KR102130899B1 - 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 - Google Patents

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 Download PDF

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Abstract

본 발명은 (a) 산화물 형태의 리튬이차전지 폐 양극재를 배소 공정을 통하여 환원시키는 단계, (b) 배소공정을 통하여 환원된 리튬이차전지 폐 양극재를 산으로 침출하고 여과하는 단계, (c) 상기 (b) 단계에서 분리된 여과액을 선택적 가수분해하여 금속성 불순물을 분리하는 단계, (d) 상기 (c) 단계에서 얻은 여과액을 가수분해하여 리튬을 분리하고 케이크를 수득하는 단계 및 (e) 상기 (d) 단계에서 얻은 케이크를 산으로 침출하고 여과하는 단계를 포함하는 니켈-코발트-망간 복합 황산염 용액을 제조하는 방법이다.The present invention comprises the steps of (a) reducing an anode type lithium secondary battery waste cathode material through a roasting process, (b) leaching and filtering a lithium secondary battery waste cathode material reduced through an roasting process with acid, (c ) (B) selectively hydrolyzing the filtrate separated in step to separate metallic impurities, (d) hydrolyzing the filtrate obtained in step (c) to separate lithium and obtaining a cake, and ( e) A method for preparing a nickel-cobalt-manganese complex sulfate solution comprising the step of leaching and filtering the cake obtained in step (d) with acid.

Description

리튬이차전지의 폐 양극재를 재생하는 과정에서 칼슘 이온 및 규소 이온을 동시에 제거하여 니켈-코발트-망간 복합 황산염 용액을 제조하는 방법{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}{A Preparing Method Of Nickel-Cobalt-Manganese Complex Sulfate Solution By Removing Calcium and by removing calcium ions and silicon ions simultaneously in the process of regenerating the waste cathode material of a lithium secondary battery Silicon Ions Simultaneously In Recycling A Wasted Lithium Secondary Battery Cathode Material}

본 발명은 리튬이차전지의 니켈-코발트-망간 복합 금속산화물 폐 양극재를 재생하는 과정에서 칼슘 이온 및 규소 이온을 동시에 제거하여 니켈-코발트-망간 복합 황산염 용액을 제조하는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 리튬이차전지의 니켈-코발트-망간 복합 금속산화물 폐 양극재를 재생하여 니켈-코발트-망간 복합 황산염 용액을 제조할 때 칼슘 이온 및 규소 이온을 제거하기 위하여 산화물 형태인 이차전지 폐 양극재를 배소 공정을 통하여 환원시킴으로써 산 침출 및 가수분해 공정에서 칼슘 이온 및 규소 이온을 동시에 효과적으로 분리하여 제거하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for preparing a nickel-cobalt-manganese complex sulfate solution by simultaneously removing calcium ions and silicon ions in the process of regenerating a waste cathode material of a nickel-cobalt-manganese composite metal oxide of a lithium secondary battery, in more detail In order to remove the nickel-cobalt-manganese composite metal oxide waste cathode material of the lithium secondary battery and prepare the nickel-cobalt-manganese composite sulfate solution, the oxide anode secondary battery waste cathode material is used to remove the calcium ion and silicon ions. It relates to a method of effectively separating and removing calcium ions and silicon ions simultaneously in an acid leaching and hydrolysis process by reduction through a roasting process.

리튬이차전지 산업은 스마트 폰, 태블릿 PC, 전기자동차, 에너지 저장장치 등에 이르는 다양한 응용분야의 핵심기술로 자리매김하고 있어 산업적 중요성이 더욱 더 커지고 있는 실정이다. 휴대용 전자기기에 주로 적용되는 리튬이차전지는 지구 환경과 화석연료 고갈에 대한 우려가 커짐에 따라 활발한 연구 개발이 이루어지고 있으며, 향후 전기자동차 시장의 확대에 따라 리튬이차전지의 수요량도 더욱 증가할 것으로 예상하고 있다.The lithium secondary battery industry is becoming a core technology in various application fields such as smart phones, tablet PCs, electric vehicles, and energy storage devices, so the industrial importance is growing. Lithium secondary batteries, which are mainly applied to portable electronic devices, are being actively researched and developed as concerns about global environment and depletion of fossil fuels are growing, and demand for lithium secondary batteries will increase further as the electric vehicle market expands in the future. Expect.

리튬이차전지 제조 공정 중 발생하는 불량 폐 전지 스크랩이나 사용 후 폐기되는 리튬이차전지 폐 스크랩에는 니켈, 코발트, 망간 등과 같은 유용 금속들이 함유되어 있기 때문에 최근 들어 이러한 유용 자원을 회수하여 재활용하기 위한 기술 개발이 활발히 진행되고 있다.Defective waste battery scraps generated during the manufacturing process of lithium secondary batteries or waste scraps of lithium secondary batteries that are discarded after use contain useful metals such as nickel, cobalt, and manganese, and have recently developed technologies to recover and recycle these useful resources. This is actively going on.

리튬이차전지의 원가에서 60% 이상을 차지하는 니켈-코발트-망간 복합 금속산화물 양극재(이하, 'NCM 양극재'라 함)는 폐 NCM 양극재를 재활용하여 회수한 물질이 순수한 물질에 비하여 전지의 성능이 우수한 것으로 보고되고 있으며, 최근에는 니켈, 코발트, 망간을 각각 분리하지 않고 동시에 재활용할 수 있는 3원계(니켈, 코발트, 망간) 복합 황산염 용액(이하 'NCM 복합 황산염 용액')으로 제조하여 공급함으로써 공정 단축을 통한 원가 절감의 효과를 보이고 있다.The nickel-cobalt-manganese composite metal oxide cathode material (hereinafter referred to as'NCM cathode material'), which accounts for more than 60% of the cost of a lithium secondary battery, recycles the waste NCM cathode material, so that the material recovered is It has been reported to have excellent performance, and recently, it has been manufactured and supplied as a ternary (nickel, cobalt, manganese) complex sulfate solution (hereinafter referred to as'NCM complex sulfate solution') that can be recycled simultaneously without separating nickel, cobalt, and manganese, respectively. By doing so, it shows the effect of cost reduction by shortening the process.

표 1에 리튬이차전지의 NCM 양극재의 전구체용 원료 제조 시 사용되는 NCM 복합 황산염 용액에서 허용되는 금속 불순물의 허용 농도를 나타내었다.Table 1 shows the permissible concentrations of metal impurities allowed in the NCM complex sulfate solution used when preparing the raw material for the precursor of the NCM cathode material of the lithium secondary battery.

성분ingredient NiNi CoCo MnMn LiLi MgMg CaCa ZnZn CuCu FeFe NaNa AlAl SiSi 함량
(mg/kg)
content
(mg/kg)
함량 8~10wt%Content 8~10wt% 300300 2020 2020 1One 1One 1One 3,0003,000 1One 2020

표 1을 참조하면, Ca 및 Si의 농도가 20mg/kg 이하이어야 NCM 양극재의 전구체용 원료로 사용할 수 있음을 확인할 수 있다. NCM 복합 황산염 용액에서 칼슘 및 규소는 불순물로 작용하며, 칼슘 및 규소의 농도가 높으면 리튬이차전지의 성능을 저하시키는 요인이 될 수 있어 NCM 양극재의 전구체 원료로 사용할 수 없다.Referring to Table 1, it can be confirmed that the concentrations of Ca and Si should be 20 mg/kg or less to be used as a raw material for precursors of NCM cathode materials. Calcium and silicon act as impurities in the NCM complex sulfate solution, and if the concentration of calcium and silicon is high, it can be a factor that degrades the performance of the lithium secondary battery and cannot be used as a precursor raw material for NCM cathode materials.

표 2에는 리튬이차전지의 폐 NCM 양극재 원료 중 금속 원소의 함량을 나타내었다.Table 2 shows the content of metal elements in the raw materials of the waste NCM cathode material of the lithium secondary battery.

샘플Sample NiNi CoCo MnMn LiLi MgMg CaCa ZnZn CuCu FeFe NaNa AlAl SiSi AA 251,400 251,400 132,900 132,900 150,800 150,800 75,140 75,140 111111 133133 1.21.2 0.00.0 5.05.0 100100 5,7755,775 8484 BB 231,400 231,400 131,000 131,000 143,300 143,300 64,410 64,410 155155 147147 1.41.4 0.00.0 132132 371371 2,3972,397 6767 CC 50,140 50,140 69,770 69,770 167,100 167,100 29,940 29,940 29 29 950 950 90 90 49,870 49,870 5,142 5,142 2,475 2,475 67,510 67,510 2,777 2,777 DD 49,580 49,580 71,120 71,120 162,000 162,000 31,140 31,140 18 18 1,101 1,101 78 78 50,160 50,160 4,903 4,903 2,536 2,536 59,440 59,440 2,647 2,647 EE 51,610 51,610 68,660 68,660 168,000 168,000 30,110 30,110 21 21 1,289 1,289 86 86 51,150 51,150 4,809 4,809 2,947 2,947 63,620 63,620 2,284 2,284

[단위: mg/kg][Unit: mg/kg]

표 2를 참조하면, 폐 NCM 양극재 원료 중 칼슘 및 규소의 함량이 다양함을 확인할 수 있는데, 이중 칼슘 및 규소의 농도가 20mg/kg 이하인 3원계인 NCM 복합 황산염 용액을 제조하기 위하여는 칼슘 및 규소의 농도가 약 300 mg/kg 이하인 양극재 원료(샘플 A 및 B)만을 선별적으로 사용해야 하고, 나머지 폐 양극재 원료(샘플 C, D 및 E)는 재활용할 수 없다는 문제가 있다.Referring to Table 2, it can be seen that the content of calcium and silicon in the raw materials of the waste NCM cathode material varies. To prepare a ternary NCM complex sulfate solution having a concentration of calcium and silicon of 20 mg/kg or less, calcium and There is a problem that only the positive electrode material (Samples A and B) having a silicon concentration of about 300 mg/kg or less should be selectively used, and the remaining waste positive electrode material (Samples C, D and E) cannot be recycled.

등록특허공보 제10-1441421호와 제10-1392616호에서는 리튬이차전지 폐 양극재를 사용하여 3원계 NCM 복합 황산염 용액을 제조하는 방법에 대해 기술하고 있으나, 칼슘 및 규소 이온을 동시에 제거하는 방법에 대하여는 개시하고 있지 않다.Patent Nos. 10-1441421 and 10-1392616 describe a method of manufacturing a ternary NCM complex sulfate solution using a lithium secondary battery waste cathode material, but a method of simultaneously removing calcium and silicon ions There is no disclosure.

이에 연구를 거듭한 끝에 리튬이차전지 폐 NCM 양극재를 재활용하여 3원계 NCM 복합 황산염 용액을 제조하는 과정에서 칼슘 및 규소 이온의 농도를 한꺼번에 동시에 낮출 수 있는 방법을 개발하고 본 발명을 완성하였다.After repeating this study, a method of simultaneously lowering the concentrations of calcium and silicon ions at the same time in the process of producing a ternary NCM complex sulfate solution by recycling the waste NCM cathode material of a lithium secondary battery was developed and completed the present invention.

1. 등록특허공보 제10-1441421호(2014.09.11.)1. Registered Patent Publication No. 10-1441421 (2014.09.11.) 2. 등록특허공보 제10-1392616호(2014.04.19.)2. Registered Patent Publication No. 10-1392616 (2014.04.19.)

본 발명은 NCM 복합 황산염 용액 제조 시 칼슘 및 규소의 함량이 높아 선별적으로 사용하던 산화물 형태의 리튬이차전지 폐 NCM 양극재를 배소하여 환원 처리한 후 산 침출 및 가수분해를 통하여 정제함으로써 NCM 양극재 전구체용 원료로 사용할 수 있는 NCM 복합 황산염 용액을 제조하는 방법을 제공하고자 한다.In the present invention, the NCM cathode material is purified by roasting and reducing the waste NCM cathode material in the form of an oxide lithium secondary battery that was selectively used because the content of calcium and silicon was high when preparing the NCM complex sulfate solution. It is intended to provide a method for preparing an NCM complex sulfate solution that can be used as a precursor raw material.

상기의 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 측면은 (a) 산화물 형태의 리튬이차전지 폐 양극재를 배소 공정을 통하여 환원시키는 단계, (b) 배소공정을 통하여 환원된 리튬이차전지 폐 양극재를 산으로 침출하고 여과하는 단계, (c) 상기 (b) 단계에서 분리된 여과액을 선택적 가수분해하여 금속성 불순물을 분리하는 단계, (d) 상기 (c) 단계에서 얻은 여과액을 가수분해하여 리튬을 분리하고 케이크를 수득하는 단계 및 (e) 상기 (d) 단계에서 얻은 케이크를 산으로 침출하고 여과하는 단계를 포함하는 니켈-코발트-망간 복합 황산염 용액을 제조하는 방법일 수 있다.One aspect of the present invention for achieving the above object is (a) reducing the lithium secondary battery waste cathode material in the form of oxide through a roasting process, (b) a lithium secondary battery waste cathode material reduced through the roasting process Step of leaching with acid and filtering, (c) selectively hydrolyzing the filtrate separated in step (b) to separate metallic impurities, (d) hydrolyzing the filtrate obtained in step (c) to lithium It may be a method of producing a nickel-cobalt-manganese complex sulfate solution comprising the steps of separating and obtaining a cake and (e) leaching and filtering the cake obtained in step (d) with acid.

(a) 단계에서 배소 공정은 산화물 형태의 리튬이차전지 폐 양극재에 잔존하는 리튬 1몰 대비 0.5몰 내지 1.0몰의 활성탄소를 투입하여 혼합한 후 혼합물을 600℃ 내지 900℃에서 60분 내지 120분 동안 유지하여 수행될 수 있다.In step (a), the roasting process is performed by adding 0.5 mol to 1.0 mol of activated carbon compared to 1 mol of lithium remaining in the waste cathode material of the lithium secondary battery in the form of oxide, and then mixing the mixture at 600°C to 900°C for 60 minutes to 120 This can be done by holding for a minute.

(b) 단계에서 침출 공정은 염산 존재 하에 환원제로서 과산화수소를 반응조에 투입하여 75℃ 내지 85℃ 에서 180분 내지 300분 동안 수행되고, 과산화수소의 농도를 10 wt% 내지 35 wt% 로 조절하여 0.1 내지 5 LPM (Liter Per Minute)으로 투입할 수 있다. 침출 공정 후 반응조 내부의 pH가 0.8 내지 1.8이 되도록 염산 및 과산화수소의 투입량을 각각 조절할 수 있다.In the step (b), the leaching process is carried out for 180 minutes to 300 minutes at 75°C to 85°C by introducing hydrogen peroxide as a reducing agent in the presence of hydrochloric acid, and the concentration of hydrogen peroxide is adjusted to 10 wt% to 35 wt% to 0.1 to It can be injected in 5 LPM (Liter Per Minute). After the leaching process, the input amount of hydrochloric acid and hydrogen peroxide can be adjusted so that the pH inside the reactor is 0.8 to 1.8.

(c) 단계는 탄산나트륨(Na2CO3)의 함량이 탄산나트륨 수용액 전체 중량을 기준으로 10wt% 내지 25wt%인 탄산나트륨 수용액을 반응조에 투입하는 과정을 포함하고, 반응조는 내부 온도가 45℃ 내지 75℃ 이고, pH는 4.5 내지 5.5이며, 교반 속도는 180rpm 내지 220rpm일 수 있다. (c) 단계에서 금속성 불순물은, 알루미늄(Al), 철(Fe), 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 규소(Si)로 이루어진 군에서 선택되는 1 종 이상을 포함할 수 있다.The step (c) includes a process in which a sodium carbonate aqueous solution having a content of sodium carbonate (Na 2 CO 3 ) of 10 wt% to 25 wt% based on the total weight of the sodium carbonate aqueous solution is added to the reaction tank, and the reaction tank has an internal temperature of 45° C. to 75° C. , PH is 4.5 to 5.5, and the stirring speed may be 180 rpm to 220 rpm. In the step (c), the metallic impurities may include one or more selected from the group consisting of aluminum (Al), iron (Fe), magnesium (Mg), calcium (Ca), and silicon (Si).

(d) 단계는 탄산나트륨(Na2CO3)의 함량이 탄산나트륨 수용액 전체 중량을 기준으로 10wt% 내지 25wt%인 탄산나트륨 수용액을 반응조에 투입하는 과정을 포함하고, 반응조는 내부 온도가 45℃ 내지 75℃ 이고, pH는 6.5 내지 8.5 이며, 교반 속도는 250rpm 내지 350rpm일 수 있다.The step (d) includes a process in which a sodium carbonate aqueous solution having a content of sodium carbonate (Na 2 CO 3 ) of 10 wt% to 25 wt% based on the total weight of the sodium carbonate aqueous solution is added to the reaction tank, and the reaction tank has an internal temperature of 45°C to 75°C. , PH is 6.5 to 8.5, and the stirring speed may be 250 rpm to 350 rpm.

(e) 단계에서 황산 존재 하에 환원제로서 과산화수소를 반응조에 투입하여 50℃ 내지 85℃에서 300분 내지 500분 동안 침출할 수 있다.Hydrogen peroxide as a reducing agent in the presence of sulfuric acid in step (e) can be introduced into the reaction tank and leached at 50°C to 85°C for 300 to 500 minutes.

본 발명에 의하면, 리튬이차전지 제조 공정 중 발생하는 양극재 스크랩이나 사용 후 폐기되는 리튬이차전지 폐 양극재를 출발원료로 하여 칼슘 및 규소의 함량이 높지 않아 NCM 전구체 제조 시 사용할 수 있는 NCM 복합 황산염 용액을 제조할 수 있다.According to the present invention, since the cathode material scrap generated during the lithium secondary battery manufacturing process or the waste cathode material of the lithium secondary battery that is discarded after use is used as a starting material, the content of calcium and silicon is not high, so NCM complex sulfate that can be used in the production of NCM precursors Solutions can be prepared.

또한, 칼슘 및 규소의 함량이 지나치게 높아(Ca 또는 Si의 농도가 300mg/kg 초과) 재생되지 못하고 폐기되는 이차전지 폐 양극재를 재생하여 사용할 수 있기 때문에 안정적인 재료 수급에 기여할 수 있다.In addition, since the content of calcium and silicon is too high (the concentration of Ca or Si is greater than 300 mg/kg), it is possible to recycle and use the waste cathode material of a secondary battery that cannot be recycled and thus contributes to stable supply and demand of materials.

도 1은 종래 리튬이차전지의 폐 양극재를 이용하여 NCM 복합 황산염 용액을 제조하는 공정도이다.
도 2는 본 발명의 일 측면에 따른 리튬이차전지의 폐 양극재를 이용하여 NCM 복합황산염 용액을 제조하는 공정도이다.
1 is a process diagram of manufacturing a NCM complex sulfate solution using a waste cathode material of a conventional lithium secondary battery.
Figure 2 is a process diagram for producing a NCM composite sulfate solution using a waste cathode material of a lithium secondary 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.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Embodiments of the present invention may be modified in 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.

본 발명은 리튬이차전지의 폐 양극재를 재생하여 NCM 복합 황산염 용액을 제조할 때 칼슘 이온 및 규소 이온을 제거하기 위하여 산화물 형태인 폐 NCM 양극재를 배소 공정을 통하여 환원시킴으로써 산 침출 및 가수분해 공정에서 칼슘 이온 및 규소 이온을 한꺼번에 동시에 효과적으로 분리하여 제거하는 방법에 관한 것이다.The present invention is an acid leaching and hydrolysis process by reducing the waste NCM positive electrode material in the form of oxide through a roasting process in order to remove calcium ions and silicon ions when regenerating the waste cathode material of a lithium secondary battery to produce an NCM complex sulfate solution. It relates to a method for effectively separating and removing calcium ions and silicon ions simultaneously.

도 2에는 본 발명의 일 측면에 따른 리튬이차전지의 NCM 폐 양극재를 이용하여 NCM 양극재의 전구체용 원료로 사용할 수 있는 NCM 복합황산염 용액을 제조하는 공정도를 도시하였다.Figure 2 shows a process diagram for producing an NCM composite sulfate solution that can be used as a precursor for the NCM cathode material using the NCM waste cathode material of a lithium secondary battery according to an aspect of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 측면은, (a) 리튬이차전지 폐 양극재 산화물을 배소하여 환원하는 단계 (S10), (b) 상기 (a) 단계에서 환원된 원료를 산으로 침출하여 여과하는 단계 (S20), (c) 상기 (b) 단계에서 분리된 여과액을 선택적 가수분해하여 금속성 불순물을 분리하는 단계(S30), (d) 상기 (c) 단계에서 발생한 여과액을 가수분해하여 리튬을 분리하고 케이크를 수득하는 단계(S40) 및 (e) 상기 (d) 단계에서 수득한 케이크를 산으로 침출하여 여과하는 단계(S50)를 포함하는, 리튬이차전지 폐 양극재를 재생하여 니켈-코발트-망간 복합 황산염 용액을 제조하는 방법일 수 있다. 이하에서는 공정 순서대로 설명한다.Referring to Figure 2, one aspect of the present invention, (a) lithium secondary battery waste cathode material is roasted to reduce and reduce (S10), (b) by leaching the raw material reduced in step (a) with acid Filtration (S20), (c) selectively hydrolyzing the filtrate separated in step (b) to separate metallic impurities (S30), (d) hydrolyzing the filtrate generated in step (c) By separating the lithium and obtaining a cake (S40) and (e) including the step (S50) of leaching and filtering the cake obtained in step (d) with acid, lithium secondary battery waste cathode material is regenerated by It may be a method of preparing a nickel-cobalt-manganese complex sulfate solution. Hereinafter, it demonstrates in order of a process.

먼저, 산화물 형태인 리튬이차전지의 폐 NCM 양극재를 배소 공정을 통하여 환원시킬 수 있다(a)(S10).First, the waste NCM cathode material of the lithium secondary battery in the form of oxide may be reduced through a roasting process (a) (S10).

일반적으로 리튬이차전지의 성능을 향상시키기 위하여 NCM 양극재를 제조하는 과정에서 소성, 금속 산화물 투입, 바인더 첨가 등이 이루어지므로 NCM 양극재에는 다양한 산화물 형태의 유가금속 및 불순물이 함유될 수 있다. 이는 폐 NCM 양극재를 재활용하여 유가금속을 회수하는데 있어서 방해 요인으로 작용할 수 있다. 이러한 방해 요인을 제거하고자 산세 처리한 활성탄소를 혼합하여 고온에서 배소를 수행함으로써 양극재 제조시 첨가되었던 바인더를 제거하고, 산소와 결합되어 있는 산화물 형태의 금속성 물질을 환원시킬 수 있다. 이러한 공정이 배소 공정이다.In general, in order to improve the performance of the lithium secondary battery, in the process of manufacturing the NCM positive electrode material, firing, metal oxide input, binder addition, etc. are made, so that the NCM positive electrode material may contain valuable metals and impurities in various oxide forms. This may act as an obstacle in recovering valuable metals by recycling the waste NCM cathode material. In order to remove these disturbing factors, by mixing the pickled-treated activated carbon and performing roasting at a high temperature, the binder added during the production of the cathode material can be removed, and the metal material in the form of oxide bound to oxygen can be reduced. This process is a roasting process.

배소 공정은 폐 양극재와 탄소물질을 혼합한 후 이루어질 수 있다. 탄소물질로는 탄소계 분말을 사용할 수 있으며, 구체적으로는 염산이나 황산을 이용하여 산세 처리한 활성탄소(activated carbon)을 사용할 수 있다. 산세 처리한 활성탄소 분말은 리튬과의 반응성이 높아 금속성 물질의 환원을 극대화할 수 있다.The roasting process may be performed after mixing the waste cathode material and the carbon material. As the carbon material, a carbon-based powder may be used, and specifically, activated carbon pickled using hydrochloric acid or sulfuric acid may be used. The pickling-treated activated carbon powder has high reactivity with lithium, thereby maximizing the reduction of metallic materials.

리튬이차전지 폐 양극재에는 리튬 1몰 대비 0.5몰의 카본이 포함되어 있기 때문에 산세 처리한 활성탄소는 리튬 1몰 대비 0.5몰 내지 1.0몰을 첨가하는 것이 바람직하다.Since the lithium secondary battery waste cathode material contains 0.5 mol of carbon compared to 1 mol of lithium, it is preferable to add 0.5 mol to 1.0 mol of 1 mol of lithium to the pickled treated carbon.

배소 공정은 10℃/min 의 승온 속도로 승온하여 600℃ 내지 900℃에서 60분 내지 120분 동안 유지(등온구간)함으로써 수행할 수 있다. 온도가 높을수록 바인더 분해가 촉진될 수 있다.The roasting process may be performed by heating at a heating rate of 10° C./min at 600° C. to 900° C. for 60 minutes to 120 minutes (isothermal section). The higher the temperature, the faster the decomposition of the binder can be promoted.

배소 공정은 질소분위기에서 수행할 수 있다. 질소 가스의 유량은 0.1 내지 1,000 LPM(Liter Per Minute)일 수 있다. 배소 공정(등온구간)이 종료된 이후에는 300분 내지 400분 동안에 걸쳐 소성로를 냉각할 수 있다. 이러한 냉각 구간에서는 질소분위기를 유지할 필요가 없다.The roasting process can be carried out in a nitrogen atmosphere. The flow rate of nitrogen gas may be 0.1 to 1,000 LPM (Liter Per Minute). After the roasting process (isothermal section) is over, the kiln can be cooled for 300 to 400 minutes. In this cooling section, it is not necessary to maintain a nitrogen atmosphere.

배소 공정에서는 비회전식 또는 회전식 소성로를 사용할 수 있으나, 회전식 소성로를 사용하는 것이 배소 반응을 촉진시킬 수 있어 바람직하다.In the roasting process, a non-rotary or rotary kiln can be used, but the use of a rotary kiln is preferable because it can accelerate the roasting reaction.

배소 공정에서의 반응식은 아래와 같다.The reaction scheme in the roasting process is as follows.

2LiMeO2 + 2C → Li2CO3 + 2Me + CO 2LiMeO 2 + 2C → Li 2 CO 3 + 2Me + CO

여기서, Me = Ni, Co, Mn 이다.Here, Me = Ni, Co, Mn.

상기 반응식을 참조하면, 탄소가 산화물 형태의 양극재 내에 존재하는 산소와 결합하여 일산화탄소로 변환되고, 동시에 리튬은 탄산리튬으로 변환되고, 니켈, 코발트, 망간 등은 금속으로 환원됨을 확인할 수 있다.Referring to the above reaction formula, it can be confirmed that carbon is converted to carbon monoxide by combining with oxygen present in the anode material in the form of oxide, and at the same time, lithium is converted to lithium carbonate, and nickel, cobalt, and manganese are reduced to metal.

폐 양극재로는 리튬코발트산화물 (LiCoO2), 리튬니켈코발트망간산화물 (LiNiCoMnO2), 리튬니켈코발트알루미늄산화물 (LiCoAlO2), 리튬망간산화물(LiMnO2) 및 리튬철인산화물(LiFePO4)을 단독으로 또는 이들을 조합하여 사용할 수 있다.As the waste cathode material, lithium cobalt oxide (LiCoO2), lithium nickel cobalt manganese oxide (LiNiCoMnO2), lithium nickel cobalt aluminum oxide (LiCoAlO2), lithium manganese oxide (LiMnO2) and lithium iron phosphate (LiFePO4) alone or in combination thereof Can be used.

다음으로, 배소 공정 후 얻은 배소 결과물을 수 침출 공정을 통하여 리튬을 분리하여 제거하고 잔류물을 건조시켜 고형물을 얻을 수 있다. 구체적으로는, 60℃ 내지 90℃ 에서 H2O에 침지하여 60분 내지 120분 동안 교반함으로서 NCM 복합 황산염 용액 제조시 불순물로 작용하는 리튬을 분리하여 제거할 수 있다. 고/액 농도 비율은 100g 내지 150g 이며, 이때의 pH 는 10~11 수준으로 유지하여 진행할 수 있다.Next, the roasting product obtained after the roasting process is separated by removing lithium through a water leaching process, and the residue is dried to obtain a solid. Specifically, by immersing in H 2 O at 60° C. to 90° C. and stirring for 60 minutes to 120 minutes, lithium acting as an impurity can be separated and removed when preparing an NCM complex sulfate solution. The solid/liquid concentration ratio is 100 g to 150 g, and the pH at this time can be maintained at a level of 10-11.

탄산리튬 형태로 존재하던 리튬은 수 침출 공정을 거치면서 침출액으로 침출되어 분리될 수 있다. 침출되어 분리된 리튬은 추후 기타 다양한 방법에 의하여 양극재 전구체인 탄산리튬을 제조하는데 사용될 수 있다.Lithium, which has existed in the form of lithium carbonate, may be separated by being leached with a leach solution through a water leaching process. The leached and separated lithium can be used to prepare lithium carbonate, which is a cathode precursor, by various other methods.

수 침출 공정에서의 반응식은 아래와 같다.The reaction scheme in the water leaching process is as follows.

① Li2O(S) + H2O → 2LiOH(ℓ)·H2O ① Li 2 O(S) + H 2 O → 2LiOH(ℓ)·H 2 O

② Li2CO3 (S) + H2O → Li2CO3 (ℓ)H2O② Li 2 CO 3 (S) + H 2 O → Li 2 CO 3 (ℓ)H 2 O

고형물에는 환원된 금속, 즉 니켈, 코발트, 망간의 유가금속이 포함될 수 있으며, 그 외에도 마그네슘, 철, 알루미늄, 나트륨, 칼슘, 규소, 리튬 등의 불순물도 포함될 수 있다.The solid material may include a reduced metal, that is, a valuable metal of nickel, cobalt, or manganese, and in addition, impurities such as magnesium, iron, aluminum, sodium, calcium, silicon, and lithium.

다음으로, 상기 고형물을 산으로 침출한 후 침출액을 여과하여 여과액을 얻을 수 있다(1차 산 침출)(b)(S20). Next, after leaching the solid with acid, the filtrate can be filtered to obtain a filtrate (primary acid leaching) (b) (S20).

(b) 단계에서는, 염산 존재 하에 과산화수소를 반응조에 투입하여 75 ℃ 내지 85 ℃ 에서 180 분 내지 300 분 동안 침출 공정을 수행할 수 있다. 침출 후 반응조 내부의 pH 가 0.8 내지 1.8 이 되도록 염산 및 과산화수소의 투입량을 각각 조절할 수 있다. In step (b), hydrogen peroxide is introduced into the reaction vessel in the presence of hydrochloric acid to perform a leaching process at 75°C to 85°C for 180 minutes to 300 minutes. After leaching, the input amounts of hydrochloric acid and hydrogen peroxide can be adjusted, respectively, so that the pH inside the reactor is 0.8 to 1.8.

리튬 2차 전지의 양극재를 제조하는 과정에서는 전지 특성을 유지 또는 향상시키기 위하여 소성과정, 카본 및 기타 금속산화물의 첨가, 바인더 첨가 후 열융착 등의 복잡한 과정을 거치는데, 이러한 연유로 폐 양극재는 내화학성을 지니게 되며 이는 유가금속을 산으로 침출하여 회수하는데 있어서는 저해 요인으로 작용할 수 있다. 내화학성을 제거하기 위하여 과산화수소의 농도 및 투입속도를 조절함으로써 침출 효율을 극대화할 수 있다. 산 침출 과정에서 과산화수소는 금속을 환원하는 환원제로서의 작용뿐만 아니라 내화학성을 지니는 바인더와 같은 유기화합물을 분해하는 산화제로서의 작용도 동시에 한다. 산 침출하는 과정에서 과산화수소의 농도를 10 wt% 내지 35 wt%로 조절하여 0.1 내지 5 LPM (Liter Per Minute)으로 투입함으로써 유가금속의 회수율을 증대시킬 수 있다. 또한 과산화수소의 투입은 산 침출 과정 전반에 걸쳐서 일정 농도의 과산화수소를 일정한 속도로 투입하여야만 높은 효율로 유가금속을 회수할 수 있다.In the process of manufacturing a cathode material for a lithium secondary battery, in order to maintain or improve the battery characteristics, a complicated process such as a calcination process, the addition of carbon and other metal oxides, and a thermal fusion after the addition of a binder is performed. It has chemical resistance, which can act as an inhibitor in the recovery of valuable metals with acid. In order to remove the chemical resistance, the leaching efficiency can be maximized by adjusting the concentration and input speed of hydrogen peroxide. In the acid leaching process, hydrogen peroxide not only acts as a reducing agent to reduce metals, but also acts as an oxidizing agent to decompose organic compounds such as binders having chemical resistance. In the process of acid leaching, the concentration of hydrogen peroxide can be adjusted to 10 wt% to 35 wt% and added to 0.1 to 5 LPM (Liter Per Minute) to increase the recovery rate of valuable metals. In addition, the input of hydrogen peroxide must be performed at a constant rate of hydrogen peroxide at a constant concentration throughout the acid leaching process to recover valuable metals with high efficiency.

여과액에는 니켈, 코발트, 망간 등의 목적 성분과 철, 알루미늄, 마그네슘, 칼슘, 규소 등의 불순물 성분이 존재할 수 있다. 환원 처리된 폐 양극재의 경우 철과 알루미늄은 염산과 반응하여 FeCl3, AlCl3 형태로 침출되어 존재할 수 있다. 참고로, 산화물 형태의 폐 양극재의 경우 철과 알루미늄은 염산과 반응하여 FeCl2, AlCl2형태로 침출되어 존재할 수 있다.The filtrate may include target components such as nickel, cobalt, and manganese, and impurity components such as iron, aluminum, magnesium, calcium, and silicon. In the case of the reduced cathode waste material, iron and aluminum may be present in the form of FeCl 3 and AlCl 3 by reacting with hydrochloric acid. For reference, in the case of an oxide-type waste cathode material, iron and aluminum react with hydrochloric acid and may exist in the form of FeCl 2 and AlCl 2 .

다음으로, 상기 (b) 단계에서 분리된 여과액을 선택적 가수분해하여 금속성 불순물을 분리할 수 있다(c)(S30). Next, the metallic impurities may be separated by selectively hydrolyzing the filtrate separated in the step (b) (c) (S30).

분리된 여과액에는 니켈, 코발트, 망간 등의 목적 성분과 철, 알루미늄, 칼슘, 규소 등의 불순물 성분이 있는데, 본 공정에서는 불순물 성분을 선택적 가수분해를 통하여 분리하여 제거할 수 있다.The separated filtrate includes target components such as nickel, cobalt, and manganese, and impurity components such as iron, aluminum, calcium, and silicon. In this process, the impurity components can be separated and removed through selective hydrolysis.

(c) 단계는, 탄산나트륨(Na2CO3)의 함량이 탄산나트륨 수용액 전체 중량을 기준으로 10 wt% 내지 25 wt% 인 탄산나트륨 수용액을 반응조에 투입하는 과정을 포함할 수 있다. 이때 반응조 내부의 온도는 45℃ 내지 75℃ 이고, pH는 4.5 내지 5.5이며, 교반 속도는 180 내지 220 rpm 일 수 있다.Step (c), the content of sodium carbonate (Na 2 CO 3 ) The sodium carbonate aqueous solution of 10 wt% to 25 wt% based on the total weight of the aqueous solution of sodium carbonate may include a process of introducing into the reaction vessel. At this time, the temperature inside the reactor is 45°C to 75°C, the pH is 4.5 to 5.5, and the stirring speed may be 180 to 220 rpm.

(c) 단계를 거치면서 금속성 불순물인 알루미늄(Al), 철(Fe), 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca) 및 규소(Si) 중 1 이상이 선택적으로 가수분해 되어 수산화물 형태로 침전되고, 침전물은 여과를 거쳐 분리 제거될 수 있다. During step (c), at least one of aluminum (Al), iron (Fe), magnesium (Mg), calcium (Ca) and silicon (Si), which are metallic impurities, is selectively hydrolyzed to precipitate in the form of hydroxide, and precipitates The silver can be separated off by filtration.

<철 및 알루미늄 제거><Removal of iron and aluminum>

환원 처리된 폐 양극재의 경우 FeCl3, AlCl3 형태로 존재하는 철과 알루미늄은 탄산나트륨과 반응하여 Fe(OH)3, Al(OH)3 형태의 침전물을 형성하는데, 이러한 침전 반응은 pH를 5.5이상 유지해야 일어날 수 있다. 예를 들면, Al(OH)3는 pH가 5.5 이상이어야 침전될 수 있다. 하지만, pH가 5.5 이상이면 주요 유가금속인 니켈, 코발트, 망간 등 손실률이 증가하기 때문에 pH를 5.5 보다 낮게 유지할 필요가 있는데, 이러한 문제는 침출액에 다량의 과산화수소를 투입하여 AlCl3를 AlCl2의 형태로 변환시킴으로써 해결할 수 있다. 즉 침출액 내에 존재하는 알루미늄의 형태를 AlCl3 에서 AlCl2 로 변화시키면 pH 4.8~5.2 에서 알루미늄이 침전되기 때문에 이를 제거할 수 있다. 이로써 유가금속의 손실도 줄이면서 불순물인 알루미늄도 제거할 수 있다.In the case of the reduced cathode waste material, iron and aluminum present in the form of FeCl 3 and AlCl 3 react with sodium carbonate to form precipitates of Fe(OH) 3 and Al(OH) 3, which have a pH of 5.5 or higher. Maintaining can happen. For example, Al(OH) 3 can be precipitated when the pH is 5.5 or higher. However, if the pH is 5.5 or higher, it is necessary to maintain a low pH because the main valuable metals nickel, cobalt, manganese, such as loss rate higher than 5.5, such a problem by introducing a large amount of hydrogen peroxide in the leachate in the form of an AlCl 3 AlCl 2 It can be solved by converting to. That is, when the form of aluminum present in the leach solution is changed from AlCl 3 to AlCl 2 , aluminum can be removed at pH 4.8 to 5.2. As a result, it is possible to reduce the loss of valuable metals and also remove aluminum as an impurity.

참고로, 산화물 형태의 폐 양극재의 경우 FeCl2, AlCl2 형태로 존재하는 철과 알루미늄은 탄산나트륨과 반응하여 Fe(OH)2, Al(OH)2 형태의 침전물을 형성하는데 이러한 침전 반응은 pH 5.5 이하에서 일어날 수 있다. 예를 들면, Al(OH)2는 선택적 가수분해 시 pH 4.5~5.5에서 침전될 수 있다. For reference, in the case of an oxide-type waste cathode material, iron and aluminum present in the form of FeCl 2 and AlCl 2 react with sodium carbonate to form precipitates of Fe(OH) 2 and Al(OH) 2. It can happen below. For example, Al(OH) 2 may precipitate at pH 4.5-5.5 upon selective hydrolysis.

<칼슘 및 규소 제거><Calcium and silicon removal>

산화물 형태의 폐 양극재의 경우 선택적 가수분해 시 pH가 5.5 이거나 그 이상이어도 칼슘 및 규소가 기준치 이하로 제거되지 않는 반면, 환원 처리한 폐 양극재의 경우 선택적 가수분해 시 pH가 5.0 이하일 때에도 칼슘 및 규소가 NCM 복합 황산염 용액으로 사용할 수 있는 기준치인 20mg/kg 이하로 제거될 수 있다. 선택적 가수분해 시 pH가 5.5 이상이면 니켈, 코발트, 망간 등의 유가금속이 손실량이 증가하기 때문에 pH를 5.0 이하로 유지하는 것이 경제적이다.In the case of an oxide-type waste cathode material, calcium and silicon are not removed below a standard value even when the pH is 5.5 or higher during selective hydrolysis, whereas in the case of a waste cathode material that is reduced, calcium and silicon are not present even when the pH is 5.0 or less during selective hydrolysis. It can be removed below 20mg/kg, which is a standard that can be used as an NCM complex sulfate solution. In the case of selective hydrolysis, if the pH is 5.5 or more, it is economical to maintain the pH at 5.0 or less because valuable metals such as nickel, cobalt, and manganese increase.

다음으로, 상기 (c) 단계에서 얻은 여과액을 가수분해하여 리튬을 분리하고 케이크를 수득할 수 있다(연속식 가수분해)(d)(S40). Next, the filtrate obtained in step (c) is hydrolyzed to separate lithium and a cake can be obtained (continuous hydrolysis) (d) (S40).

(d) 단계는, 탄산나트륨(Na2CO3)의 함량이 탄산나트륨 수용액 전체 중량을 기준으로 10 wt% 내지 25 wt%인 탄산나트륨 수용액을 반응조에 투입하는 과정을 포함할 수 있다. 이때 반응조 내부의 온도는 45℃ 내지 75℃ 이고, pH는 6.5 내지 8.5 이며, 교반 속도는 250 내지 350 rpm 일 수 있다.Step (d), the content of sodium carbonate (Na 2 CO 3 ) The sodium carbonate aqueous solution of 10 wt% to 25 wt% based on the total weight of the aqueous sodium carbonate solution may include a step of introducing into the reaction vessel. At this time, the temperature inside the reactor is 45°C to 75°C, the pH is 6.5 to 8.5, and the stirring speed may be 250 to 350 rpm.

가수분해 반응을 유도함에 있어 여과액을 250rpm 내지 350rpm으로 교반하면서, 상온 이상의 온도, 바람직하게는 45℃ 내지 75℃에서 여과액에 탄산나트륨을 투입하여 탄산나트륨이 리튬, 니켈, 코발트, 망간과 정량적으로 반응하여 금속 성분이 탄산염(Carbonate)으로 침전되어 분리되도록 할 수 있다.In inducing the hydrolysis reaction, sodium carbonate is quantitatively reacted with lithium, nickel, cobalt, and manganese by adding sodium carbonate to the filtrate at a temperature higher than room temperature, preferably 45° C. to 75° C. while stirring the filtrate at 250 rpm to 350 rpm. By doing so, the metal component can be precipitated and separated as a carbonate.

불순물로 잔존하는 리튬은 가용화된 탄산리튬(Li2CO3(ℓ))으로 전환되고, 니켈, 코발트, 망간은 침전된 탄산니켈(NiCO3(s)), 탄산코발트(CoCO3(s)), 탄산망간(MnCO3(s))으로 전환되고, 리튬은 용액으로 니켈, 코발트, 망간은 수산화물 케이크(hydroxide cake)로 분리하여 수득할 수 있다.Lithium remaining as an impurity is converted to solubilized lithium carbonate (Li 2 CO 3 (ℓ)), and nickel, cobalt, and manganese are precipitated nickel carbonate (NiCO 3 (s)) and cobalt carbonate (CoCO 3 (s)) , Converted to manganese carbonate (MnCO 3 (s)), and lithium can be obtained by separating nickel, cobalt, and manganese into a hydroxide cake.

또한, 폐 양극재에는 니켈, 코발트, 망간의 유가금속 외에도 전지특성의 향상을 위한 목적에서 첨가되거나, 또는 폐 양극재를 분리 회수하는 과정에서 유입되는 마그네슘(Mg), 철(Fe), 알루미늄(Al), 규소(Si) 등 기타 금속성 불순물들이 다수 존재할 수 있다. 상기의 금속성 불순물들은 상기 (b) 단계의 선택적 가수분해를 통하여 상당수 제거 가능하지만, 일부 불순물 칼슘(Ca), 마그네슘(Mg), 규소(Si) 등은 실제적으로 온전히 제거하기에는 어려움이 있다.In addition, magnesium, Mg, iron, Fe, and aluminum introduced in the process of separating and recovering the waste cathode material are added to the waste cathode material for the purpose of improving battery characteristics in addition to the valuable metals of nickel, cobalt, and manganese. Al), silicon (Si) and other metallic impurities may be present. The metallic impurities can be removed by a significant amount through the selective hydrolysis of step (b), but some impurities such as calcium (Ca), magnesium (Mg), silicon (Si), etc. are practically difficult to completely remove.

추가적으로, 상기 (d) 단계에서 수득된 케이크를 황산 용액으로 침출하는 단계를 더 포함할 수 있다(2차 산 침출)(e)(S50).Additionally, the step (d) may further include a step of leaching the cake obtained with a sulfuric acid solution (secondary acid leaching) (e) (S50).

(d) 단계에서 수득된 금속 탄산염 케이크를 황산 용액에 넣고 50℃ 내지 85℃ 에서 300분 내지 500분 동안 재침출을 수행하여 양극활물질 전구체 제조에 사용할 수 있는 복합 황산염 용액을 제조할 수 있다. The metal carbonate cake obtained in step (d) is put in a sulfuric acid solution and re-leaching is performed at 50°C to 85°C for 300 minutes to 500 minutes to prepare a complex sulfate solution that can be used for preparing a positive electrode active material precursor.

이렇게 얻은 니켈-코발트-망간 복합 황산염 용액에, 황산니켈, 황산코발트, 황산망간 등 1종 이상을 적절하게 더 혼합하여 니켈, 코발트, 망간의 조성을 원하는 대로 조절할 수 있다.The nickel-cobalt-manganese complex sulfate solution thus obtained may be further suitably mixed with one or more of nickel sulfate, cobalt sulfate, and manganese sulfate to adjust the composition of nickel, cobalt, and manganese as desired.

이하 실시 예를 통하여 본 발명에 대하여 보다 상세하게 설명한다. 하지만 본 발명이 실시 예에 한정되는 것은 아니다.The present invention will be described in more detail through the following examples. However, the present invention is not limited to the embodiments.

1. 리튬이차전지 폐 양극재 준비 및 배소1. Preparation and roasting of lithium secondary battery waste cathode material

리튬이차전지 폐 양극재로 니켈, 코발트 및 망간의 삼원계 양극재 중 523조성(니켈, 코말트, 망간의 몰비가 5:2:3)을 준비하였다. 탄소물질로는 1% 염산으로 산세하여 불순물을 제거한 후 105℃에서 건조한 활성탄소 분말을 준비하였다.As a lithium secondary battery waste cathode material, 523 compositions (molar ratio of nickel, comalt, and manganese of 5:2:3) among ternary cathode materials of nickel, cobalt, and manganese were prepared. After removing impurities by pickling with 1% hydrochloric acid as a carbon material, an activated carbon powder dried at 105°C was prepared.

폐 양극재 1kg과, 폐 양극재 내 존재하는 리튬 1몰 대비 탄소 1몰을 혼합하여 회전식 소성로에 넣고 800℃의 온도를 유지하며 질소 분위기에서 60분 동안 배소공정을 실시하였다. 1 kg of the waste cathode material and 1 mole of carbon compared to 1 mole of lithium present in the waste cathode material were mixed into a rotary kiln to maintain a temperature of 800° C. and a roasting process was performed in a nitrogen atmosphere for 60 minutes.

폐 양극재에 산화물로 형태로 존재하던 리튬은 탄소를 투입하고 환원시킴으로 인하여 탄산리튬으로 전환되었고, 니켈, 코발트, 망간 등의 유가금속과 불순물로 작용하는 철, 알루미늄, 칼슘, 규소 등은 산화물에서 금속물질로 환원되었다. Lithium, which was present in the form of oxide in the waste cathode material, was converted to lithium carbonate by introducing and reducing carbon, and valuable metals such as nickel, cobalt, and manganese, and iron, aluminum, calcium, and silicon, which act as impurities, from oxides It was reduced to a metallic material.

2. 수 침출2. Water leaching

수 침출 공정은 배소된 NCM 폐양극재 원료 500g을 4,000ml 증류수에 침지시킨 후 80℃에서 2시간 교반 후 리튬을 분리하였다. 탄산리튬 형태로 존재하는 리튬은 NCM 복합 황산염 제조 시 불순물로 작용하기 때문에 수 침출을 통해 침출액으로 침출하여 분리하고, 남은 잔류물을 건조시켜 고형물을 얻었다.In the water leaching process, 500 g of the roasted NCM waste cathode material was immersed in 4,000 ml distilled water, and then stirred at 80° C. for 2 hours to separate lithium. Lithium present in the form of lithium carbonate acts as an impurity in the production of NCM complex sulfate, so it is separated by leaching with a leach solution through water leaching, and the remaining residue is dried to obtain a solid.

표 3에 배소 공정을 거치지 않은 폐 양극재(A)과 배소 공정을 거친 폐 양극재(B)에 대하여 수 침출 공정을 거친 후에 고주파 유도 결합 플라즈마(Inductively Coupled Plasma, ICP-MS)를 이용하여 성분을 분석한 결과를 나타내었다.In Table 3, the components using the high-frequency inductively coupled plasma (ICP-MS) after the water leaching process for the waste cathode material (A) that has not undergone the roasting process and the waste cathode material (B) that has undergone the roasting process The results were analyzed.

구분division NiNi CoCo MnMn LiLi MgMg CaCa FeFe NaNa AlAl SiSi AA 251,400251,400 96,24096,240 180,000180,000 64,42064,420 108108 460460 220220 847847 3,1413,141 680680 BB 341,000341,000 148,500148,500 137,200137,200 11,11011,110 273273 830830 4,3884,388 3,3173,317 3,8493,849 1,1541,154

[단위: mg/kg][Unit: mg/kg]

3. 산 침출 3. Acid leaching

배소 공정을 통하여 환원된 상기 폐 양극재 150g을 순수 400㎖가 충진된 파이렉스 2ℓ 반응조에 넣고 1몰에 해당하는 염산 455㎖를 300rpm으로 교반하면서 서서히 투입하였다. 반응 온도는 염산 투입 후 자체 발열 반응으로 50℃까지 상승하였으며, 이후에는 핫 플레이트를 이용하여 85±10℃로 유지하였다. 반응조는 핫 플레이트(Hot plate) 위에 올려서 온도를 조정하였다. 반응 시간은 180분 동안 유지하여 침출을 수행하였다. 150 g of the waste cathode material reduced through the roasting process was placed in a Pyrex 2 L reactor filled with 400 ml of pure water, and 455 ml of hydrochloric acid corresponding to 1 mol was slowly added while stirring at 300 rpm. After the reaction temperature was added to hydrochloric acid, the temperature rose to 50°C by self-exothermic reaction, and then maintained at 85±10°C using a hot plate. The reaction tank was placed on a hot plate to adjust the temperature. The reaction time was maintained for 180 minutes to perform leaching.

염산 투입 후 환원제인 과산화수소를 100분 동안 1㎖/분의 속도로 일정하게 투입하였다. 과산화수소로는 침출 효율의 증대를 위하여 35wt% 과산화수소 40㎖에 순수 60㎖를 더하여 총량 100㎖을 사용하였다. 반응 완료 후 pH는 1.20으로 측정 되었다.After the introduction of hydrochloric acid, hydrogen peroxide, a reducing agent, was constantly added at a rate of 1 ml/min for 100 minutes. In order to increase the leaching efficiency as hydrogen peroxide, 60 ml of pure water was added to 40 ml of 35 wt% hydrogen peroxide, and a total amount of 100 ml was used. After completion of the reaction, the pH was measured to be 1.20.

표 4에 배소 공정을 거치지 않은 폐 양극재를 산 침출하여 얻은 침출액(AA)과 배소 공정을 거친 폐 양극재를 산 침출하여 얻은 침출액(BB)에 대한 성분 분석 결과를 나타내었다. Table 4 shows the results of the component analysis of the leachate (AA) obtained by acid leaching of the waste cathode material not subjected to the roasting process and the leachate (BB) obtained by acid leaching of the waste cathode material after the roasting process.

구분division NiNi CoCo MnMn LiLi MgMg CaCa FeFe NaNa AlAl SiSi AAAA 23,30023,300 8,8308,830 17,24017,240 5,6945,694 99 2727 2020 8484 295295 3232 BBBB 25,92025,920 11,75011,750 10,92010,920 839839 2525 3232 350350 150150 305305 5555

[단위: mg/kg][Unit: mg/kg]

4. 선택적 가수분해4. Selective hydrolysis

염산 침출액을 파이렉스 2ℓ 반응조에 넣고 온도를 50±5℃ 로 유지한 상태에서, 불순물(알루미늄, 철)의 당량의 1.3배인 15wt% 탄산나트륨 수용액 42㎖ 를 서서히 투입하고 30분 동안 유지한 후 여과하고, 잔사를 순수로 세척하여 세척액 포함하여 여과액 900㎖를 수득하였다. 이때 pH는 5.0으로 조절하였다.The hydrochloric acid leachate was placed in a 2 L Pyrex reaction tank and the temperature was maintained at 50±5° C., 42 ml of 15 wt% sodium carbonate aqueous solution, 1.3 times the equivalent of impurities (aluminum, iron), was slowly added and maintained for 30 minutes, followed by filtration. The residue was washed with pure water to obtain 900 ml of a filtrate including the washing liquid. At this time, the pH was adjusted to 5.0.

리튬이차전지 폐 양극재를 산 침출(염산 및 과산화수소) 후 선택적 가수분해(pH 5.0 조정)를 통하여 Al, Fe 뿐만 아니라 Ca, Si 등의 금속 불순물 등을 분리 제거한 후 이를 여과하여 여과액을 준비하였다.After the acidic leaching of the lithium secondary battery waste cathode material (hydrochloric acid and hydrogen peroxide), metal impurities such as Ca and Si as well as Al and Fe were separated and removed through selective hydrolysis (pH 5.0 adjustment), followed by filtration to prepare a filtrate. .

표 5에 배소 공정을 거치지 않은 폐 양극재를 산 침출 및 선택적 가수분해한 후 얻은 여과액(AAA)과 배소 공정을 거친 폐 양극재를 산 침출 및 선택적 가수분해 후 얻은 여과액(BBB)에 대한 성분 분석 결과를 나타내었다. Table 5 shows the filtrate (AAA) obtained after acid leaching and selective hydrolysis of the waste cathode material not subjected to the roasting process and the filtrate (BBB) obtained after acid leaching and selective hydrolysis of the waste cathode material after the roasting process. Component analysis results are shown.

구분division NiNi CoCo MnMn LiLi MgMg CaCa FeFe NaNa AlAl SiSi AAAAAA 22,27022,270 8,8308,830 16,93016,930 5,4205,420 99 2525 00 1,3401,340 00 2626 BBBBBB 24,78024,780 11,17011,170 10,73010,730 799799 99 88 00 3,3703,370 00 88

[단위: mg/kg][Unit: mg/kg]

표 6에 상기 분석 결과를 종합하여 나타내었다.Table 6 summarizes the results of the analysis.

구분division 배소공정(환원) 전 원료Raw material before roasting process (reduction) 배소공정(환원) 후 원료Raw material after roasting process (reduction) 산 침출액
[mg/kg]
Acid leach
[mg/kg]
선택적 가수분해 후
[mg/kg]
After selective hydrolysis
[mg/kg]
제거율[%]Removal rate [%] 산 침출액
[mg/kg]
Acid leach
[mg/kg]
선택적 가수분해 후
[mg/kg]
After selective hydrolysis
[mg/kg]
제거율[%]Removal rate [%]
AlAl 295295 00 100100 305305 00 100100 FeFe 2020 00 100100 350350 00 100100 CaCa 2727 2525 11.111.1 3232 88 75.975.9 SiSi 3232 2626 15.615.6 5555 88 85.385.3

[단위: mg/kg][Unit: mg/kg]

표 6를 참조하면, 배소 공정을 거치지 않은 폐 양극재의 경우 가수분해 공정 진행 후 칼슘 및 규소의 농도는 각각 24mg/kg, 27mg/kg으로 NCM 복합 황산염 용액의 불순물 허용 기준인 20mg/kg을 초과하지만, 배소 공정을 거친 폐 양극재의 경우 가수분해 공정 후 칼슘 및 규소의 농도가 각각 7.7mg/kg, 8.1mg/kg으로 NCM 복합 황산염 용액의 불순물 하용 기준인 20mg/kg 보다 작아 적합함을 확인할 수 있다.Referring to Table 6, in the case of the waste cathode material that has not been subjected to the roasting process, the concentrations of calcium and silicon after the hydrolysis process are 24 mg/kg and 27 mg/kg, respectively, exceeding the impurity acceptance criteria of the NCM complex sulfate solution, 20 mg/kg. , In the case of the waste cathode material that has undergone the roasting process, the concentrations of calcium and silicon after the hydrolysis process are 7.7 mg/kg and 8.1 mg/kg, respectively, which is less than 20 mg/kg, which is an impurity limit for the NCM complex sulfate solution. .

5. 연속식 가수분해 및 NCM 복합 황산염 용액의 제조5. Continuous hydrolysis and preparation of NCM complex sulfate solution

상기 여과액에 탄산나트륨 수용액 전체중량을 기준으로 20 wt% 탄산나트륨 수용액을 투입하였다. 반응조의 온도는 60℃, pH는 7로 유지하고, 교반속도는 350 rpm으로 유지하여, 리튬을 포함하는 수용액과 니켈, 코발트, 망간을 포함하는 수산화물 케이크로 분리 수득하였다. 상기 케이크를 황산용액에 넣고 70℃에서 400분 동안 이용하여 침출하여 니켈-코발트-망간 복합 황산염 용액을 제조하였다.20 wt% aqueous sodium carbonate solution was added to the filtrate based on the total weight of the aqueous sodium carbonate solution. The temperature of the reaction tank was maintained at 60° C., the pH was 7, and the stirring speed was maintained at 350 rpm, to obtain an aqueous solution containing lithium and a hydroxide cake containing nickel, cobalt, and manganese. The cake was placed in a sulfuric acid solution and leached at 70° C. for 400 minutes to prepare a nickel-cobalt-manganese complex sulfate solution.

표 7에 배소 공정을 거치지 않은 폐 양극재를 이용하여 제조한 복합 황산염 용액에 대한 성분 분석 결과를 공정의 흐름에 따라 나타내었고, 표 8에 배소 공정을 거친 폐 양극재를 이용하여 제조한 복합 황산염 용액에 대한 성분 분석 결과를 공정의 흐름에 따라 나타내었다.Table 7 shows the results of component analysis for the composite sulfate solution prepared using the waste cathode material not subjected to the roasting process according to the process flow, and Table 8 shows the composite sulfate prepared using the waste cathode material subjected to the roasting process. The results of the component analysis for the solution are shown according to the flow of the process.

구분division 배소공정(환원) 전 원료Raw material before roasting process (reduction) 환원 전 원료Raw material before reduction 1차 염산침출1st hydrochloric acid leaching 선택적 가수분해Selective hydrolysis 연속식 가수분해Continuous hydrolysis 산세/수세Pickling/washing 2차 황산침출Secondary sulfuric acid leaching NiNi 251,400251,400 23,30023,300 22,270 22,270 37,860 37,860 34,710 34,710 45,550 45,550 CoCo 96,24096,240 8,8308,830 8,830 8,830 14,390 14,390 13,230 13,230 17,548 17,548 MnMn 180,000180,000 17,24017,240 16,930 16,930 28,870 28,870 26,370 26,370 31,801 31,801 LiLi 62,24062,240 5,6945,694 5,420 5,420 104 104 76 76 96 96 MgMg 108108 99 9 9 11 11 8 8 11 11 CaCa 460460 2727 25 25 25 25 24 24 24 24 AnAn 22 22 0 0 0 0 0 0 0 0 CuCu 00 00 0 0 0 0 0 0 0 0 FeFe 220220 2020 0 0 0 0 0 0 0 0 NaNa 847847 8484 1,340 1,340 3,250 3,250 623 623 797 797 AlAl 3,1413,141 2525 0 0 0 0 0 0 0 0 SiSi 680680 3232 26 26 24 24 24 24 26 26

[단위: mg/kg][Unit: mg/kg]

구분division 배소공정(환원) 후 원료Raw material after roasting process (reduction) 환원 후 원료Raw material after reduction 1차 염산침출1st hydrochloric acid leaching 선택적 가수분해Selective hydrolysis 연속식 가수분해Continuous hydrolysis 산세/수세Pickling/washing 2차 황산침출Secondary sulfuric acid leaching NiNi 341,000 341,000 25,920 25,920 24,780 24,780 41,850 41,850 38,335 38,335 50,570 50,570 CoCo 148,500 148,500 11,750 11,750 11,170 11,170 18,865 18,865 17,286 17,286 23,352 23,352 MnMn 137,200 137,200 10,920 10,920 10,730 10,730 18,121 18,121 16,621 16,621 20,138 20,138 LiLi 11,110 11,110 839 839 799 799 95 95 64 64 83 83 MgMg 273 273 25 25 9 9 8 8 9 9 9 9 CaCa 830 830 32 32 8 8 9 9 7 7 8 8 AnAn 22 22 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 CuCu 162 162 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 FeFe 4,388 4,388 350 350 0 0 0 0 0 0 0 0 NaNa 3,317 3,317 150 150 3,370 3,370 4,315 4,315 738 738 850 850 AlAl 3,849 3,849 305 305 0 0 0 0 0 0 0 0 SiSi 1,154 1,154 55 55 8 8 8 8 8 8 9 9

[단위: mg/kg][Unit: mg/kg]

표 7 및 8을 참조하면, 배소 공정을 거치지 않은 경우 칼슘과 규소의 농도가 NCM 복합 황산염 용액에서 허용되는 금속 불순물의 허용 농도를 초과하였지만, 배소 공정을 거친 경우 금속 불순물의 허용 농도 범위 이내인 것으로 확인할 수 있다.Referring to Tables 7 and 8, when the roasting process was not performed, the concentrations of calcium and silicon exceeded the allowable concentrations of the metal impurities allowed in the NCM complex sulfate solution, but when the roasting process was performed, the concentrations of the metal impurities were within the allowable concentration range. Can be confirmed.

상기 결과로부터, 배소 공정을 거쳐 환원된 폐 양극재를 사용하는 경우 선택적 가수분해 공정에서 칼슘 및 규소를 효과적으로 제거할 수 있었고 이로 인하여 허용 기준에 적합한 복합 황산염 용액을 제조할 수 있음을 확인할 수 있다. 반면에 배소 공정을 거치지 않은 산화물 형태의 폐 양극재를 사용하는 경우 가수 분해 공정에서 칼슘 및 규소를 효과적으로 제거할 수 없었고, 허용 기준에 적합한 복합 황산염 용액을 제조할 수 없음을 확인할 수 있다.From the above results, it can be confirmed that when the waste cathode material reduced through the roasting process was used, calcium and silicon could be effectively removed in the selective hydrolysis process, and thus, a complex sulfate solution meeting the acceptance criteria could be prepared. On the other hand, when using a waste cathode material in the form of an oxide that has not been subjected to a roasting process, it was confirmed that calcium and silicon could not be effectively removed in the hydrolysis process, and that a complex sulfate solution meeting the acceptance criteria could not be prepared.

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 terminology used in the present invention is for describing specific embodiments, and is not intended to limit the present invention. Singular expressions should be considered to include plural meanings, unless the context is clear. The terms “include” or “have” mean that there are features, numbers, steps, actions, elements, or combinations thereof described in the specification, and are not intended to exclude them. The present invention is not limited by the above-described embodiments and the accompanying drawings, but is intended to be limited by the appended claims. Accordingly, various forms of substitution, modification, and modification will be possible by those skilled in the art without departing from the technical spirit of the present invention as set forth in the claims, and it should be considered that this also belongs to the scope of the present invention. something to do.

Claims (11)

(a) 산화물 형태의 리튬이차전지 폐 양극재를 배소 공정을 통하여 환원시키는 단계;
(b) 배소공정을 통하여 환원된 리튬이차전지 폐 양극재를 산으로 침출하고 여과하는 단계; 및
(c) 상기 (b) 단계에서 분리된 여과액을 선택적 가수분해하여 금속성 불순물을 분리하는 단계;를 포함하되,
상기 (a) 단계에서, 상기 산화물 형태의 리튬이차전지 폐 양극재 중 칼슘 및 규소의 함량이 300mg/kg 초과이고, 상기 (c) 단계를 거친 후 상기 여과액 중 칼슘 및 규소의 함량이 20mg/kg 이하인, 리튬이차전지 폐 양극재를 재생하여 니켈-코발트-망간 복합 황산염 용액을 제조하는 방법.
(A) reducing the anode material of the lithium secondary battery in the form of oxide through a roasting process;
(b) leaching and filtering the waste cathode material of the lithium secondary battery reduced through the roasting process with acid; And
(c) separating the metallic impurities by selectively hydrolyzing the filtrate separated in the step (b);
In the step (a), the content of calcium and silicon in the waste cathode material of the lithium secondary battery of the oxide form is more than 300mg/kg, and after the step (c), the content of calcium and silicon in the filtrate is 20mg/ A method of producing a nickel-cobalt-manganese complex sulfate solution by regenerating a waste cathode material of a lithium secondary battery of less than kg.
제1항에 있어서,
(a) 단계에서, 상기 배소 공정은,
상기 산화물 형태의 리튬이차전지 폐 양극재에 잔존하는 리튬 1몰 대비 0.5몰 내지 1.0몰의 활성탄소를 투입하여 혼합한 후 혼합물을 600℃ 내지 900℃에서 60분 내지 120분 동안 유지하여 수행되는, 리튬이차전지 폐 양극재를 재생하여 니켈-코발트-망간 복합 황산염 용액을 제조하는 방법.
According to claim 1,
In step (a), the roasting process,
It is performed by adding and mixing 0.5 mol to 1.0 mol of activated carbon compared to 1 mol of lithium remaining in the oxide-type lithium secondary battery waste cathode material, and then maintaining the mixture at 600°C to 900°C for 60 to 120 minutes, Method for producing a nickel-cobalt-manganese complex sulfate solution by regenerating a lithium secondary battery waste cathode material.
제1항에 있어서,
(b) 단계에서, 침출 공정은,
염산 존재 하에 환원제로서 과산화수소를 반응조에 투입하여 75℃ 내지 85℃ 에서 180분 내지 300분 동안 수행되는, 리튬이차전지 폐 양극재를 재생하여 니켈-코발트-망간 복합 황산염 용액을 제조하는 방법.
According to claim 1,
In step (b), the leaching process,
Method for preparing a nickel-cobalt-manganese complex sulfate solution by regenerating a waste cathode material of a lithium secondary battery, which is performed for 180 minutes to 300 minutes at 75°C to 85°C by introducing hydrogen peroxide as a reducing agent in the presence of hydrochloric acid.
제3항에 있어서,
상기 과산화수소의 농도를 10 wt% 내지 35 wt% 로 조절하여 0.1 내지 5 LPM (Liter Per Minute)으로 투입하는, 리튬이차전지 폐 양극재를 재생하여 니켈-코발트-망간 복합 황산염 용액을 제조하는 방법.
According to claim 3,
Method of preparing a nickel-cobalt-manganese complex sulfate solution by regenerating a waste cathode material of a lithium secondary battery by adjusting the concentration of the hydrogen peroxide to 10 wt% to 35 wt% and adding it in 0.1 to 5 LPM (Liter Per Minute).
제4 항에 있어서,
침출 공정 후 반응조 내부의 pH가 0.8 내지 1.8이 되도록 상기 염산 및 상기 과산화수소의 투입량을 각각 조절하는, 리튬이차전지 폐 양극재를 재생하여 니켈-코발트-망간 복합 황산염 용액을 제조하는 방법.
According to claim 4,
A method of producing a nickel-cobalt-manganese complex sulfate solution by regenerating the waste cathode material of a lithium secondary battery, wherein the input amounts of the hydrochloric acid and the hydrogen peroxide are respectively adjusted such that the pH inside the reaction tank is 0.8 to 1.8 after the leaching process.
제1항에 있어서,
(c) 단계는, 탄산나트륨(Na2CO3)의 함량이 탄산나트륨 수용액 전체 중량을 기준으로 10wt% 내지 25wt%인 탄산나트륨 수용액을 반응조에 투입하는 과정을 포함하는, 리튬이차전지 폐 양극재를 재생하여 니켈-코발트-망간 복합 황산염 용액을 제조하는 방법.
According to claim 1,
Step (c) comprises the step of adding a sodium carbonate aqueous solution having a content of sodium carbonate (Na 2 CO 3 ) of 10 wt% to 25 wt% based on the total weight of the aqueous sodium carbonate solution in a reaction tank, by regenerating the waste cathode material of a lithium secondary battery. Method for preparing a nickel-cobalt-manganese complex sulfate solution.
제6항에 있어서,
상기 반응조는 내부 온도가 45℃ 내지 75℃ 이고, pH는 4.5 내지 5.5이며, 교반 속도는 180rpm 내지 220rpm인, 리튬이차전지 폐 양극재를 재생하여 니켈-코발트-망간 복합 황산염 용액을 제조하는 방법.
The method of claim 6,
The reaction tank has an internal temperature of 45°C to 75°C, a pH of 4.5 to 5.5, and a stirring speed of 180rpm to 220rpm, a method of producing a nickel-cobalt-manganese composite sulfate solution by regenerating a lithium secondary battery waste cathode material.
제1항에 있어서,
(c) 단계에서, 상기 금속성 불순물은, 알루미늄(Al), 철(Fe), 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 규소(Si)로 이루어진 군에서 선택되는 1 종 이상을 포함하는, 리튬이차전지 폐 양극재를 재생하여 니켈-코발트-망간 복합 황산염 용액을 제조하는 방법.
According to claim 1,
In the step (c), the metallic impurities include at least one selected from the group consisting of aluminum (Al), iron (Fe), magnesium (Mg), calcium (Ca), and silicon (Si), lithium secondary Method for producing a nickel-cobalt-manganese complex sulfate solution by recycling the battery waste cathode material.
제1항에 있어서,
(d) 상기 (c) 단계에서 얻은 여과액을 가수분해하여 리튬을 분리하고 케이크를 수득하는 단계를 더 포함하되,
상기 (d) 단계는, 탄산나트륨(Na2CO3)의 함량이 탄산나트륨 수용액 전체 중량을 기준으로 10wt% 내지 25wt%인 탄산나트륨 수용액을 반응조에 투입하는 과정을 포함하는, 리튬이차전지 폐 양극재를 재생하여 니켈-코발트-망간 복합 황산염 용액을 제조하는 방법.
According to claim 1,
(d) further comprising hydrolyzing the filtrate obtained in step (c) to separate lithium and obtaining a cake,
In the step (d), the process of adding a sodium carbonate aqueous solution having a content of sodium carbonate (Na 2 CO 3 ) of 10 wt% to 25 wt% based on the total weight of the aqueous sodium carbonate solution in a reaction tank is used to regenerate the waste cathode material of a lithium secondary battery. Method for preparing a nickel-cobalt-manganese complex sulfate solution.
제9항에 있어서,
상기 반응조는, 내부 온도가 45℃ 내지 75℃ 이고, pH는 6.5 내지 8.5 이며, 교반 속도는 250rpm 내지 350rpm인 것을 특징으로 하는, 리튬이차전지 폐 양극재를 재생하여 니켈-코발트-망간 복합 황산염 용액을 제조하는 방법.
The method of claim 9,
The reaction tank, the internal temperature is 45 ℃ to 75 ℃, pH is 6.5 to 8.5, characterized in that the stirring rate is 250rpm to 350rpm, nickel-cobalt-manganese composite sulfate solution by regenerating the lithium secondary battery waste cathode material How to manufacture.
제9항에 있어서,
(e) 상기 (d) 단계에서 얻은 케이크를 산으로 침출하고 여과하는 단계를 더 포함하되,
상기 (e) 단계에서, 황산 존재 하에 환원제로서 과산화수소를 반응조에 투입하여 50℃ 내지 85℃에서 300분 내지 500분 동안 침출하는, 리튬이차전지 폐 양극재를 재생하여 니켈-코발트-망간 복합 황산염 용액을 제조하는 방법.
The method of claim 9,
(e) further comprising the step of leaching and filtering the cake obtained in step (d) with acid,
In the step (e), a nickel-cobalt-manganese complex sulfate solution is regenerated by regenerating the waste cathode material of a lithium secondary battery, which is introduced into a reaction tank in the presence of sulfuric acid as a reducing agent and leached at 50°C to 85°C for 300 to 500 minutes. How to manufacture.
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