锂离子电池废料的浸出方法、及来自于锂离子电池废料的金属的回收方法技术

本发明专利技术提供一种可有效地降低处理成本的锂离子电池废料的浸出方法、及来自于锂离子电池废料的金属的回收方法。该发明专利技术的锂离子电池废料的浸出方法，在利用酸性溶液使包含镍和/或钴的锂离子电池的废料浸出时，包括如下金属浸出工序：将所述废料中不含的锰和/或铁的单质、锰和/或铁的化合物，及包含锰和/或铁的金属离子的溶液中的至少一种与所述废料一并添加至酸性溶液中，使锰和/或铁的金属离子存在于所述酸性溶液中，之后，在存在所述锰和/或铁的金属离子的该酸性溶液中，使所述废料中所含的镍和/或钴、与所述锰和/或铁的金属离子接触，由此使镍和/或钴浸出。

Method for leaching waste material of lithium ion battery and method for recovering metal from waste of lithium ion battery

The present invention provides a leaching method for lithium ion battery waste material which can effectively reduce processing cost, and a method for recovering metal from waste material of lithium ion battery. Leaching method of waste lithium ion battery of the invention, the leaching waste lithium ion batteries contain nickel and / or cobalt by acid solution, which comprises the following steps: metal leaching of manganese and / or iron element, manganese and / or iron compounds that do not contain the waste, at least one with the waste solution containing manganese and iron and / or metal ions in conjunction with added to the acid solution, after which metal ions of manganese and / or iron in the acid solution, and in the presence of the metal ions of manganese and / or iron in the acid solution, the the waste material containing nickel and / or metal ions and the cobalt, manganese and / or iron contact, thereby making nickel and / or cobalt leaching.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】锂离子电池废料的浸出方法、及来自于锂离子电池废料的金属的回收方法
本专利技术涉及一种使包含镍和/或钴的锂离子电池废料浸出的方法、及从该锂离子电池废料回收特定的金属的方法，尤其提出一种可有助于降低锂离子电池废料的处理所需的成本的技术。现有技术在以各种电子设备为代表的诸多产业领域中所使用的锂离子电池使用包含锰、镍及钴的锂金属盐作为正极材，近年来，处于如下状况：随着其使用量的增加及使用范围的扩大，因电池的制品寿命或制造过程中的不良而被废弃的量不断增多。在该状况下，为了将上述镍及钴等昂贵的元素再利用，而期待以相对低的成本从大量废弃的锂离子电池废料容易地进行回收。为了回收有价金属，在对锂离子电池废料进行处理时，首先，例如对根据需要经过焙烧、粉碎及筛选等各工序所获得的粉状或粒状的锂离子电池废料使用双氧水而进行酸浸出，使其中可含的锂、镍、钴、锰、铁、铜、铝等溶解于溶液中而获得浸出后溶液。继而，对该浸出后溶液实施溶剂提取法，依次使各金属元素分离。在此，首先回收铁及铝，继而回收锰及铜，然后回收钴，其后回收镍，最后使锂残留于水相中，由此可将各有价金属回收。再者，作为从锂离子电池等二次电池回收有价金属的方法，专利文献1及2中分别公开有“从含Co、Ni、Mn的锂电池渣回收有价金属的方法”及“从废二次电池回收金属的方法”。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2009-193778号公报专利文献2：日本特开2005-149889号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题但是，在上述锂离子电池废料的处理方法中，为了提高锂、锰、镍及钴等回收对象的金属的回收率，在对锂离子电池废料中所含的对象金属进行酸浸出时，需要添加双氧水作为还原剂。尤其是由于锂离子电池废料中所含的正极活性物质中，锂等呈现氧化物的形态，因此在将其充分地浸出时作为还原剂的双氧水的量也变为大量。然而，由于该双氧水相对较昂贵，因此上述处理方法有因添加大量双氧水，因此处理成本大幅提高的问题。另外，在上述处理方法中，浸出后溶液中所含的锰等昂贵的金属以外的金属等，可如上述那样在后续工序中通过溶剂提取法而进行回收，在该情形时，为了对该金属进行提取溶剂，工序数会增加而使成本提高，此外，根据溶剂提取后的所回收的该金属的形态，还存在无法直接将其再利用，而需要进一步的处理的问题。本专利技术以解决现有技术所面临的这样的问题为课题，其目的在于提供一种减少锂离子电池废料的浸出时所添加的昂贵的双氧水的量，或无需添加双氧水，且可容易地将昂贵的金属以外的金属等回收，而可有效地降低处理成本的锂离子电池废料的浸出方法、及来自于锂离子电池废料的金属的回收方法。解决课题的技术手段专利技术人获得如下见解，即，在利用酸性溶液使包含镍和/或钴的锂离子电池的废料浸出时，通过将锂离子电池的废料中不含的锰和/或铁与废料一并添加至酸性溶液中，使溶解于酸性溶液中的锰和/或铁的金属离子与镍和/或钴接触，由此可有效地促进镍和/或钴的浸出。另外，发现在利用酸性溶液将废料浸出时，溶解于酸性溶液中的锰和/或铁的金属离子析出，可从该浸出后溶液中通过固液分离等进行回收。并且，认为通过利用该情况，可减少或削减以往需要大量添加的双氧水，而可降低处理成本。基于这样的见解，本专利技术的锂离子电池废料的浸出方法中，在利用酸性溶液使包含镍和/或钴的锂离子电池的废料浸出时，包括如下金属浸出工序：将上述废料中不含的金属的锰和/或铁的单质、锰和/或铁的化合物、及包含锰和/或铁的金属离子的溶液中的至少一种与上述废料一并添加至酸性溶液中，使锰和/或铁的金属离子存在于上述酸性溶液中，之后，在存在上述锰和/或铁的金属离子的该酸性溶液中，使上述废料中所含的镍和/或钴与上述锰和/或铁的金属离子接触，由此使镍和/或钴浸出。优选为在上述金属浸出工序中，通过氧化使存在于酸性溶液中的上述锰和/或铁的金属离子以氧化物的形式沉淀。另外，优选为在上述金属浸出工序中，将锂离子电池正极活性物质的原料与废料一并添加至酸性溶液中，在该锂离子电池正极活性物质的原料中包含锰和/或铁的化合物。另外，本专利技术的来自于锂离子电池废料的金属的回收方法包括如下工序：上述任一种锂离子电池废料的浸出方法的金属浸出工序；及分离回收工序，其从上述金属浸出工序中获得的浸出后溶液中，通过溶剂提取将在该浸出后溶液中浸出的锰和/或铁、与镍和/或钴分离并进行回收。在本回收方法中，优选为在上述金属浸出工序中，与废料一并添加至酸性溶液中的包含锰和/或铁的金属离子的溶液、或锰和/或铁的化合物为从上述分离回收工序中的包含锰和/或铁的溶剂反提取而成的酸性溶液、或由上述酸性溶液所生成的锰和/或铁的化合物。专利技术效果在本专利技术中，在金属浸出工序中，将锰和/或铁的单质、锰和/或铁的化合物、及包含锰和/或铁的金属离子的溶液中的至少一种与上述废料一并添加至酸性溶液中，使锰和/或铁的金属离子存在于上述酸性溶液中，由此可使废料中所含的镍和/或钴、与锰和/或铁的金属离子接触，不添加大量双氧水，而促进镍和/或钴的浸出。另外，在酸性溶液中，通过所添加的锰和/或铁的金属离子与镍和/或钴接触，锰和/或铁以氧化物的形式进行析出、沉淀，可从浸出后溶液容易地回收该锰和/或铁。其结果是，根据本专利技术，与现有的方法相比，可有效地降低锂离子电池废料的处理所需的成本。附图说明图1是示意性地表示本专利技术的一实施方式的来自于锂离子电池废料的金属的回收方法的工序图。图2是示意性地表示另一实施方式的来自于锂离子电池废料的金属的回收方法的工序图。具体实施方式以下，对本专利技术的实施方式详细地进行例示说明。本专利技术的锂离子电池废料的浸出方法的一实施方式是用于利用酸性溶液使包含镍和/或钴的锂离子电池的废料浸出的方法，且在其中包括如下金属浸出工序：将上述废料中不含的金属的锰和/或铁的单质、锰和/或铁的化合物、及包含锰和/或铁的金属离子的溶液中的至少一种与上述废料一并添加至酸性溶液中，使锰和/或铁的金属离子存在于上述酸性溶液中，之后，在存在上述锰和/或铁的金属离子的该酸性溶液中，使上述废料中所含的镍和/或钴与上述锰和/或铁的金属离子接触，由此使镍和/或钴浸出。(锂离子电池废料)在本专利技术中成为对象的锂离子电池废料可设为因电池制品的寿命或制造不良或其他原因而被废弃的所谓电池渣、带有铝箔的正极材或者正极活性物质、或这些中的至少一种、或例如将电池渣等根据需要以下述方式进行焙烧、化学处理、粉碎，和/或进行筛选的物质等。但是，根据锂离子电池废料的种类等，未必需要这样的焙烧或化学处理、粉碎、筛分。再者，在此，例如在锂离子电池废料为电池渣的情形时，存在该锂离子电池废料中通常包含由构成正极材活性物质的锂、镍、钴、锰中的一种以上的元素所构成的单独金属氧化物或由二种以上的元素所构成的复合金属氧化物、此外的铝、铜、铁等的情形。或者，在为正极活性物质的情形时，该锂离子电池废料中通常可包含上述单独金属氧化物或复合金属氧化物。另外，在带有铝箔的正极材的情形时，存在除包含该单独金属氧化物或复合金属氧化物以外，进而包含铝的情形。(焙烧工序)上述锂离子电池废料可根据需要通过已公知的方法进行焙烧。由此，可使锂离子电池废料中所含的不需要的物质分解、燃烧或者挥发。作为进行焙烧的加热炉，可使用固定床炉、电炉、重油炉、窑炉、层燃炉、流化床炉等。再本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锂离子电池废料的浸出方法，在利用酸性溶液使包含镍和/或钴的锂离子电池的废料浸出时，包括如下金属浸出工序：将所述废料中不含的锰和/或铁的单质、锰和/或铁的化合物、及包含锰和/或铁的金属离子的溶液中的至少一种与所述废料一并添加至酸性溶液中，使锰和/或铁的金属离子存在于所述酸性溶液中，之后，在存在所述锰和/或铁的金属离子的该酸性溶液中，使所述废料中所含的镍和/或钴、与所述锰和/或铁的金属离子接触，由此使镍和/或钴浸出。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.09.30 JP 2014-2020531.一种锂离子电池废料的浸出方法，在利用酸性溶液使包含镍和/或钴的锂离子电池的废料浸出时，包括如下金属浸出工序：将所述废料中不含的锰和/或铁的单质、锰和/或铁的化合物、及包含锰和/或铁的金属离子的溶液中的至少一种与所述废料一并添加至酸性溶液中，使锰和/或铁的金属离子存在于所述酸性溶液中，之后，在存在所述锰和/或铁的金属离子的该酸性溶液中，使所述废料中所含的镍和/或钴、与所述锰和/或铁的金属离子接触，由此使镍和/或钴浸出。2.如权利要求1所述的锂离子电池废料的浸出方法，其中，在所述金属浸出工序中，通过氧化使存在于酸性溶液中的所述锰和/或铁的金属离子以氧化物的形式沉淀。3.如权利要求1或2所述的锂离子电...

【专利技术属性】
技术研发人员：横田拓也，伊藤顺一，
申请(专利权)人：捷客斯金属株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP