KR102038954B1 - 알칼리 프릿팅법을 이용한 폐 이차전지의 유가금속 분리방법 - Google Patents

알칼리 프릿팅법을 이용한 폐 이차전지의 유가금속 분리방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102038954B1
KR102038954B1 KR1020180041565A KR20180041565A KR102038954B1 KR 102038954 B1 KR102038954 B1 KR 102038954B1 KR 1020180041565 A KR1020180041565 A KR 1020180041565A KR 20180041565 A KR20180041565 A KR 20180041565A KR 102038954 B1 KR102038954 B1 KR 102038954B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
secondary battery
grinding
mixture
fritting
pulverized product
Prior art date
Application number
KR1020180041565A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20190118347A (ko
Inventor
반봉찬
오경규
윤진식
신판우
송재하
Original Assignee
주식회사 어스텍
반봉찬
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 어스텍, 반봉찬 filed Critical 주식회사 어스텍
Priority to KR1020180041565A priority Critical patent/KR102038954B1/ko
Publication of KR20190118347A publication Critical patent/KR20190118347A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102038954B1 publication Critical patent/KR102038954B1/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/54Reclaiming serviceable parts of waste accumulators
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B23/00Obtaining nickel or cobalt
    • C22B23/02Obtaining nickel or cobalt by dry processes
    • C22B23/021Obtaining nickel or cobalt by dry processes by reduction in solid state, e.g. by segregation processes
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/84Recycling of batteries or fuel cells

Abstract

본 발명은 폐 이차전지의 금속산화물을 고체 KOH 및 NaOH과 혼합하는 제1단계; 상기 혼합물을 기계화학적 설비를 이용하여 분쇄하는 제2단계; 상기 분쇄된 혼합물을 알카리 프릿팅 방법을 이용하여 소성로에서 배소하는 제3단계; 상기 배소된 혼합물을 물에 용해 및 부선하는 제4단계; 부선된 CoO, NiO을 건조 및 회수하는 제5단계;를 포함하는 알칼리 프릿팅법을 이용한 폐 이차전지의 유가금속 분리방법을 제공하기 위한 것으로, 본 발명은 알칼리 프릿팅 방법을 이용하여 폐 이차전지의 산화물 내의 Co, Ni 과 Li, Mn을 분리하여 재활용할 수 있는 효과를 갖는다. 특히 본 발명은 기계화학적 처리를 통해 표면적이 증가하여 에너지 활성화를 향상시킬 수 있는 효과를 갖는다. 또한, 본 발명은 폐 이차전지에 남아있는 유가금속을 분리회수하여 자원으로 재활용할 수 있음은 물론 환경오염을 최소화할 수 있는 효과를 갖는다.

Description

알칼리 프릿팅법을 이용한 폐 이차전지의 유가금속 분리방법 {Separation of valuable metals from waste secondary batteries by alkaline fritting method}
본 발명은 알칼리 프릿팅법을 이용한 폐 이차전지의 유가금속 분리방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 폐 이차전지에 포함된 CO, Ni 및 Mn, Li 성분을 분리 및 회수할 수 있도록 하는 알칼리 프릿팅법을 이용한 폐 이차전지의 유가금속 분리방법에 관한 것이다.
일반적으로 이차전지는 휴대폰, 모바일용 IT소형 가전에서 주로 사용하고 있으나, 대용량화 기술이 발달함에 따라 향후 전기자동차용 배터리 및 대용량 에너지 저장장치로 사용이 확대되어 이차전지 시장은 중대형을 중심으로 급격히 성장하고 있다.
이에 따른 수익률이 높은 재활용기술개발이 더욱 가속화될 전망이어서, 제조비용을 낮추기 위하여 처리약품의 최소화와 자원의 높은 회수율을 놓이기 위한 기술개발이 결국 재활용시장에서 높은 수익을 가져다주며 아울러 기술경쟁에서 우위를 확보할 수 있다.
그 중에서도 이차전지의 양극을 구성하는 양극활성물질이 재활용의 주대상이며, 많은 양과 고가의 유가금속인 코발트,Ni,Li 및 Mn이 이차전지 재활용의 핵심물질이므로, 이들 금속이 함유된 양극활성물질을 재활용공정 중에 얼마나 손실 없이 높은 회수율로 회수하는 것이 재활용기술의 핵심이다.
국내 대부분의 이차전지 공정이 파쇄-분급-소각-파쇄-분급-추출 공정으로 이루어져 있어, 파쇄과정과 분급과정에서 코발트 등의 유가금속 함유 양극활성물질의 소실이 10~20% 가까이 되어 공정의 문제를 갖게 되었다.
또한, 음극판인 구리, 양극판의 알루미늄, 분리막, 전해질 등이 파쇄와 소각으로 인하여 재활용이 어려우며, 소실이 일어나는 문제점이 있다.
여기서 기존의 방법의 가장 큰 문제는 공정이 복잡하고, 폐 이차전지에서 중요한 코발트와 리튬회수에 주목적이어서 그 이외의 전극 구성물인 구리와 알루미늄, 전해질, 분리막이 대부분 파쇄나 소각과정을 거치면서, 회수가 되지 않거나 회수되더라도 불순물이 함유되어 재활용하기가 힘들어지는 것이 대부분이다.
또한, 파쇄공정과 분급공정을 여러 번 거치면서, 코발트와 리튬 등 유가금속의 소실률이 증가하는 단점이 발생하며, 폐산의 처리문제와 분쇄된 새로운 폐기물들이 발생한다.
아울러 종래에는 이차전지를 파쇄한 후 자력선별로 철 성분을 제거하고 비중차, 공기분급 등 다양한 방법을 이용해 비금속 성분 및 구리, 알루미늄 등을 분리하여 1차적으로 코발트 성분을 농축하고 이를 산 침출공정을 거쳐 침전법, 전해채취법, 용매추출법 등으로 코발트를 회수하는 습식회수기술이 주류를 이루고 있다.
특히 습식회수기술은 전처리 공정인 파쇄 및 분리 공정에서 분말상의 코발트의 손실률이 높고, 습식농축과정에서 고순도의 코발트 회수는 가능하나 대량처리가 곤란하고 폐산 등에 의한 2차 환경오염의 문제를 갖게 되었다.
최근에 이러한 문제로 고온용융에 의한 건식처리방법이 연구되고 있는데 대량처리가 가능하고 폐산 등의 처리문제가 발생하지 않는 장점이 있지만 산을 이용해 선택적으로 코발트를 침출시키는 습식공정과는 달리 용융상태에서 코발트 이외의 금속을 분리하는데 한계가 있어 코발트의 순도가 낮아 습식처리에 의한 2차 정련 과정이 필요한 문제를 갖게 되었다.
아울러 상기의 방법들은 각각 염산, 또는 산세 폐액의 세정액을 사용하거나, 또는 염산과 질산의 혼합용액인 왕수 용액을 사용하고 있어 강산성 폐수의 발생으로 인한 폐수 처리 비용 증대 및 환경 문제를 야기하는 문제를 갖게 되었다.
또한, 이들 외에 유가금속을 분리하기 위해 광석 중에 함유된 다양한 금속, 무기물 성분 중 특정 물질을 선별 분리하는 기술을 일부 적용하고 있으나, 이들 선행기술에 개시된 방법에 따르면 금속을 분리 효율이 높지않고 함께 존재하는 칼슘계 알칼리성 화합물 등을 분리하는 분리 공정에서 다량의 염기성 폐수가 발생하여 폐수 처리 비용이 많이 증가하는 문제를 갖게 되었다.
따라서 보다 경제적이고 용이하게 고순도의 유가금속을 회수하기 위한 방법이 절실히 요구되는 실정이다.
한국 공개특허공보 제10-1997-0074957호(1997.12.10) 한국 등록특허공보 제10-0207041호(1999.07.01) 한국 등록특허공보 제10-0415448호(2004.01.24) 한국 등록특허공보 제10-1233779호(2013.02.15) 한국 등록특허공보 제10-1481366호(2015.01.14) 한국 등록특허공보 제10-1805704호(2017.12.08)
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서,
본 발명은 폐 이차전지에 포함된 유가금속을 효율적으로 정제 및 회수하고 부산물을 최소화하여 재활용할 수 있도록 하는 알칼리 프릿팅법을 이용한 폐 이차전지의 유가금속 분리방법을 제공함에 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명 알칼리 프릿팅법을 이용한 폐 이차전지의 유가금속 분리방법은,
폐 이차전지의 금속산화물을 고체 KOH 및 NaOH과 혼합하는 제1단계;
상기 혼합물을 기계화학적 설비(100)를 이용하여 분쇄하는 제2단계;
상기 분쇄된 혼합물을 알카리 프릿팅 방법을 이용하여 소성로에서 배소하는 제3단계;
상기 배소된 혼합물을 물에 용해 및 부선하는 제4단계;
부선된 CoO, NiO을 건조 및 회수하는 제5단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서 상기 제3단계는 분쇄된 혼합물을 소성로에 장입하고 500 내지 600℃에서 2 내지 4시간 유지하면서 배소 작업을 진행하는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 기계화학적 설비(100)는 상부에 투입구(111)를 구비하고 하부에 배출구(112)를 구비하는 제1본체(110); 상기 제1본체(110)의 내측 상부에 서로 맞닿아 회전하여 혼합물을 분쇄하는 한 쌍의 1차 분쇄롤러(113); 상기 제1본체(110)의 내측 중간에 서로 맞닿아 회전하되 외경에 방사상으로 분쇄돌기를 마련하여 혼합물을 2차 분쇄하는 한 쌍의 2차 분쇄롤러(114); 상기 제1본체(110)의 내측 하부에 형성하여 분쇄물을 입도별로 선별하는 메쉬망(115); 상기 배출구(112)와 연결하여 상기 메쉬망(115)을 통과하는 분쇄물을 저장하는 저장탱크(118); 상기 제1본체(110)의 일측에 연결하여 상기 메쉬망(115)을 통과하지 못하는 분쇄물을 공급받는 제2본체(120); 상기 제2본체(120)의 내측에 삽입하여 분쇄물과 충돌하여 분쇄하는 다수개의 분쇄볼(121); 상기 분쇄볼(121)을 통과하는 분쇄물을 배출하는 배출공(122); 상기 제2본체(120)의 일측에 연결하여 상기 배출공(122)을 통과하는 분쇄물을 공급받는 제3본체(130); 상기 제3본체(130)의 내측면과 맞닿아 회전하면서 분쇄물을 분쇄하는 분쇄롤러(131); 상기 분쇄롤러(131)를 회전시키는 구동부(132); 상기 제3본체(130)의 하부에 형성하여 상기 분쇄롤러(131)를 통과하는 분쇄물을 배출하는 배출구(133); 상기 제1본체(110)와 제3본체(130)의 외측에 각각 형성하는 탄성체(141); 상기 탄성체(141)의 외측에 결합하는 지지구(140); 상기 지지구(140)의 하부를 지지하여 상하로 이동시키는 진동유닛(150);을 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서 상기 메쉬망(115)의 일측은 상기 제1본체(110)의 내부 일측에 형성하는 회동축(116)을 중심으로 상하방향으로 회전하고, 타측은 상기 제1본체(110)의 내부 타측에 형성하는 스프링(117)과 연결하는 것을 특징으로 한다.
특히 상기 제3본체(130)의 내측면에는 분쇄판(134)을 형성하여 상기 분쇄롤러(131)와 맞닿을 수 있도록 구비하는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 진동유닛(150)은 상부와 하부에 상기 지지구(140)의 하부를 지지하기 위한 지지롤러(151,152)를 각각 형성하는 캠(150)으로 구성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 알칼리 프릿팅 방법을 이용하여 폐 이차전지의 산화물 내의 Co, Ni 과 Li, Mn을 분리하여 재활용할 수 있는 효과를 갖는다.
특히 본 발명은 기계화학적 처리를 통해 표면적이 증가하여 에너지 활성화를 향상시킬 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명은 폐 이차전지에 남아있는 유가금속을 분리회수하여 자원으로 재활용할 수 있음은 물론 환경오염을 최소화할 수 있는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명 알칼리 프릿팅법을 이용한 폐 이차전지의 유가금속 분리방법의 순서도.
도 2는 본 발명에서 기계화학적 설비의 구조를 나타내기 위한 단면도.
이하에서는 본 발명의 바람직한 제조방법을 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명은 폐 이차전지의 금속산화물을 고체 KOH 및 NaOH과 혼합하는 제1단계;
상기 혼합물을 기계화학적 설비(100)를 이용하여 분쇄하는 제2단계;
상기 분쇄된 혼합물을 알카리 프릿팅 방법을 이용하여 소성로에서 배소하는 제3단계;
상기 배소된 혼합물을 물에 용해 및 부선하는 제4단계;
부선된 CoO, NiO을 건조 및 회수하는 제5단계;를 포함한다.
본 발명에서 폐 이차전지의 금속산화물은 폐 이차전지로부터 발생하는 스크랩, 젤리롤, 슬러리, 폐전지 등과 같은 다양한 형태를 의미한다.
이러한 폐 이차전지의 금속산화물은 분말 형태로 만들기 위해 수행하는 전처리 방법으로 폐 이차전지를 일정한 크기로 절단하고 1차 분급 및 소성하여 전극 활물질과 집전체를 분리시키고 기타 유기물 및 분리막은 휘발시킨다.
다음으로 소성된 폐 이차전지의 금속산화물을 2차 분급하고 비중선별, 자력선별 등을 통해 선별함으로써 해당 폐 이차전지의 금속산화물을 얻는다.
이렇게 얻어진 폐 이차전지 산화물은 고체 KOH 및 NaOH를 반응시켜 혼합한다.
이때 폐 이차전지 산화물로부터 CO, Ni 과 Li, Mn을 분리한다.
여기서 산화물 성분인 LiO , MnO 성분은 가열할 경우, 알칼리 프릿팅법에 의해 고체 NaOH, KOH와 쉽게 반응이 가능하고, 수용성의 물질로 녹아나며 미반응물질인 CoO, NiO는 침강한다.
여기서 폐 이차전지의 금속산화물을 고체 알칼리 성분인 KOH 및 NaOH과 혼합하는 이유는 부산물중 산화물 성분을 수용성으로 환원하기 위함이다.
다음으로 폐 이차전지의 금속산화물과 고체 KOH 및 NaOH의 혼합물을 기계화학적 설비(100)를 이용하여 분쇄하는 과정을 설명한다.
이러한 상기 기계화학적 설비(100)는 도 2에 도시한 바와 같이 상부에 폐 이차전지의 금속산화물과 KOH 및 NaOH의 혼합물을 투입하기 위한 투입구(111)를 구비하고 하부에 배출구(112)를 구비하는 제1본체(110); 상기 제1본체(110)의 내측 상부에 서로 맞닿아 회전하여 혼합물을 분쇄하는 한 쌍의 1차 분쇄롤러(113); 상기 제1본체(110)의 내측 중간에 서로 맞닿아 회전하되 외경에 방사상으로 분쇄돌기를 마련하여 혼합물을 2차 분쇄하는 한 쌍의 2차 분쇄롤러(114); 상기 제1본체(110)의 내측 하부에 형성하여 분쇄물을 입도별로 선별하는 메쉬망(115); 상기 배출구(112)와 연결하여 상기 메쉬망(115)을 통과하는 분쇄물을 저장하는 저장탱크(118); 상기 제1본체(110)의 일측에 연결하여 상기 메쉬망(115)을 통과하지 못하는 분쇄물을 공급받는 제2본체(120); 상기 제2본체(120)의 내측에 삽입하여 분쇄물과 충돌하여 분쇄하는 다수개의 분쇄볼(121); 상기 분쇄볼(121)을 통과하는 분쇄물을 배출하는 배출공(122); 상기 제2본체(120)의 일측에 연결하여 상기 배출공(122)을 통과하는 분쇄물을 공급받는 제3본체(130); 상기 제3본체(130)의 내측면과 맞닿아 회전하면서 분쇄물을 분쇄하는 분쇄롤러(131); 상기 분쇄롤러(131)를 회전시키는 구동부(132); 상기 제3본체(130)의 하부에 형성하여 상기 분쇄롤러(131)를 통과하는 분쇄물을 배출하는 배출구(133); 상기 제1본체(110)와 제3본체(130)의 외측에 각각 형성하는 탄성체(141); 상기 탄성체(141)의 외측에 결합하는 지지구(140); 상기 지지구(140)의 하부를 지지하여 상하로 이동시키는 진동유닛(150);을 포함한다.
이때 상기 제1본체(110)는 내부로 투입하는 폐 이차전지의 금속산화물과 KOH 및 NaOH의 혼합물이 상기 1차 분쇄롤러(113)와 2차 분쇄롤러(114)를 순차적으로 통과하면서 분말형태로 분쇄작업을 진행한다.
특히 상기 1차 분쇄롤러(113)는 외경이 매끄러운 형태로 폐 이차전지의 금속산화물과 KOH 및 NaOH의 혼합물을 분쇄하고, 상기 2차 분쇄롤러(114)는 외경에 방사상으로 분쇄돌기를 마련하여 폐 이차전지의 금속산화물과 KOH 및 NaOH의 혼합물의 분쇄효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 메쉬망(115)은 폐 이차전지의 금속산화물과 KOH 및 NaOH의 분쇄물을 입도별로 선별하기 위한 수단으로, 상기 메쉬망(115)을 통과하는 분쇄물은 상기 저장탱크(118)로 공급하고, 입도가 커서 통과하지 못한 분쇄물은 상기 제2본체(120)의 내측으로 공급할 수 있다.
여기서 상기 메쉬망(115)의 일측은 상기 제1본체(110)의 내부 일측에 형성하는 회동축(116)을 중심으로 상하방향으로 회전하고, 타측은 상기 제1본체(110)의 내부 타측에 형성하는 스프링(117)과 연결하여 상기 메쉬망(115)이 상하로 흔들리면서 분쇄물을 입도별로 원활하게 선별할 수 있다.
한편, 상기 제2본체(120)의 내측으로 공급하는 폐 이차전지의 금속산화물과 KOH 및 NaOH의 분쇄물은 다수개의 상기 분쇄볼(121)과 충돌하면서 분쇄된다.
이때 상기 분쇄볼(121)의 지름은 분쇄효율에 따라서 다양한 지름을 갖도록 형성할 수 있다.
이렇게 폐 이차전지의 금속산화물과 KOH 및 NaOH의 분쇄물은 상기 배출공(122)을 통과하여 상기 제3본체(130)의 내측으로 공급한다.
특히 상기 제3본체(130)의 내측으로 공급하는 폐 이차전지의 금속산화물과 KOH 및 NaOH의 분쇄물은 회전하는 상기 분쇄롤러(131)의 외경과 상기 제3본체(130)의 내측면의 사이를 통과하면서 미세하게 분쇄됨과 동시에 표면적이 증가하여 에너지 활성화가 이루어진다.
이때 상기 제3본체(130)의 내측면에는 분쇄판(134)을 형성하여 상기 분쇄롤러(131)와 맞닿을 수 있도록 구비할 수 있다.
아울러 상기 진동유닛(150)은 상기 제1본체(110)와 제3본체(130)의 외측에 각각 형성하는 탄성체(141) 및 지지구(140)를 상하로 이동시켜 진동을 유발함으로써 분쇄효율을 향상시킬 수 있다.
이때 상기 탄성체(141)는 스프링 등을 사용하여 상기 진동유닛(150)의 작동으로 상하 및 좌우로 흔들릴 수 있도록 유도한다.
여기서 상기 진동유닛(150)은 상부와 하부에 상기 지지구(140)의 하부를 지지하기 위한 지지롤러(151,152)를 각각 형성하는 캠(150)으로 구성하여 상기 캠(150)을 회전시켜 상기 지지롤러(151,152)의 위치에 따라서 상기 지지구(140)를 상하로 이동시킬 수 있다.
이때 상기 지지롤러(151,152)는 서로 지름을 다르게 형성하여 상기 캠(150)의 회전작동에 따라서 상기 지지구(140)를 상하로 이동시키는 위치를 다르게 설정할 수 있다.
이렇게 폐 이차전지의 금속산화물과 KOH 및 NaOH의 분쇄물은 표면적을 증가시켜 화학 반응 효율을 향상시킬 수 있다.
다음으로 상기 분쇄된 혼합물은 알카리 프릿팅 방법을 이용하여 소성로에서 배소작업을 진행한다.
여기서 알칼리 프릿팅(Alkali fritting)법은 약 550℃의 저온에서 반응이 일어나고 반응 후 나오는 물질이 고형의 용융체가 아닌 물에 쉽게 용해되는 분말형태로 생성된다.
따라서 상기 분쇄된 혼합물을 소성로에 장입하고 500 내지 600℃에서 2 내지 4시간 유지하면서 배소 작업을 진행함으로써, 혼합물 내의 불순물과 반응시켜 산화물과 비중차이를 이용하여 CO, Ni을 분리할 수 있다.
이때 산화물 중에서 Li 과 Mn성분은 소성로에서 반응하고, CoO, NiO은 미반응한다.
특히 소성 온도는 500 내지 600℃가 바람직한데, 이는 소성온도가 500℃ 미만일 경우 CoO, NiO이 산화물 표면으로 석출되지 않고, 반대로 소성온도가 600℃ 초과할 경우 CoO, NiO에 포함된 CaO, SiO, MgO, MnO, AlO, S 성분의 반응이 미비하다.
또한, 소성시간이 2시간 미만일 경우 소성이 충분하지 않고, 4시간 초과할 경우 에너지 손실 측면에서 바람직하지 않다.
다음으로 상기 배소된 혼합물을 부선기에 투입한 후 부선기 내부에 설치된 교반 날개를 회전시켜 기포가 발생시킴으로써 비중 차이로 인해 폐 이차전지 산화물로부터 CoO, NiO을 분리시킨다.
이렇게 부선된 CoO, NiO는 세척 후 여과 및 건조하여 회수한다.
이를 구체적으로 설명하면, 이차전지 산화물 중 Li과 Mn성분은 알칼리와 반응하여 물을 첨가할 때 용액에 용해되고, 산화물은 파우더 형태로 수용액 내에 부유하게 된다.
이후, 상기 수용액을 필터가 설치된 깔때기 형상의 여과기를 통과시킨다.
그러면 Li과 Mn성분이 용해되어 있는 수용액은 필터를 통과하여 하부의 포집기에 집수되고, 수용액내 부유하던 CoO와 NiO 성분은 필터를 통과하지 못해 필터 상부에 남게 된다.
이렇게 필터 상부에 남은 성분이 CoO과 NiO이므로 이를 건조 후 환원한 후 Co와 Ni의 금속으로 사용하면 된다.
따라서 본 발명은 폐 이차전지 산화물을 KOH나 NaOH등과 소성하여 용해 후 이를 부유 선광하여 비중차를 이용하여 CoO와 NiO을 분리하고, 분리된 후 감압 필터링을 통해 여과시키는 방법에 의하여 Co,Ni 성분을 회수할 수 있게 된다.
이처럼 상기와 같이 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 실시예와 실질적으로 균등의 범위에 있는 구성까지 본 발명의 권리범위에 포함됨은 당연하다.

Claims (6)

  1. 폐 이차전지의 금속산화물을 고체 KOH 및 NaOH과 혼합하는 제1단계;
    상기 혼합물을 기계화학적 설비를 이용하여 분쇄하는 제2단계;
    상기 분쇄된 혼합물을 알카리 프릿팅 방법을 이용하여 소성로에서 배소하는 제3단계;
    상기 배소된 혼합물을 물에 용해 및 부선하는 제4단계;
    부선된 CoO, NiO을 건조 및 회수하는 제5단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 알칼리 프릿팅법을 이용한 폐 이차전지의 유가금속 분리방법.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 제3단계는 분쇄된 혼합물을 소성로에 장입하고 500 내지 600℃에서 2 내지 4시간 유지하면서 배소 작업을 진행하는 것을 특징으로 하는 알칼리 프릿팅법을 이용한 폐 이차전지의 유가금속 분리방법.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 기계화학적 설비는 상부에 투입구를 구비하고 하부에 배출구를 구비하는 제1본체; 상기 제1본체의 내측 상부에 서로 맞닿아 회전하여 혼합물을 분쇄하는 한 쌍의 1차 분쇄롤러; 상기 제1본체의 내측 중간에 서로 맞닿아 회전하되 외경에 방사상으로 분쇄돌기를 마련하여 혼합물을 2차 분쇄하는 한 쌍의 2차 분쇄롤러; 상기 제1본체의 내측 하부에 형성하여 분쇄물을 입도별로 선별하는 메쉬망; 상기 배출구와 연결하여 상기 메쉬망을 통과하는 분쇄물을 저장하는 저장탱크; 상기 제1본체의 일측에 연결하여 상기 메쉬망을 통과하지 못하는 분쇄물을 공급받는 제2본체; 상기 제2본체의 내측에 삽입하여 분쇄물과 충돌하여 분쇄하는 다수개의 분쇄볼; 상기 분쇄볼을 통과하는 분쇄물을 배출하는 배출공; 상기 제2본체의 일측에 연결하여 상기 배출공을 통과하는 분쇄물을 공급받는 제3본체; 상기 제3본체의 내측면과 맞닿아 회전하면서 분쇄물을 분쇄하는 분쇄롤러; 상기 분쇄롤러를 회전시키는 구동부; 상기 제3본체의 하부에 형성하여 상기 분쇄롤러를 통과하는 분쇄물을 배출하는 배출구; 상기 제1본체와 제3본체의 외측에 각각 형성하는 탄성체; 상기 탄성체의 외측에 결합하는 지지구; 상기 지지구의 하부를 지지하여 상하로 이동시키는 진동유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 알칼리 프릿팅법을 이용한 폐 이차전지의 유가금속 분리방법.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 메쉬망의 일측은 상기 제1본체의 내부 일측에 형성하는 회동축을 중심으로 상하방향으로 회전하고, 타측은 상기 제1본체의 내부 타측에 형성하는 스프링과 연결하는 것을 특징으로 하는 알칼리 프릿팅법을 이용한 폐 이차전지의 유가금속 분리방법.
  5. 청구항 3에 있어서, 상기 제3본체의 내측면에는 분쇄판을 형성하여 상기 분쇄롤러와 맞닿을 수 있도록 구비하는 것을 특징으로 하는 알칼리 프릿팅법을 이용한 폐 이차전지의 유가금속 분리방법.
  6. 청구항 3에 있어서, 상기 진동유닛은 상부와 하부에 상기 지지구의 하부를 지지하기 위한 지지롤러를 각각 형성하는 캠으로 구성하는 것을 특징으로 하는 알칼리 프릿팅법을 이용한 폐 이차전지의 유가금속 분리방법.
KR1020180041565A 2018-04-10 2018-04-10 알칼리 프릿팅법을 이용한 폐 이차전지의 유가금속 분리방법 KR102038954B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180041565A KR102038954B1 (ko) 2018-04-10 2018-04-10 알칼리 프릿팅법을 이용한 폐 이차전지의 유가금속 분리방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180041565A KR102038954B1 (ko) 2018-04-10 2018-04-10 알칼리 프릿팅법을 이용한 폐 이차전지의 유가금속 분리방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190118347A KR20190118347A (ko) 2019-10-18
KR102038954B1 true KR102038954B1 (ko) 2019-10-31

Family

ID=68421025

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180041565A KR102038954B1 (ko) 2018-04-10 2018-04-10 알칼리 프릿팅법을 이용한 폐 이차전지의 유가금속 분리방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102038954B1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111129634B (zh) * 2019-12-06 2021-03-30 深圳清华大学研究院 失效三元锂离子电池正极材料分离回收方法
CN111370801B (zh) * 2020-03-03 2021-03-23 湖南雅城新材料有限公司 一种废旧磷酸铁锂正极片的回收方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012216476A (ja) 2011-04-01 2012-11-08 Mitsubishi Chemicals Corp リチウム遷移金属系化合物の製造方法
CN104993108A (zh) 2015-05-29 2015-10-21 田东 一种钛酸锂/锡复合负极材料的制备方法
JP2017037807A (ja) 2015-08-11 2017-02-16 学校法人早稲田大学 リチウムイオン電池の処理方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR960003802B1 (ko) * 1993-01-12 1996-03-22 주식회사엘지금속 수화산화세륨 분말의 제조방법
CA2167026C (en) 1995-01-12 2004-08-17 Atsushi Fukui Method of recovering antimony and bismuth from copper electrolyte
JP3086655B2 (ja) 1996-05-27 2000-09-11 日鉱金属株式会社 還元銀の製造方法
KR100415448B1 (ko) 2001-06-12 2004-01-24 닛코 킨조쿠 가부시키가이샤 은의 회수방법
KR20110113407A (ko) * 2010-04-09 2011-10-17 순천대학교 산학협력단 폐 유동상 촉매성 촉매(에프씨씨 촉매)를 이용한 메카노케미스트리 기술과 알카리프리팅에 의한 화재 진화용 소화약제 제조 방법
KR101233779B1 (ko) 2012-06-07 2013-02-15 삼미금속 주식회사 주석 함유 금속 스크랩으로부터 주석을 회수하는 방법
KR101481366B1 (ko) 2014-03-31 2015-01-14 성일하이텍(주) 양극 슬라임으로부터 은 및 주석의 분리회수방법
KR101805704B1 (ko) 2016-08-18 2017-12-08 주식회사 이맥스아이엔시 납 전해 정련의 양극 슬라임에 포함된 유가금속 분리회수방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012216476A (ja) 2011-04-01 2012-11-08 Mitsubishi Chemicals Corp リチウム遷移金属系化合物の製造方法
CN104993108A (zh) 2015-05-29 2015-10-21 田东 一种钛酸锂/锡复合负极材料的制备方法
JP2017037807A (ja) 2015-08-11 2017-02-16 学校法人早稲田大学 リチウムイオン電池の処理方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20190118347A (ko) 2019-10-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Mossali et al. Lithium-ion batteries towards circular economy: A literature review of opportunities and issues of recycling treatments
CN110945711B (zh) 从电池回收材料的处理方法、设备及系统
KR100709268B1 (ko) 폐망간전지 및 알카라인전지 재활용 장치 및 방법
CN108140909B (zh) 从废锂离子电池中回收金属的方法
CN100449011C (zh) 失效锂离子电池中有价金属的回收方法
US11872595B2 (en) Wet sorting process for waste lithium battery and application thereof
US20130287621A1 (en) Method for Recovering Valuable Material from Lithium-Ion Secondary Battery, and Recovered Material Containing Valuable Material
Kaya State-of-the-art lithium-ion battery recycling technologies
CN106450542A (zh) 一种废旧锰酸锂锂离子电池的资源化方法
CN107204495A (zh) 一种废弃锂电池正极材料环保回收再利用的方法
CN107623152A (zh) 废旧锂离子动力电池资源化回收方法
CN109904545A (zh) 从废旧锂离子动力电池中回收隔膜、铜箔和电池正极的方法
CN1317086C (zh) 回收处理混合废旧电池的方法
CN114147043A (zh) 一种废旧锂电池再生利用正负极粉的分选方法
KR100358528B1 (ko) 폐리튬이차전지의 재활용방법
Dobó et al. A review on recycling of spent lithium-ion batteries
KR102038954B1 (ko) 알칼리 프릿팅법을 이용한 폐 이차전지의 유가금속 분리방법
Tanong et al. Metal recycling technologies for battery waste
CN103633394A (zh) 一种废旧铅膏脱硫方法
JP6648674B2 (ja) 金属マンガンの製造方法
KR102096341B1 (ko) 폐전지로부터 원료를 회수하는 방법
CN114171813B (zh) 一种从废旧锂电池磁选分离正负极粉的方法
WO2023194506A1 (en) Lithium-ion battery recycling method
CN114583303B (zh) 一种废旧锂离子电池的破碎方法及系统
CN115064801A (zh) 一种全回收废旧锂离子电池正负极材料的方法及装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right