursor |
KR20230089751A (en) | 2021-12-14 | 2023-06-21 | 창원대학교 산학협력단 | Method for recovering valuable metals from cathodic active material of used lithium battery |
KR102540810B1 (en) * | 2022-12-05 | 2023-06-08 | 주식회사 에코프로씨엔지 | Method for recovering lithium from a waste crucible for cathode material |
WO2024122803A1 (en) * | 2022-12-05 | 2024-06-13 | 주식회사 에코프로씨엔지 | Method for recovering lithium from waste crubicle of cathode material |
KR102711721B1 (en) | 2023-09-06 | 2024-09-27 | 김영주 | Method for recovering electrolyte and high-purity lithium carbonate from used lithium ion secondary battery |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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