KR101708149B1 - A Method For Recovering Lithium Compound From An Anode Material In Spent Lithium Batteries By Wet-Milling - Google Patents

A Method For Recovering Lithium Compound From An Anode Material In Spent Lithium Batteries By Wet-Milling Download PDF

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Abstract

The present invention relates to a method for recovering a lithium compound from spent lithium battery cathode material. The method according to the present invention comprises the steps of: mixing a cathode material separated from a spent lithium battery, polybasic acid and water; and wet-milling the mixture to produce an aqueous leachate and water insolubles. The method for recovering a lithium compound from a spent lithium battery cathode material according to the present invention has advantages over conventional methods using inorganic acids, including hydrochloric acid, sulfuric acid and nitric acids, in that environmental pollution can be reduced and in that the process is simple so that lithium can be recovered at low costs. Furthermore, the method of the present invention has higher leaching efficiency than methods of leaching a cathode material using an organic acid such as oxalic acid, citric acid, maleic acid or tartaric acid, and thus it can achieve recovery of the lithium compound with high purity at a high recovery rate.

Description

습식 분쇄법을 이용하여 폐 리튬전지 양극물질로부터 리튬화합물을 회수하는 방법{A Method For Recovering Lithium Compound From An Anode Material In Spent Lithium Batteries By Wet-Milling}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a method for recovering a lithium compound from a spent lithium battery cathode material using a wet pulverization method,

본 발명은 폐 리튬전지 양극물질로부터 리튬화합물을 회수하는 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 습식 분쇄법을 통하여 회수율 및 순도가 높은 리튬화합물을 회수하는 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a method for recovering a lithium compound from a spent lithium battery cathode material. More particularly, the present invention relates to a method for recovering a lithium compound having a high recovery rate and high purity through a wet pulverization method.

리튬전지는 충방전 성능이 우수하고 에너지 밀도가 높기 때문에 이차전지로 널리 사용되고 있으며, 특히 휴대폰 및 노트북 등의 소형 전자제품에 광범위하게 활용되고 있다. 최근 전기자동차 등의 보급이 가시화되면서 대용량 리튬전지의 개발이 활발하게 진행되고 있다.Lithium batteries are widely used as secondary batteries because of their excellent charge / discharge performance and high energy density, and are widely used in small electronic products such as mobile phones and notebooks. Recently, development of large-capacity lithium batteries has been actively developed as the spread of electric vehicles becomes more visible.

리튬전지 양극물질에 함유되어 있는 리튬은 매우 고가의 금속으로서, 국내에서 생산되지 않아, 전량 해외에서 수입하여 사용하고 있다. 따라서, 우리나라와 같이 부존자원이 없는 국가의 특성과 중금속에 의한 환경오염 방지의 측면에서 리튬전지 제조공정에서 발생하는 양극물질 폐 스크랩 혹은 사용 후에 폐기되는 리튬전지 양극물질로부터 리튬을 회수하여 재사용하는 것이 필요하다.Lithium battery Lithium contained in the positive electrode material is a very expensive metal, which is not produced domestically and is imported from abroad. Therefore, in view of the characteristics of a country without resources such as Korea and the prevention of environmental pollution by heavy metals, lithium is recovered from a cathode material scrap that is generated in a lithium battery manufacturing process or a lithium battery anode material which is disposed after use and reused need.

리튬전지 양극물질로부터 리튬 등의 각종 금속을 추출하거나 회수하는 종래의 방법으로는 폐 리튬전지로부터 떼어낸 양극물질을 염산, 황산 및 질산 등의 강산으로 추출한 다음 알칼리로 중화시켜 코발트, 니켈 등을 수산화물로 침전시켜 회수하는 공정과, 과산화수소 존재 하에서 황산 또는 질산으로 양극물질을 용해시킨 다음 중화 침전법으로 금속을 분리 회수하는 공정이 일반적으로 사용되어 왔다. 그러나 상기 양극물질을 용해시키는 공지의 방법 중에서 무기산인 염산, 황산 및 질산을 사용하는 방법은 추출 공정 시에 강산을 사용하여야 하기 때문에 대기 중으로의 증발에 의한 심각한 환경오염과, 특히 산에 의한 설비 부식 등의 문제가 매우 심각하다.In a conventional method for extracting or recovering various metals such as lithium from a lithium battery cathode material, a cathode material separated from a spent lithium battery is extracted with a strong acid such as hydrochloric acid, sulfuric acid and nitric acid, and then neutralized with an alkali to produce cobalt, nickel, And a step of dissolving the cathode material with sulfuric acid or nitric acid in the presence of hydrogen peroxide and then separating and recovering the metal by the neutralization precipitation method has been generally used. However, since hydrochloric acid, sulfuric acid, and nitric acid, which are inorganic acids, are used in known processes for dissolving the above-mentioned cathode materials, since strong acids must be used in the extraction process, serious environmental pollution due to evaporation into the atmosphere, The problem is very serious.

상기의 문제를 해결하기 위하여 양극물질을 옥살산, 시트르산, 말레산 또는 타르타르산 등과 같은 유기산을 이용하여 침출하는 방법이 소개되었으나, 강산에 비해 침출 속도가 느려 많은 시간이 요구되고 또한 침출 효율이 떨어져 결과적으로 리튬 회수율이 떨어지는 단점이 있다.In order to solve the above problem, a method of leaching an anode material using an organic acid such as oxalic acid, citric acid, maleic acid or tartaric acid has been disclosed. However, the leaching rate is slower than that of strong acid, There is a drawback that the recovery rate is lowered.

유기산을 이용한 침출 효율을 향상시키기 위해서는 양극물질에 포함되어 있는 바인더 및 도전재를 열처리 공정 등을 이용하여 사전에 제거해야 하는 과정이 필요한데, 이는 공정 추가에 따른 시간과 비용면에서 비경제적인 단점이 발생한다.
In order to improve the leaching efficiency using the organic acid, it is necessary to remove the binder and the conductive material contained in the cathode material in advance by using a heat treatment process or the like. This causes an uneconomical disadvantage in terms of time and cost do.

1. 등록특허공보 제10-1220672호 (2013.01.03)1. Patent Publication No. 10-1220672 (Mar. 01, 2013) 2. 등록특허공보 제10-1049937호 (2011.07.11)2. Patent Publication No. 10-1049937 (Jul. 11, 2011)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 종래의 폐 리튬전지 양극물질 용해법에 비해 환경오염을 줄이고, 단순한 공정과 저렴한 비용으로도 폐 리튬전지 양극물질로부터 고가인 리튬화합물을 높은 회수율과 높은 순도로 회수하는 방법을 제공하고자 한다.
Disclosure of Invention Technical Problem [8] Accordingly, the present invention has been made in order to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a lithium- And a method of recovering the product at a high purity.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 측면은, 폐 리튬전지로부터 분리된 양극물질과 다염기산 및 물을 혼합한 후 습식 분쇄하여 수 침출물과 수 불용물을 생성하는 단계를 포함하는 폐 리튬전지 양극물질로부터 리튬화합물을 회수하는 방법일 수 있다.One aspect of the present invention for solving the above problems is a lithium secondary battery comprising a waste lithium battery anode including a cathode material separated from a waste lithium battery, a polybasic acid, and water, followed by wet pulverization to produce water leachate and water- And recovering the lithium compound from the material.

본 측면은, 수 침출물 및 상기 수 불용물을 여과하여 여과 잔유물과 여과액으로 분리하고, 상기 분리된 여과액에서 불순물을 제거하는 정제 공정 단계를 더 포함할 수 있다.
The present aspect may further include a purification step of separating the water leachate and the water-insoluble matter into filtration residues and filtrate, and removing impurities from the separated filtrate.

본 발명의 방법에 따라 폐 리튬전지 양극물질로부터 리튬화합물을 회수하는 경우, 염산, 황산 및 질산 등의 무기산을 사용하는 종래의 방법에 비하여 환경오염을 줄일 수 있고, 공정이 단순하여 저렴한 비용으로 리튬화합물을 회수할 수 있는 장점이 있다. In the case of recovering the lithium compound from the cathode material of the spent lithium battery according to the method of the present invention, it is possible to reduce environmental pollution as compared with the conventional method using inorganic acid such as hydrochloric acid, sulfuric acid and nitric acid, There is an advantage that the compound can be recovered.

또한, 양극물질을 옥살산, 시트르산, 말레산 또는 타르타르산 등과 같은 유기산을 이용하여 침출하는 방법에 비하여는 침출 효율이 뛰어나 결과적으로 높은 회수율과 높은 순도를 갖는 리튬화합물 회수를 달성할 수 있다.
In addition, the leaching efficiency is excellent as compared with a method of leaching the positive electrode material using an organic acid such as oxalic acid, citric acid, maleic acid or tartaric acid, and consequently, recovery of a lithium compound having a high recovery rate and high purity can be achieved.

도 1은 본 발명의 일 측면에 따른 폐 리튬전지의 양극물질에서 리튬화합물을 회수하는 방법을 개략적으로 나타낸 흐름도이다.1 is a flowchart schematically illustrating a method of recovering a lithium compound from a cathode material of a waste lithium battery according to an aspect of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. 본 발명의 실시 형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시 형태는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The embodiments of the present invention can be modified into various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. Embodiments of the present invention are provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art. Accordingly, the shapes and sizes of the elements in the drawings may be exaggerated for clarity of description, and the elements denoted by the same reference numerals in the drawings are the same elements.

본 발명은 습식 분쇄법을 통하여 폐 리튬전지 양극물질로부터 회수율 및 순도가 높은 리튬화합물을 회수하는 방법에 관한 것이다. 도 1에는 본 발명의 일 측면에 따른 폐 리튬전지 양극물질로부터 리튬화합물을 회수하는 방법의 흐름도를 개략적으로 나타내었다.The present invention relates to a method for recovering a lithium compound having a high recovery rate and high purity from a waste lithium battery cathode material through a wet pulverization method. FIG. 1 schematically shows a flow chart of a method of recovering a lithium compound from a cathode material of a spent lithium battery according to an aspect of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 측면은, 폐 리튬전지로부터 분리된 양극물질과 다염기산 및 물을 혼합한 후 습식 분쇄하여 수 침출물과 수 불용물을 생성하는 단계를 포함하는, 폐 리튬전지 양극물질로부터 리튬화합물을 회수하는 방법일 수 있다.Referring to FIG. 1, one aspect of the present invention relates to a method for producing a waste lithium battery, which comprises mixing a positive electrode material separated from a waste lithium battery, a polybasic acid, and water, followed by wet pulverization to produce water leachate and water- And recovering the lithium compound from the cathode material.

양극물질은 습식 분쇄 공정을 거치면서 매우 미세한 입자 크기로 분쇄되고 동시에 다염기산에 의해 리튬 성분이 침출된다.
The positive electrode material is pulverized to a very fine particle size while being subjected to a wet grinding process, and at the same time, the lithium component is leached by the polybasic acid.

양극물질로는, 이에 한정되는 것은 아니나, 리튬코발트 산화물(LiCoO2)계, 리튬코발트니켈망간 산화물(LiCoxNiyMnzO2, x+y+z=1)계, 리튬코발트니켈 산화물(LiCoxNiyO2, x+y=1)계, 리튬망간 산화물(LiMnO2)계, 리튬망간인산 산화물(LiMnPO4)계, 리튬철인산 산화물(LiFePO4)계, 리튬니켈알루미늄 산화물(LiNixAlyO2, x+y=1)계 및 리튬니켈코발트알루미늄 산화물(LiNixCoyAlzO2, x+y+z=1)계를 단독으로 또는 조합하여 사용할 수 있다. Examples of the positive electrode material include, but are not limited to, lithium cobalt oxide (LiCoO 2 ), lithium cobalt nickel manganese oxide (LiCoxNiyMnzO 2 , x + y + z = 1), lithium cobalt nickel oxide (LiCoxNiO 2 , x + y (LiN x Al y O 2 , x + y = 1) system, lithium manganese oxide (LiMnO 2 ) system, lithium manganese phosphate oxide (LiMnPO 4 ) system, lithium iron phosphate oxide (LiFePO 4 ) Lithium nickel cobalt aluminum oxide (LiNixCoyAlzO 2 , x + y + z = 1) system may be used alone or in combination.

폐 리튬전지로부터 분리된 양극물질에는 상기 산화물 성분 외에 양극 극판 형성시 첨가되는 바인더, 도전재 및 기타 첨가제 등이 포함되어 있을 수 있다. 폐 리튬전지의 양극에서 기재(가령, 알루미늄 기재)만을 제거한 후 사용할 수 있기 때문이다.
The cathode material separated from the spent lithium battery may contain, in addition to the oxide component, a binder, a conductive material, and other additives added when forming the anode plate. This is because only the substrate (for example, aluminum substrate) can be removed from the anode of the spent lithium battery and then used.

다염기산으로는, 분자 내에 카르복시(-COOH)기(基)가 2개 이상 존재하는 이염기산, 삼염기산, 사염기산, 오염기산 및 육염기산을 단독으로 또는 조합하여 사용할 수 있다. 여기에는 육염기산까지만 기재하였지만, 이에 제한되는 것은 아니며, 그 이상의 카르복시기를 가지는 염기산을 사용할 수도 있다. As the polybasic acid, a dibasic acid, a tribasic acid, a dibasic acid, a dibasic acid, and a dibasic acid in which two or more carboxy (-COOH) groups are present in the molecule may be used alone or in combination. Although only a pyrophosphoric acid has been described here, it is not limited thereto, and a base acid having a carboxyl group further may be used.

다염기산은 산도(acidity)가 높아 양극물질을 용해할 수 있고, 금속이온과는 염을 형성할 수 있어야 하다. 다염기산이 1가 금속인 리튬과 결합하여 형성한 리튬염은 물에 녹고, 반면에 다염기산이 2가 이상 금속인 니켈, 코발트 및 망간 등과 결합하여 형성된 염은 물에 녹지 않는 불용인 상태로 만들 수 있는 산이어야 한다. 따라서 일염기산은 적합하지 않고, 이염기산 이상에서도 탄소 사슬(chain)이 긴 다염기산은 사용할 수 없다. The polybasic acid has high acidity so that it can dissolve the anode material and form a salt with the metal ion. A lithium salt formed by combining a polybasic acid with lithium which is a monovalent metal dissolves in water while a salt formed by combining a polybasic acid with a divalent metal such as nickel, cobalt and manganese can be made insoluble in water It should be acid. Therefore, a monobasic acid is not suitable, and a polybasic acid having a carbon chain longer than a dibasic acid can not be used.

이염기산은 분자 내에 카르복시기를 2개 가지고 있는 화합물을 말한다. 삼염기산은 분자 내에 카르복시기를 3개 가지고 있는 화합물을 말한다. 다염기산으로는 무수물(anhydride) 또는 수화물(hydrate) 모두 사용할 수 있다. 예를 들면, 옥살산의 경우 옥살산 무수물 또는 옥살산·2수화물을 사용할 수 있다.Dibasic acid refers to a compound having two carboxyl groups in the molecule. Tribasic acid refers to a compound having three carboxyl groups in its molecule. As the polybasic acid, an anhydride or a hydrate may be used. For example, in the case of oxalic acid, oxalic acid anhydride or oxalic acid dihydrate can be used.

이염기산으로는 옥살산(oxalic acid), 말론산(malonic acid), 말산(malic acid), 퓨마르산(fumaric acid), 말레산(maleic acid), 석신산(succinic acid), 글루타르산(glutaric acid), 아디프산(adipic acid), 아스파르트산(aspartic acid), 타르타르산(tartaric acid), 피멜산(pimelic acid), 수베르산(suberic acid), 세바스산(sebacic acid) 및 프탈산(phthalic acid)을 단독으로 또는 조합하여 사용할 수 있다. Examples of dibasic acids include oxalic acid, malonic acid, malic acid, fumaric acid, maleic acid, succinic acid, glutaric acid Adipic acid, tartaric acid, pimelic acid, suberic acid, sebacic acid, and phthalic acid), adipic acid, aspartic acid, Can be used alone or in combination.

삼염기산으로는 시트르산(citric acid), 이소시트르산(isocitric acid), 아코니트산(aconitic acid), 프로판-1,2,3-트리카르복실산(propane-1,2,3-tricarboxylic acid), 벤젠-1,3,5-트리카르복실산(benzene-1,3,5-tricarboxylic acid) 및 5-술포-1,2,4-벤젠트리카르복실산(5-sulfo-1,2,4-benzenetricarboxylic acid) 를 단독으로 또는 조합하여 사용할 수 있다.Examples of the tribasic acid include citric acid, isocitric acid, aconitic acid, propane-1,2,3-tricarboxylic acid, , Benzene-1,3,5-tricarboxylic acid and 5-sulfo-1,2,4-benzenetricarboxylic acid (5-sulfo-1,2, 4-benzenetricarboxylic acid) may be used alone or in combination.

사염기산으로는 에탄-1,1,2,2-테트라카르복실산(ethane-1,1,2,2-tetracarboxylic acid), 프로판-1,1,2,3-테트라카르복실산(propane-1,1,2,3-tetracarboxylic acid), 부탄-1,2,3,4-테트라카르복실산(butane-1,2,3,4-tetracarboxylic acid), 시클로펜탄-1,2,3,4-테트라카르복실산(cyclopentane-1,2,3,4-tetracarboxylic acid) 및 벤젠-1,2,4,5-테트라카르복실산(benzene-1,2,4,5-tetracarboxylic acid)를 단독으로 또는 조합하여 사용하고, 상기 오염기산으로는 벤젠-1,2,3,4,5-펜타카르복실산(benzene-1,2,3,4,5-pentacarboxylic acid)을 사용하고, 육염기산으로는 벤젠-1,2,3,4,5,6-헥사카르복실산(mellitic acid)을 사용할 수 있다.
Examples of the tetrabasic acid include ethane-1,1,2,2-tetracarboxylic acid, propane-1,1,2,3-tetracarboxylic acid, -1,1,2,3-tetracarboxylic acid, butane-1,2,3,4-tetracarboxylic acid, cyclopentane-1,2,3 Cyclopentane-1,2,3,4-tetracarboxylic acid, and benzene-1,2,4,5-tetracarboxylic acid. Benzene-1,2,3,4,5-pentacarboxylic acid is used as the contaminated base, and benzene-1,2,3,4,5-pentacarboxylic acid is used as the contaminated base. As the physicochemical acid, benzene-1,2,3,4,5,6-hexacarboxylic acid (mellitic acid) can be used.

물로는 증류수 또는 정제수를 사용하는 것이 바람직하다. 수도물 등 미네랄 등의 불순물이 포함되어 있는 물을 사용하는 경우에는 이러한 불순물과 출발물질과 사이에 예상치 못한 부반응이 발생할 수 있기 때문이다.
As the water, it is preferable to use distilled water or purified water. When water containing impurities such as tap water is used, an unexpected side reaction may occur between the impurity and the starting material.

습식 분쇄는 폐 리튬전지에서 얻은 양극물질과 다염기산 성분 및 물을 혼합한 후 이루질 수 있다. 습식 분쇄 공정을 통해 상기 양극물질은 매우 미세한 입자 크기로 분쇄되며, 동시에 다염기산에 의해 리튬 성분이 침출될 수 있다.The wet pulverization can be performed after mixing the positive electrode material obtained from the spent lithium battery with the polybasic acid component and water. Through the wet pulverization process, the cathode material is pulverized into a very fine particle size, and at the same time, the lithium component can be leached by the polybasic acid.

습식 분쇄 공정에 사용되는 장치는 온도 조절이 가능한 통상의 습식 밀(wet mill)을 사용할 수 있다. 구체적으로, 이에 한정되는 것은 아니나, 비드 밀(beads mill), 볼밀(ball mill), 어트리션 밀(attrition mill), 아펙스 밀(apex mill), 수퍼 밀(super mill) 또는 바스켓 밀(basket mill) 중에서 선택하여 사용할 수 있다.The apparatus used in the wet grinding process may be a conventional wet mill capable of temperature control. Specifically, but not limited to, a beads mill, a ball mill, an attrition mill, an apex mill, a super mill or a basket mill ) Can be selected and used.

습식 분쇄 공정에서 양극물질과 다염기산의 함량 비율은 침출 과정에서 일어나는 반응의 당량비를 고려하여 결정할 수 있다. 침출 과정에서 일어나는 반응이란 양극물질이 다염기산에 용해되면서 양극물질 중의 금속 성분과 다염기산 성분이 이온결합하여 염(salt)을 형성하는 것을 말한다. 다염기산의 함량은 양극물질 100 당량부 대비 100 내지 300 당량부, 바람직하게는 120 내지 200 당량부가 바람직하다. 다염기산 성분이 양극물질 100 당량부 대비 100 당량부 미만이면 리튬화합물의 회수 효율이 떨어지고 300 당량부를 넘으면 비 경제적이다. 침출 과정에서 일어나는 양극물질과 다염기산과의 반응은 공지의 사실인 관계로 더 이상 언급하지 않는다.In the wet grinding process, the content ratio of the cathode material and the polybasic acid can be determined in consideration of the equivalence ratio of the reaction occurring during the leaching process. The reaction that takes place during the leaching process is that the anode material is dissolved in the polybasic acid and the metal component and the polybasic acid component in the cathode material are ion-bonded to form a salt. The content of the polybasic acid is preferably 100 to 300 equivalents, preferably 120 to 200 equivalents relative to 100 equivalents of the cathode material. If the amount of the polybasic acid component is less than 100 equivalents relative to 100 equivalents of the cathode material, the recovery efficiency of the lithium compound is lowered, and if it exceeds 300 equivalents, it is uneconomical. The reaction of the anionic material with the polybasic acid occurring during the leaching process is not mentioned as it is a known fact.

습식 분쇄 공정에서 첨가하는 물의 양은 양극물질 100 중량부 대비 500 내지 10,000 중량부가 바람직하다. 물의 양이 양극물질 100 중량부 대비 500 중량부 미만이면 용해되어 침출되는 리튬의 양이 불충분하고, 10,000 중량부 초과하는 경우에는 물의 양이 증가하더라도 침출되는 리튬의 양은 증가하지 않아 물을 더 많이 첨가하는 것은 비경제적이기 때문이다.The amount of water to be added in the wet pulverizing step is preferably 500 to 10,000 parts by weight per 100 parts by weight of the cathode material. If the amount of water is less than 500 parts by weight based on 100 parts by weight of the positive electrode material, the amount of lithium dissolved and leached is insufficient. If the amount of water exceeds 10,000 parts by weight, the amount of lithium leached does not increase even if the amount of water is increased. Because it is uneconomical.

습식 분쇄 시간은 장비의 종류 및 공정 조건에 따라 달라지게 되지만, 30분 내지 6시간 실시하는 것이 바람직하다. 습식 분쇄 시간이 30분 미만이면 용해되어 침출되는 리튬의 양이 불충분하고, 6 시간 초과시에는 침출되는 리튬의 양이 증가하지 않아 비경제적이기 때문이다.
The wet grinding time varies depending on the type of equipment and the process conditions, but it is preferably carried out for 30 minutes to 6 hours. If the wet milling time is less than 30 minutes, the amount of lithium dissolved and leached is insufficient, and when it exceeds 6 hours, the amount of lithium to be leached is not increased, which is uneconomical.

본 측면에서는, 환원제를 더 혼합하여 습식 분쇄를 수행할 수 있다. 환원제를 첨가하면 다염기산에 의한 양극물질의 리튬 성분 침출 속도를 향상시킬 수 있다. In this aspect, wet milling can be performed by further mixing a reducing agent. When the reducing agent is added, the rate of lithium component leaching of the positive electrode material by the polybasic acid can be improved.

환원제로는, 이에 한정되는 것은 아니지만, 탄소(carbon), 아스코르브산(ascorbic acid), 수소화붕소나트륨(sodium borohydride) 및 과산화수소수(H2O2) 를 단독으로 또는 조합하여 사용할 수 있다.As the reducing agent, carbon, ascorbic acid, sodium borohydride, and hydrogen peroxide (H2O2) may be used alone or in combination.

환원제의 함량은 양극물질 100 중량부 대비 0.5 내지 10 중량부가 바람직하다. 환원제의 함량이 양극물질 100 중량부 대비 0.5 중량부 미만은 리튬 성분 침출 속도 향상 효과가 미미하고, 10 중량부 초과시에는 환원제를 첨가한 것에 비하여 리튬 성분 침출 속도 향상 효과가 거의 없어 비경제적이기 때문이다.
The amount of the reducing agent is preferably 0.5 to 10 parts by weight relative to 100 parts by weight of the positive electrode material. When the amount of the reducing agent is less than 0.5 part by weight based on 100 parts by weight of the positive electrode material, the effect of improving the lithium component leaching rate is insignificant. When the amount of the reducing agent is more than 10 parts by weight,

본 측면에서는, 음이온 계면활성제(anion surfactant)를 더 혼합한 후 습식 분쇄를 수행할 수 있다. 음이온 계면활성제를 첨가하면 양극물질의 분쇄성을 향상시킬 수 있다. In this aspect, wet milling can be performed after further mixing of an anionic surfactant. Addition of an anionic surfactant can improve the crushability of the cathode material.

음이온 계면활성제로는, 이에 한정되는 것은 아니나, 카르복실산염, 술폰산염, 황산에스테르염, 인산에스테르염, 포스폰산염, 알킬벤젠술폰산염, α-올레핀 술폰산염, 알킬황산에스테르염, 알킬에테르황산에스테르염 및 알칸술폰산염을 단독으로 또는 조합하여 사용할 수 있다.Examples of anionic surfactants include, but are not limited to, carboxylic acid salts, sulfonic acid salts, sulfuric acid ester salts, phosphoric acid ester salts, phosphonic acid salts, alkylbenzenesulfonic acid salts, -olefin sulfonic acid salts, alkyl sulfuric acid ester salts, Ester salts and alkane sulfonic acid salts may be used alone or in combination.

음이온 계면활성제의 함량은 양극물질 100 중량부 대비 0.1 내지 5 중량부가 바람직하다. 음이온 계면활성제의 함량이 양극물질 100 중량부 대비 0.1 미만인 경우 그 효과가 미미하고, 5 중량부 초과시에는 음이온 계면활성제를 첨가한 양에 비하여 양극물질 분쇄성 향상의 효과가 거의 없어 비경제적이기 때문이다
The content of the anionic surfactant is preferably 0.1 to 5 parts by weight relative to 100 parts by weight of the positive electrode material. When the content of the anionic surfactant is less than 0.1 parts by weight based on 100 parts by weight of the positive electrode material, the effect is insignificant. When the amount of the anionic surfactant is more than 5 parts by weight, the effect of improving the crushability of the positive electrode material is less than the amount added with the anionic surfactant,

습식 분쇄 처리 공정이 완료되면 수 침출물과 수 불용물이 생성되는데, 본 측면은, 수 침출물 및 상기 수 불용물을 여과하여 여과 잔유물과 여과액으로 분리하고, 상기 분리된 여과액에서 불순물을 제거하는 정제 공정 단계를 더 포함할 수 있다. 정제 공정을 거쳐 순도가 높은 리튬화합물을 얻을 수 있다.When the wet grinding process is completed, water leachate and water insoluble matter are produced. In this aspect, the water leachate and the water insoluble material are separated by filtration to separate the filtrate and the filtrate, and impurities are separated from the separated filtrate And a purification process step of removing the purification process. The lithium compound having a high purity can be obtained through a purification process.

여과 공정은 통상의 여과 장치를 이용하여 수행할 수 있으며, 감압 여과를 이용하면 여과 속도를 향상시킬 수 있다. The filtration process can be performed using a conventional filtration device, and the filtration rate can be improved by using the reduced pressure filtration.

여과 공정을 통해 얻게 된 물에 불용인 여과 잔유물 성분은 코발트, 니켈 또는 망간 등의 금속 성분을 함유한 화합물이며, 이들은 일반적으로 알려진 정제 및 가공 방법에 따라 유가 금속 회수에 이용될 수 있다. 단, 본 발명은 리튬 이외의 금속의 회수는 포함하지 않는 관계로 유가 금속 회수 절차에 대해서는 언급하지 않는다.The water-insoluble filtrate residue components obtained through the filtration process are compounds containing metal components such as cobalt, nickel or manganese, which can be used for recovering valuable metals according to generally known purification and processing methods. However, since the present invention does not include the recovery of metals other than lithium, the process for recovering valuable metals is not mentioned.

여과 공정에서 얻게 된 여과액은 리튬 성분을 갖는 화합물 외에 물에 녹는 다른 불순물도 함께 포함하고 있으므로, 여과 공정이 끝나면 정제 공정을 수행할 수 있다. 정제 공정은, 이에 제한되는 것은 아니지만, 용해도 차이를 이용한 침전법, 유기 용제와 추출제를 이용한 용매 추출법, 이온교환수지를 이용하는 방법 및 농축법을 단독으로 또는 조합하여 사용할 수 있다.
Since the filtrate obtained in the filtration step contains not only the compound having lithium component but also other impurities dissolving in water, the purification process can be performed after the filtration step. The purification process may be performed by a precipitation method using difference in solubility, a solvent extraction method using an organic solvent and an extractant, a method using an ion exchange resin, and a concentration method, either alone or in combination.

이하, 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명에 대하여 보다 자세하게 설명한다. 하지만, 본 발명이 실시예에 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples and comparative examples. However, the present invention is not limited to the embodiments.

<실시예>
<Examples>

먼저, 리튬니켈코발트망간 복합산화물 계(NCM(523)) 리튬전지의 폐 양극재료를 절단한 후, 바인더 및 도전재는 제거하지 않고 알루미늄 기재만 제거하여 양극물질 500g을 준비하였다. First, lithium nickel cobalt manganese composite oxide system (NCM (523)) was cut from the waste cathode material of the lithium battery, and then the aluminum material was removed without removing the binder and the conductive material to prepare 500 g of the cathode material.

준비한 양극물질을 ICP(Perkin Elmer사 Optima 7000DV)를 이용하여 성분 분석을 실시하였으며, 그 결과를 표 1에 나타내었다. 이는 ICP 분석 결과를 바탕으로 각각의 성분을 무게비로 환산하여 나타내었다. 양극물질 내 바인더 및 도전재의 성분 및 함량은 분석하지 않았다.
The prepared anode material was subjected to component analysis using ICP (Perkin Elmer Optima 7000DV), and the results are shown in Table 1. Based on the results of ICP analysis, each component was expressed in terms of weight ratio. The components and the contents of the binder and the conductive material in the anode material were not analyzed.

성분ingredient LiLi NiNi CoCo MnMn NaNa MgMg CaCa AlAl CuCu FeFe 함량
(wt%)
content
(wt%)
4.884.88 29.4529.45 11.8111.81 16.5216.52 0.050.05 0.010.01 0.010.01 1.621.62 0.540.54 0.160.16

표 1 에서 Li 함량이 NCM(523) 활물질 자체의 조성 비 대비 낮게 나온 것은 음극에 인터컬레이션(intercalation)된 리튬이 존재하기 때문이다.The reason why the Li content in Table 1 is lower than the composition ratio of the NCM (523) active material itself is because lithium intercalated in the cathode exists.

다염기산으로는, 시약급의 옥살산·2수화물, 말레산, 타르타르산 및 4-히드록시프탈산을 준비하였다. 환원제로는 시약급의 아스코르브산을 준비하였다. 계면활성제로는 시약급의 소듐라우릴설페이트를 준비하였다.
As the polybasic acid, reagent grade oxalic acid · dihydrate, maleic acid, tartaric acid and 4-hydroxyphthalic acid were prepared. As a reducing agent, reagent grade ascorbic acid was prepared. As the surfactant, reagent grade sodium lauryl sulfate was prepared.

다음으로, 양극물질, 다염기산, 물(증류수), 환원제, 계면활성제를 습식 분쇄기에 투입한 후 습식 분쇄를 수행하였다. 조성비는 표 2에 나타내었다. 물의 양은 200ml 로 하였다. 습식 분쇄기로는 Fritsch社 유선형 볼밀(planetery ball mill)기를 사용했으며, 용기 크기는 500ml(지르코니아 재질), 볼(ball)은 지르코니아(Ф 0.5mm, 20g + Ф 0.1mm, 4g), 용기의 회전속도는 500 r/min, 분쇄시간은 1시간으로 고정하여 실시했다. 습식 분쇄기 냉각은 작동 ON/OFF time program을 이용해서 실시했다.
Subsequently, the positive electrode material, the polybasic acid, the water (distilled water), the reducing agent, and the surfactant were put into a wet pulverizer, followed by wet pulverization. The composition ratios are shown in Table 2. The amount of water was adjusted to 200 ml. Fritsch's planetery ball mill was used as the wet grinding machine. The vessel size was 500 ml (zirconia material), the ball was zirconia (φ 0.5 mm, 20 g + φ 0.1 mm, 4 g) Was set at 500 r / min and the crushing time was fixed at 1 hour. Wet mill cooling was carried out using the operating ON / OFF time program.

양극물질Anode material 다염기산Polybasic acid 환원제reducing agent 계면활성제Surfactants 실시예 1Example 1 4g4g 옥살산·2수화물, 7.59gOxalic acid · dihydrate, 7.59 g 00 00 실시예 2Example 2 4g4g 옥살산·2수화물, 7.59gOxalic acid · dihydrate, 7.59 g 아스코르브산, 0.2gAscorbic acid, 0.2 g 00 실시예 3Example 3 4g4g 옥살산·2수화물, 7.59gOxalic acid · dihydrate, 7.59 g 아스코르브산, 0.2gAscorbic acid, 0.2 g 소듐라우릴설페이트
0.1g
Sodium lauryl sulfate
0.1 g
실시예 4Example 4 4g4g 말레산, 6.99gMaleic acid, 6.99 g 00 00 실시예 5Example 5 4g4g 타르타르산, 9.04gTartaric acid, 9.04 g 00 00 실시예 6Example 6 4g4g 4-히드록시 프탈산, 10.97g4-hydroxyphthalic acid, 10.97 g 00 00 비교예 1Comparative Example 1 4g4g 옥살산·2수화물, 7.59gOxalic acid · dihydrate, 7.59 g 00 00 비교예 2Comparative Example 2 4g4g 말레산, 6.99gMaleic acid, 6.99 g 00 00 비교예 3Comparative Example 3 4g4g 4-히드록시 프탈산, 10.97g4-hydroxyphthalic acid, 10.97 g 00 00

다음으로, 습식 분쇄 공정을 거쳐 수 침출이 완료된 후, 아스퍼레이터(aspirator)와 유리필터(glass filter, fine)를 이용하여 감압 여과하였다.
Next, after completion of water leaching through a wet grinding process, filtration under reduced pressure was performed using an aspirator and a glass filter (fine filter).

다음으로, 유리필터에 걸러진 여과 잔유물은 소량(대략 50ml 정도)의 물을 여러 차례 나누어 부어주어 충분히 세척하였다. 여과 공정을 통해 얻은 여과 잔유물은 코발트, 니켈 및 망간 등의 성분을 함유하는 화합물로 유가 금속 회수하는 일련의 절차에 따라 진행하였다. (단, 본 발명은 리튬 이외의 금속의 회수는 포함하지 않는 관계로 유가 금속 회수 절차에 대해서는 언급하지 않는다.)
Next, a small amount (about 50 ml) of water filtered through the glass filter was poured in several times to sufficiently wash the filtration residue. The filtration residue obtained through the filtration process was subjected to a series of procedures for recovering valuable metals with compounds containing components such as cobalt, nickel and manganese. (However, since the present invention does not include the recovery of metals other than lithium, the process for recovering valuable metals is not mentioned.)

다음으로, 여과 공정을 통해 얻은 여과액은 다음의 절차에 달라 정제하였다. 1) 여과 과정에서 얻은 여과액이 담겨 있는 용기에 교반기와 pH meter를 설치하고, 상온에서 서서히 교반하면서 탄산나트륨 분말을 서서히 투입하여 여과액의 pH가 9가 되도록 하였다. 2) 이후 30분 동안 교반을 더 계속 진행한 다음 에탄올을 투입하여 전체 용액이 1000ml가 되게 하였다. 3) 이후 1시간 동안 교반하여 침전물이 생성되도록 하였다. 4) 이를 유리필터를 이용하여 여과하여 침전물을 수득하였으며, 유리필터에 걸러진 침전물은 에탄올로 충분히 세척하였다.
Next, the filtrate obtained through the filtration process was purified according to the following procedure. 1) A stirrer and a pH meter were installed in a container containing the filtrate obtained in the filtration step, and sodium carbonate powder was gradually added thereto while slowly stirring at room temperature to adjust the pH of the filtrate to 9. 2) Thereafter, stirring was further continued for 30 minutes, and then ethanol was added to make the total solution 1000 ml. 3) and then stirred for 1 hour to allow the formation of a precipitate. 4) It was filtered with a glass filter to obtain a precipitate, and the precipitate filtered through the glass filter was sufficiently washed with ethanol.

다음으로, 침전물을 진공 오븐 120℃ 에서 24 시간 건조하여 최종 리튬화합물로서 탄산리튬(lithium carbonate)을 얻었다. 상기 정제 공정을 통하여 얻어지는 리튬화합물이 탄산리튬인 점은 공지의 사실이다.
Next, the precipitate was dried in a vacuum oven at 120 DEG C for 24 hours to obtain lithium carbonate as a final lithium compound. It is a well-known fact that the lithium compound obtained through the purification process is lithium carbonate.

<비교예>
<Comparative Example>

습식 분쇄 대신에 교반기가 달려있는 500ml 둥근 플라스크에 양극물질, 다염기산 및 물을 넣어 3시간 동안 교반한 점을 제외하고는, 실시예와 동일한 공정을 통하여 리튬화합물을 수득하였다.
A lithium compound was obtained through the same procedure as in Example 1 except that a positive electrode material, a polybasic acid and water were added to a 500 ml round flask equipped with a stirrer instead of the wet pulverization and stirred for 3 hours.

<리튬화합물에 대한 성분 분석>
<Component analysis for lithium compound>

최종적으로 얻은 리튬화합물을 ICP 분석 장비를 이용하여 리튬 함량 및 불순물 함량 분석을 실시하였다. ICP 분석 결과를 토대로 각각의 성분을 무게비로 환산하여 표 3 에 나타내었다.
Lithium content and impurity content of the finally obtained lithium compound were analyzed by ICP analysis equipment. Based on the results of ICP analysis, the components are shown in Table 3 in terms of weight ratio.

최종 수득 양Final yield amount 탄산리튬 양Lithium carbonate 회수율Recovery rate 순도water 실시예 1Example 1 0.99g0.99g 0.97g0.97 g 93.3%93.3% 98.0%98.0% 실시예 2Example 2 1.01g1.01 g 0.99g0.99g 95.3%95.3% 98.0%98.0% 실시예 3Example 3 1.03g1.03 g 1.00g1.00 g 96.2%96.2% 97.1%97.1% 실시예 4Example 4 0.99g0.99g 0.98g0.98 g 94.3%94.3% 99.0%99.0% 실시예 5Example 5 0.99g0.99g 0.97g0.97 g 93.3%93.3% 98.0%98.0% 실시예 6Example 6 0.97g0.97 g 0.95g0.95 g 91.4%91.4% 97.9%97.9% 비교예 1Comparative Example 1 0.95g0.95 g 0.85g0.85g 81.8%81.8% 89.5%89.5% 비교예 2Comparative Example 2 0.97g0.97 g 0.86g0.86g 82.8%82.8% 88.7%88.7% 비교예 3Comparative Example 3 0.92g0.92 g 0.81g0.81 g 77.9%77.9% 88.0%88.0%

표 3 에서, 최종 수득 양은 건조오븐 120℃ 에서 24 시간 건조한 리튬화합물의 무게이며, 탄산리튬 양은 최종 수득한 리튬화합물의 ICP 분석 결과를 바탕으로 환산한 무게이며, 회수율은 초기 재료인 양극물질 중의 리튬 함유량 대비 수득한 탄산리튬 양의 비율을 나타내고, 순도는 최종 수득한 리튬화합물 중 탄산리튬이 차지하는 비율을 나타낸다.
In Table 3, the final amount is the weight of the lithium compound dried in a drying oven at 120 캜 for 24 hours, and the amount of lithium carbonate is the weight calculated on the basis of the ICP analysis results of the final lithium compound, Represents the ratio of the amount of lithium carbonate obtained relative to the content, and the purity represents the ratio of lithium carbonate in the final obtained lithium compound.

상기 결과를 보면, 실시예의 경우 비교예보다 리튬화합물의 회수율 및 그 순도가 현저하게 높다는 점을 확인할 수 있다. 다만 다염기산의 종류 및 양, 첨가제의 투입 여부에 따라서 리튬화합물의 회수율 및 그 순도에 있어서 약간의 차이는 있었다.From the above results, it can be seen that the recovery rate and the purity of the lithium compound of the Examples are significantly higher than those of Comparative Examples. However, there was a slight difference in recovery rate and purity of the lithium compound depending on the kind and amount of the polybasic acid and addition of additives.

결국, 본 발명의 방법에 따라 폐 리튬전지 양극물질로부터 리튬을 회수하는 경우, 염산, 황산 및 질산 등의 무기산을 사용하는 종래의 방법에 비하여 강산을 사용하지 않아 환경오염을 최소화할 수 있음은 물론이고, 종래의 유기산을 이용한 리튬화합물 회수 공정에 비해 고순도의 리튬을 높은 회수율로 수득할 수 있음을 확인할 수 있다.
As a result, when recovering lithium from the cathode material of the spent lithium battery according to the method of the present invention, compared with the conventional method using inorganic acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid and nitric acid, environmental pollution can be minimized because no strong acid is used , It can be confirmed that high purity lithium can be obtained at a high recovery rate as compared with the conventional lithium compound recovery process using an organic acid.

본 발명에서 사용하는 용어는 특정한 실시형태를 설명하기 위한 것으로 본 발명을 한정하고자 하는 것이 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하지 않는 한, 복수의 의미를 포함한다고 보아야 할 것이다. "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재한다는 것을 의미하는 것이지, 이를 배제하기 위한 것이 아니다. 본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부한 도면에 의하여 한정되는 것이 아니며, 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 따라서 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 보아야 할 것이다.The terms used in the present invention are intended to illustrate specific embodiments and are not intended to limit the invention. The singular presentation should be understood to include plural meanings, unless the context clearly indicates otherwise. The word "comprises" or "having" means that there is a feature, a number, a step, an operation, an element, or a combination thereof described in the specification. The present invention is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, but is intended to be limited only by the appended claims. It will be apparent to those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims. something to do.

Claims (13)

폐 리튬전지로부터 분리된 양극물질, 상기 양극물질 내에 존재하는 리튬 성분을 침출시키기 위한 다염기산, 상기 리튬 성분의 침출 속도를 향상시키기 위한 환원제, 상기 양극물질의 분쇄성을 향상시키기 위한 음이온 계면활성제 및 물을 밀링 장치에 투입한 후 습식 분쇄함으로써 상기 양극물질을 분쇄하는 동시에 다염기산에 의해 상기 리튬 성분을 침출시켜 수 침출물과 수 불용물을 생성하는 습식분쇄 및 침출 단계;
상기 수 침출물 및 상기 수 불용물을 여과하여 여과 잔유물과 여과액으로 분리하는 여과 단계;
상기 여과액에 교반과 함께 탄산나트륨과 에탄올을 투입하여 상기 여과액에서 불순물을 제거하는 정제 단계를 포함하고,
상기 다염기산의 양은 상기 양극물질 100 당량부 대비 100 내지 300 당량부 사용하고,
상기 물의 양은 상기 양극물질 100 중량부 대비 500 내지 10,000 중량부 사용하고,
상기 환원제의 양은 상기 양극물질 100 중량부 대비 0.5 내지 10 중량부 사용하고,
상기 음이온 계면활성제의 양은 상기 양극물질 100 중량부 대비 0.1 내지 5 중량부 사용하는, 폐 리튬전지 양극물질로부터 리튬화합물을 회수하는 방법.
A polybasic acid for leaching a lithium component present in the positive electrode material, a reducing agent for improving the leaching rate of the lithium component, an anionic surfactant for improving the crushability of the positive electrode material, and water A wet milling and leaching step of pulverizing the positive electrode material by wet milling after the milling apparatus is pulverized and simultaneously leaching the lithium component with a polybasic acid to produce a water leachate and a water-insoluble product;
A filtration step of separating the water leachate and the water-insoluble matter into a filtrate residue and a filtrate;
And a purifying step of adding impregnation to the filtrate with stirring and with addition of sodium carbonate and ethanol to remove impurities from the filtrate,
The amount of the polybasic acid is 100 to 300 equivalents based on 100 equivalents of the positive electrode material,
The amount of the water is 500 to 10,000 parts by weight based on 100 parts by weight of the cathode material,
The amount of the reducing agent is 0.5 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the positive electrode material,
Wherein the anionic surfactant is used in an amount of 0.1 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the positive electrode material.
삭제delete 제1항에 있어서, 상기 양극물질로는 리튬코발트 산화물(LiCoO2)계, 리튬코발트니켈망간 산화물(LiCoxNiyMnzO2, x+y+z=1)계, 리튬코발트니켈 산화물(LiCoxNiyO2, x+y=1)계, 리튬망간 산화물(LiMnO2)계, 리튬망간인산 산화물(LiMnPO4)계, 리튬철인산 산화물(LiFePO4)계, 리튬니켈알루미늄 산화물(LiNixAlyO2, x+y=1)계 및 리튬니켈코발트알루미늄 산화물(LiNixCoyAlzO2, x+y+z=1)계를 단독으로 또는 조합하여 사용하는, 폐 리튬전지 양극물질로부터 리튬화합물을 회수하는 방법.
The lithium secondary battery according to claim 1, wherein the positive electrode material is selected from the group consisting of lithium cobalt oxide (LiCoO 2 ), lithium cobalt nickel manganese oxide (LiCoxNiMnZO 2 , x + y + z = 1), lithium cobalt nickel oxide (LiCoxNiO 2 , (LiN x Al y O 2 , x + y = 1) system, lithium manganese oxide (LiMnO 2 ) system, lithium manganese phosphate oxide (LiMnPO 4 ) system, lithium iron phosphate oxide (LiFePO 4 ) A method for recovering a lithium compound from a spent lithium battery cathode material using lithium nickel cobalt aluminum oxide (LiNixCoyAlzO 2 , x + y + z = 1) system singly or in combination.
제1항에 있어서, 상기 다염기산으로는, 이염기산, 삼염기산, 사염기산, 오염기산 및 육염기산을 단독으로 또는 조합하여 사용하는, 폐 리튬전지 양극물질로부터 리튬화합물을 회수하는 방법.
The method according to claim 1, wherein the polybasic acid is a dibasic acid, a tribasic acid, a tetrabasic acid, a dibasic acid, and a hypobaric acid, either singly or in combination.
제4항에 있어서, 상기 이염기산으로는 옥살산(oxalic acid), 말론산(malonic acid), 말산(malic acid), 퓨마르산(fumaric acid), 말레산(maleic acid), 석신산(succinic acid), 글루타르산(glutaric acid), 아디프산(adipic acid), 아스파르트산(aspartic acid), 타르타르산(tartaric acid), 피멜산(pimelic acid), 수베르산(suberic acid), 세바스산(sebacic acid) 및 프탈산(phthalic acid)을 단독으로 또는 조합하여 사용하는, 폐 리튬전지 양극물질로부터 리튬화합물을 회수하는 방법.
The dibasic acid according to claim 4, wherein the dibasic acid is selected from the group consisting of oxalic acid, malonic acid, malic acid, fumaric acid, maleic acid, succinic acid, Glutaric acid, adipic acid, aspartic acid, tartaric acid, pimelic acid, suberic acid, sebacic acid, ) And phthalic acid are used alone or in combination. The method for recovering a lithium compound from a cathode material of a spent lithium battery.
제4항에 있어서, 상기 삼염기산으로는 시트르산(citric acid), 이소시트르산(isocitric acid), 아코니트산(aconitic acid), 프로판-1,2,3-트리카르복실산(propane-1,2,3-tricarboxylic acid), 벤젠-1,3,5-트리카르복실산(benzene-1,3,5-tricarboxylic acid) 및 5-술포-1,2,4-벤젠트리카르복실산(5-sulfo-1,2,4-benzenetricarboxylic acid) 를 단독으로 또는 조합하여 사용하는, 폐 리튬전지 양극물질로부터 리튬화합물을 회수하는 방법.
5. The method of claim 4, wherein the tribasic acid is selected from the group consisting of citric acid, isocitric acid, aconitic acid, propane-1,2,3-tricarboxylic acid, 2,3-tricarboxylic acid, benzene-1,3,5-tricarboxylic acid and 5-sulfo-1,2,4-benzenetricarboxylic acid (5 -sulfo-1,2,4-benzenetricarboxylic acid), either alone or in combination, is used to recover the lithium compound from the spent lithium battery cathode material.
제4항에 있어서, 상기 사염기산으로는 에탄-1,1,2,2-테트라카르복실산(ethane-1,1,2,2-tetracarboxylic acid), 프로판-1,1,2,3-테트라카르복실산(propane-1,1,2,3-tetracarboxylic acid), 부탄-1,2,3,4-테트라카르복실산(butane-1,2,3,4-tetracarboxylic acid), 시클로펜탄-1,2,3,4-테트라카르복실산(cyclopentane-1,2,3,4-tetracarboxylic acid) 및 벤젠-1,2,4,5-테트라카르복실산(benzene-1,2,4,5-tetracarboxylic acid)를 단독으로 또는 조합하여 사용하고, 상기 오염기산으로는 벤젠-1,2,3,4,5-펜타카르복실산(benzene-1,2,3,4,5-pentacarboxylic acid)을 사용하고, 육염기산으로는 벤젠-1,2,3,4,5,6-헥사카르복실산(mellitic acid)을 사용하는, 폐 리튬전지 양극물질로부터 리튬화합물을 회수하는 방법.
5. The method according to claim 4, wherein the tetrabasic acid is ethane-1,1,2,2-tetracarboxylic acid, propane-1,1,2,3 Propane-1,1,2,3-tetracarboxylic acid, butane-1,2,3,4-tetracarboxylic acid, cyclohexane-1,2,3,4-tetracarboxylic acid, Cyclopentane-1,2,3,4-tetracarboxylic acid and benzene-1,2,4,5-tetracarboxylic acid (benzene-1,2, 4,5-tetracarboxylic acid) are used alone or in combination, and as the contaminating acids, benzene-1,2,3,4,5-pentacarboxylic acid (benzene-1,2,3,4,5- pentacarboxylic acid) as a solvent and a benzene-1,2,3,4,5,6-hexacarboxylic acid as a pyrogenic acid, a method of recovering a lithium compound from a cathode material of a spent lithium battery .
제1항에 있어서, 상기 습식 분쇄는 비드 밀(beads mill), 볼밀(ball mill), 어트리션 밀(attrition mill), 아펙스 밀(apex mill), 수퍼 밀(super mill) 및 바스켓 밀(basket mill) 을 단독으로 또는 조합하여 사용하여 수행되는, 폐 리튬전지 양극물질로부터 리튬화합물을 회수하는 방법.
The method according to claim 1, wherein the wet grinding is performed using a beads mill, a ball mill, an attrition mill, an apex mill, a super mill, and a basket mill mill), either alone or in combination, to recover the lithium compound from the spent lithium battery cathode material.
삭제delete 제1항에 있어서, 상기 환원제로는 탄소(carbon), 아스코르브산(ascorbic acid), 수소화붕소나트륨(sodium borohydride) 및 과산화수소수(H2O2) 를 단독으로 또는 조합하여 사용하는, 폐 리튬전지 양극물질로부터 리튬화합물을 회수하는 방법.
2. The method of claim 1, wherein the reducing agent is selected from the group consisting of a carbonaceous material, ascorbic acid, sodium borohydride, and hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) A method for recovering a lithium compound from a cathode material.
삭제delete 제1항에 있어서, 상기 음이온 계면활성제로는 카르복실산염, 술폰산염, 황산에스테르염, 인산에스테르염, 포스폰산염, 알킬벤젠술폰산염, α-올레핀 술폰산염, 알킬황산에스테르염, 알킬에테르황산에스테르염 및 알칸술폰산염을 단독으로 또는 조합하여 사용하는, 폐 리튬전지 양극물질로부터 리튬화합물을 회수하는 방법.The anionic surfactant according to claim 1, wherein the anionic surfactant is selected from the group consisting of carboxylic acid salts, sulfonic acid salts, sulfuric acid ester salts, phosphoric acid ester salts, phosphonates, alkylbenzenesulfonic acid salts, A method for recovering a lithium compound from a waste lithium battery cathode material, wherein the ester salt and the alkane sulfonate are used singly or in combination. 삭제delete
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