KR102530619B1 - Method for recoverying lithium and valuable metal from used lithium ion battery - Google Patents

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Abstract

본 발명은 폐리튬이온배터리로부터 리튬 및 유가금속을 회수하는 방법에 관한 것이다. 구체적으로 본 발명의 일 실시예에 따르면 폐리튬이온배터리를 전처리하여 망간, 코발트 및 니켈 중 하나 이상과 리튬을 포함하는 리튬전처리소재를 획득하는 전처리 단계; 상기 리튬전처리소재를 가열함으로써 리튬중간체와 금속산화물을 획득하는 배소 단계; 상기 리튬중간체로부터 리튬(lithium)을 획득하는 리튬 획득 단계; 산(acid) 및 과산화수소(H2O2) 중 하나 이상과 상기 금속산화물을 혼합하여 상기 금속산화물이 침출된 침출액을 획득하는 침출 단계; 및 상기 침출 단계에서 획득된 상기 침출액으로부터 망간, 코발트 및 니켈 중 하나 이상을 회수하는 회수 단계를 포함하며, 상기 리튬 획득 단계는 상기 침출 단계 및 상기 회수 단계 이전에 수행되는, 폐리튬이온배터리로부터 리튬 및 유가금속을 회수하는 방법이 제공될 수 있다.The present invention relates to a method for recovering lithium and valuable metals from waste lithium ion batteries. Specifically, according to an embodiment of the present invention, a pre-treatment step of pre-processing a waste lithium ion battery to obtain a lithium pre-treatment material containing at least one of manganese, cobalt, and nickel and lithium; A roasting step of obtaining a lithium intermediate and a metal oxide by heating the lithium pretreatment material; A lithium acquisition step of obtaining lithium from the lithium intermediate; A leaching step of mixing at least one of an acid and hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) with the metal oxide to obtain a leachate in which the metal oxide is leached; and a recovering step of recovering at least one of manganese, cobalt, and nickel from the leachate obtained in the leaching step, wherein the lithium obtaining step is performed before the leaching step and the recovering step. And a method for recovering the valuable metal may be provided.

Description

폐리튬이온배터리로부터 리튬 및 유가금속을 회수하는 방법{METHOD FOR RECOVERYING LITHIUM AND VALUABLE METAL FROM USED LITHIUM ION BATTERY}Method for recovering lithium and valuable metals from waste lithium ion batteries {METHOD FOR RECOVERYING LITHIUM AND VALUABLE METAL FROM USED LITHIUM ION BATTERY}

본 발명은 폐리튬이온배터리로부터 리튬 및 유가금속을 회수하는 방법에 대한 발명이다. The present invention relates to a method for recovering lithium and valuable metals from a waste lithium ion battery.

최근에는 리튬이온배터리가 스마트폰, 모바일 기기 등의 전자기기뿐만 아니라 전기자동차에도 많이 사용되면서 기하급수적으로 그 수요량이 증가하고 있다. 이러한 리튬이온배터리는 전기자동차가 차세대 이동수단으로서 수요가 증가함에 따라 미래에 그 수요가 더욱 증가할 것으로 예상된다.In recent years, lithium ion batteries have been widely used not only in electronic devices such as smart phones and mobile devices but also in electric vehicles, and the demand for them is increasing exponentially. The demand for lithium ion batteries is expected to further increase in the future as demand for electric vehicles increases as a next-generation means of transportation.

한편, 전기자동차에 사용되는 리튬이온배터리는 큰 전기용량을 필요로 하기 때문에, 복수 개의 배터리셀(bateery cell), 배터리모듈(battery module) 및 배터리팩(battery pack) 단위로 전기자동차에 설치되어 사용되고 있다. 이처럼, 리튬이온배터리의 용량 및 사용량이 증가함에 따라 리튬이온배터리의 폐기량도 증가하고 있다. On the other hand, since lithium ion batteries used in electric vehicles require a large electric capacity, they are installed and used in electric vehicles in units of a plurality of battery cells, battery modules, and battery packs. there is. As such, as the capacity and usage of the lithium ion battery increases, the disposal amount of the lithium ion battery also increases.

그러나, 폐리튬이온배터리의 처리에 대한 연구는 아직 활성화되지 않았으며, 폐리튬이온배터리에 대한 재활용도 아직은 미비한 실정이다. 예를 들어, 무분별하게 버려지는 폐리튬이온배터리에 의해 오염이 발생하며, 자연이 훼손되는 문제가 있다. 또한, 리튬이온배터리를 제조하기 위해 사용되는 리튬, 니켈, 코발트 및 망간 등은 지구에 한정적인 자원으로서 무분별하게 사용될 경우 자원이 빠르게 고갈될 수 있다. 게다가, 전기차 시장이 확대됨에 따라 리튬이온배터리에 대한 수요도 급격하게 증가하고 있어 리튬, 니켈, 코발트 및 망간 등이 빠르게 고갈되고 있다. 이에, 폐리튬이온배터리로부터 니켈, 코발트 및 망간 등의 유가금속과 리튬을 재활용하는 방법이 개발되고 있다.However, research on the treatment of waste lithium ion batteries has not yet been activated, and recycling of waste lithium ion batteries is still insufficient. For example, there is a problem that pollution occurs due to waste lithium ion batteries that are indiscriminately discarded, and nature is damaged. In addition, lithium, nickel, cobalt, manganese, etc. used to manufacture lithium ion batteries are limited resources on the earth, and if used indiscriminately, the resources may be quickly exhausted. In addition, as the electric vehicle market expands, the demand for lithium-ion batteries is also rapidly increasing, and lithium, nickel, cobalt, and manganese are rapidly depleted. Accordingly, methods for recycling valuable metals such as nickel, cobalt, and manganese and lithium from waste lithium ion batteries are being developed.

종래의 폐리튬이온배터리로부터 리튬 및 유가금속을 회수하는 방법은 유가금속을 회수한 이후에 리튬을 회수하였다. 그러나, 유가금속 회수 공정 이후에 리튬을 회수하게 되면 회수할 수 있는 리튬의 농도가 현저히 줄어들게 된다. 또한, 유가금속 회수 공정 이후에 리튬을 회수하게 되면 중간 과정에서 투입되는 나트륨에 의해 유가금속 회수 공정 이후의 혼합액은 나트륨 농도가 높아지기 때문에 회수된 리튬이 배터리 원료로 사용되기 위한 품질 기준을 만족하기 어렵다.In a conventional method for recovering lithium and valuable metals from a waste lithium ion battery, lithium is recovered after recovering valuable metals. However, when lithium is recovered after the valuable metal recovery process, the concentration of recoverable lithium is significantly reduced. In addition, when lithium is recovered after the valuable metal recovery process, the sodium concentration of the mixed solution after the valuable metal recovery process increases due to the sodium introduced in the intermediate process, so it is difficult for the recovered lithium to satisfy the quality standards for use as a battery raw material. .

따라서, 폐리튬이온배터리로부터 많은 양의 리튬을 회수할 수 있으면서, 배터리로서 재사용될 수 있는 품질 기준을 만족하는 리튬을 회수할 수 있는 방법의 필요성이 있다.Therefore, there is a need for a method capable of recovering a large amount of lithium from a waste lithium ion battery and recovering lithium that satisfies quality standards that can be reused as a battery.

본 발명의 일 실시예는 상기와 같은 배경에 착안하여 발명된 것으로서, 폐리튬이온배터리의 무분별한 폐기를 최소화하여 자연이 훼손되는 것을 방지할 수 있는 폐리튬이온배터리로부터 리튬 및 유가금속을 회수하는 방법을 제공하고자 한다.One embodiment of the present invention was invented in view of the above background, and a method for recovering lithium and valuable metals from a waste lithium ion battery capable of preventing nature from being damaged by minimizing indiscriminate disposal of the waste lithium ion battery. want to provide

또한, 본 발명의 일 실시예는 폐리튬이온배터리로부터 많은 양의 리튬을 회수할 수 있으면서도, 배터리로서 재사용될 수 있는 품질 기준을 만족하는 리튬 및 유가금속을 회수하는 방법을 제공하고자 한다.In addition, one embodiment of the present invention is to provide a method for recovering lithium and valuable metals that can be reused as a battery while satisfying quality standards while recovering a large amount of lithium from a waste lithium ion battery.

본 발명의 일 측면에 따르면, 폐리튬이온배터리를 전처리하여 망간, 코발트 및 니켈 중 하나 이상과 리튬을 포함하는 리튬전처리소재를 획득하는 전처리 단계; 상기 리튬전처리소재를 가열함으로써 리튬중간체와 금속산화물을 획득하는 배소 단계; 상기 리튬중간체로부터 리튬(lithium)을 획득하는 리튬 획득 단계; 산(acid) 및 과산화수소(H2O2) 중 하나 이상과 상기 금속산화물을 혼합하여 상기 금속산화물이 침출된 침출액을 획득하는 침출 단계; 및 상기 침출 단계에서 획득된 상기 침출액으로부터 망간, 코발트 및 니켈 중 하나 이상을 회수하는 회수 단계를 포함하며, 상기 리튬 획득 단계는 상기 침출 단계 및 상기 회수 단계 이전에 수행되는, 폐리튬이온배터리로부터 리튬 및 유가금속을 회수하는 방법이 제공될 수 있다.According to one aspect of the present invention, a pre-treatment step of pre-processing a waste lithium ion battery to obtain a lithium pre-treatment material containing at least one of manganese, cobalt, and nickel and lithium; A roasting step of obtaining a lithium intermediate and a metal oxide by heating the lithium pretreatment material; A lithium acquisition step of obtaining lithium from the lithium intermediate; A leaching step of mixing at least one of an acid and hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) with the metal oxide to obtain a leachate in which the metal oxide is leached; and a recovering step of recovering at least one of manganese, cobalt, and nickel from the leachate obtained in the leaching step, wherein the lithium obtaining step is performed before the leaching step and the recovering step. And a method for recovering the valuable metal may be provided.

또한, 상기 침출 단계는, 상기 금속산화물과 황산(H2SO4)을 혼합하여 상기 금속산화물을 침출시키는 1차 침출 단계; 및 상기 1차 침출 단계에서 상기 금속산화물의 침출 속도가 향상되도록 상기 금속산화물과 상기 황산이 혼합되는 동안 상기 과산화수소를 주입하는 2차 침출 단계를 포함하는, 폐리튬이온배터리로부터 리튬 및 유가금속을 회수하는 방법이 제공될 수 있다.In addition, the leaching step may include a first leaching step of leaching the metal oxide by mixing the metal oxide and sulfuric acid (H 2 SO 4 ); and a second leaching step of injecting the hydrogen peroxide while the metal oxide and the sulfuric acid are mixed so as to increase the leaching rate of the metal oxide in the first leaching step. A method may be provided.

또한, 상기 침출액에 포함된 불순물을 제거하기 위하여 상기 침출액에 탄산나트륨(Na2CO3)을 주입하는 불순물 제거 단계를 더 포함하는, 폐리튬이온배터리로부터 리튬 및 유가금속을 회수하는 방법이 제공될 수 있다.In addition, a method for recovering lithium and valuable metals from a waste lithium ion battery may be provided, further comprising an impurity removal step of injecting sodium carbonate (Na 2 CO 3 ) into the leachate in order to remove impurities contained in the leachate. there is.

또한, 상기 불순물 제거 단계에서 상기 탄산나트륨이 주입된 침출액의 pH는 4 내지 5인, 폐리튬이온배터리로부터 리튬 및 유가금속을 회수하는 방법이 제공될 수 있다.In addition, a method of recovering lithium and valuable metals from a waste lithium ion battery, in which the pH of the leachate into which the sodium carbonate is injected in the impurity removal step, is 4 to 5, may be provided.

또한, 상기 침출액을 소정 온도 범위로 승온시키는 승온 단계를 더 포함하고, 상기 승온 단계는 상기 불순물 제거 단계와 상기 침출 단계 사이에 수행되는, 폐리튬이온배터리로부터 리튬 및 유가금속을 회수하는 방법이 제공될 수 있다.In addition, a method for recovering lithium and valuable metals from a waste lithium ion battery further comprising a temperature raising step of raising the temperature of the leachate to a predetermined temperature range, wherein the temperature raising step is performed between the impurity removal step and the leaching step. It can be.

또한, 상기 승온 단계에서 승온된 침출액은 85℃ 내지 95℃ 범위의 온도를 가지는, 폐리튬이온배터리로부터 리튬 및 유가금속을 회수하는 방법이 제공될 수 있다.In addition, a method for recovering lithium and valuable metals from a waste lithium ion battery may be provided, in which the temperature of the leachate, which has been increased in the temperature raising step, has a temperature in the range of 85° C. to 95° C.

또한, P204, C272 및 P507 중 하나 이상과 케로신(kerosene)을 혼합한 혼합용매를 제공하는 혼합용매 제공 단계를 더 포함하고, 상기 회수 단계는, 상기 침출액과 상기 혼합용매를 혼합하여 상기 망간, 코발트 및 니켈 중 하나 이상을 회수하는, 폐리튬이온배터리로부터 리튬 및 유가금속을 회수하는 방법이 제공될 수 있다.In addition, a mixed solvent providing step of providing a mixed solvent obtained by mixing at least one of P204, C272, and P507 with kerosene, wherein the recovering step is performed by mixing the leachate and the mixed solvent to obtain the manganese, A method for recovering lithium and valuable metals from a waste lithium ion battery by recovering at least one of cobalt and nickel may be provided.

또한, 상기 혼합용매 제공 단계는 상기 P204와 상기 케로신을 혼합한 제1 혼합용매를 제공하고, 상기 회수 단계는 상기 침출액과 상기 제1 혼합용매를 혼합하여 상기 망간을 포함하는 제1 침출액과 상기 코발트 및 상기 니켈을 포함하는 제2 침출액으로 분리하는 분리 단계를 포함하는, 폐리튬이온배터리로부터 리튬 및 유가금속을 회수하는 방법이 제공될 수 있다.In addition, the step of providing the mixed solvent provides a first mixed solvent obtained by mixing the P204 and the kerosene, and the step of recovering mixes the leachate and the first mixed solvent to obtain the first leachate containing manganese and the cobalt. and a separation step of separating the nickel into a second leachate containing nickel, wherein a method for recovering lithium and valuable metals from a waste lithium ion battery may be provided.

또한, 상기 혼합용매 제공 단계는 상기 C272와 상기 케로신을 혼합한 제2 혼합용매를 더 제공하고, 상기 회수 단계는, 상기 제1 침출액과 상기 제2 혼합용매를 혼합하여 상기 망간을 회수하는 망간 회수 단계를 더 포함하는, 폐리튬이온배터리로부터 리튬 및 유가금속을 회수하는 방법이 제공될 수 있다.In addition, the step of providing the mixed medium further provides a second mixed medium obtained by mixing the C272 and the kerosene, and the recovering step comprises recovering manganese by mixing the first leachate and the second mixed medium to recover manganese. A method for recovering lithium and valuable metals from a waste lithium ion battery, further comprising the step, may be provided.

또한, 상기 혼합용매 제공 단계는 상기 P507과 상기 케로신을 혼합한 제3 혼합용매를 더 제공하고, 상기 회수 단계는, 상기 제2 침출액과 상기 제3 혼합용매를 혼합하여 코발트를 회수하는 코발트 회수 단계를 더 포함하고, 상기 코발트 회수 단계는 상기 망간 회수 단계 이후에 수행되는, 폐리튬이온배터리로부터 리튬 및 유가금속을 회수하는 방법이 제공될 수 있다.In addition, the step of providing the mixed solvent further provides a third mixed solvent obtained by mixing the P507 and the kerosene, and the recovering step comprises a step of recovering cobalt by mixing the second leachate and the third mixed solvent to recover cobalt. A method of recovering lithium and valuable metals from a waste lithium ion battery may be provided, further comprising, wherein the cobalt recovery step is performed after the manganese recovery step.

또한, 상기 회수 단계는, 상기 제2 침출액으로부터 상기 코발트가 회수된 제3 침출액과 상기 제3 혼합용매를 혼합하여 니켈을 회수하는 니켈 회수 단계를 더 포함하고, 상기 니켈 회수 단계는 상기 코발트 회수 단계 이후에 수행되는, 폐리튬이온배터리로부터 리튬 및 유가금속을 회수하는 방법이 제공될 수 있다.The recovering step may further include a nickel recovery step of recovering nickel by mixing a third leachate in which the cobalt is recovered from the second leachate and the third mixed solvent, wherein the nickel recovery step is the cobalt recovery step. A method of recovering lithium and valuable metals from a waste lithium ion battery, performed later, may be provided.

또한, 상기 회수 단계는, 카운터 플로우(counter flow)를 형성하는 다단 믹서-세틀러(mixer-settler)를 이용하여 상기 망간, 코발트 및 니켈 중 하나 이상을 회수하는, 폐리튬이온배터리로부터 리튬 및 유가금속을 회수하는 방법이 제공될 수 있다.In addition, in the recovery step, lithium and valuable metals from a waste lithium ion battery, wherein at least one of the manganese, cobalt, and nickel is recovered using a multi-stage mixer-settler that forms a counter flow. A method of recovering may be provided.

또한, 상기 배소 단계는, 황산암모늄((NH4)2SO4)을 상기 리튬전처리소재와 혼합하고, 상기 황산암모늄과 상기 리튬전처리소재가 혼합된 혼합물을 가열함으로써 황산리튬(Li2SO4)을 상기 리튬중간체로서 획득하고 상기 금속산화물을 획득하는, 폐리튬이온배터리로부터 리튬 및 유가금속을 회수하는 방법이 제공될 수 있다.In addition, in the roasting step, lithium sulfate (Li 2 SO 4 ) is mixed with ammonium sulfate ((NH 4 ) 2 SO 4 ) with the lithium pretreatment material, and the mixture of the ammonium sulfate and the lithium pretreatment material is heated. A method for recovering lithium and valuable metals from a waste lithium ion battery, obtaining as the lithium intermediate and obtaining the metal oxide, may be provided.

또한, 상기 황산리튬과 상기 금속산화물에 물을 혼합하여 황산리튬수용액을 획득하는 수세 단계를 더 포함하고, 상기 리튬 획득 단계는 상기 황산리튬수용액으로부터 상기 리튬을 획득하는, 폐리튬이온배터리로부터 리튬 및 유가금속을 회수하는 방법이 제공될 수 있다.The method further includes a washing step of obtaining an aqueous solution of lithium sulfate by mixing water with the lithium sulfate and the metal oxide, wherein the obtaining of lithium comprises obtaining lithium from the aqueous lithium sulfate solution, and obtaining lithium and lithium from the waste lithium ion battery. A method for recovering valuable metals may be provided.

또한, 상기 리튬중간체는 황산리튬, 탄산리튬 및 질산리튬 중 하나 이상을 포함하는, 폐리튬이온배터리로부터 리튬 및 유가금속을 회수하는 방법이 제공될 수 있다.In addition, a method for recovering lithium and valuable metals from a waste lithium ion battery, wherein the lithium intermediate includes one or more of lithium sulfate, lithium carbonate, and lithium nitrate, may be provided.

또한, 상기 리튬 획득 단계는 상기 리튬을 회수하기 전에 상기 망간, 상기 코발트 및 상기 니켈 중 하나 이상을 포함하는 불순물을 제거하며, 상기 침출 단계는 상기 리튬 획득 단계에서 제거된 불순물을 상기 금속산화물과 혼합한 후 상기 금속산화물을 침출시키는, 폐리튬이온배터리로부터 리튬 및 유가금속을 회수하는 방법이 제공될 수 있다. In addition, the lithium obtaining step removes impurities including at least one of the manganese, the cobalt, and the nickel before recovering the lithium, and the leaching step mixes the impurities removed in the lithium obtaining step with the metal oxide. After leaching the metal oxide, a method of recovering lithium and valuable metals from a waste lithium ion battery may be provided.

또한, 상기 리튬 획득 단계는 가성소다를 이용하여 상기 불순물을 수산화물 형태로 제거하는, 폐리튬이온배터리로부터 리튬 및 유가금속을 회수하는 방법이 제공될 수 있다.In addition, in the lithium obtaining step, a method of recovering lithium and valuable metals from a waste lithium ion battery may be provided in which the impurities are removed in the form of hydroxide using caustic soda.

본 발명의 일 실시예는, 폐리튬이온배터리의 무분별한 폐기를 최소화하여 자연이 훼손되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.One embodiment of the present invention has an effect of preventing damage to nature by minimizing indiscriminate disposal of waste lithium ion batteries.

또한, 본 발명의 일 실시예는 폐리튬이온배터리로부터 많은 양의 리튬을 회수할 수 있으면서도, 배터리로서 재사용될 수 있는 품질 기준을 만족하는 리튬을 회수할 수 있는 효과가 있다.In addition, an embodiment of the present invention has an effect of recovering a large amount of lithium from a waste lithium ion battery and recovering lithium that satisfies quality standards that can be reused as a battery.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐리튬이온배터리로부터 리튬 및 유가금속을 회수하는 방법을 순차적으로 나타낸 순서도이다.
도 2는 도 1의 전처리 단계를 순차적으로 나타낸 순서도이다.
도 3은 도 2의 분리 단계를 순차적으로 나타낸 순서도이다.
도 4는 도 1의 배소 단계를 순차적으로 나타낸 순서도이다.
도 5는 도 1의 리튬 획득 단계를 순차적으로 나타낸 순서도이다.
도 6은 도 1의 침출 단계를 순차적으로 나타낸 순서도이다.
도 7은 도 1의 침전 단계를 순차적으로 나타낸 순서도이다.
도 8은 도 1의 회수 단계를 순차적으로 나타낸 순서도이다.
1 is a flowchart sequentially illustrating a method of recovering lithium and valuable metals from a waste lithium ion battery according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flow chart sequentially showing preprocessing steps of FIG. 1 .
FIG. 3 is a flow chart sequentially illustrating the separation step of FIG. 2 .
4 is a flowchart showing the roasting step of FIG. 1 sequentially.
FIG. 5 is a flow chart sequentially illustrating the lithium acquisition step of FIG. 1 .
Figure 6 is a flow chart showing the leaching step of Figure 1 sequentially.
7 is a flow chart sequentially showing the precipitation step of FIG. 1 .
FIG. 8 is a flow chart sequentially illustrating the recovery steps of FIG. 1 .

이하에서는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 구체적인 실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다. Hereinafter, specific embodiments for implementing the technical idea of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

아울러 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. In addition, in the description of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted.

본 명세서에서 사용된 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로 본 발명을 한정하려는 의도로 사용된 것은 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다.Terms used in this specification are only used to describe specific embodiments and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.

또한, 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 해당 구성요소들은 이와 같은 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 이 용어들은 하나의 구성요소들을 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.In addition, terms including ordinal numbers, such as first and second, may be used to describe various components, but the components are not limited by these terms. These terms are only used to distinguish one component from another.

명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.As used herein, the meaning of "comprising" specifies specific characteristics, regions, integers, steps, operations, elements, and/or components, and other specific characteristics, regions, integers, steps, operations, elements, elements, and/or groups. does not exclude the presence or addition of

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 폐리튬이온배터리로부터 리튬 및 유가금속을 회수하는 방법(S1)의 구체적인 구성에 대하여 설명한다.Hereinafter, a specific configuration of a method (S1) for recovering lithium and valuable metals from a waste lithium ion battery according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

이하, 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 폐리튬이온배터리로부터 리튬 및 유가금속을 회수하는 방법(S1)은 폐리튬이온배터리로부터 리튬(lithium)을 획득할 수 있다. 예를 들어, 폐리튬이온배터리로부터 리튬 및 유가금속을 회수하는 방법(S1)은 폐리튬이온배터리로부터 리튬을 탄산염 등과 같이 염 형태로 회수할 수도 있다. 여기서 폐리튬이온배터리는 수명이 다해 폐기된 리튬이온배터리(lithium ion battery)를 의미한다. 이러한 폐리튬이온배터리로부터 리튬 및 유가금속을 회수하는 방법(S1)은 전처리 단계(S100), 배소 단계(S200), 수세 단계(S300), 리튬 획득 단계(S400), 침출 단계(S500), 침전 단계(S600), 혼합용매 제공 단계(S700) 및 회수 단계(S800)를 포함할 수 있다.Hereinafter, referring to FIG. 1 , in a method S1 for recovering lithium and valuable metals from a waste lithium ion battery according to an embodiment of the present invention, lithium can be obtained from a waste lithium ion battery. For example, in the method (S1) for recovering lithium and valuable metals from the waste lithium ion battery, lithium may be recovered in the form of a salt such as carbonate from the waste lithium ion battery. Here, the waste lithium ion battery means a lithium ion battery discarded at the end of its service life. The method (S1) of recovering lithium and valuable metals from the waste lithium ion battery includes a pretreatment step (S100), a roasting step (S200), a washing step (S300), a lithium acquisition step (S400), a leaching step (S500), and precipitation. It may include a step (S600), a step of providing a mixed solvent (S700), and a step of recovering (S800).

도 2를 참조하면, 전처리 단계(S100)에서는 폐리튬이온배터리를 전처리하여 리튬전처리소재를 획득할 수 있다. 예를 들어, 전처리 단계(S100)에서 폐리튬이온배터리를 전처리 하는 과정은 배터리를 방전하고, 파쇄하고, 열처리하며, 분리하는 과정을 포함할 수 있다. 이러한 전처리 단계(S100)는 방전 단계(S110), 파쇄 단계(S120), 열처리 단계(S130) 및 분리 단계(S140)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2 , in the pretreatment step (S100), a waste lithium ion battery may be pretreated to obtain a lithium pretreated material. For example, the process of pre-treating the waste lithium ion battery in the pre-treatment step (S100) may include discharging, crushing, heat treatment, and separation of the battery. This pretreatment step (S100) may include a discharge step (S110), a crushing step (S120), a heat treatment step (S130) and a separation step (S140).

방전 단계(S110)에서는 폐리튬이온배터리를 물리적 또는 화학적으로 방전시킬 수 있다. 예를 들어, 방전 단계(S110)에서는 폐리튬이온배터리를 탄산나트륨 등이 용해된 수용액에 넣고 소정 시간 동안 방전시킬 수 있다.In the discharging step (S110), the waste lithium ion battery may be physically or chemically discharged. For example, in the discharging step (S110), the waste lithium ion battery may be put into an aqueous solution in which sodium carbonate or the like is dissolved and discharged for a predetermined time.

파쇄 단계(S120)에서는 방전된 폐리튬이온배터리를 셀 및 모듈 단위로 분해한 후 셀 단위의 폐리튬이온배터리를 파쇄할 수 있다. 예를 들어, 파쇄 단계(S120)에서는 질소 분위기하에서 2축전단파쇄기(double shaft shredder)를 통하여 폐리튬이온배터리를 파쇄할 수 있다. 이러한 파쇄 단계(S120)는 질소 분위기하에서 폐리튬이온배터리를 파쇄함으로써 인화성 용매인 전해액으로부터 화재 및 폭발이 발생하는 것을 방지할 수 있다.In the shredding step ( S120 ), the discharged waste lithium ion battery may be disassembled into cell and module units, and then the cell-unit waste lithium ion battery may be shredded. For example, in the shredding step (S120), the waste lithium ion battery may be shredded through a double shaft shredder under a nitrogen atmosphere. In this shredding step (S120), by shredding the waste lithium ion battery under a nitrogen atmosphere, it is possible to prevent fire and explosion from occurring from the electrolyte, which is a flammable solvent.

열처리 단계(S130)에서는 폐리튬이온배터리의 전해액 및 접착제 등을 제거하기 위하여 폐리튬이온배터리를 소정의 온도로 열처리하여 열분해 처리할 수 있다. 예를 들어, 열처리 단계(S130)에서는 폐리튬이온배터리를 400℃ 내지 600℃의 온도에서 1시간 내지 3시간 동안 열처리할 수 있다. 더 자세한 예시로, 열처리 단계(S130)에서 폐리튬이온배터리를 400℃ 미만으로 가열할 경우 폐리튬이온배터리의 전해액 및 접착제 등이 완전히 제거되지 않고 잔류할 수 있다. 또한, 열처리 단계(S130)에서 폐리튬이온배터리를 600℃를 초과하여 가열할 경우 과도한 에너지 및 비용이 소모될 수 있다. In the heat treatment step (S130), the waste lithium ion battery may be thermally decomposed by heat treatment at a predetermined temperature in order to remove the electrolyte and adhesive of the waste lithium ion battery. For example, in the heat treatment step (S130), the waste lithium ion battery may be heat treated at a temperature of 400° C. to 600° C. for 1 hour to 3 hours. As a more specific example, when the waste lithium ion battery is heated to less than 400° C. in the heat treatment step (S130), the electrolyte and adhesive of the waste lithium ion battery may remain without being completely removed. In addition, when the waste lithium ion battery is heated to a temperature exceeding 600° C. in the heat treatment step (S130), excessive energy and cost may be consumed.

한편, 열처리 단계(S130)에서는 로타리 킬른(rotary kiln) 회전로를 통하여 폐리튬이온배터리를 간접적으로 가열할 수 있다. 이처럼, 로타리 킬른 회전로를 통하여 폐리튬이온배터리를 가열함으로써 정확한 온도 제어를 통하여 폐리튬이온배터리를 열처리할 수 있으며, 파쇄된 폐리튬이온배터리를 효과적으로 열처리할 수 있다.Meanwhile, in the heat treatment step (S130), the waste lithium ion battery may be indirectly heated through a rotary kiln rotary furnace. As such, by heating the waste lithium ion battery through the rotary kiln rotary furnace, the waste lithium ion battery can be heat treated through accurate temperature control, and the shredded waste lithium ion battery can be effectively heat treated.

이러한 열처리 단계(S130)는 폐리튬이온배터리 내에 있는 전해액 및 접착제 등과 같은 유기물질을 제거하기 위하여 폐리튬이온배터리를 열처리할 수 있다. 이 경우 폐리튬이온배터리 내의 유기물질 및 수분이 제거되면서 폐리튬이온배터리는 활물질과 잔여물질로 분해될 수 있다.In this heat treatment step (S130), the waste lithium ion battery may be heat treated to remove organic materials such as electrolyte and adhesives in the waste lithium ion battery. In this case, organic substances and moisture in the waste lithium ion battery are removed, and the waste lithium ion battery may be decomposed into active materials and residual materials.

본 명세서에서 활물질은 양극활물질 및 음극활물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 양극활물질은 리튬니켈코발트망간 금속산화물(LiNiCoMnO2, NCM), 리튬코발트 금속산화물(LiCoO2, LCO), 리튬니켈코발트알루미늄 금속산화물(LiNiCoAlO2, NCA)및 리튬망간 금속산화물(LiMn2O4, LMO) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 또한, 음극활물질은 실리콘(silicon), 그래파이트(graphite) 및 실리콘 혼합물 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 또한, 잔여물질은 구리(cupper), 철(iron) 및 알루미늄(aluminum) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 또한, 유가금속은 니켈, 코발트 및 망간 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 여기서 활물질은 유가금속을 포함하는 개념일 수 있다.In the present specification, the active material may include a positive electrode active material and a negative electrode active material. For example, the cathode active materials include lithium nickel cobalt manganese metal oxide (LiNiCoMnO 2 , NCM), lithium cobalt metal oxide (LiCoO 2 , LCO), lithium nickel cobalt aluminum metal oxide (LiNiCoAlO 2 , NCA) and lithium manganese metal oxide (LiMn). 2 O 4 , LMO). In addition, the anode active material may include at least one of silicon, graphite, and a silicon mixture. In addition, the residual material may include one or more of copper, iron, and aluminum. Also, the valuable metal may include one or more of nickel, cobalt, and manganese. Here, the active material may be a concept including a valuable metal.

도 3을 참조하면, 분리 단계(S140)에서는 열처리 단계(S130)를 거친 폐리튬이온배터리를 진동스크린을 이용하여 활물질과 잔여물질로 분리할 수 있다. 예를 들어, 분리 단계(S140)에서는 진동스크린을 2단으로 구성하여 활물질과 잔여물질을 분리할 수 있다. 이러한 분리 단계(S140)는 1차 분리 단계(S141), 분쇄 단계(S142) 및 2차 분리 단계(S143)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3 , in the separation step (S140), the waste lithium ion battery that has undergone the heat treatment step (S130) can be separated into an active material and a residual material using a vibrating screen. For example, in the separation step (S140), the active material and the remaining material may be separated by configuring the vibrating screen in two stages. This separation step (S140) may include a primary separation step (S141), a grinding step (S142) and a secondary separation step (S143).

1차 분리 단계(S141)에서는 진동스크린을 통하여 폐리튬이온배터리를 활물질과 잔여물질로 분리할 수 있다. 예를 들어, 진동스크린은 100 내지 200 메쉬(mesh)를 가질 수 있으며, 폐리튬이온배터리가 진동스크린을 통과할 때, 체 상측에는 잔여물질이 잔류하고, 활물질은 체 하측에 놓일 수 있다. 1차 분리 단계(S141)에서 체 하측에 놓인 활물질은 배소 단계(S200)에서 사용될 수 있다.In the first separation step (S141), the waste lithium ion battery may be separated into an active material and a residual material through a vibrating screen. For example, the vibrating screen may have a mesh of 100 to 200, and when the waste lithium ion battery passes through the vibrating screen, the residual material may remain on the upper side of the body and the active material may be placed on the lower side of the body. The active material placed on the lower side of the body in the first separation step (S141) may be used in the roasting step (S200).

분쇄 단계(S142)에서는 진동스크린을 통하여 체 상측에 걸러진 잔여물질을 분쇄할 수 있다. 예를 들어, 분쇄 단계(S142)는 미세분쇄기를 통하여 잔여물질을 소정의 크기로 분쇄할 수 있다. 분쇄 단계(S142)에서 분쇄된 잔여물질은 2차 분리 단계(S143)에서 한 번 더 잔여물질과 활물질로 분리될 수 있다.In the crushing step (S142), the residual material filtered on the upper side of the sieve may be crushed through the vibrating screen. For example, in the pulverizing step (S142), the residual material may be pulverized into a predetermined size through a fine pulverizer. The residual material pulverized in the crushing step (S142) may be separated into a residual material and an active material once more in a secondary separation step (S143).

2차 분리 단계(S143)에서는 분쇄 단계(S142)에서 분쇄된 잔여물질을 진동스크린을 통하여 잔여물질과 활물질로 분리할 수 있다.In the secondary separation step (S143), the residual material pulverized in the crushing step (S142) may be separated into a residual material and an active material through a vibrating screen.

이처럼, 1차 분리 단계(S141) 및 2차 분리 단계(S143)에서 획득된 활물질은 리튬전처리소재로 명명될 수 있다.As such, the active material obtained in the first separation step (S141) and the second separation step (S143) may be named a lithium pretreatment material.

도 4를 참조하면, 배소 단계(S200)에서는 리튬전처리소재를 가열함으로써 리튬중간체와 금속산화물을 획득할 수 있다. 예를 들어, 배소 단계(S200)에서는 분리 단계(S140)에서 획득된 리튬전처리소재와 황산암모늄((NH4)2SO4)을 혼합하고, 혼합물을 가열하여 황산리튬(Li2SO4)과 금속산화물을 획득할 수 있다. 본 명세서에서 혼합물은 리튬전처리소재와 황산암모늄이 혼합된 물질을 의미한다. 또한, 리튬중간체는 황산리튬일 수 있으나, 이는 예시에 불과하고 리튬전처리소재와 혼합되는 물질에 따라 탄산리튬, 질산리튬일 수도 있다. 더 자세한 예시로, 리튬전처리소재가 이산화탄소와 혼합되어 가열되면 탄산리튬과 금속산화물이 획득될 수 있다. 또한, 리튬전처리소재가 질산과 혼합되어 가열되면 질산리튬이 획득될 수 있다. 이러한 배소 단계(S200)는 분석 단계(S210), 몰수 결정 단계(S220), 혼합 단계(S230) 및 가열 단계(S240)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 4 , in the roasting step (S200), the lithium intermediate and the metal oxide may be obtained by heating the lithium pretreatment material. For example, in the roasting step (S200), the lithium pretreatment material obtained in the separation step (S140) is mixed with ammonium sulfate ((NH 4 ) 2 SO 4 ), and the mixture is heated to obtain lithium sulfate (Li 2 SO 4 ) and metal oxides can be obtained. In the present specification, the mixture means a mixture of lithium pretreatment material and ammonium sulfate. In addition, the lithium intermediate may be lithium sulfate, but this is only an example and may be lithium carbonate or lithium nitrate depending on the material mixed with the lithium pretreatment material. As a more detailed example, lithium carbonate and a metal oxide may be obtained when the lithium pretreatment material is mixed with carbon dioxide and heated. In addition, when the lithium pretreatment material is mixed with nitric acid and heated, lithium nitrate may be obtained. This roasting step (S200) may include an analysis step (S210), a mole number determination step (S220), a mixing step (S230), and a heating step (S240).

분석 단계(S210)에서는 리튬전처리소재 내의 리튬양을 분석할 수 있다. 예를 들어, 분석 단계(S210)에서는 유도결합플라즈마 광학분광계(inductively Coupled plasma - optical emission spectroscopy(ICP-OES))를 이용하여 리튬전처리소재 내의 리튬양을 분석할 수 있다.In the analysis step (S210), the amount of lithium in the lithium pretreatment material may be analyzed. For example, in the analysis step (S210), the amount of lithium in the lithium pretreated material may be analyzed using an inductively coupled plasma-optical emission spectroscopy (ICP-OES).

몰수 결정 단계(S220)에서는 리튬전처리소재와 혼합할 황산암모늄의 몰수를 결정할 수 있다. 다시 말해, 몰수 결정 단계(S220)에서는 분석 단계(S210)에서 분석된 리튬양에 대응하여 혼합할 황산암모늄의 몰수를 결정할 수 있다. 예를 들어, 리튬전처리소재 내의 리튬양이 많을 경우 많은 양의 황산암모늄을 리튬전처리소재와 혼합할 수 있다. 더 자세한 예시로, 몰수 결정 단계(S220)에서는 리튬전처리소재 내의 리튬에 대한 황산암모늄의 몰비가 0.8 내지 1.2가 되도록 황산암모늄의 몰수를 결정할 수 있다. 다만, 리튬전처리소재 내의 리튬에 대한 황산암모늄의 몰비가 0.8 내지 1.2를 벗어난 경우 리튬의 황산화율이 불충분하거나 리튬의 황산화뿐만 아니라 유가금속도 황산화될 수 있다. 다시 말해, 수세 단계(S300) 및 리튬 획득 단계(S400)에서 리튬이 불충분하게 회수될 수 있으며, 리튬뿐만 아니라 유가금속도 침출되어 회수되어 리튬의 회수율이 낮아지게 된다. 이는 리튬전처리소재의 특성과 관련된 것으로서 통상적인 범위를 벗어나는 경우 실험을 통하여 최적 비율을 설정하는 것이 바람직하다.In the step of determining the number of moles (S220), the number of moles of ammonium sulfate to be mixed with the lithium pretreatment material may be determined. In other words, in the step of determining the number of moles (S220), the number of moles of ammonium sulfate to be mixed may be determined in response to the amount of lithium analyzed in the analysis step (S210). For example, when the amount of lithium in the lithium pretreatment material is large, a large amount of ammonium sulfate may be mixed with the lithium pretreatment material. As a more detailed example, in the step of determining the number of moles (S220), the number of moles of ammonium sulfate may be determined such that the mole ratio of ammonium sulfate to lithium in the lithium pretreatment material is 0.8 to 1.2. However, if the molar ratio of ammonium sulfate to lithium in the lithium pretreatment material is out of the range of 0.8 to 1.2, the sulfuration rate of lithium may be insufficient or not only lithium sulfuration but also valuable metals may be sulfurized. In other words, lithium may be insufficiently recovered in the washing step (S300) and the lithium acquisition step (S400), and not only lithium but also valuable metals are leached and recovered, resulting in a low recovery rate of lithium. This is related to the characteristics of the lithium pretreatment material, and it is desirable to set the optimal ratio through experiments when it is out of the usual range.

혼합 단계(S230)에서는 몰수 결정 단계(S220)에서 결정된 몰수의 황산암모늄과 리튬전처리소재를 혼합할 수 있다. 이러한 혼합 단계(S230)는 교반기를 이용하여 10분 내지 50분 동안 1rpm 내지 60rpm으로 황산암모늄과 리튬전처리소재를 교반하여 혼합할 수 있다.In the mixing step (S230), the ammonium sulfate of the mole number determined in the mole determination step (S220) may be mixed with the lithium pretreatment material. In this mixing step (S230), ammonium sulfate and the lithium pretreatment material may be stirred and mixed at 1 rpm to 60 rpm for 10 to 50 minutes using a stirrer.

가열 단계(S240)에서는 황산리튬과 금속산화물을 획득하기 위하여 혼합물을 가열할 수 있다. 예를 들어, 가열 단계(S240)에서는 혼합물을 500℃ 내지 800℃의 온도에서 1시간 내지 4시간 동안 가열할 수 있다. 더 자세한 예시로, 가열 단계(S240)에서 혼합물을 1시간 미만으로 가열할 경우 리튬의 황산화율이 불충분하거나 리튬뿐만 아니라 유가금속도 황산화될 수 있다. 또한, 가열 단계(S240)에서 혼합물을 4시간을 초과하여 가열할 경우 과도한 에너지 및 비용이 소모될 수 있다.In the heating step (S240), the mixture may be heated to obtain lithium sulfate and a metal oxide. For example, in the heating step (S240), the mixture may be heated at a temperature of 500°C to 800°C for 1 hour to 4 hours. As a more detailed example, if the mixture is heated for less than 1 hour in the heating step (S240), the sulfuration rate of lithium may be insufficient or not only lithium but also valuable metals may be sulfurized. In addition, when heating the mixture for more than 4 hours in the heating step (S240), excessive energy and cost may be consumed.

한편, 가열 단계(S240)에서는 로타리 킬른(rotary kiln) 회전로를 통하여 혼합물을 간접적으로 가열할 수 있다. 또한, 혼합물이 가열 단계(S240)를 거치면 황산리튬과 금속산화물로 획득될 수 있다. 더 자세한 예시로, 리튬전처리소재가 NCM인 경우 아래의 화학식을 따라 황산리튬과 금속산화물이 획득될 수 있다.Meanwhile, in the heating step (S240), the mixture may be indirectly heated through a rotary kiln rotary furnace. In addition, when the mixture is subjected to a heating step (S240), lithium sulfate and a metal oxide may be obtained. As a more detailed example, when the lithium pretreatment material is NCM, lithium sulfate and a metal oxide may be obtained according to the following chemical formula.

(NH4)2SO4 + Li(NCM)O2 → Li2SO4 + (NCM)O2 (NH 4 ) 2 SO 4 + Li(NCM)O 2 → Li 2 SO 4 + (NCM)O 2

여기서 금속산화물은 (NCM)O2 일 수 있으나, 이는 예시에 불과하고 금속산화물은 리튬전처리소재의 종류에 따라서 달라질 수 있다. 또한, 반응 전 암모늄이온은 황산리튬과 금속산화물이 획득되면, 기체 상태의 암모니아 형태로 배출된다.Here, the metal oxide may be (NCM)O 2 , but this is only an example and the metal oxide may vary depending on the type of lithium pretreatment material. In addition, ammonium ions before the reaction are discharged in the form of gaseous ammonia when lithium sulfate and metal oxide are obtained.

수세 단계(S300)에서는 배소 단계(S200)에서 획득된 황산리튬과 금속산화물에 물을 혼합할 수 있다. 이 경우 황산리튬은 물에 용해되어 황산리튬수용액이 되고 금속산화물은 물에 용해되지 않고 침전될 수 있다. 이처럼 수세 단계(S300)에서는 산(acid)이 아닌 물을 통하여 황산리튬을 용해함으로써 금속산화물이 아닌 리튬만 선택적으로 침출할 수 있는 효과가 있다.In the water washing step (S300), water may be mixed with the lithium sulfate and the metal oxide obtained in the roasting step (S200). In this case, lithium sulfate is dissolved in water to become an aqueous lithium sulfate solution, and metal oxides may be precipitated without being dissolved in water. As such, in the water washing step (S300), lithium sulfate is dissolved through water rather than acid, thereby having an effect of selectively leaching only lithium rather than metal oxide.

도 5를 참조하면, 리튬 획득 단계(S400)는 리튬중간체로부터 리튬을 획득할 수 있다. 예를 들어, 리튬 획득 단계(S400)는 수세 단계(S300)에서 획득된 황산리튬수용액 중 일부를 회수하고, 회수된 황산리튬수용액으로부터 리튬을 획득할 수 있다. 이러한 리튬 획득 단계(S400)는 pH 조절 단계(S410) 및 탄산리튬 획득 단계(S420)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 5, in the lithium acquisition step (S400), lithium may be obtained from a lithium intermediate. For example, in the lithium acquisition step (S400), some of the lithium sulfate aqueous solution obtained in the washing step (S300) may be recovered, and lithium may be obtained from the recovered lithium sulfate aqueous solution. This lithium acquisition step (S400) may include a pH adjustment step (S410) and a lithium carbonate acquisition step (S420).

pH 조절 단계(S410)는 황산리튬수용액의 pH를 조절할 수 있다. 황산리튬수용액의 pH를 조절하기 위하여 황산리튬수용액에 가성소다를 투입할 수 있다. 예를 들어, 가성소다가 투입된 황산리튬수용액의 pH는 8 내지 11 일 수 있다. 이 경우 황산리튬수용액 내의 불순물은 가성소다에 의해 제거될 수 있다. 여기서 황산리튬수용액 내의 불순물은 황산화된 소량의 니켈, 코발트 및 망간 중 하나 이상일 수 있다. 이러한 불순물은 가성소다에 의해 수산화물 형태로 제거될 수 있다.In the pH adjusting step (S410), the pH of the lithium sulfate aqueous solution may be adjusted. In order to adjust the pH of the aqueous lithium sulfate solution, caustic soda may be added to the aqueous lithium sulfate solution. For example, the pH of the lithium sulfate aqueous solution into which caustic soda is added may be 8 to 11. In this case, impurities in the lithium sulfate aqueous solution can be removed by caustic soda. Here, the impurity in the lithium sulfate aqueous solution may be at least one of a small amount of sulfated nickel, cobalt, and manganese. These impurities can be removed in the form of hydroxide by caustic soda.

탄산리튬 획득 단계(S420)에서는 pH 조절 단계(S410)에서 pH가 조절된 황산리튬수용액을 통하여 탄산리튬을 획득할 수 있다. 이러한 탄산리튬 회수 단계(S420)는 pH가 조절된 황산리튬수용액에 이산화탄소 또는 탄산나트륨(Na2CO3)을 주입하여 탄산리튬을 획득할 수 있다.In the lithium carbonate obtaining step (S420), lithium carbonate may be obtained through the lithium sulfate aqueous solution whose pH is adjusted in the pH adjusting step (S410). In the lithium carbonate recovery step (S420), lithium carbonate may be obtained by injecting carbon dioxide or sodium carbonate (Na 2 CO 3 ) into an aqueous solution of lithium sulfate whose pH is adjusted.

이러한 리튬 획득 단계(S400)는 침출 단계(S500), 침전 단계(S600), 혼합용매 제공 단계(S700) 및 회수 단계(S800) 이전에 수행될 수 있다.The lithium acquisition step (S400) may be performed before the leaching step (S500), the precipitation step (S600), the mixed solvent providing step (S700), and the recovery step (S800).

도 6을 참조하면, 침출 단계(S500)는 산(acid) 및 과산화수소(H2O2) 중 하나 이상과 금속산화물을 혼합하여 금속산화물을 침출시킬 수 있다. 예를 들어, 침출 단계(S500)에서는 황산(H2SO4)을 금속산화물과 혼합하여 금속산화물을 침출시킬 수 있다. 이러한 침출 단계(S500)는 1차 침출 단계(S510) 및 2차 침출 단계(S520)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 6 , in the leaching step ( S500 ), the metal oxide may be leached by mixing the metal oxide with at least one of an acid and hydrogen peroxide (H 2 O 2 ). For example, in the leaching step (S500), the metal oxide may be leached by mixing sulfuric acid (H 2 SO 4 ) with the metal oxide. This leaching step (S500) may include a first leaching step (S510) and a second leaching step (S520).

1차 침출 단계(S510)에서는 금속산화물과 황산을 혼합하여 금속산화물을 침출시킬 수 있다. 예를 들어, 1차 침출 단계(S510)는 수세 단계(S300)에서 침전된 금속산화물과 pH 조절 단계(S410)에서 제거된 불순물을 혼합한 후 황산을 주입하여 금속산화물을 침출시킬 수 있다. 여기서, pH 조절 단계(S410)에서 제거된 불순물은 황산화된 소량의 니켈, 코발트 및 망간 중 하나 이상일 수 있다. 이처럼, 제거된 불순물을 다시 혼합함으로써 유가자원의 회수율을 더 향상시킬 수 있는 효과가 있다.In the first leaching step (S510), the metal oxide may be leached by mixing the metal oxide and sulfuric acid. For example, in the first leaching step (S510), the metal oxide precipitated in the washing step (S300) and the impurities removed in the pH adjusting step (S410) may be mixed and then sulfuric acid is injected to leach the metal oxide. Here, the impurities removed in the pH adjusting step (S410) may be one or more of a small amount of sulfated nickel, cobalt, and manganese. As such, there is an effect of further improving the recovery rate of valuable resources by mixing the removed impurities again.

2차 침출 단계(S520)에서는 금속산화물과 황산의 혼합물에 과산화수소를 주입할 수 있다. 여기서 과산화수소는 금속산화물의 침출 속도를 향상시킬 수 있다. 이러한 2차 침출 단계(S520)는 1차 침출 단계(S510)와 순차적으로 또는 동시에 수행될 수 있다. 다시 말해, 1차 침출 단계(S510)에서도 경우에 따라 황산과 과산화수소를 동시에 주입할 수도 있다.In the second leaching step (S520), hydrogen peroxide may be injected into a mixture of metal oxide and sulfuric acid. Here, hydrogen peroxide can improve the leaching rate of metal oxides. This secondary leaching step (S520) may be performed sequentially or simultaneously with the primary leaching step (S510). In other words, even in the first leaching step (S510), sulfuric acid and hydrogen peroxide may be simultaneously injected according to circumstances.

이처럼, 코발트, 망간 및 니켈은 1차 침출 단계(S510)와 2차 침출 단계(S520)를 통하여 환원되어 침출될 수 있다. 또한, 침출 단계(S500)를 통하여 금속산화물이 침출된 용액은 침출액으로 명명될 수 있다.As such, cobalt, manganese, and nickel may be reduced and leached through the first leaching step (S510) and the second leaching step (S520). In addition, the solution in which the metal oxide is leached through the leaching step (S500) may be referred to as a leachate.

도 7을 참조하면, 침전 단계(S600)에서는 침출액을 소정 온도 범위로 승온시킬 수 있으며, 침출액에 포함된 불순물을 제거할 수 있다. 이러한 침전 단계(S600)는 승온 단계(S610) 및 불순물 제거 단계(S620)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 7 , in the precipitation step (S600), the temperature of the leachate may be raised to a predetermined temperature range, and impurities included in the leachate may be removed. This precipitation step (S600) may include a temperature raising step (S610) and an impurity removal step (S620).

승온 단계(S610)는 침출액을 소정 온도 범위로 승온시킬 수 있다. 예를 들어, 승온 단계(S610)에서는 침출액을 85℃ 내지 95℃ 범위의 온도로 승온시킬 수 있다.In the temperature raising step (S610), the leachate may be heated to a predetermined temperature range. For example, in the temperature raising step (S610), the leachate may be heated to a temperature in the range of 85°C to 95°C.

불순물 제거 단계(S620)에서는 승온 단계(S610)를 통해 소정 온도 범위로 승온된 침출액 내의 불순물을 제거할 수 있다. 예를 들어, 불순물 제거 단계(S620)에서는 탄산나트륨(Na2CO3)을 침출액에 주입하여 침출액 내의 불순물을 제거할 수 있다. 또한, 탄산나트륨이 주입된 침출액의 pH는 4 내지 5일 수 있다. 한편, 불순물 제거 단계(S620)에서 제거되는 불순물은 구리(cupper), 철(iron) 및 알루미늄(aluminum) 중 하나 이상일 수 있다.In the impurity removal step (S620), impurities in the leachate, which has been heated to a predetermined temperature range through the temperature raising step (S610), may be removed. For example, in the impurity removal step (S620), impurities in the leachate may be removed by injecting sodium carbonate (Na 2 CO 3 ) into the leachate. In addition, the pH of the leachate injected with sodium carbonate may be 4 to 5. Meanwhile, the impurities removed in the impurity removal step (S620) may be one or more of copper, iron, and aluminum.

혼합용매 제공 단계(S700)는 P204(Di(2-ethylhexyl)phosphoric acid (D2EPHA)), C272(Bis-2,4,4-trimethylpentyl phosphinic acid) 및 P507(2-Ethylhexyl-2-Ethylhexyl phosphate) 중 하나 이상과 케로신(kerosene)을 혼합한 혼합용매를 제공할 수 있다. 여기서 혼합용매는 P204와 케로신을 혼합한 제1 혼합용매, C272와 케로신을 혼합한 제2 혼합용매 및 P507과 케로신을 혼합한 제3 혼합용매를 포함할 수 있다. 이러한 혼합용매 제공 단계(S700)에서 제공되는 제1 혼합용매는 후술할 분리 단계(S810)에서 사용될 수 있으며, 제2 혼합용매는 후술할 망간 회수 단계(S820)에서 사용될 수 있으며, 제3 혼합용매는 후술할 코발트 회수 단계(S830) 및 니켈 회수 단계(S840)에서 사용될 수 있다.The mixed solvent providing step (S700) is P204 (Di (2-ethylhexyl) phosphoric acid (D2EPHA)), C272 (Bis-2,4,4-trimethylpentyl phosphinic acid) and P507 (2-Ethylhexyl-2-Ethylhexyl phosphate) A mixed solvent in which one or more and kerosene is mixed may be provided. Here, the mixed solvent may include a first mixed solvent of P204 and kerosene, a second mixed solvent of C272 and kerosene, and a third mixed solvent of P507 and kerosene. The first mixed solvent provided in the step of providing the mixed solvent (S700) can be used in the separation step (S810) to be described later, the second mixed solvent can be used in the manganese recovery step (S820) to be described later, and the third mixed solvent can be used in the step of recovering manganese (S820). may be used in the cobalt recovery step (S830) and the nickel recovery step (S840) to be described later.

도 8을 참조하면, 회수 단계(S800)에서는 불순물 제거 단계(S620)에서 불순물이 제거된 침출액과 혼합용매 제공 단계(S700)에서 제공된 혼합용매를 혼합하여 망간, 코발트 및 니켈 중 하나 이상을 회수할 수 있다. 예를 들어, 회수 단계(S800)는 카운터 플로우(counter flow)를 형성하는 다단 믹서-세틀러(mixer-settler)를 이용하여 상기 망간, 코발트 및 니켈 중 하나 이상을 회수할 수 있다. 이러한 회수 단계(S800)는 분리 단계(S810), 망간 회수 단계(S820), 코발트 회수 단계(S830) 및 니켈 회수 단계(S840)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 8, in the recovery step (S800), at least one of manganese, cobalt, and nickel is recovered by mixing the leachate from which impurities are removed in the impurity removal step (S620) and the mixed solvent provided in the mixed solvent providing step (S700). can For example, in the recovery step (S800), one or more of the manganese, cobalt, and nickel may be recovered using a multi-stage mixer-settler forming a counter flow. This recovery step (S800) may include a separation step (S810), a manganese recovery step (S820), a cobalt recovery step (S830), and a nickel recovery step (S840).

분리 단계(S810)는 불순물 제거 단계(S620)에서 불순물이 제거된 침출액과 제1 혼합용매를 혼합하여 코발트 및 니켈과 망간을 분리할 수 있다. 즉, 분리 단계(S810)는 침출액을 망간을 포함하는 제1 침출액과 코발트 및 니켈을 포함하는 제2 침출액으로 분리할 수 있다. 예를 들어, 분리 단계(S810)는 침출액과 제1 혼합용매의 혼합물로부터 다단 믹서-세틀러를 이용하여 제1 침출액과 제2 침출액으로 분리할 수 있다.In the separation step (S810), cobalt, nickel, and manganese may be separated by mixing the leachate from which impurities are removed in the impurity removal step (S620) and the first mixed solvent. That is, in the separation step (S810), the leachate may be separated into a first leachate containing manganese and a second leachate containing cobalt and nickel. For example, in the separation step (S810), the mixture of the leachate and the first mixed solvent may be separated into the first leachate and the second leachate using a multi-stage mixer-settler.

망간 회수 단계(S820)는 분리 단계(S810)에서 분리된 제1 침출액과 제2 혼합용매를 혼합하여 망간을 회수할 수 있다. 여기서 제1 침출액은 망간뿐만 아니라 칼슘(Ca), 구리(Cu) 등을 포함할 수 있으며, 제2 혼합용매를 제1 침출액과 혼합하는 경우 망간을 칼슘 및 구리로부터 분리할 수 있다. 다시 말해, 제2 혼합용매를 제1 침출액과 혼합하여 구리를 제거한 이후, 제2 혼합용매를 구리가 제거된 제1 침출액과 혼합하면 망간을 칼슘으로부터 분리할 수 있다. 예를 들어, 망간 회수 단계(S820)는 제1 침출액과 제2 혼합용매의 혼합물로부터 다단 믹서-세틀러를 이용하여 망간을 추출할 수 있다.In the manganese recovery step (S820), manganese may be recovered by mixing the first leachate separated in the separation step (S810) and the second mixed solvent. Here, the first leachate may include not only manganese, but also calcium (Ca), copper (Cu), and the like, and when the second mixed solvent is mixed with the first leachate, manganese may be separated from calcium and copper. In other words, after copper is removed by mixing the second mixed solvent with the first leachate, manganese can be separated from calcium by mixing the second mixed medium with the first leachate from which copper is removed. For example, in the manganese recovery step (S820), manganese may be extracted from the mixture of the first leachate and the second mixed solvent using a multi-stage mixer-settler.

코발트 회수 단계(S820)는 분리 단계(S810)에서 분리된 제2 침출액과 제3 혼합용매를 혼합하여 코발트를 회수할 수 있다. 예를 들어, 코발트 회수 단계(S830)는 제2 침출액과 제3 혼합용매의 혼합물로부터 다단 믹서-세틀러를 이용하여 코발트를 추출할 수 있다.In the cobalt recovery step (S820), cobalt may be recovered by mixing the second leachate separated in the separation step (S810) and the third mixed solvent. For example, in the cobalt recovery step (S830), cobalt may be extracted from the mixture of the second leachate and the third mixed solvent using a multi-stage mixer-settler.

니켈 회수 단계(S840)는 분리 단계(S810) 및 코발트 회수 단계(S830)를 통하여 제2 침출액으로부터 코발트가 제거된 제3 침출액과 제3 혼합용매를 혼합하여 니켈을 회수할 수 있다. 예를 들어, 니켈 회수 단계(S840)는 망간 및 코발트가 제거된 제3 침출액과 제3 혼합용매의 혼합물로부터 다단 믹서-세틀러를 이용하여 니켈을 추출할 수 있다.In the nickel recovery step (S840), nickel may be recovered by mixing the third leachate in which cobalt is removed from the second leachate through the separation step (S810) and the cobalt recovery step (S830) and the third mixed solvent. For example, in the nickel recovery step (S840), nickel may be extracted from a mixture of the third leachate from which manganese and cobalt are removed and the third mixed solvent using a multi-stage mixer-settler.

이처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 폐리튬이온배터리로부터 리튬 및 유가금속을 회수하는 방법(S1)은 폐리튬이온배터리로부터 리튬을 회수함으로써 리튬을 재활용할 수 있는 효과가 있다. As such, the method (S1) for recovering lithium and valuable metals from a waste lithium ion battery according to an embodiment of the present invention has an effect of recycling lithium by recovering lithium from a waste lithium ion battery.

또한, 폐리튬이온배터리로부터 리튬 및 유가금속을 회수하는 방법(S1)은 리튬을 망간, 코발트 및 니켈 회수 단계 이전에 회수함으로써 보다 많은 량의 리튬을 회수할 수 있는 효과가 있다.In addition, the method (S1) for recovering lithium and valuable metals from a waste lithium ion battery has an effect of recovering a larger amount of lithium by recovering lithium before the step of recovering manganese, cobalt, and nickel.

이상 본 발명의 실시예들을 구체적인 실시 형태로서 설명하였으나, 이는 예시에 불과한 것으로서, 본 발명은 이에 한정되지 않는 것이며, 본 명세서에 개시된 기술적 사상에 따르는 최광의 범위를 갖는 것으로 해석되어야 한다. 당업자는 개시된 실시형태들을 조합/치환하여 적시되지 않은 형상의 패턴을 실시할 수 있으나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것이다. 이외에도 당업자는 본 명세서에 기초하여 개시된 실시형태를 용이하게 변경 또는 변형할 수 있으며, 이러한 변경 또는 변형도 본 발명의 권리범위에 속함은 명백하다.Although the embodiments of the present invention have been described as specific embodiments, this is merely an example, and the present invention is not limited thereto, and should be construed as having the widest scope according to the technical spirit disclosed herein. A person skilled in the art may implement a pattern of a shape not indicated by combining/substituting the disclosed embodiments, but this also does not deviate from the scope of the present invention. In addition, those skilled in the art can easily change or modify the disclosed embodiments based on this specification, and it is clear that such changes or modifications also fall within the scope of the present invention.

Claims (17)

폐리튬이온배터리를 전처리하여 망간, 코발트 및 니켈 중 하나 이상과 리튬을 포함하는 리튬전처리소재를 획득하는 전처리 단계;
황산암모늄((NH4)2SO4)을 상기 리튬전처리소재와 혼합하고 상기 황산암모늄과 상기 리튬전처리소재가 혼합된 혼합물을 가열함으로써 황산리튬(Li2SO4)을 리튬중간체로서 획득하고, 상기 리튬중간체를 추출함으로써 리튬니켈코발트망간 금속산화물, 리튬코발트 금속산화물, 리튬니켈코발트알루미늄 금속산화물 및 리튬망간 금속산화물 중 하나 이상을 포함하는 금속산화물을 획득하는 배소 단계;
상기 리튬중간체로부터 리튬(lithium)을 획득하는 리튬 획득 단계;
산(acid) 및 과산화수소(H2O2) 중 하나 이상과 상기 금속산화물을 혼합하여 상기 금속산화물이 침출된 침출액을 획득하는 침출 단계; 및
상기 침출 단계에서 획득된 상기 침출액으로부터 망간, 코발트 및 니켈 중 하나 이상을 회수하는 회수 단계를 포함하며,
상기 리튬 획득 단계는 상기 침출 단계 및 상기 회수 단계 이전에 수행되는,
폐리튬이온배터리로부터 리튬 및 유가금속을 회수하는 방법.
A pretreatment step of preprocessing the waste lithium ion battery to obtain a lithium pretreatment material containing at least one of manganese, cobalt, and nickel and lithium;
Lithium sulfate (Li 2 SO 4 ) is obtained as a lithium intermediate by mixing ammonium sulfate ((NH 4 ) 2 SO 4 ) with the lithium pretreatment material and heating the mixture of the ammonium sulfate and the lithium pretreatment material, A roasting step of obtaining a metal oxide including at least one of lithium nickel cobalt manganese metal oxide, lithium cobalt metal oxide, lithium nickel cobalt aluminum metal oxide and lithium manganese metal oxide by extracting a lithium intermediate;
A lithium acquisition step of obtaining lithium from the lithium intermediate;
A leaching step of mixing at least one of an acid and hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) with the metal oxide to obtain a leachate in which the metal oxide is leached; and
And a recovery step of recovering at least one of manganese, cobalt and nickel from the leachate obtained in the leaching step,
The lithium acquisition step is performed before the leaching step and the recovery step,
A method for recovering lithium and valuable metals from waste lithium ion batteries.
제 1 항에 있어서,
상기 침출 단계는,
상기 금속산화물과 황산(H2SO4)을 혼합하여 상기 금속산화물을 침출시키는 1차 침출 단계; 및
상기 1차 침출 단계에서 상기 금속산화물의 침출 속도가 향상되도록 상기 금속산화물과 상기 황산이 혼합되는 동안 상기 과산화수소를 주입하는 2차 침출 단계를 포함하는,
폐리튬이온배터리로부터 리튬 및 유가금속을 회수하는 방법.
According to claim 1,
The leaching step is
A first leaching step of leaching the metal oxide by mixing the metal oxide and sulfuric acid (H 2 SO 4 ); and
And a second leaching step of injecting the hydrogen peroxide while the metal oxide and the sulfuric acid are mixed so that the leaching rate of the metal oxide is improved in the first leaching step.
A method for recovering lithium and valuable metals from waste lithium ion batteries.
제 1 항에 있어서,
상기 침출액에 포함된 황산화된 니켈, 코발트 및 망간 중 하나 이상의 불순물을 제거하기 위하여 상기 침출액에 탄산나트륨(Na2CO3)을 주입하는 불순물 제거 단계를 포함하는 침전단계를 더 포함하고,
상기 불순물 제거 단계는, 상기 침출 단계 이후에 수행되는,
폐리튬이온배터리로부터 리튬 및 유가금속을 회수하는 방법.
According to claim 1,
Further comprising a precipitation step including an impurity removal step of injecting sodium carbonate (Na 2 CO 3 ) into the leachate in order to remove at least one impurity of sulfated nickel, cobalt, and manganese contained in the leachate;
The impurity removal step is performed after the leaching step,
A method for recovering lithium and valuable metals from waste lithium ion batteries.
제 3 항에 있어서,
상기 불순물 제거 단계에서 상기 탄산나트륨이 주입된 침출액의 pH는 4 내지 5인,
폐리튬이온배터리로부터 리튬 및 유가금속을 회수하는 방법.
According to claim 3,
In the impurity removal step, the pH of the leachate into which the sodium carbonate is injected is 4 to 5,
A method for recovering lithium and valuable metals from waste lithium ion batteries.
제 3 항에 있어서,
상기 침전 단계는,
상기 침출액을 소정 온도 범위로 승온시키는 승온 단계를 더 포함하고,
상기 승온 단계는, 상기 침출 단계 이후 및 상기 불순물 제거 단계 이전에 수행되는,
폐리튬이온배터리로부터 리튬 및 유가금속을 회수하는 방법.
According to claim 3,
The precipitation step is
Further comprising a temperature raising step of raising the temperature of the leachate to a predetermined temperature range,
The temperature raising step is performed after the leaching step and before the impurity removal step,
A method for recovering lithium and valuable metals from waste lithium ion batteries.
제 5 항에 있어서,
상기 승온 단계에서 승온된 침출액은 85℃ 내지 95℃ 범위의 온도를 가지는,
폐리튬이온배터리로부터 리튬 및 유가금속을 회수하는 방법.
According to claim 5,
In the temperature raising step, the temperature of the leachate has a temperature in the range of 85 ° C to 95 ° C,
A method for recovering lithium and valuable metals from waste lithium ion batteries.
제 1 항에 있어서,
P204, C272 및 P507 중 하나 이상과 케로신(kerosene)을 혼합한 혼합용매를 제공하는 혼합용매 제공 단계를 더 포함하고,
상기 회수 단계는,
상기 침출액과 상기 혼합용매를 혼합하여 상기 망간, 코발트 및 니켈 중 하나 이상을 회수하며,
상기 혼합용매 제공 단계는, 상기 회수 단계 이전에 수행되는,
폐리튬이온배터리로부터 리튬 및 유가금속을 회수하는 방법.
According to claim 1,
Further comprising a mixed solvent providing step of providing a mixed solvent in which at least one of P204, C272 and P507 and kerosene are mixed,
The recovery step is
Recovering at least one of the manganese, cobalt, and nickel by mixing the leachate and the mixed solvent;
The step of providing the mixed solvent is performed before the step of recovering,
A method for recovering lithium and valuable metals from waste lithium ion batteries.
제 7 항에 있어서,
상기 혼합용매 제공 단계는 상기 P204와 상기 케로신을 혼합한 제1 혼합용매를 제공하고,
상기 회수 단계는 상기 침출액과 상기 제1 혼합용매를 혼합하여 상기 망간을 포함하는 제1 침출액과 상기 코발트 및 상기 니켈을 포함하는 제2 침출액으로 분리하는 분리 단계를 포함하는,
폐리튬이온배터리로부터 리튬 및 유가금속을 회수하는 방법.
According to claim 7,
In the step of providing the mixed solvent, a first mixed solvent obtained by mixing the P204 and the kerosene is provided,
The recovering step includes a separation step of mixing the leachate and the first mixed solvent and separating the first leachate containing the manganese and the second leachate containing the cobalt and the nickel,
A method for recovering lithium and valuable metals from waste lithium ion batteries.
제 8 항에 있어서,
상기 혼합용매 제공 단계는 상기 C272와 상기 케로신을 혼합한 제2 혼합용매를 더 제공하고,
상기 회수 단계는,
상기 제1 침출액과 상기 제2 혼합용매를 혼합하여 상기 망간을 회수하는 망간 회수 단계를 더 포함하는,
폐리튬이온배터리로부터 리튬 및 유가금속을 회수하는 방법.
According to claim 8,
In the step of providing the mixed solvent, a second mixed solvent obtained by mixing the C272 and the kerosene is further provided,
The recovery step is
Further comprising a manganese recovery step of recovering the manganese by mixing the first leachate and the second mixed solvent,
A method for recovering lithium and valuable metals from waste lithium ion batteries.
제 9 항에 있어서,
상기 혼합용매 제공 단계는 상기 P507과 상기 케로신을 혼합한 제3 혼합용매를 더 제공하고,
상기 회수 단계는,
상기 제2 침출액과 상기 제3 혼합용매를 혼합하여 코발트를 회수하는 코발트 회수 단계를 더 포함하고,
상기 코발트 회수 단계는 상기 망간 회수 단계 이후에 수행되는,
폐리튬이온배터리로부터 리튬 및 유가금속을 회수하는 방법.
According to claim 9,
In the step of providing the mixed solvent, a third mixed solvent obtained by mixing the P507 and the kerosene is further provided,
The recovery step is
Further comprising a cobalt recovery step of recovering cobalt by mixing the second leachate and the third mixed solvent;
The cobalt recovery step is performed after the manganese recovery step,
A method for recovering lithium and valuable metals from waste lithium ion batteries.
제 10 항에 있어서,
상기 회수 단계는,
상기 제2 침출액으로부터 상기 코발트가 회수된 제3 침출액과 상기 제3 혼합용매를 혼합하여 니켈을 회수하는 니켈 회수 단계를 더 포함하고,
상기 니켈 회수 단계는 상기 코발트 회수 단계 이후에 수행되는,
폐리튬이온배터리로부터 리튬 및 유가금속을 회수하는 방법.
According to claim 10,
The recovery step is
Further comprising a nickel recovery step of recovering nickel by mixing the third leachate in which the cobalt is recovered from the second leachate and the third mixed solvent,
The nickel recovery step is performed after the cobalt recovery step,
A method for recovering lithium and valuable metals from waste lithium ion batteries.
제 7 항에 있어서,
상기 회수 단계는,
카운터 플로우(counter flow)를 형성하는 다단 믹서-세틀러(mixer-settler)를 이용하여 상기 망간, 코발트 및 니켈 중 하나 이상을 회수하는,
폐리튬이온배터리로부터 리튬 및 유가금속을 회수하는 방법.
According to claim 7,
The recovery step is
Recovering at least one of the manganese, cobalt and nickel using a multi-stage mixer-settler forming a counter flow,
A method for recovering lithium and valuable metals from waste lithium ion batteries.
삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 황산리튬과 상기 금속산화물에 물을 혼합하여 황산리튬수용액을 획득하는 수세 단계를 더 포함하고,
상기 리튬 획득 단계는 상기 황산리튬수용액으로부터 상기 리튬을 획득하는,
폐리튬이온배터리로부터 리튬 및 유가금속을 회수하는 방법.
According to claim 1,
Further comprising a water washing step of mixing the lithium sulfate and the metal oxide with water to obtain an aqueous lithium sulfate solution;
The lithium obtaining step is to obtain the lithium from the lithium sulfate aqueous solution,
A method for recovering lithium and valuable metals from waste lithium ion batteries.
제 1 항에 있어서,
상기 리튬중간체는 황산리튬, 탄산리튬 및 질산리튬 중 하나 이상을 포함하는,
폐리튬이온배터리로부터 리튬 및 유가금속을 회수하는 방법.
According to claim 1,
The lithium intermediate includes at least one of lithium sulfate, lithium carbonate and lithium nitrate,
A method for recovering lithium and valuable metals from waste lithium ion batteries.
제 1 항에 있어서,
상기 리튬 획득 단계는 상기 리튬을 회수하기 전에 상기 망간, 상기 코발트 및 상기 니켈 중 하나 이상을 포함하는 불순물을 제거하며,
상기 침출 단계는 상기 리튬 획득 단계에서 제거된 불순물을 상기 금속산화물과 혼합한 후 상기 금속산화물을 침출시키는,
폐리튬이온배터리로부터 리튬 및 유가금속을 회수하는 방법.
According to claim 1,
The lithium obtaining step removes impurities including at least one of the manganese, the cobalt, and the nickel before recovering the lithium,
The leaching step mixes the impurities removed in the lithium obtaining step with the metal oxide and then leaches the metal oxide.
A method for recovering lithium and valuable metals from waste lithium ion batteries.
제 16 항에 있어서,
상기 리튬 획득 단계는 가성소다를 이용하여 상기 불순물을 수산화물 형태로 제거하는,
폐리튬이온배터리로부터 리튬 및 유가금속을 회수하는 방법.
17. The method of claim 16,
The lithium obtaining step is to remove the impurities in the form of hydroxide using caustic soda,
A method for recovering lithium and valuable metals from waste lithium ion batteries.
KR1020210136518A 2021-10-14 2021-10-14 Method for recoverying lithium and valuable metal from used lithium ion battery KR102530619B1 (en)

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