WO2025249461A1

WO2025249461A1 - リチウム・ニッケル・コバルト含有物の処理方法

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Publication number: WO2025249461A1
Application number: PCT/JP2025/019231
Authority: WO
Inventors: 亮介佐藤; 淳宮崎; 弘樹村岡
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 2024-05-31
Filing date: 2025-05-28
Publication date: 2025-12-04
Anticipated expiration: 2026-11-30

Abstract

リチウム・ニッケル・コバルト含有物に無機酸を含有する酸性溶液を加えて、前記酸性溶液にリチウム，ニッケル，コバルトを浸出させる浸出工程（Ｓ０１）と、前記酸性溶液に還元剤を添加してリチウム，ニッケル，コバルトをさらに浸出させる還元浸出工程（Ｓ０２）と、前記リチウム・ニッケル・コバルト浸出液に、カルシウム化合物を添加して、ニッケルおよびコバルトを含むニッケル・コバルト沈殿物を生成する中和工程（Ｓ０３）と、リチウム浸出液とニッケル・コバルト沈殿物を分離する固液分離工程（Ｓ０４）と、前記ニッケル・コバルト沈殿物からニッケルおよびコバルトを回収するニッケル・コバルト回収工程（Ｓ０５）と、を備えているリチウム・ニッケル・コバルト含有物の処理方法。

Description

リチウム・ニッケル・コバルト含有物の処理方法

　本発明は、リチウムとコバルトとニッケルを含むリチウム・ニッケル・コバルト含有物から、リチウム，ニッケル，コバルトといった有価金属を回収するリチウム・ニッケル・コバルト含有物の処理方法に関するものである。
　本願は、２０２４年５月３１日に、日本に出願された特願２０２４－０８９４４６号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

　近年、使用済みのリチウムイオン電池を破砕したリチウムイオン電池粉砕物からリチウムを回収して再利用することが行われている。リチウムイオン電池からリチウムを回収する際には、使用済みのリチウムイオン電池を焼成および／または粉砕して得る廃リチウムイオン電池粉、いわゆるブラックマスと称される再生原料や二次電池の製造工程で生じた不良品、いわゆるブラックパウダーを用いることが一般的である。
　ここで、上述の廃リチウムイオン電池粉などにおいては、リチウム以外にもニッケルやコバルトといった金属が含まれている。そこで、廃リチウムイオン電池粉からニッケルやコバルトを回収する技術も提案されている。

　例えば、特許文献１には、リチウムイオン電池廃棄物を焙焼して得られたアルミン酸リチウムを含む電池滓を酸性溶液中に浸出し、得られた浸出液を中和して固液分離することにより、リチウム溶解液とアルミニウム、ニッケル、コバルト等の金属とを分離し、リチウムを回収する技術が提案されている。
　特許文献２には、リチウムイオン二次電池を粉砕・分級してコバルトおよびニッケルを含む電極材料を得て、この電極材料を硫酸および過酸化水素を含む処理液に浸漬して浸出液を生成し、この浸出液から銅を分離してコバルトおよびニッケルを含む溶出液を得て、この溶出液にアルカリ金属水酸化物を加えてｐＨ調整した後、硫化水素化合物を加えて攪拌、固液分離を行い、硫化コバルトおよび硫化ニッケルと、リチウムを含む残液とに分離する方法が提案されている。

日本国特開２０１９－１６０４２９号公報（Ａ）日本国特開２０２２－０４２９８２号公報（Ａ）

　ところで、使用済みのリチウムイオン電池を焼成、粉砕して得られる廃リチウムイオン電池粉などにおいては、上述のようにコバルトやニッケルを含んでおり、酸に溶解しにくい複合化合物等を含有していることがある。
　ここで、特許文献１に開示された方法においては、コバルトやニッケルを十分に溶解することができないといった問題があった。
　また、特許文献２に開示された方法においては、電極材料を硫酸および過酸化水素を含む処理液に浸漬して浸出液を得ているので、コバルトやニッケルを溶解させることは可能であるが、この浸出液にはリチウムが含まれており、リチウムと、ニッケルおよびコバルトをそれぞれ効率良く回収することができないといった問題があった。

　本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、リチウムとコバルトとニッケルを含むリチウム・ニッケル・コバルト含有物から、リチウム，ニッケル，コバルトといった有価金属を効率良く回収することが可能なリチウム・ニッケル・コバルト含有物の処理方法を提供することを目的とする。

　上記課題を解決するために、本発明の態様１のリチウム・ニッケル・コバルト含有物の処理方法は、リチウムとニッケルとコバルトを含有するリチウム・ニッケル・コバルト含有物に無機酸を含有する酸性溶液を加えて、前記酸性溶液にリチウム，ニッケル，コバルトを浸出させる浸出工程と、前記酸性溶液に還元剤を添加することにより、高価数のニッケルおよびコバルトの少なくとも一部を還元して、リチウム，ニッケル，コバルトをさらに浸出させる還元浸出工程と、前記浸出工程および前記還元浸出工程で得たリチウム・ニッケル・コバルト浸出液に、中和剤を添加して、ニッケルおよびコバルトを含むニッケル・コバルト沈殿物を生成する中和工程と、前記中和工程後に、リチウム浸出液とニッケル・コバルト沈殿物を分離する固液分離工程と、前記ニッケル・コバルト沈殿物からニッケルおよびコバルトを回収するニッケル・コバルト回収工程と、を備えていることを特徴としている。

　本発明の態様１のリチウム・ニッケル・コバルト含有物の処理方法によれば、リチウム・ニッケル・コバルト含有物に無機酸を含有する酸性溶液を加えて、前記酸性溶液にリチウム，ニッケル，コバルトを浸出させる浸出工程と、前記酸性溶液に還元剤を添加することにより、高価数のニッケルおよびコバルトの少なくとも一部を還元して、ニッケル，コバルトをさらに浸出させる還元浸出工程と、備えているので、リチウム・ニッケル・コバルト含有物に難溶性の複合酸化物が存在していても、リチウム，ニッケル，コバルトを安定して浸出させることができる。
　また、前記浸出工程および前記還元浸出工程で得たリチウム・ニッケル・コバルト浸出液に、中和剤を添加して、ニッケルおよびコバルトを含むニッケル・コバルト沈殿物を生成する中和工程と、前記中和工程後に、リチウム浸出液とニッケル・コバルト沈殿物を分離する固液分離工程と、を備えているので、リチウム浸出液とニッケル・コバルト沈殿物とに分離することができ、リチウム浸出液としてリチウムを回収することができるとともに、ニッケル・コバルト回収工程によってニッケルおよびコバルトを効率良く回収することができる。

　本発明の態様２のリチウム・ニッケル・コバルト含有物の処理方法は、本発明の態様１のリチウム・ニッケル・コバルト含有物の処理方法において、前記浸出工程で使用される前記無機酸が、硫酸、塩酸、硝酸のいずれか一種又は二種以上であることを特徴とする。
　本発明の態様２のリチウム・ニッケル・コバルト含有物の処理方法によれば、前記浸出工程で使用される前記無機酸が、硫酸、塩酸、硝酸のいずれか一種又は二種以上であることから、リチウム，ニッケル，コバルトを効率的に溶解してリチウム・ニッケル・コバルト浸出液を得ることができる。

　本発明の態様３のリチウム・ニッケル・コバルト含有物の処理方法は、本発明の態様１または態様２のリチウム・ニッケル・コバルト含有物の処理方法において、前記中和工程で添加される前記中和剤が、水酸化カルシウム、酸化カルシウム、炭酸カルシウムのいずれか一種又は二種以上であることを特徴とする。
　本発明の態様３のリチウム・ニッケル・コバルト含有物の処理方法によれば、前記中和工程で添加される前記中和剤が、水酸化カルシウム、酸化カルシウム、炭酸カルシウムのいずれか一種又は二種以上とされていることから、浸出工程で溶解したリチウムイオン電池の電解液などに由来するフッ素をフッ化カルシウムとして除去してリチウム純度の高いリチウム浸出液が得られるとともに、ニッケルおよびコバルトを含むニッケル・コバルト沈殿物を効率的に生成することが可能となる。

　本発明の態様４のリチウム・ニッケル・コバルト含有物の処理方法は、本発明の態様１から態様３のいずれかひとつのリチウム・ニッケル・コバルト含有物の処理方法において、前記浸出工程におけるｐＨが１．５以上２．０以下の範囲内であることを特徴とする。
　本発明の態様４のリチウム・ニッケル・コバルト含有物の処理方法によれば、前記浸出工程におけるｐＨが１．５以上２．０以下の範囲内とされているので、リチウム・ニッケル・コバルト含有物から前記酸性溶液にリチウム，ニッケル，コバルトを効率良く浸出させることが可能となる。

　本発明の態様５のリチウム・ニッケル・コバルト含有物の処理方法は、本発明の態様１から態様４のいずれかひとつのリチウム・ニッケル・コバルト含有物の処理方法において、前記還元浸出工程で使用される前記還元剤が、過酸化水素であることを特徴とする。
　本発明の態様５のリチウム・ニッケル・コバルト含有物の処理方法によれば、前記還元浸出工程で使用される前記還元剤が過酸化水素とされているので、リチウム・ニッケル・コバルト含有物に難溶性の複合酸化物が存在していても、リチウム，ニッケル，コバルトを確実に浸出させることができる。

　本発明の態様６のリチウム・ニッケル・コバルト含有物の処理方法は、本発明の態様１から態様５のいずれかひとつのリチウム・ニッケル・コバルト含有物の処理方法において、前記浸出工程と前記還元浸出工程とを同時に実施することを特徴とする。
　本発明の態様６のリチウム・ニッケル・コバルト含有物の処理方法によれば、酸性溶液に還元剤を添加して前記浸出工程と前記還元浸出工程とを同時に実施することにより、リチウム・ニッケル・コバルト含有物からリチウム，ニッケル，コバルトをさらに効率良く浸出させることができる。

　本発明の態様７のリチウム・ニッケル・コバルト含有物の処理方法は、本発明の態様１から態様６のいずれかひとつのリチウム・ニッケル・コバルト含有物の処理方法において、前記ニッケル・コバルト回収工程は、ニッケル・コバルト沈殿物を、無機酸を含有する酸性溶液に浸出させてニッケル・コバルト浸出液を得る第２浸出工程と、前記ニッケル・コバルト浸出液と固形成分とを分離する第２固液分離工程と、を備えていることを特徴とする。
　本発明の態様７のリチウム・ニッケル・コバルト含有物の処理方法によれば、前記ニッケル・コバルト回収工程は、ニッケル・コバルト沈殿物を、無機酸を含有する酸性溶液に浸出させてニッケル・コバルト浸出液を得る第２浸出工程と、前記ニッケル・コバルト浸出液と固形成分とを分離する第２固液分離工程と、を備えているので、コバルトおよびニッケルを確実に効率良く回収することができる。

　本発明の態様８のリチウム・ニッケル・コバルト含有物の処理方法は、本発明の態様１から態様７のいずれかひとつのリチウム・ニッケル・コバルト含有物の処理方法において、前記第２固液分離工程で得られた前記ニッケル・コバルト浸出液に硫化剤を添加してニッケル・コバルトの硫化物を回収することを特徴とする。
　本発明の態様８のリチウム・ニッケル・コバルト含有物の処理方法によれば、前記第２固液分離工程で得られた前記ニッケル・コバルト浸出液に硫化剤を添加してニッケル・コバルトの硫化物を回収する構成とされているので、コバルトおよびニッケルを安定して効率良く回収することができる。

　本発明の態様９のリチウム・ニッケル・コバルト含有物の処理方法は、本発明の態様１から態様８のいずれかひとつのリチウム・ニッケル・コバルト含有物の処理方法において、前記第２浸出工程の後または同時に、還元剤を添加することを特徴とする。
　本発明の態様９のリチウム・ニッケル・コバルト含有物の処理方法によれば、前記第２浸出工程の後または同時に、還元剤を添加する構成とされているので、コバルトおよびニッケルをさらに浸出させことができ、コバルトおよびニッケルをさらに効率良く回収することができる。

　本発明の態様１０のリチウム・ニッケル・コバルト含有物の処理方法は、本発明の態様９のリチウム・ニッケル・コバルト含有物の処理方法において、前記還元浸出工程で前記還元剤を添加する際には加温せず、前記第２浸出工程で前記還元剤を添加する際には加温することを特徴とする。
　本発明の態様１０のリチウム・ニッケル・コバルト含有物の処理方法によれば、前記還元浸出工程で前記還元剤を添加する際には加温せず、前記第２浸出工程で前記還元剤を添加する際には加温する構成とされているので、還元浸出工程において還元剤の消費を抑えて効率よくニッケル・コバルトとリチウムを分離できる可能性がある。

　本発明によれば、リチウムとコバルトとニッケルを含むリチウム・ニッケル・コバルト含有物から、リチウム，ニッケル，コバルトといった有価金属を効率良く回収することが可能なリチウム・ニッケル・コバルト含有物の処理方法を提供することができる。

本発明に係る実施形態のリチウム・ニッケル・コバルト含有物の処理方法を示すフロー図である。

　以下、本発明の実施形態の一例について説明する。

　本実施形態であるリチウム・ニッケル・コバルト含有物の処理方法は、リチウムとコバルトとニッケルを含むリチウム・ニッケル・コバルト含有物から、リチウム，ニッケル，コバルトといった有価金属を回収するものである。
　本実施形態においては、対象となるリチウム・ニッケル・コバルト含有物は、使用済みのリチウムイオン電池を焼成および／または粉砕して得られる廃リチウムイオン電池粉（いわゆる、ブラックマス）や二次電池の正極材等の製造工程で生じ不良品（いわゆる、ブラックパウダー）とされている。

　なお、上述の廃リチウムイオン電池粉（ブラックマス）や不良品（ブラックパウダー）においては、（ａ）リチウムとニッケルおよびコバルトが結合したもの（例えば、ＬｉＮｉＯ_２，ＬｉＣｏＯ_２等）、（ｂ）電解液に由来するもの（例えば、Ｌｉ_２ＣＯ_３等）を含有しており、（ｃ）その他（例えば、ＬｉＡｌＯ_２，金属Ｃｏ，金属Ｎｉ，ＮｉＯ，ＣｏＯ等）などが混在している。
　ここで、（ｂ）電解液に由来するもの（例えば、Ｌｉ_２ＣＯ_３等）は、酸性溶液に溶解しやすいが、（ａ）リチウムとニッケルおよびコバルトが結合したもの（例えば、ＬｉＮｉＯ_２，ＬｉＣｏＯ_２等）は、ニッケルやコバルトが３価と４価と高価数であるため、酸性溶液に溶解しにくい傾向にある。なお、（ｃ）その他（例えば、ＬｉＡｌＯ_２，金属Ｃｏ，金属Ｎｉ，ＮｉＯ，ＣｏＯ等）は、酸性溶液にはほとんど溶解しない。

　本実施形態であるリチウム・ニッケル・コバルト含有物の処理方法は、例えば図１に示すように、浸出工程Ｓ０１、還元浸出工程Ｓ０２、中和工程Ｓ０３、固液分離工程Ｓ０４、ニッケル・コバルト回収工程Ｓ０５と、を少なくとも備えている。
　また、本実施形態においては、ニッケル・コバルト回収工程Ｓ０５は、第２浸出工程Ｓ５１と、第２固液分離工程Ｓ５２と、を備えている。

（浸出工程Ｓ０１）
　この浸出工程Ｓ０１では、廃リチウムイオン電池粉等のリチウム・ニッケル・コバルト含有物を酸性溶液に浸漬することで、リチウム，ニッケル，コバルトを酸性溶液中に浸出させ、リチウム・ニッケル・コバルト浸出液を得る。
　酸性溶液としては、例えば、塩酸、硫酸、硝酸などの無機酸を単独あるいは混合して用いることができる。本実施形態では、酸として硫酸を用いている。

　本実施形態では、リチウム・ニッケル・コバルト含有物と酸性溶液を混合して攪拌（攪拌時間：１時間以上２４時間以下）して、リチウム・ニッケル・コバルト含有物中のリチウム，ニッケル，コバルトを溶解させてリチウム・ニッケル・コバルト浸出液を得る。
　ここで、本実施形態においては、浸出工程Ｓ０１におけるリチウム・ニッケル・コバルト浸出液のｐＨは１．５以上２．０以下の範囲内であることが好ましい。

（還元浸出工程Ｓ０２）
　この還元浸出工程Ｓ０２では、酸性溶液に還元剤を添加することにより、高価数のニッケルおよびコバルトの少なくとも一部を還元して、ニッケル，コバルトをさらに酸性溶液中に浸出させる。
　リチウム・ニッケル・コバルト含有物においては、ニッケル及びコバルトを含む酸に溶解しにくい複合化合物等が存在していることがある。このような複合酸化物においては、ニッケルおよびコバルトは３価，４価等の高価数で存在している。
　ここで、酸性溶液に還元剤を添加することにより、３価，４価のニッケルおよびコバルトを２価に還元することにより、酸性溶液への浸出を促進させることが可能となる。すなわち、廃リチウムイオン電池粉（ブラックマス）等に含まれる（ａ）リチウムとニッケルおよびコバルトが結合したもの（例えば、ＬｉＮｉＯ_２，ＬｉＣｏＯ_２等）の溶解を促進して、酸性溶液にニッケルおよびコバルトをさらに浸出させることが可能となる。
　なお、還元浸出工程Ｓ０２においては、（ｃ）その他（例えば、ＬｉＡｌＯ_２，金属Ｃｏ，金属Ｎｉ，ＮｉＯ，ＣｏＯ等）を溶解する必要がないことから、還元剤を添加する際に加温せず、還元剤を（ａ）リチウムとニッケルおよびコバルトが結合したもの（例えば、ＬｉＮｉＯ_２，ＬｉＣｏＯ_２等）の溶解に有効に利用することが好ましい。

　ここで、還元剤としては、例えば、過酸化水素、二酸化硫黄、亜硫酸水素ナトリウムなどを用いることができる。本実施形態では、還元剤として過酸化水素を用いている。
　なお、酸性溶液に対する還元剤の混合比率は、質量比で０．０１以上１．０以下とすることが好ましい。酸性溶液に対する還元剤の混合比率を質量比で０．０１以上とすることでニッケルおよびコバルトを十分に浸出することができる。また、酸性溶液に対する還元剤の混合比率を１．０以下とすることで投入した還元剤が残留することを抑制することができる。酸性溶液に対する還元剤の混合比率は、質量比で０．１以上０．５以下とすることがより好ましい。
　また、浸出工程Ｓ０１と還元浸出工程Ｓ０２とを同時に実施することもできる。
　また、還元浸出時の酸性溶液の温度は５０℃以上８０℃以下が好ましく、６０℃以上７５℃以下がさらに好ましい。

（中和工程Ｓ０３）
　次に、還元浸出工程Ｓ０２で得たリチウム・ニッケル・コバルト浸出液に、中和剤を添加することにより、ニッケルおよびコバルトを含むニッケル・コバルト沈殿物を生成させる。
　ここで、本実施形態においては、中和工程Ｓ０３で添加される中和剤としては、水酸化カルシウム、酸化カルシウム、炭酸カルシウムのいずれか一種又は二種以上を用いることが好ましい。
　なお、中和工程Ｓ０３におけるｐＨに特に制限はないが、８以上１２以下の範囲内であることが好ましい。

（固液分離工程Ｓ０４）
　この固液分離工程Ｓ０４においては、中和工程Ｓ０３で生成したニッケル・コバルト沈殿物とリチウム浸出液とを分離する。ニッケル・コバルト沈殿物とリチウム浸出液とを分離する方法としては、重力沈降分離方式、遠心分離方式またはフィルタープレス等のろ布ろ過方式などの固液分離法を用いることができる。

（ニッケル・コバルト回収工程Ｓ０５）
　このニッケル・コバルト回収工程Ｓ０５においては、固液分離工程Ｓ０４で分離されたニッケル・コバルト沈殿物からニッケルおよびコバルトを回収する。本実施形態では、図１に示すように、ニッケル・コバルト回収工程Ｓ０５は、第２浸出工程Ｓ５１と、第２固液分離工程Ｓ５２と、を備えている。

　第２浸出工程Ｓ５１においては、固液分離工程Ｓ０４で分離されたニッケル・コバルト沈殿物を、無機酸を含有する酸性溶液に浸出させてニッケル・コバルト浸出液を得る。ここで、第２浸出工程Ｓ５１で用いられる無機酸としては、硫酸、塩酸、硝酸のいずれか一種又は二種以上を用いることができる。なお、この第２浸出工程Ｓ０１では、加温することが好ましく、具体的には、浸出時の温度は５０℃以上８０℃以下が好ましく、６０℃以上７５℃以下が特に好ましい。
　なお、この第２浸出工程Ｓ５１の後、又は同時に、還元剤を添加して還元浸出を実施してもよい。この場合、還元浸出工程Ｓ０２では加温せず、第２浸出工程Ｓ５１では加温することが好ましい。還元浸出工程Ｓ０２において還元剤の消費を抑えて効率よくニッケル・コバルトとリチウムを分離できる可能性がある。この場合に効率よくニッケル・コバルトとリチウムを分離できる可能性がある理由は、リチウムを酸性溶液に浸出させる還元浸出工程Ｓ０２において、浸出させる必要のないニッケル及びコバルトの浸出に還元剤を消費してしまう量が抑制され、かつリチウム浸出液にニッケル及びコバルトが浸出する量が抑制され、さらにニッケル・コバルト回収工程Ｓ０５において、ニッケル及びコバルトの浸出のためにより多くの還元剤を消費できるようになるためである。

　次に、第２固液分離工程Ｓ５２においては、ニッケル・コバルト浸出液と固形成分とを分離し、ニッケル・コバルト浸出液としてコバルト及びニッケルを回収する。ニッケル・コバルト浸出液と固形成分とを分離する方法としては、重力沈降分離方式、遠心分離方式またはフィルタープレス等のろ布ろ過方式などの固液分離法を用いることができる。
　なお、上述のニッケル・コバルト浸出液に硫化剤を添加してニッケル・コバルトの硫化物を回収する構成としてもよい。

　このような各工程を実施することにより、リチウム・ニッケル・コバルト含有物から、リチウムをリチウム浸出液として、コバルトおよびニッケルをニッケル・コバルト浸出液として、それぞれ回収する。

　以上のような構成とされた本実施形態であるリチウム・ニッケル・コバルト含有物の処理方法によれば、無機酸を含有する酸性溶液を加えて、酸性溶液にリチウム，ニッケル，コバルトを浸出させる浸出工程Ｓ０１と、酸性溶液に還元剤を添加することにより、高価数のニッケルおよびコバルトの少なくとも一部を還元して、ニッケル，コバルトをさらに浸出させる還元浸出工程Ｓ０２と、を備えているので、リチウム・ニッケル・コバルト含有物に、難溶性の複合酸化物が存在していても、還元剤によって溶けにくい３価、４価のニッケルおよびコバルトを２価として、リチウム，ニッケル，コバルトを酸性溶液に安定して浸出させることができる。

　そして、浸出工程Ｓ０１および還元浸出工程Ｓ０２で得たリチウム・ニッケル・コバルト浸出液に中和剤を添加して、ニッケルおよびコバルトを含むニッケル・コバルト沈殿物を生成する中和工程Ｓ０３と、中和工程Ｓ０３後に、リチウム浸出液とニッケル・コバルト沈殿物を分離する固液分離工程Ｓ０４と、ニッケル・コバルト沈殿物からニッケル，コバルトを回収するニッケル・コバルト回収工程Ｓ０５と、を備えているので、リチウム浸出液とニッケル・コバルト沈殿物とに分離することができ、リチウム浸出液としてリチウムを回収することができるとともに、ニッケル・コバルト沈殿物からニッケルおよびコバルトを効率良く回収することができる。

　本実施形態において、浸出工程Ｓ０１で使用される無機酸が、硫酸、塩酸、硝酸のいずれか一種又は二種以上である場合には、リチウム・ニッケル・コバルト含有物中のリチウム，ニッケル，コバルトを溶解してリチウム・ニッケル・コバルト浸出液を効率的に生成することができる。

　本実施形態において、中和工程Ｓ０３で添加される中和剤が、水酸化カルシウム、酸化カルシウム、炭酸カルシウムのいずれか一種又は二種以上とされている場合には、浸出工程で溶解したリチウムイオン電池の電解液などに由来するフッ素をフッ化カルシウムとして除去してリチウム純度の高いリチウム浸出液が得られるとともに、ニッケルおよびコバルトを含むニッケル・コバルト沈殿物を効率的に生成することが可能となる。

　本実施形態において、浸出工程Ｓ０１におけるｐＨが１．５以上２．０以下の範囲内とされている場合には、リチウム・ニッケル・コバルト含有物から酸性溶液にリチウム，ニッケル，コバルトを効率良く浸出させることが可能となる。

　本実施形態において、還元浸出工程Ｓ０２で使用される還元剤が、過酸化水素である場合には、リチウム・ニッケル・コバルト含有物に難溶性の複合酸化物が存在していても、リチウム，ニッケル，コバルトを確実に浸出させることができる。

　本実施形態において、浸出工程Ｓ０１と還元浸出工程Ｓ０２とを同時に実施する場合には、リチウム・ニッケル・コバルト含有物からリチウム，ニッケル，コバルトをさらに効率良く浸出させることができる。

　本実施形態において、ニッケル・コバルト回収工程Ｓ０５が、ニッケル・コバルト沈殿物を、無機酸を含有する酸性溶液に浸出させてニッケル・コバルト浸出液を得る第２浸出工程Ｓ５１と、ニッケル・コバルト浸出液と固形成分とを分離する第２固液分離工程Ｓ５２と、を備えている場合には、ニッケル・コバルト沈殿物からコバルトおよびニッケルを確実に効率良く回収することができる。

　本実施形態において、第２固液分離工程Ｓ５２で得られたニッケル・コバルト浸出液に硫化剤を添加してニッケル・コバルトの硫化物を回収する構成とした場合には、コバルトおよびニッケルを安定して効率良く回収することができる。

　本実施形態において、第２浸出工程Ｓ５１の後または同時に、還元剤を添加する構成とした場合には、コバルトおよびニッケルをさらに浸出させることができ、コバルトおよびニッケルをさらに効率良く回収することができる。

　本実施形態において、還元浸出工程Ｓ０２で還元剤を添加する際には加温せず、第２浸出工程Ｓ５１で還元剤を添加する際には加温する構成とした場合には、還元浸出工程Ｓ０２において還元剤の消費を抑えて効率よくニッケル・コバルトとリチウムを分離できる可能性がある。

　以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

　以下に、本発明の有効性を確認するために行った確認実験の結果について説明する。

（実施例１）
　表１に示すブラックマス８０ｇに、４７ｖｏｌ％硫酸をｐＨが２以下になるまで加えた（浸出工程）。
　次に、過酸化水素水を加えながら、室温（２０℃以上３０℃以下。本実施例においては２５℃）でｐＨが２以下になるように４７ｖｏｌ％硫酸を加えた（還元浸出工程）。なお、このときの硫酸（酸性溶液）に対する過酸化水素水（還元剤）の混合比率は質量比で０．６であった。
　次に、水酸化カルシウム水溶液を加え、ｐＨが９．５以上になるように調整し、スラリー液を得た（中和工程）。
　このスラリー液に対して固液分離を行った（固液分離工程）。得られたリチウム浸出液とニッケル・コバルト沈殿物に対してＩＣＰによる元素分析を行った。
　次に、上述のニッケル・コバルト沈殿物に、室温で４７ｖｏｌ％硫酸をｐＨ２．０以下になるように加えた（第２浸出工程）。
　次に、第２浸出工程で得られたスラリー液に対して固液分離を行った（第２固液分離工程）。得られたニッケル・コバルト浸出液と固形成分に対してＩＣＰによる元素分析を行った。

　そして、上述の元素分析の結果から、以下の式によって、Ｌｉの浸出率（％）を算出した。算出結果を表１に示す。
　Ｌｉの浸出率（％）＝〔第１浸出工程で浸出したＬｉ量（ｇ）／（第１浸出工程で浸出したＬｉ量（ｇ）＋第２浸出工程で浸出したＬｉ量（ｇ）＋第２浸出工程の残渣中のＬｉ量（ｇ））〕×１００

　また、上述の元素分析の結果から、以下の式によって、Ｃｏの浸出率（％）を算出した。算出結果を表１に示す。
　Ｃｏの浸出率（％）＝〔第２浸出工程で浸出したＣｏ量（ｇ）／（第１浸出工程で浸出したＣｏ量（ｇ）＋第２浸出工程で浸出したＣｏ量（ｇ）＋第２浸出工程の残渣中のＣｏ量（ｇ））〕×１００

　さらに、上述の元素分析の結果から、以下の式によって、Ｎｉの浸出率（％）を算出した。算出結果を表１に示す。
　Ｎｉの浸出率（％）＝〔第２浸出工程で浸出したＮｉ量（ｇ）／（第１浸出工程で浸出したＮｉ量（ｇ）＋第２浸出工程で浸出したＮｉ量（ｇ）＋第２浸出工程の残渣中のＮｉ量（ｇ））〕×１００

（実施例２）
　表２に示すブラックマス８０ｇに、４７ｖｏｌ％硫酸をｐＨが２以下になるまで加えた（浸出工程）。
　次に、過酸化水素水を加えながら、温度を６０℃に設定し、ｐＨが２以下になるように４７ｖｏｌ％硫酸を加えた（還元浸出工程）。なお、このときの硫酸（酸性溶液）に対する過酸化水素水（還元剤）の混合比率は質量比で０．４であった。
　次に、水酸化カルシウム水溶液を加え、ｐＨが９．５以上になるように調整し、スラリー液を得た（中和工程）。
　このスラリー液に対して固液分離を行った（第１固液分離工程）。得られたリチウム浸出液とニッケル・コバルト沈殿物に対してＩＣＰによる元素分析を行った。
　前記のニッケル・コバルト沈殿物に、温度を６０℃に設定したのち、４７ｖｏｌ％硫酸をｐＨ２．０以下になるように加えた（第２浸出工程）。
　第２浸出工程で得られたスラリー液に対して固液分離を行った（第２固液分離工程）。得られたニッケル・コバルト浸出液と固形成分に対してＩＣＰによる元素分析を行った。
　そして、実施例１と同様に、Ｌｉの浸出率（％）、Ｃｏの浸出率（％）、Ｎｉの浸出率（％）を算出した。算出結果を表２に示す。

（比較例）
　表３に示すブラックマス８０ｇに、室温で４７ｖｏｌ％硫酸をｐＨが２以下になるまで加えた（浸出工程）。
　次に、水酸化カルシウム水溶液を加え、ｐＨが９．５以上になるように調整した（中和工程）。
　中和工程で得られたスラリー液に対して固液分離を行った（第１固液分離工程）。得られたリチウム浸出液とニッケル・コバルト沈殿物に対してＩＣＰによる元素分析を行った。
　上述のニッケル・コバルト沈殿物に、室温でｐＨ２．０以下になるように４７％硫酸を加えた（第２浸出工程）。
　この第２浸出工程で得られたスラリー液に対して固液分離を行った（第２固液分離工程）。
　得られたニッケル・コバルト浸出液と固形成分に対してＩＣＰによる元素分析を行った。
　そして、実施例１と同様に、Ｌｉの浸出率（％）、Ｃｏの浸出率（％）、Ｎｉの浸出率（％）を算出した。算出結果を表３に示す。

　還元浸出工程を実施した実施例１，２においては、還元浸出工程を実施していない比較例に比べて、Ｌｉの浸出率、Ｃｏの浸出率、Ｎｉの浸出率が向上しており、リチウムとコバルトとニッケルを含むリチウム・ニッケル・コバルト含有物から、リチウム，ニッケル，コバルトを効率良く分離、回収できることが確認された。
　また、浸出時に温度を６０℃に設定した実施例２においては、実施例１に比べて、Ｌｉの浸出率、Ｃｏの浸出率、Ｎｉの浸出率がさらに向上することが確認された。

　以上の確認実験の結果、本発明例によれば、リチウムとコバルトとニッケルを含むリチウム・ニッケル・コバルト含有物から、リチウム，ニッケル，コバルトといった有価金属を効率良く回収することが可能なリチウム・ニッケル・コバルト含有物の処理方法を提供可能であることが確認された。

　本発明によると、リチウム・ニッケル・コバルト含有物から、リチウム，ニッケル，コバルトといった有価金属を効率良く回収することが可能なリチウム・ニッケル・コバルト含有物の処理方法を提供することが可能となる。

Claims

　リチウムとニッケルとコバルトを含有するリチウム・ニッケル・コバルト含有物に無機酸を含有する酸性溶液を加えて、前記酸性溶液にリチウム，ニッケル，コバルトを浸出させる浸出工程と、
　前記酸性溶液に還元剤を添加することにより、高価数のニッケルおよびコバルトの少なくとも一部を還元して、リチウム，ニッケル，コバルトをさらに浸出させる還元浸出工程と、
　前記浸出工程および前記還元浸出工程で得たリチウム・ニッケル・コバルト浸出液に、中和剤を添加して、ニッケルおよびコバルトを含むニッケル・コバルト沈殿物を生成する中和工程と、
　前記中和工程後に、リチウム浸出液とニッケル・コバルト沈殿物を分離する固液分離工程と、
　前記ニッケル・コバルト沈殿物からニッケルおよびコバルトを回収するニッケル・コバルト回収工程と、
　を備えていることを特徴とするリチウム・ニッケル・コバルト含有物の処理方法。
　前記浸出工程で使用される前記無機酸が、硫酸、塩酸、硝酸のいずれか一種又は二種以上であることを特徴とする請求項１に記載のリチウム・ニッケル・コバルト含有物の処理方法。
　前記中和工程で添加される前記中和剤が、水酸化カルシウム、酸化カルシウム、炭酸カルシウムのいずれか一種又は二種以上であることを特徴とする請求項１に記載のリチウム・ニッケル・コバルト含有物の処理方法。
　前記浸出工程におけるｐＨが１．５以上２．０以下の範囲内であることを特徴とする請求項１に記載のリチウム・ニッケル・コバルト含有物の処理方法。
　前記還元浸出工程で使用される前記還元剤が、過酸化水素であることを特徴とする請求項１に記載のリチウム・ニッケル・コバルト含有物の処理方法。
　前記浸出工程と前記還元浸出工程とを同時に実施することを特徴とする請求項１に記載のリチウム・ニッケル・コバルト含有物の処理方法。
　前記ニッケル・コバルト回収工程は、ニッケル・コバルト沈殿物を、無機酸を含有する酸性溶液に浸出させてニッケル・コバルト浸出液を得る第２浸出工程と、前記ニッケル・コバルト浸出液と固形成分とを分離する第２固液分離工程と、を備えていることを特徴とする請求項１に記載のリチウム・ニッケル・コバルト含有物の処理方法。
　前記第２固液分離工程で得られた前記ニッケル・コバルト浸出液に硫化剤を添加してニッケル・コバルトの硫化物を回収することを特徴とする請求項７に記載のリチウム・ニッケル・コバルト含有物の処理方法。
　前記第２浸出工程の後または同時に、還元剤を添加することを特徴とする請求項８に記載のリチウム・ニッケル・コバルト含有物の処理方法。
　前記還元浸出工程で前記還元剤を添加する際には加温せず、前記第２浸出工程で前記還元剤を添加する際には加温することを特徴とする請求項９に記載のリチウム・ニッケル・コバルト含有物の処理方法。