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公開番号2025068412
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-28
出願番号2023178304
出願日2023-10-16
発明の名称リチウム塩水溶液からリチウムを回収する方法
出願人株式会社アサカ理研
代理人デロイトトーマツ弁理士法人
主分類C25B 1/34 20060101AFI20250421BHJP(電気分解または電気泳動方法;そのための装置)
要約【課題】大型装置を用いず、大量のエネルギーを消費せず、膜電解工程に付されるリチウム塩水溶液の濃度を大きくし、その組成を一定に管理できるリチウム塩水溶液からリチウムを回収する方法を提供する。
【解決手段】リチウム塩水溶液からリチウムを回収する方法が、第1のリチウム塩水溶液を濃縮する濃縮工程、鉱酸を添加し第3のリチウム塩水溶液を精製する膜電解後液精製工程、この膜電解後液精製工程で得られる第4のリチウム塩水溶液とこの濃縮工程で得られるリチウム塩水溶液を混合して得られる第2のリチウム塩水溶液を膜電解して水酸化リチウム水溶液、鉱酸、及びこの第3のリチウム塩水溶液を得る膜電解工程を含む。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
リチウム塩水溶液からリチウムを回収する方法であって、
第１のリチウム塩水溶液を濃縮する濃縮工程、
鉱酸を添加し第３のリチウム塩水溶液を精製する膜電解後液精製工程、当該膜電解後液精製工程で得られる第４のリチウム塩水溶液と当該濃縮工程で得られるリチウム塩水溶液を混合して得られる第２のリチウム塩水溶液を膜電解して水酸化リチウム水溶液、鉱酸、及び当該第３のリチウム塩水溶液を得る膜電解工程を含むことを特徴とするリチウム塩水溶液からリチウムを回収する方法。
続きを表示（約 410 文字）【請求項２】
請求項１に記載されたリチウム塩水溶液からリチウムを回収する方法において、前記第１のリチウム塩水溶液中の水の質量及び前記膜電解後液精製工程で添加される鉱酸が含有する水の質量の合計が、前記濃縮工程で分離された水の質量及び前記膜電解で移動するリチウムイオンに同伴する水の質量の合計以上であることを特徴とするリチウム塩水溶液からリチウムを回収する方法。
【請求項３】
請求項１に記載されたリチウム塩水溶液からリチウムを回収する方法において、前記第1～第４のリチウム塩水溶液の溶質が塩化リチウムを含むことを特徴とするリチウム塩水溶液からリチウムを回収する方法。
【請求項４】
請求項１～３のいずれか１項に記載されたリチウム塩水溶液からリチウムを回収する方法において、前記第３のリチウム塩水溶液に添加する前記鉱酸が塩酸を含むことを特徴とするリチウム塩水溶液からリチウムを回収する方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、リチウム塩水溶液からリチウムを回収する方法に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、リチウムイオン電池の普及に伴い、廃リチウムイオン電池からコバルト、ニッケル、マンガン、リチウム等の有価金属を回収し、当該リチウムイオン電池の材料として再利用する方法が検討されている。
【０００３】
引用文献１には、廃リチウムイオン電池を前処理して得られた活物質粉を鉱酸にて溶解して少なくともリチウムを含む該活物質の酸溶解液を得る工程と、水酸化リチウムを添加した当該酸溶解液から、リチウムを除く少なくとも１種の金属を溶媒抽出により分離し、当該溶媒抽出の残液として第１のリチウム塩水溶液を得る工程と、イオン交換膜を用いて当該第１のリチウム塩水溶液を膜電解し、水酸化リチウム水溶液と、酸と、当該第１のリチウム塩水溶液よりも希薄な第２のリチウム塩水溶液を得る工程を備える廃リチウムイオン電池からのリチウムの回収システムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特許第７０６０８９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
膜電解工程に付されるリチウム塩水溶液の濃度を大きくし、その組成を一定に管理する必要があるが、当該リチウム塩水溶液は活物質粉の組成の変化により、そのリチウム濃度が一定にならないという問題を有している。その実現手段として当該リチウム塩水溶液からの水を蒸発させてリチウム塩の結晶を得、当該結晶を膜電解後の淡水塩に添加して、膜電解工程に付されるリチウム塩水溶液のリチウム塩濃度を大きくし、その組成を一定にする方法が考えられる。しかしながら、水の蒸発は大型装置と大量のエネルギーを必要とする。
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、大型装置を用いず、大量のエネルギーを消費せず、膜電解工程に付されるリチウム塩水溶液の濃度を大きくし、その組成を一定に管理できるリチウム塩水溶液からリチウムを回収する方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは上記課題に鑑み検討を重ね、リチウム塩水溶液を膜電解して得られる第３のリチウム塩水溶液（膜電解後液）に、鉱酸を添加し精製して得られる第４のリチウム塩水溶液を得、濃縮されたリチウム塩水溶液と当該第４のリチウム塩水溶液を混合して得られる第２のリチウム塩水溶液を膜電解することで、本発明の前記技術課題を解決できることを見出した。本発明はこれらの知見に基づき完成されるに至ったものである。
【０００８】
本発明は、第１のリチウム塩水溶液を濃縮する濃縮工程、鉱酸を添加し第３のリチウム塩水溶液を精製する膜電解後液精製工程、当該膜電解後液精製工程で得られる第４のリチウム塩水溶液と当該濃縮工程で得られるリチウム塩水溶液を混合して得られる第２のリチウム塩水溶液を膜電解して水酸化リチウム水溶液、鉱酸、及び当該第３のリチウム塩水溶液を得る膜電解工程を含むリチウム塩水溶液からリチウムを回収する方法に関する。
前記第１のリチウム塩水溶液中の水の質量及び前記膜電解後液精製工程で添加される鉱酸が含有する水の質量の合計は、好ましくは、前記濃縮工程で分離された水の質量及び前記膜電解で移動するリチウムイオンに同伴する水の質量の合計以上である。
前記第１～第４のリチウム塩水溶液の溶質は、好ましくは塩化リチウムを含む。
前記第３のリチウム塩水溶液に添加する前記鉱酸は、好ましくは塩酸を含む。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のリチウム塩水溶液からリチウムを回収する方法は、大型装置を用いず、大量のエネルギーを消費せず、膜電解工程に付されるリチウム塩水溶液の濃度を大きくし、その組成を一定に管理できるリチウム塩水溶液からリチウムを回収する方法を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本発明のリチウム塩水溶液からリチウムを回収する方法を示す説明図。
本発明のリチウム塩水溶液からリチウムを回収する方法に用いるイオン交換膜電解槽の構造の１実施態様を示す説明的断面図。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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