【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种由废锂离子电池等原料制造有价金属的方法。
技术介绍
1、近年来，锂离子电池作为轻量且输出大的电池被普及。众所周知的锂离子电池具有在外装罐内封入了负极材料、正极材料、间隔体以及电解液的结构。此处，外装罐由铁(fe)、铝(al)等金属构成。负极材料由固定于负极集电体(铜箔等)的负极活性物质(石墨等)构成。正极材料由固定于正极集电体(铝箔等)的正极活性物质(镍酸锂、钴酸锂等)构成。间隔体由聚丙烯的多孔质树脂膜等构成。电解液含有六氟磷酸锂(lipf6)等电解质。
2、锂离子电池的主要用途之一是混合动力汽车或电动汽车。因此，可以预见随着汽车的生命周期，搭载的锂离子电池将被大量废弃。另外，也存在在制造中作为次品废弃的锂离子电池。要求将这种使用完的电池或制造中产生的次品电池(以下，称为“废锂离子电池”)作为资源再利用。
3、以往，作为再利用方法，提出了使用高温炉(熔融炉)将废锂离子电池全部熔解的干式冶炼工艺。干式冶炼工艺是对破碎的废锂离子电池实施熔融处理，利用以钴(co)、镍(ni)以及铜(cu)为代表的作为回收对象的有价金属与以铁、铝为代表的附加值较低的金属之间的氧亲和力之差，从而将它们分离回收的方法。在该方法中，将附加值较低的金属极力氧化而成为炉渣，另一方面，极力抑制有价金属的氧化并以合金的形式回收。
4、如上所述，在利用氧亲和力之差来分离回收有价金属的干式冶炼工艺中，对熔融处理时的氧化还原度的控制非常重要。即，如果对氧化还原度的控制不充分，则会产生在应该作为有价金属回收的合金中混入杂
5、例如，在专利文献1中涉及用于从包括锂离子电池或电池废料的装载(charge)中存在的锂中分离钴的工艺，记载了优选调节对总线的氧输入而设为10-18～10-14atm的目标氧压力，通过上限的氧压力(10-14atm)排除炉渣中的钴氧化物的形成以及损失，另外，通过下限的氧压力(10-18atm)保证铝和碳等元素的氧化(权利要求1和[0018]段等)。
6、另外，在专利文献2中涉及从含有镍和钴的锂离子废电池中回收有价金属的方法，记载了通过对预氧化工序的处理中的氧量、氧化时间以及温度的调整等能够对氧化度进行严格的调整，通过调整氧化度从而能够在炉渣分离工序中将氧化铝几乎全部分离为炉渣，在熔融工序中进行微小时间的追加氧化处理，通过追加氧化工序能够微细地调整适当的氧化度(权利要求1、[0033]段、[0036]段等)。
7、现有技术文献
8、专利文献
9、专利文献1：日本特许第6542354号公报。
10、专利文献2：日本特许第5853585号公报。
技术实现思路
1、专利技术要解决的课题
2、如上所述，在干式冶炼工艺中的有价金属回收中，虽然提出了作为杂质的去除方法，在熔融处理时导入空气、氧等来控制氧化还原度，但是在有价金属与杂质的分离性方面还存在课题。即，不仅需要通过熔融工序中的处理来控制氧化还原度(氧分压)，还需要适当地控制装入物的组成。
3、例如，废锂离子电池含有大量的碳(c)、铝(al)、氟(f)、磷(p)以及铁(fe)等杂质。其中，铁具有比较容易被还原的性质。因此，如果为了回收有价金属而过度提高还原度，则有可能在本来应该作为有价金属回收的合金中混入铁。另一方面，如果还原度过低，虽然能够将铁氧化并作为炉渣去除，但是有价金属、特别是钴会被氧化，不能将其作为合金回收。如上所述，在熔融工序中的处理中，很难将铁与钴完全分离，必须牺牲合金的品质和钴的回收率中的一个。
4、在上述专利文献1的技术中，虽然由于还原度高而使钴的回收率高，但是铁也会大量地残留在合金中。当熔融工序中的处理中带入的铁的量相对于钴较大时，如果提高钴的回收率，则合金中残留的铁的量也会增多，需要在后续工序中进行用于去除铁的处理，其处理成本也变高。另外，在专利文献2的技术中，由于在熔融工序以及炉渣分离工序之后还设有脱磷工序，因此，在该脱磷工序中实现了从合金中分离磷(权利要求1、[0039]段～[0046]段)。根据这种方法，能够去除磷，也能够在一定程度上去除铁，但其去除量并不充分，大量残留在合金中，仍然需要在后续工序中进行去除处理，成本也变高。
5、本专利技术是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供能够将作为处理对象的原料中含有的杂质(特别是铁)有效果且有效率地分离从而以高回收率回收有价金属的方法。
6、用于解决课题的手段
7、本专利技术人为了解决上述课题而进行了反复的潜心研究。其结果发现了，对于次于钴(co)而容易被还原的铁(fe)，通过限制装入熔融工序中的处理中进行处理的装入物中的fe/co的质量比并且控制通过熔融处理得到的炉渣中的钴品位，能够在维持高钴回收率的同时降低金属中的铁品位，从而完成了本专利技术。
8、(1)本专利技术的第一专利技术是一种有价金属的制造方法，其是制造含钴(co)的有价金属的方法，其中，所述有价金属的制造方法具有以下的工序：准备工序，该工序准备至少含有铁(fe)和有价金属的原料；熔融工序，该工序对所述原料进行加热熔融而制成熔体后，使该熔体成为含合金和炉渣的熔融物；以及炉渣分离工序，该工序从所述熔融物中分离炉渣，回收含有有价金属的合金，在所述准备工序中，将原料中的fe/co的质量比控制为0.5以下，在所述熔融工序中，将对所述原料进行加热熔融而得到的炉渣中的co品位设为1质量％以下。
9、(2)本专利技术的第二专利技术是一种有价金属的制造方法，其中，在第一专利技术中，对所述原料进行加热熔融而得到的合金中的fe品位是5质量％以下。
10、(3)本专利技术的第三专利技术是一种有价金属的制造方法，其中，在第一或第二专利技术中，所述原料含有废锂离子电池。
11、(4)本专利技术的第四专利技术是一种有价金属的制造方法，其中，在第三专利技术中，所述废锂离子电池中使用的外装罐含有铁。
12、(5)本专利技术的第五专利技术是一种有价金属的制造方法，其中，在第一至第四中的任一个专利技术中，在所述熔融工序中，通过在所述熔体中添加氧化剂和/或还原剂来调整所述炉渣中的co品位。
13、专利技术的效果
14、根据本专利技术，能够提供能够将作为处理对象的原料中含有的杂质(特别是铁)有效果且有效率地分离并以高回收率回收有价金属的方法。
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1.一种有价金属的制造方法，其是制造含钴Co的有价金属的方法，其中，
2.如权利要求1所述的有价金属的制造方法，其中，
3.如权利要求1或2所述的有价金属的制造方法，其中，
4.如权利要求3所述的有价金属的制造方法，其中，
5.如权利要求1～4中任一项所述的有价金属的制造方法，其中，
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种有价金属的制造方法，其是制造含钴co的有价金属的方法，其中，
2.如权利要求1所述的有价金属的制造方法，其中，
3.如权利要求1或2所...
【专利技术属性】
技术研发人员：山下雄，
申请(专利权)人：住友金属矿山株式会社，
类型：发明
国别省市：
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