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公開番号2025039393
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-21
出願番号2023146464
出願日2023-09-08
発明の名称アルミニウム塩の分離方法、および、金属塩の分離方法
出願人国立大学法人秋田大学
代理人個人
主分類C22B 21/00 20060101AFI20250313BHJP(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】種々の金属イオンを含む水溶液から簡便な方法によりアルミニウムイオンを選択的に分離する方法、および、種々の金属イオンを含有する水溶液から、アルミニウムイオンを分離するとともに、遷移金属イオンや、リチウムイオンをも簡便に分離する方法を提供する。
【手段】アルミニウム塩を含む金属塩を含む水溶液から、アルミニウム塩を分離する方法であって、前記金属塩を含む水溶液に、硫酸アンモニウムを添加する工程、アルコールを添加する工程、得られた溶液を攪拌する工程、アルミニウム塩を晶析させる工程を備える、アルミニウム塩の分離方法。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
アルミニウム塩を含む金属塩を含む水溶液から、アルミニウム塩を分離する方法であって、
前記金属塩を含む水溶液に、硫酸アンモニウムを添加する工程、
アルコールを添加する工程、
得られた溶液を攪拌する工程、
アルミニウム塩を晶析させる工程を備える、
アルミニウム塩の分離方法。
続きを表示（約 410 文字）【請求項２】
前記アルコールが、メタノール、エタノール、プロパノールから選ばれる、一種又は二種以上の混合物である、請求項１に記載のアルミニウム塩の分離方法。
【請求項３】
前記攪拌工程における攪拌速度を、２００ｒｐｍ以上とする、請求項１または２に記載のアルミニウム塩の分離方法。
【請求項４】
遷移金属塩、アルミニウム塩、および、リチウム塩を含む水溶液から、これら各金属を分離する方法であって、
前記水溶液に硫酸アンモニウムを添加する工程、および、アルコールを添加する工程、を備え、これにより、遷移金属塩を析出させ、
さらに、得られた水溶液を攪拌する工程、を備え、これにより、アルミニウム塩を析出させる、金属塩の分離方法。
【請求項５】
前記遷移金属塩が、ニッケル塩、コバルト塩から選ばれる少なくとも１種である、請求項４に記載の金属塩の分離方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルミニウム塩の分離方法、および、金属塩の分離方法に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、リチウムイオンバッテリーの使用量が世界的に増大しているが、一方で使用済みのバッテリーから金属を再分離・回収を行う手法の開発が進められている。一般に、該バッテリーからの金属の分離は、金属元素を含む原料化合物を焼成処理した後、酸浸出を経て、その後分離されることが多く、液相から金属イオンを分離する必要がある。液相からの金属イオンの分離は主に溶媒抽出法による分離が主流であるが、設備、コストの観点から工業的な規模で実施することは比較的困難である。
【０００３】
水溶液中の金属イオンを分離する手法としては、イオン交換樹脂法やイオン交換膜電気透析法などあるが、電気透析法では金属間の分離係数が小さく、イオン交換膜のみで分離を行う場合には相当数の多段化によるカスケード操作が必要となる。また、通常、アルミニウムイオンを含む溶液を扱う場合には、溶液の液性の変化によりアルミニウムイオンが沈澱を形成し、異相界面近傍においてアルミニウム塩が析出することで装置の運転に支障をきたす場合があり、アルミニウムを含む溶液を扱う場合には前処理が必要になるなどの問題が存在している。
【０００４】
また、本発明者は、金属塩の分離方法を開発してきたが（特許文献１）、アルミニウムの分離については検討されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０２１－３７４３８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記したように、金属イオンの分離方法として、アルミニウムイオンの分離については検討されておらず、種々の金属イオンを含む水溶液から簡便な方法によりアルミニウムイオンを選択的に分離する方法が要望されていた。また、種々の金属イオンを含有する水溶液から、アルミニウムイオンを分離するとともに、遷移金属イオンや、リチウムイオンをも簡便に分離する方法が要望されていた。本発明では、これらの方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、鋭意検討の結果、以下の知見を得た。
・遷移金属イオンを含む、金属イオンを含む水溶液に、硫酸アンモニウムおよびアルコールを添加することで、遷移金属イオンの塩を晶析させることが可能となる。
・アルミニウムイオンを含む、金属イオンを含む水溶液に、硫酸アンモニウムおよびアルコールを添加した後、得られた水溶液を攪拌することで、アルミニウムイオンの塩の晶析を促進させることができる。
・リチウムイオン、遷移金属イオン、および、アルミニウムイオンを含む水溶液に、上記操作を行うことで、遷移金属イオン、および、アルミニウムイオンをそれぞれ分離して、結果として、リチウムイオンを単離することが可能となる。
【０００８】
以上の知見のもと、本発明者は、以下の発明を完成させた。
［１］アルミニウム塩を含む金属塩を含む水溶液から、アルミニウム塩を分離する方法であって、
前記金属塩を含む水溶液に、硫酸アンモニウムを添加する工程、
アルコールを添加する工程、
得られた溶液を攪拌する工程、
アルミニウム塩を晶析させる工程を備える、
アルミニウム塩の分離方法。
【０００９】
［２］前記アルコールが、メタノール、エタノール、プロパノールから選ばれる、一種又は二種以上の混合物である、［１］に記載のアルミニウム塩の分離方法。
［３］前記攪拌工程における攪拌速度を、２００ｒｐｍ以上とする、［１］または［２］に記載のアルミニウム塩の分離方法。
【００１０】
［４］遷移金属塩、アルミニウム塩、および、リチウム塩を含む水溶液から、これら各金属を分離する方法であって、
前記水溶液に硫酸アンモニウムを添加する工程、および、アルコールを添加する工程、を備え、これにより、遷移金属塩を析出させ、
さらに、得られた水溶液を攪拌する工程、を備え、これにより、アルミニウム塩を析出させる、金属塩の分離方法。
（【００１１】以降は省略されています）

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