(57)【要約】【課題】低エネルギーで効率良くコバルトイオンを回収することが可能なコバルトイオンの回収方法を提供する。【解決手段】本発明は、コバルトイオン含有溶液からコバルトイオンを回収するコバルトイオンの回収方法に関する。本発明のコバルトイオンの回収方法は、多孔質体（１１）とコバルトイオンを吸着可能な吸着剤（１２）とを含む複合材（１０）を用いて、コバルトイオン含有溶液を濾過する工程を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コバルトイオン含有溶液からコバルトイオンを回収するコバルトイオンの回収方法であって、
多孔質体とコバルトイオンを吸着可能な吸着剤とを含む複合材を用いて、前記コバルトイオン含有溶液を濾過する工程を有する、コバルトイオンの回収方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コバルトイオンの回収方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
コバルトは、超硬合金；磁石等に好適なアルニコ合金；リチウムイオン電池の正極材等に好適なリチウム合金等に用いられる。コバルトはレアメタルの１つであり、その資源回収は重要である。従来、コバルトイオンの回収方法としては、電解採取法およびイオン交換法等がある。例えば、特許文献１は、コバルトイオンが溶解した電解液からコバルトイオンを電解採取する方法に関する（請求項１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−２１８６４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、電解採取法およびイオン交換法等の従来の方法では、電力を要し、エネルギー効率が良くない。特に、コバルトイオン含有溶液が希薄である場合、濃縮工程を含まないため回収効率が低く、回収には多大なエネルギーとコストを要する。コバルトイオン含有溶液を加熱し濃縮することが考えられるが、加熱による濃縮では多大なエネルギーを要し、好ましくない。
コバルトイオン含有溶液には、スラッジ等の異物が含まれている場合もある。従来の方法では、スラッジ等の異物を含むコバルトイオン含有溶液からコバルトイオンを効率良く回収することは難しい。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、低エネルギーで効率良くコバルトイオンを回収することが可能なコバルトイオンの回収方法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】
【０００６】
本発明のコバルトイオンの回収方法は、
コバルトイオン含有溶液からコバルトイオンを回収するコバルトイオンの回収方法であって、
多孔質体とコバルトイオンを吸着可能な吸着剤とを含む複合材を用いて、前記コバルトイオン含有溶液を濾過する工程を有するものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、低エネルギーで効率良くコバルトイオンを回収することが可能なコバルトイオンの回収方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明に係る一実施形態のコバルトイオンの回収方法を示す模式断面図である。
【図２】本発明に係る一実施形態のコバルトイオンの回収方法のフローチャートである。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は、複合材の製造方法の一例を示す写真と模式断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明は、コバルトイオン含有溶液からコバルトイオンを回収するコバルトイオンの回収方法に関する。本発明のコバルトイオンの回収方法は、多孔質体とコバルトイオンを吸着可能な吸着剤とを含む複合材を用いて、コバルトイオン含有溶液を濾過する工程を有する。
【００１０】
図面を参照して、本発明に係る一実施形態のコバルトイオンの回収方法について、説明する。図１は本実施形態のコバルトイオンの回収方法を示す模式断面図であり、図２は本実施形態のコバルトイオンの回収方法のフローチャートである。
【００１１】
はじめに、コバルトイオン含有溶液ＬＸを用意する（工程Ｓ１）。コバルトイオン含有溶液ＬＸとしては、塩化コバルト溶液等が挙げられる。コバルトイオン含有溶液ＬＸ中のコバルトイオンの濃度は特に制限されず、本発明は希薄なコバルトイオン含有溶液にも適用可能である。
次いで、図１に示すように、多孔質体１１とコバルトイオンを吸着可能な吸着剤１２とを含む複合材１０に上記コバルトイオン含有溶液ＬＸを通液する（工程Ｓ２）。符号ＬＹは、複合材１０を透過した液体を示す。
【００１２】
本実施形態において、多孔質体１１は、コバルトイオン含有溶液ＬＸと化学的に反応しない材料からなり、スラッジ等の異物Ｓよりも大きいサイズの多数の孔を有し、スラッジ等の異物Ｓを透過させず、その他の溶液成分は透過する多孔質構造を有する。多孔質体１１としては、不織布等が挙げられる。
吸着剤１２は、コバルトイオンを吸着可能な材料であればよく、シリカゲル等が挙げられる。
図１に示す例では、複合材１０は、複数の不織布（多孔質体）と、複数の不織布の間に挟持されたシリカゲル（吸着剤）とからなる。シリカゲルは、複数の不織布の間ではなく、不織布の内部に含まれていてもよい。
【００１３】
図１に示すように、コバルトイオン含有溶液ＬＸ中に含まれるスラッジ等の異物Ｓは、複合材１０の多孔質体１１の孔サイズより大きいため、複合材１０上に残る。すなわち、コバルトイオン含有溶液ＬＸ中に含まれるスラッジ等の異物Ｓは、複合材１０に濾し採られる（工程Ｓ３）。コバルトイオン含有溶液ＬＸ中に含まれるコバルトイオンは、複合材１０の多孔質体１１の孔サイズより小さいため、多孔質体１１を透過し、複合材１０に含まれる吸着剤１２に吸着される（工程Ｓ４）。
【００１４】
図３（ａ）〜（ｃ）に示す写真と模式断面図を参照して、複合材１０の製造方法の一例について、説明する。写真は積層体全体を示し、模式断面図は１つの不織布を示している。模式断面図において、黒い線状物がガラス繊維等の強化繊維であり、グレー部分がマトリクス樹脂を示している。
【００１５】
はじめに、図３（ａ）に示すように、ガラス繊維等の強化繊維と、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）等の熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂であるマトリクス樹脂とを含む複数の不織布を用意し、不織布とシリカゲルの積層を繰り返し、複数の不織布と複数の不織布の間に挟持されたシリカゲルとからなる積層体を得る。
【００１６】
次いで、図３（ｂ）に示すように、上記積層体を加圧して、圧縮一体化させる。この工程では、マトリクス樹脂が溶融軟化する温度で加熱してもよい。
次いで、図３（ｃ）に示すように、圧縮一体化した積層体を比較的高い温度で加熱し、少なくとも一部のマトリクス樹脂を気化させる。少なくとも一部のマトリクス樹脂の気化により、圧縮一体化した積層体は全体的に膨張する。このとき、積層体中に含まれる多数の強化繊維の間隙が広がり、不織布の孔が拡大される。このようにして、複合材１０が製造される。
【００１７】
複合材１０中の多孔質体１１の孔のサイズは、コバルトイオン含有溶液ＬＸ中に含まれるスラッジ等の異物Ｓを通さず、コバルトイオンを通すサイズに調整される。複合材１０中の多孔質体１１の孔のサイズは、好ましくは５０〜３００μｍ程度である。図３（ａ）に示す工程で用意する不織布中の強化繊維のサイズ（径および長さ）と含有率、および、図３（ｃ）に示す工程における膨張率等を調整することで、複合材１０中の多孔質体１１の孔のサイズを調整することができる。図３（ｃ）に示す工程における膨張率は、加熱温度と加熱時間によって調整することができる。
【００１８】
ここでは、強化繊維とマトリクス樹脂とを含む不織布を例として説明したが、強化繊維の代わりに、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、および窒化ホウ素等のフィラーを用いてもよい。強化繊維またはフィラーは、コバルトイオン含有溶液と反応せず、多孔質構造を形成できるものであればよい。マトリクス樹脂としては、コバルトイオン含有溶液と反応せず、加熱により気化して不織布を膨張できるものであればよい。マトリクス樹脂の気化を利用せずに、炭酸カルシウム等の発泡剤を利用して不織布を膨張させてもよい。
不織布以外の多孔質体を用いてもよい。
【００１９】
上記通液が終了後、複合材１０上に残されたスラッジ等の異物Ｓを物理的に除去する（工程Ｓ５）。次いで、複合材１０を水に浸す（工程Ｓ６）。これによって、濃縮したコバルトイオン含有溶液（例えば、塩化コバルト溶液等）が得られる（工程Ｓ７）。得られた濃縮溶液をそのまま利用してもよいし、得られた濃縮溶液を酸等で処理し、水酸化コバルトおよび炭酸コバルト等のコバルト化合物の形態で回収してもよい。
【００２０】
本発明のコバルトイオンの回収方法では、熱と電力を要さず、不織布等の多孔質体とシリカゲル等の吸着剤とを含む複合材を用いて濾過を行うだけで、多孔質体によってスラッジ等の異物を除去し、吸着剤によってコバルトイオンを効率良く吸着回収することができる。また、処理対象のコバルトイオン含有溶液が希薄溶液であっても、コバルトイオンを効率良く回収することができる。
以上説明したように、本発明によれば、熱と電力を要さず、低エネルギーで効率良くコバルトイオンを回収することが可能なコバルトイオンの回収方法を提供することができる。
【００２１】
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、適宜設計変更が可能である。
【符号の説明】
【００２２】
ＬＸ  コバルトイオン含有溶液
１０  複合材
１１  多孔質体
１２  吸着剤
【図１】
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【図２】
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【図３】
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