合金的处理方法技术

本发明专利技术提供从包含镍和/或钴、以及铜和锌的合金中分离铜和锌从而选择性地得到镍和/或钴的合金的处理方法。一种合金的处理方法，其是从包含镍和/或钴、以及铜和锌的合金中得到包含镍和/或钴的溶液的合金的处理方法，包括：浸出工序，在硫化剂共存的条件下，对所述合金实施基于酸的浸出处理而得到浸出液；还原工序，使用还原剂对所述浸出液实施还原处理而得到还原液；氧化中和工序，通过在所述还原液中添加氧化剂并且添加中和剂，从而得到包含镍和/或钴、以及锌的中和液；以及溶剂萃取工序，用酸性磷化合物系萃取剂对所述中和液进行溶剂萃取，得到包含镍和/或钴的溶液。得到包含镍和/或钴的溶液。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】合金的处理方法


[0001]本专利技术涉及从包含镍和/或钴、以及铜和锌的合金中得到包含镍和/或钴的溶液的合金的处理方法。

技术介绍

[0002]在电动汽车、混合动力汽车等车辆以及移动电话、智能手机、计算机等电子设备中，搭载了具有重量轻且大输出的特征的锂离子电池(以下也称为“LIB”)。
[0003]LIB具有将负极材料和正极材料与由聚丙烯的多孔质树脂膜等构成的间隔体一起装入铝、铁等金属制或氯乙烯等塑料制外装罐的内部中并且含浸作为电解液的包含六氟磷酸锂(LiPF6)等电解质的有机溶剂的结构，所述负极材料是使用铜箔作为负极集电体并使石墨等负极活性物质固定于表面而成的，所述正极材料是使镍酸锂、钴酸锂等正极活性物质固定于由铝箔构成的正极集电体而成的。
[0004]LIB被嵌入到上述车辆和电子设备等中使用时，不久就会因汽车、电子设备等的劣化或LIB的寿命等而不能使用，成为废锂离子电池(废LIB)。另外，有时废LIB从最初就在制造工序中作为次品产生。
[0005]这些废LIB中含有镍、钴、铜等有价成分，为了有效利用资源，也期望将有价成分回收再利用。
[0006]通常，当要从由金属制成的装置、部件、材料中高效地回收有价成分时，以往，通常广泛进行干式处理即投入到炉等中在高温条件下熔解，分离成包含有价物质的金属和除此之外的炉渣。
[0007]例如，专利文献1公开了利用干式处理进行有价金属的回收的方法。通过将专利文献1的方法应用于废LIB，能够得到包含镍、钴的铜合金。
[0008]该干式处理具有使用炉加热到高温需要能量的缺点，而具有能够将各种杂质一并分离的优点。而且，通过干式处理得到的炉渣具有化学稳定的性状，影响环境的担忧少，还具有容易处置的优点。
[0009]然而，用干式处理来处理废LIB时，存在一部分有价成分特别是钴几乎全部被分配到炉渣中而无法避免会造成钴的回收损失的问题。
[0010]另外，通过干式处理得到的金属是有价成分共存的合金，为了再利用，需要从该合金中按成分来分离，进行去除杂质的纯化。
[0011]作为干式法中通常采用的元素分离方法，存在通过从高温的熔解状态逐渐冷却来进行例如铜和铅的分离或铅和锌的分离的方法。然而，像废LIB这样以铜和镍为主要成分时，由于铜和镍具有在全部组成范围内均匀熔融的性质，因此，即使逐渐冷却，铜和镍也仅混合固化为层状而不能分离。
[0012]进一步，也存在使用一氧化碳(CO)气体使镍发生歧化反应，使其从铜或钴中挥发来进行分离的纯化，但由于使用有毒性的CO气体，因此也存在难以确保安全性的课题。
[0013]另外，作为工业上进行的分离铜和镍的方法，存在将混合锍(硫化物)粗分离的方
法。该方法是在冶炼工序中生成含有铜和镍的锍，通过与上述情况同样地逐渐冷却，从而分离成含有大量铜的硫化物和含有大量镍的硫化物。
[0014]然而，即使采用这种分离方法，铜和镍的分离也限于粗分离程度，为了得到高纯度的镍、铜，需要另外进行电解纯化等处理。
[0015]除此之外，还研究了经由氯化物并利用蒸气压差的方法。然而，由于是大量处理有毒氯的工艺，因此，需要大规模地采取装置的腐蚀对策、安全对策等，很难说是适合工业的方法。
[0016]如上所述，与湿式法相比，利用干式法的各元素分离纯化具有停留在粗分离水平或高成本的缺点。
[0017]另一方面，采用了使用酸、中和或溶剂萃取等方法的湿式冶炼方法的湿式处理具有消耗能量少、能够将混合的有价成分分别分离并以高纯度的品位回收的优点。
[0018]然而，采用湿式处理来处理废LIB时，废LIB中含有的电解液成分的六氟磷酸阴离子是即使在高温、高浓度的硫酸条件下也不能完全分解的难处理物，会混入至浸出了有价成分的酸溶液中。
[0019]由于该六氟磷酸阴离子是水溶性的碳酸酯，因此，从回收了有价物后的水溶液中回收磷、氟也变得困难，为了抑制向公共海域等的排放，需要采取各种对策等，环境方面的制约较大。
[0020]进一步，仅用酸不容易得到能从废LIB中高效地浸出有价成分以供纯化的溶液。废LIB本体本身难以用酸等浸出，不容易完全使有价成分浸出。
[0021]另外，如果使用氧化力强的酸等强行浸出，则会产生以下问题：在工业上不是回收对象的铝、铁、锰等杂质成分也与有价成分一起被浸出，用于通过中和等处理杂质的中和剂的成本增加，产生的排水量、沉淀物量增加。
[0022]此外，废LIB中有时会残留电荷，如果直接处理，则有可能引起发热、爆炸等，因此，用于将残留电荷放电的处理等需要花费工夫。
[0023]这样仅使用湿式处理来处理废LIB也未必是有利的方法。
[0024]因此，对难以单独进行上述干式处理或湿式处理的废LIB实施干式处理和湿式处理相组合的方法、即尝试通过对废LIB进行焙烧等干式处理来尽可能去除杂质而制成均匀的废LIB处理物，对该处理物进行湿式处理而分为有价成分和除此以外的成分。
[0025]在该干式处理和湿式处理相组合的方法中，电解液的氟、磷通过干式处理被挥发而去除，作为废LIB的结构部件的塑料、隔板等由有机物所形成的部件也被热分解。通过干式处理得到的废LIB处理物能以均匀的性状获得，因此，在湿式处理时也容易作为均匀的原料处理。
[0026]然而，仅通过单纯的干式处理和湿式处理的组合，仍然存在上述废LIB中所含的钴被分配到炉渣中的回收损失的问题。
[0027]也考虑调整干式处理中的处理条件，将钴分配给金属而不是炉渣，进行还原熔融以减少分配到炉渣的方法。
[0028]然而，用这种方法得到的金属会成为以铜为基体且含有镍和钴的难溶性的耐腐蚀合金。即使要从该耐腐蚀合金中分离回收有价成分，也难以进行酸溶解，不能有效回收。
[0029]为了对耐腐蚀合金进行浸出，例如使用氯气时，得到的溶解液(浸出液)中会含有
高浓度的铜和较低浓度的镍、钴。其中，虽然镍和钴能够采用溶剂萃取等公知的方法容易地分离，但是，特别是难以容易且低成本地将铜与镍、钴分离。
[0030]另外，上述废LIB中除了含有铜、镍和钴以外，有时还含有作为杂质的锌。然而，还没有找到适合将这种锌与镍、钴分离的方法。
[0031]如上所述，难以从除了含有作为有价成分的铜、镍、钴以外还含有锌等各种成分的来自废LIB等的合金中分离铜和锌而高效地得到镍和/或钴。
[0032]此外，上述课题在从除废LIB以外的含有铜、镍和钴的废电池中分离铜、镍和钴的情况下也同样存在，另外，在从来自除废电池以外的含有铜、镍和钴的合金中分离铜、镍和钴的情况下也同样存在。
[0033]现有技术文献
[0034]专利文献
[0035]专利文献1：日本特开2012
‑
172169号公报；
[0036]专利文献2：日本特开昭63
‑
259033号公报。

技术实现思路

[0037]专利技术要解决的问题
[0038]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种合金的处理方法，其是从包含镍和/或钴、以及铜和锌的合金中得到包含镍和/或钴的溶液的合金的处理方法，其中，包括：浸出工序，在硫化剂共存的条件下，对所述合金实施基于酸的浸出处理而得到浸出液；还原工序，使用还原剂对所述浸出液实施还原处理；以及溶剂萃取工序，通过用酸性磷化合物系萃取剂对所述还原工序中得到的溶液进行溶剂萃取而萃取锌，得到包含镍和/或钴的溶液。2.如权利要求1所述的合金的处理方法，其中，包括：氧化中和工序，通过在所述还原工序中得到的溶液中添加氧化剂并且添加中和剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：工藤敬司，浅野聪，平郡伸一，竹之内宏，庄司浩史，松冈逸见，三条翔太，松木匠，
申请(专利权)人：住友金属矿山株式会社，
类型：发明
国别省市：