从锂离子电池废料除去铜的方法和回收金属的方法技术

本发明专利技术的从锂离子电池废料除去铜的方法是从含有铜的锂离子电池废料除去铜的方法，包括：浸出工序，将上述锂离子电池废料添加到酸性溶液中，在酸性溶液中存在铝的固体的状况下，使该锂离子电池废料浸出；铜分离工序，在浸出工序后从酸性溶液分离以固体形式包含于该酸性溶液中的铜。

Method of removing copper from lithium ion battery waste and method of recovering metal

The invention of the lithium ion battery from waste copper removal method is the method of copper, lithium ion battery is removed from the waste containing copper leaching process, including: adding the lithium ion battery to waste acid solution, solid aluminum in acid solution under the condition of the lithium ion battery scrap copper leaching; the separation process, separation in solid form contained in the acid solution of copper from acidic solution in the leaching process.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】从锂离子电池废料除去铜的方法和回收金属的方法
本专利技术涉及从含有铜的锂离子电池废料除去铜的方法以及回收金属的方法，特别提及能够有效且容易地进行锂离子电池废料中所含的铜的除去、能够有助于处理效率的提高和成本的降低的技术。
技术介绍
在以各种电子器件为首的大多产业领域中使用的锂离子电池使用含有锰、镍和钴的锂金属盐作为正极活性物质，近年来，随着其使用量的增加和使用范围的扩大，目前的状况是因电池的制品寿命、制造过程中的不良而导致废弃的量不断增大。在该状况下，为了对上述的镍和钴等昂贵的元素进行再利用，期望从大量废弃的锂离子电池废料以较低成本容易地回收上述元素。在为了回收有用金属而对锂离子电池废料进行处理时，首先，例如将根据需要经过焙烧、破碎和筛分等各工序得到的粉状或粒状的锂离子电池废料用过氧化氢进行酸浸出，使可能包含在该废料中的锂、镍、钴、锰、铁、铜、铝等溶解于溶液中而得到浸出后液。接着，对该浸出后液实施溶剂萃取法，分离各金属元素。在此，为了使浸出至浸出后液的各金属分离，对浸出后液依次实施与所分离的金属对应的多个阶段的溶剂萃取或中和等，再对各阶段中所得的各溶液实施反萃取、电解、碳酸化等处理。具体而言，首先，回收铁和铝，接下来回收锰和铜，然后回收钴，之后回收镍，最后在水相中残留锂，由此可以回收各有用金属。
技术实现思路
专利技术要解决的课题如上述所示，为了从浸出锂离子电池废料而得到的浸出后液分离回收各金属，需要进行多种处理。因此，若可以从浸出后液中所含的金属中预先以固体形式分离除去特定的金属，则在之后的回收工序中可以简化或省略为了分离回收各金属而对浸出后液实施的多种处理中已被除去的金属的回收所需的处理，因此从处理的效率和成本的观点出发是有效的。并且，特别是在浸出后液中以高浓度包含铜离子时，例如在以溶剂萃取钴并进行反萃取后的电解工序中有时会导致发生电沉积异常，因此需要使浸出后液中的铜离子浓度充分低。本专利技术是以解决这种问题为课题的专利技术，其目的在于提供能够有效且容易地进行锂离子电池废料中所含的铜的除去、并且能够有助于处理效率的提高和成本的降低的从锂离子电池废料除去铜的方法和回收金属的方法。用于解决课题的手段专利技术人进行深入研究的结果发现：在将锂离子电池废料进行酸浸出时，若在添加了包含铜的锂离子电池废料的酸性溶液中包含铝的固体，则在酸性溶液中存在铝的固体的状况下，可以将铜的浸出率维持为极小。而且认为：通过利用这种特性，从而可以在直至浸出工序结束为止的期间抑制铜的溶解或使溶解的铜析出，之后以固体形式容易地分离/除去铜。在这种见解下，本专利技术的从锂离子电池废料除去铜的方法为从含有铜的锂离子电池废料除去铜的方法，包括：浸出工序，将上述锂离子电池废料添加到酸性溶液中，在酸性溶液中存在铝的固体的状况下，使该锂离子电池废料浸出；和铜分离工序，在浸出工序后从酸性溶液分离以固体形式包含于该酸性溶液中的铜。在此，在上述浸出工序中，上述铝的固体优选为锂离子电池废料中所含的铝粉末。而且，在此，在上述浸出工序中，优选在铜开始溶解之前将上述铝的固体添加到酸性溶液中。在本专利技术的铜的除去方法中，在酸性溶液中的铝的固体全部溶解且锂离子电池废料中所含的铜开始溶解之前结束上述浸出工序是合适的。另外，上述锂离子电池废料可以含有镍和/或钴。此时，优选：在上述浸出工序中，将存在于酸性溶液中的上述铝的固体的量设为在上述锂离子电池废料中的镍和/或钴全部溶解后铝仍以固体形式残留的量。另外，此时优选：在上述浸出工序中，使上述锂离子电池废料中的镍和/或钴溶解时的酸性溶液的pH为0～2.0，在上述铜分离工序中，使从酸性溶液分离铜的固体时的酸性溶液的pH为2.0～3.0。本专利技术的从锂离子电池废料回收金属的方法为使用上述任一种从锂离子电池废料除去铜的方法来回收锂离子电池废料中所含的金属的方法，包括：回收工序，在铜分离工序后从使锂离子电池废料浸出而得的浸出后液回收其所含的金属。专利技术效果根据本专利技术，在酸性溶液中存在铝的固体的状况下使锂离子电池废料浸出，由此在浸出工序中可以将铜的浸出率抑制得充分小，因此在之后的铜分离工序中可以有效且容易地分离除去以固体形式包含于酸性溶液中的铜。其结果是可以有助于之后的工序等中的处理效率的提高和成本的降低。附图说明图1为表示本专利技术的金属的回收方法的一个实施方式的流程图。图2为表示以往的回收方法的流程图。图3为表示本专利技术的金属的回收方法的另一实施方式的流程图。图4为表示以往的其他回收方法的流程图。图5为分别表示实施例1的pH和ORP的变化、以及各金属成分的浓度变化的图表。图6为分别表示实施例2的pH和ORP的变化、以及各金属成分的浓度变化的图表。图7为分别表示比较例1的pH和ORP的变化、以及各金属成分的浓度变化的图表。图8为分别表示比较例2的pH和ORP的变化、以及各金属成分的浓度变化的图表。图9为分别表示比较例3的pH和ORP的变化、以及金属成分的浓度变化的图表。具体实施方式以下，详细说明本专利技术的实施方式。本专利技术的一个实施方式的从锂离子电池废料除去铜的方法为从含有铜的锂离子电池废料除去铜的方法，包括：浸出工序，将上述锂离子电池废料添加到酸性溶液中，在酸性溶液中存在铝的固体的状况下使该锂离子电池废料浸出；和铜分离工序，在浸出工序后从酸性溶液分离以固体形式包含于该酸性溶液中的铜。(锂离子电池废料)锂离子电池废料可以以如下物质为对象：因电池制品的寿命、制造不良或其他理由而废弃的所谓电池渣、带铝箔的正极材料或正极活性物质、或者它们中的至少一种；或者例如将电池渣等根据需要进行焙烧、化学处理、破碎和/或筛分后的物质等。但是，根据锂离子电池废料的种类等的不同，未必需要这种焙烧、化学处理、破碎、筛分。需要说明的是，在此，例如在锂离子电池废料为电池渣的情况下，在该锂离子电池废料中通常除包含由构成正极活性物质的锂、镍、钴、锰中的一种元素形成的单独金属氧化物和/或由两种以上元素形成的复合金属氧化物外，还会包含铝、铜、铁等。或者，在锂离子电池废料为正极活性物质的情况下，该废料中通常可以包含上述的单独金属氧化物和/或复合金属氧化物。另外，在锂离子电池废料为带铝箔的正极材料的情况下，有时除该单独金属氧化物和/或复合金属氧化物外还包含铝。在本专利技术的铜的除去方法中作为对象的锂离子电池废料只要是至少包含铜的锂离子电池废料即可。在实施后述的回收工序的情况下，锂离子电池废料优选还包含作为有用金属的钴和/或镍，更优选还包含钴和镍。(浸出工序)在浸出工序中，将上述的锂离子电池废料添加到硫酸等酸性溶液并使其浸出。在此，通过使锂离子电池废料最初包含铝的固体，或者在酸性溶液中另行添加铝的固体，从而在酸性溶液中存在铝的固体的状况下使锂离子电池废料浸出。据此，在酸性溶液中从存在铝的固体时起，便有效地抑制铜的浸出率的增加。认为这是由于：铝是比铜更低腐蚀电位的金属(卑な金属)、即铝比铜标准氧化还原电位小，因此与锂离子电池废料中所含的铜相比，铝的溶解反应先行进行，并且已经溶解于酸性溶液中的铜析出。但是并不限定于这种理论。需要说明的是，可以在浸出工序的开始到结束的整个期间在酸性溶液中存在铝的固体，但是，只要在至少浸出工序的某个时期在酸性溶液中存在铝的固体即可。在存在铝的固体的期间，铜的溶解被抑制。在该浸出工序本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种从锂离子电池废料除去铜的方法，其是从含有铜的锂离子电池废料除去铜的方法，包括：浸出工序，将所述锂离子电池废料添加到酸性溶液中，在酸性溶液中存在铝的固体的状况下，使该锂离子电池废料浸出；和铜分离工序，在浸出工序后从酸性溶液分离以固体形式包含于该酸性溶液中的铜。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.03.31 JP 2015-0726771.一种从锂离子电池废料除去铜的方法，其是从含有铜的锂离子电池废料除去铜的方法，包括：浸出工序，将所述锂离子电池废料添加到酸性溶液中，在酸性溶液中存在铝的固体的状况下，使该锂离子电池废料浸出；和铜分离工序，在浸出工序后从酸性溶液分离以固体形式包含于该酸性溶液中的铜。2.根据权利要求1所述的从锂离子电池废料除去铜的方法，其中，在所述浸出工序中，所述铝的固体为锂离子电池废料中所含的铝粉末。3.根据权利要求1或2所述的从锂离子电池废料除去铜的方法，其中，在所述浸出工序中，在铜开始溶解之前将所述铝的固体添加到酸性溶液中。4.根据权利要求1～3中任一项所述的从锂离子电池废料除去铜的方法，其中，在酸性溶液中的铝的固体全部溶解且锂离子电池废料中所含的铜开始溶解之前结束所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：安达谦，荒川淳一，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