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公開番号2025010094
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-20
出願番号2024107349
出願日2024-07-03
発明の名称リチウムの回収方法及びリチウムの回収装置
出願人三菱マテリアル株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類C22B 26/12 20060101AFI20250109BHJP(冶金;鉄または非鉄合金;合金の処理または非鉄金属の処理)
要約【課題】リチウムイオン電池焼成物(ブラックマス)からリチウムを回収する際に、不純物を低減させながら、リチウムの回収率を改善可能なリチウムの回収方法及びリチウムの回収装置を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明のリチウムの回収方法は、リチウム含有原料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を浸出させる浸出工程と、前記浸出工程で得た第1のスラリーを中和して、沈殿物を得る沈殿工程と、前記沈殿工程で得た第2のスラリーを固液分離する固液分離工程と、前記固液分離工程で得られた固相を洗浄液で洗浄する洗浄工程と、前記洗浄工程で得られた洗浄後液を、前記浸出工程及び前記沈殿工程の何れか又は両方で再利用するリサイクル工程と、を有する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
リチウム含有原料に無機酸を含有する酸性溶液を加える浸出工程と、
前記浸出工程で得た第１のスラリーを中和して、沈殿物を得る沈殿工程と、
前記沈殿工程で得た第２のスラリーを固液分離する固液分離工程と、
前記固液分離工程で得られた固相を洗浄液で洗浄する洗浄工程と、
前記洗浄工程で得られた洗浄後液を、前記浸出工程及び前記沈殿工程の何れか又は両方で再利用するリサイクル工程と、を有するリチウムの回収方法。
続きを表示（約 710 文字）【請求項２】
前記リチウム含有原料が、リチウムイオン電池を４００℃～６００℃で焼成して得た熱分解物を、分級して得た粒度が１ｍｍ以下のリチウムイオン電池焼成物である、請求項１に記載のリチウムの回収方法。
【請求項３】
前記沈殿物がコバルト、ニッケル、及びマンガンから選択される少なくとも１種の金属を含む、請求項１に記載のリチウムの回収方法。
【請求項４】
前記浸出工程において、固体成分である前記リチウム含有原料と、液体成分である前記酸性溶液と固液比（固体：液体）が質量比で１：３～１：７である、請求項１に記載のリチウムの回収方法。
【請求項５】
前記洗浄工程において、前記固相と前記洗浄液との固液比（固相：洗浄液）が質量比で１：２～１：９である、請求項１に記載のリチウムの回収方法。
【請求項６】
前記固液分離工程で得られた液相を、前記浸出工程で供給する、請求項１に記載のリチウムの回収方法。
【請求項７】
リチウム含有原料供給デバイスと、酸性溶液供給デバイスと、中和剤供給デバイスと、を備える反応槽と、
スラリーを固液分離する固液分離槽と、
前記固液分離槽から回収される固相を洗浄する洗浄槽と、
前記洗浄槽から回収される洗浄後液を、前記反応槽に供給するリサイクルデバイスと、を備えるリチウムの回収装置。
【請求項８】
前記反応槽が、前記リチウム含有原料供給デバイス及び前記酸性溶液供給デバイスを備える浸出槽と、前記中和剤供給デバイスを備える中和槽と、を備える請求項７に記載のリチウムの回収装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、リチウムの回収方法及びリチウムの回収装置に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、リチウムイオン電池の需要の高まりによって、リチウム資源の逼迫が懸念されている。このため、製品寿命などによって廃棄されるリチウムイオン電池から、リチウムを回収して再利用することが検討されている。
【０００３】
リチウムイオン電池からリチウムを回収する際には、リチウムイオン電池を焼成、粉砕して得るリチウムイオン電池焼成物、いわゆるブラックマスと称される再生原料を用いることが一般的である。
【０００４】
リチウムイオン電池焼成物からリチウムを回収する方法としては、例えば、特許文献１には、ブラックマスに水と無機酸とを添加してｐＨを３～１０の範囲に調整し、ブラックマス中の水溶性のリチウムを水に浸出させることで、リチウムを回収することが開示されている。
【０００５】
特許文献２では、ブラックマスに含有されるアルミン酸リチウムに着目し、アルミン酸リチウムを含有するブラックマスを酸性溶液中で浸出させ、リチウムを回収する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特許第５７９１９１７号公報
特許第６９９８２４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ブラックマスからリチウムを回収するには、通常水又は酸性溶液を用いて、ブラックマスからリチウムを浸出させる。
特許文献１に開示のリチウムの回収方法では、ブラックマス中のマンガン、ニッケル、及びコバルトがリチウムと共に溶出することを防ぐためのｐＨを選択して、水溶性のリチウムを水に浸出させている。しかし、特許文献１の方法では、ブラックマス中のフッ化リチウム（ＬｉＦ）のような水に難溶解性のリチウム化合物について、リチウムの水への浸出率が低くなるという課題があった。
【０００８】
特許文献１では、浸出液におけるリチウム濃度を向上させるために、得られた浸出液にブラックマスを加えてリチウムの浸出工程を繰り返すことを検討している。しかし、このような特許文献１の方法では、ブラックマスからのリチウムの回収率は向上しないという課題がある。
【０００９】
特許文献２で取り上げられているアルミン酸リチウムは水に難溶解性である。特許文献２では、ブラックマス中のアルミン酸リチウムを浸出するために、ｐＨ１～６の範囲の酸性溶液を用いている。特許文献２の方法では、浸出液にリチウムだけではなく、コバルトやアルミニウムなどの有価金属も含まれるという課題があった。従って、特許文献２では、浸出液を中和して、コバルトやアルミニウムなどの有価金属を沈殿させている。
しかし、特許文献２の方法でも、ブラックマスからのリチウムの回収率は十分ではないという課題がある。
【００１０】
本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、リチウムイオン電池焼成物（ブラックマス）からリチウムを回収する際に、不純物を低減させながら、リチウムの回収率を改善可能なリチウムの回収方法及びリチウムの回収装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

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