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公開番号2025107193
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-17
出願番号2025070845,2024521374
出願日2025-04-22,2023-07-13
発明の名称金属回収方法
出願人JX金属サーキュラーソリューションズ株式会社
代理人アクシス国際弁理士法人
主分類C22B 7/00 20060101AFI20250710BHJP(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】金属含有溶液から水酸化リチウム溶液を作製するとともに、その際に分離させた不純物を適切に処理することができる金属回収方法を提供する。
【解決手段】リチウムイオン電池廃棄物の電池粉から、金属を回収する方法であり、前記電池粉中の金属を酸性浸出液に浸出させ、リチウムイオン及び他の金属イオンを含有する金属含有溶液を得る酸浸出工程と、前記金属含有溶液から前記他の金属イオンを分離させる金属分離工程と、前記金属分離工程の後、リチウムイオン及び不純物のフッ化物イオンを含有する金属含有溶液に対し、バイポーラ膜を用いた電気透析を行い、水酸化リチウム溶液、及び、前記フッ化物イオンを含有する酸性溶液を得る電気透析工程とを含み、前記電気透析工程で得られる前記酸性溶液を前記酸性浸出液と混合し、前記酸浸出工程で、前記酸性浸出液がカルシウムを含むようにし、前記カルシウムにより前記フッ化物イオンを析出させる。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
リチウムイオン電池廃棄物の電池粉から、金属を回収する方法であり、
前記電池粉中の金属を酸性浸出液に浸出させ、リチウムイオン及び他の金属イオンを含有する金属含有溶液を得る酸浸出工程と、
前記金属含有溶液から前記他の金属イオンを分離させる金属分離工程で金属分離工程と、
前記金属分離工程の後、リチウムイオン及び不純物のフッ化物イオンを含有する金属含有溶液に対し、バイポーラ膜を用いた電気透析を行い、水酸化リチウム溶液、及び、前記フッ化物イオンを含有する酸性溶液を得る電気透析工程と
を含み、
前記電気透析工程で得られる前記酸性溶液を前記酸性浸出液と混合し、前記酸浸出工程で、前記酸性浸出液がカルシウムを含むようにし、前記カルシウムにより前記フッ化物イオンを析出させる、金属回収方法。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記酸浸出工程において、前記酸性浸出液に前記カルシウムを添加し、前記酸性浸出液がカルシウムを含むようにする、請求項１に記載の金属回収方法。
【請求項３】
前記金属分離工程が、前記金属含有溶液のｐＨを上昇させて、前記他の金属イオンの少なくとも一部を析出させる中和を含む、請求項１に記載の金属回収方法。
【請求項４】
リチウムイオン電池廃棄物の電池粉から、金属を回収する方法であり、
前記電池粉中の金属を酸性浸出液に浸出させ、リチウムイオン及び他の金属イオンを含有する金属含有溶液を得る酸浸出工程と、
前記金属含有溶液から前記他の金属イオンを分離させる金属分離工程であって、前記金属含有溶液のｐＨを上昇させて、前記他の金属イオンの少なくとも一部を析出させる中和を含む金属分離工程と、
前記金属分離工程の後、リチウムイオン及び不純物のフッ化物イオンを含有する金属含有溶液に対し、バイポーラ膜を用いた電気透析を行い、水酸化リチウム溶液、及び、前記フッ化物イオンを含有する酸性溶液を得る電気透析工程と
を含み、
前記電気透析工程で得られる前記酸性溶液を、前記酸浸出工程で得られる前記金属含有溶液と混合し、前記中和時に、前記金属含有溶液が鉄及び／又はカルシウムを含むようにし、前記鉄及び／又はカルシウムにより前記フッ化物イオンを析出させる、金属回収方法。
【請求項５】
前記酸浸出工程の後、前記金属含有溶液に鉄及び／又はカルシウムを添加し、前記中和時に前記金属含有溶液が鉄及び／又はカルシウムを含むようにする、請求項４に記載の金属回収方法。
【請求項６】
前記他の金属イオンがアルミニウムイオンを含み、
前記中和が、前記金属含有溶液のｐＨを４．０～５．０の範囲内に上昇させることにより、アルミニウムイオンの少なくとも一部を析出させる脱アルミニウム段階を含み、
前記脱アルミニウム段階で、前記フッ化物イオンを析出させる、請求項３～５のいずれか一項に記載の金属回収方法。
【請求項７】
前記中和に前記水酸化リチウム溶液をｐＨ調整剤として使用する、請求項３～５のいずれか一項に記載の金属回収方法。
【請求項８】
前記水酸化リチウム溶液のフッ化物イオン濃度が、前記酸性溶液のフッ化物イオン濃度よりも低い、請求項１～５のいずれか一項に記載の金属回収方法。
【請求項９】
前記電池粉を含む原料のアルミニウムに対するフッ素のモル比（Ｆ／Ａｌモル比）が、１．３以上である、請求項１～５のいずれか一項に記載の金属回収方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
この明細書は、金属回収方法を開示するものである。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
近年は、製品寿命もしくは製造不良その他の理由より廃棄されたリチウムイオン電池廃棄物から、そこに含まれるコバルトやニッケル等の有価金属を回収することが、資源の有効活用の観点から広く検討されている。
【０００３】
リチウムイオン電池廃棄物から有価金属を回収するプロセスには、たとえば、リチウムイオン電池廃棄物の焙焼その他の所定の乾式処理および、その乾式処理を経た後に得られる電池粉に対する湿式処理が含まれ得る。
【０００４】
湿式処理では、具体的には、電池粉中のコバルト、ニッケル、マンガン、リチウム、アルミニウム、鉄等の金属を酸で浸出させ、当該金属が溶解した金属含有溶液を得る。次いで、たとえば特許文献１に記載されているように、中和や溶媒抽出により、金属含有溶液からアルミニウムイオン、鉄イオン及びマンガンイオン等を順次に又は同時に除去する。その後、金属含有溶液中のコバルトイオンやニッケルイオンを溶媒抽出によって分離するする。ニッケルイオンを抽出によって分離させた後は、リチウムイオンが残留した金属含有溶液が得られる。このようにして得られた金属含有溶液に対しては、溶媒抽出を繰り返すこと等によってリチウムイオンを濃縮すること等が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
国際公開第２０１８／１８１８１６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、コバルトイオン及び／又はニッケルイオンその他の金属を溶媒抽出等によって分離した後に得られる上記の金属含有溶液は、リチウムイオンを含むものである。そこから水酸化リチウム溶液を作製することができれば、これをｐＨ調整剤等として有効に利用することができる。
【０００７】
但し、金属含有溶液には、フッ化物イオン等の不純物が含まれる。そのような金属含有溶液から不純物を分離させて水酸化リチウム溶液を得ることができた場合、その際に分離させた不純物を含む溶液を適切に処理して、それを有効に活用することが望まれる。
【０００８】
この明細書では、金属含有溶液から水酸化リチウム溶液を作製するとともに、その際に分離させた不純物を適切に処理することができる金属回収方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この明細書で開示する一の金属回収方法は、リチウムイオン電池廃棄物の電池粉から、金属を回収する方法であり、前記電池粉中の金属を酸性浸出液に浸出させ、リチウムイオン及び他の金属イオンを含有する金属含有溶液を得る酸浸出工程と、前記金属含有溶液から前記他の金属イオンを分離させる金属分離工程と、前記金属分離工程の後、リチウムイオン及び不純物のフッ化物イオンを含有する金属含有溶液に対し、バイポーラ膜を用いた電気透析を行い、水酸化リチウム溶液、及び、前記フッ化物イオンを含有する酸性溶液を得る電気透析工程とを含み、前記電気透析工程で得られる前記酸性溶液を前記酸性浸出液と混合し、前記酸浸出工程で、前記酸性浸出液がカルシウムを含むようにし、前記カルシウムにより前記フッ化物イオンを析出させるというものである。
【００１０】
この明細書で開示する他の金属回収方法は、リチウムイオン電池廃棄物の電池粉から、金属を回収する方法であり、前記電池粉中の金属を酸性浸出液に浸出させ、リチウムイオン及び他の金属イオンを含有する金属含有溶液を得る酸浸出工程と、前記金属含有溶液から前記他の金属イオンを分離させる金属分離工程であって、前記金属含有溶液のｐＨを上昇させて、前記他の金属イオンの少なくとも一部を析出させる中和を含む金属分離工程と、前記金属分離工程の後、リチウムイオン及び不純物のフッ化物イオンを含有する金属含有溶液に対し、バイポーラ膜を用いた電気透析を行い、水酸化リチウム溶液、及び、前記フッ化物イオンを含有する酸性溶液を得る電気透析工程とを含み、前記電気透析工程で得られる前記酸性溶液を、前記酸浸出工程で得られる前記金属含有溶液と混合し、前記中和時に、前記金属含有溶液が鉄及び／又はカルシウムを含むようにし、前記鉄及び／又はカルシウムにより前記フッ化物イオンを析出させるというものである。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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