(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
リチウムイオンを回収する方法であって、
環状シロキサンを用いて前記リチウムイオンを含む組成物から前記リチウムイオンを抽出することを
含み、
前記抽出が液−液抽出によるものである、方法。
【請求項２】
前記抽出の前に、前記組成物から粒子または固形物を除去することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記抽出の前に、前記組成物を洗浄することをさらに含む、請求項１又は請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記組成物を洗浄することにより生成される残留物を除去することをさらに含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
洗浄された前記組成物を濾過することをさらに含む、請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記リチウムイオンを含む水相と、前記環状シロキサンを含む有機相と、を含む液−液抽出組成物を、前記リチウムイオンおよび前記環状シロキサンを含む有機相に分離させることをさらに含む、請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記リチウムイオンおよび前記環状シロキサンを有する前記有機相を収集することをさらに含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
収集された前記有機相から水を除去することをさらに含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
収集された前記有機相を濾過することをさらに含む、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記濾過することから前記リチウムイオンを有する濾液を収集することをさらに含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記リチウムイオンを有機溶媒で洗浄することにより前記有機溶媒に前記リチウムイオンを移行させることをさらに含む、請求項７に記載の方法。
【請求項１２】
前記リチウムイオンを精製することをさらに含み、前記精製することは、前記リチウムイオンを負に帯電した対イオンから分離すること、または、前記リチウムイオンを蒸留することを含む、請求項１乃至請求項１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
１つまたは複数のリチウムイオンを含む水相と、
１つまたは複数の環状シロキサンを含む有機相と、を含む液−液抽出組成物
を含む組成物であって、
両親媒性クラウンエーテルがない、組成物。
【請求項１４】
前記環状シロキサンが、
前記ケイ素原子に共役した１つまたは複数の置換または非置換アルキル基、
アルキルシロキサン、
環中の３個以上のケイ素原子、または
各ケイ素原子に共役した２個のアルキル基
を含む、請求項１３に記載の組成物。
【請求項１５】
前記組成物を準備することと、
前記組成物から粒子または固形物を除去することと、
１つまたは複数の環状シロキサンを前記リチウムイオンに導入して、１つまたは複数の環状シロキサン−リチウムイオン錯体を形成することと、
１回または複数回液−液抽出をすることによって前記１つまたは複数の環状シロキサン−リチウムイオン錯体を抽出することと、
前記環状シロキサン−リチウムイオン錯体を有する有機相を水相から分離させることと、
前記有機相から水を除去することと、
前記有機相を濾過して濾液を得ることと、
前記濾液から１つまたは複数のリチウムイオンを得ることと、を
含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
リチウムイオンを含む組成物から前記リチウムイオンを回収するためのシステムであって、
前記組成物から前記リチウムイオンを回収するためのシステムに役立つように構成されたコントローラと、
環状シロキサン貯蔵器であり、その中に含まれる１つまたは複数の環状シロキサンを含む、環状シロキサン貯蔵器と、
前記環状シロキサン貯蔵器に動作可能に結合され、そこから１つまたは複数の環状シロキサンを受け取り、かつ前記コントローラに動作可能に結合され、そこから命令を受け取ることができる錯体反応器であり、前記環状シロキサンを前記リチウムイオンに結合させることにより環状シロキサン−リチウムイオン錯体を形成するように構成される、錯体反応器と、
前記錯体反応器に動作可能に結合され、そこから前記環状シロキサン−リチウムイオン錯体を受け取ることができ、かつ前記コントローラに動作可能に結合され、そこから命令を受け取ることができる抽出器構成要素であり、前記リチウムイオンと前記環状シロキサンとを含む液−液抽出組成物を用いて前記環状シロキサン−リチウムイオン錯体を抽出するように構成される、抽出器構成要素と
を含むシステム。
【請求項１７】
前記コントローラに動作可能に結合され、そこから命令を受け取ることができ、かつ前記組成物から電気エネルギーを放電するように構成された電気エネルギー構成要素
をさらに含む、請求項１６に記載のシステム。
【請求項１８】
前記コントローラに動作可能に結合され、そこから命令を受け取ることができ、かつ前記組成物を冷却するように構成された冷却構成要素をさらに含む、請求項１６に記載のシステム。
【請求項１９】
前記コントローラに動作可能に結合され、そこから命令を受け取ることができ、かつ前記組成物から汚染物質を除去するように構成された洗浄構成要素をさらに含む、請求項１６に記載のシステム。
【請求項２０】
前記コントローラに動作可能に結合され、そこから命令を受け取ることができ、かつ前記組成物を細分化するように構成された分解構成要素、および、前記コントローラに動作可能に結合され、そこから命令を受け取ることができ、かつ前記組成物を溶解するように構成された減成構成要素の少なくとも一方をさらに含む、請求項１６に記載のシステム。
【請求項２１】
前記コントローラに動作可能に結合され、そこから命令を受け取ることができ、かつ前記組成物を機械的に解体するように構成された解体構成要素をさらに含む、請求項１６に記載のシステム。
【請求項２２】
前記コントローラに動作可能に結合され、そこから命令を受け取ることができ、かつ前記組成物から粒子または固形物を含む材料を除去するように構成された選別構成要素をさらに含む、請求項１６に記載のシステム。
【請求項２３】
前記コントローラに動作可能に結合され、そこから命令を受け取ることができ、かつ前記組成物から生成された廃棄物を除去するように構成された廃棄物構成要素をさらに含む、請求項１６に記載のシステム。
【請求項２４】
前記コントローラに動作可能に結合され、そこから命令を受け取ることができ、かつ前記組成物から粒子または固形物を含む材料を収集および再利用するように構成された再利用構成要素をさらに含む、請求項１６に記載のシステム。
【請求項２５】
前記コントローラに動作可能に結合され、そこから命令を受け取ることができ、かつ前記錯体反応器に動作可能に結合された溶媒貯蔵器と、
前記コントローラに動作可能に結合され、そこから命令を受け取ることができ、かつ前記組成物を細分化または溶解することにより生成される粗製リチウムイオンまたは前記環状シロキサン−リチウムイオン錯体を洗浄するように構成されたリチウムイオン洗浄構成要素と、
前記コントローラに動作可能に結合され、そこから命令を受け取ることができ、かつ前記粗製リチウムイオンを濾過するように構成された前抽出濾過構成要素と、
前記コントローラに動作可能に結合され、そこから命令を受け取ることができ、かつ水相を分離して、前記環状シロキサン−リチウムイオン錯体を有する有機相を前記水相から分離させるように構成された分離器構成要素と、
前記コントローラに動作可能に結合され、そこから命令を受け取ることができ、かつ分離された前記有機相を収集するように構成された抽出物収集構成要素と、
前記コントローラに動作可能に結合され、そこから命令を受け取ることができ、かつ分離された前記有機相に含まれる前記環状シロキサン−リチウムイオン錯体を乾燥させてそれから水を除去するように構成された乾燥構成要素と、
前記コントローラに動作可能に結合され、そこから命令を受け取ることができ、かつ乾燥された前記環状シロキサン−リチウムイオン錯体を濾過するように構成された後抽出濾過構成要素と、
前記コントローラに動作可能に結合され、そこから命令を受け取ることができ、かつ濾過された前記環状シロキサン−リチウムイオン錯体からリチウム塩を形成するように構成されたリチウム塩反応器と、
前記コントローラに動作可能に結合され、そこから命令を受け取ることができ、かつ濾過された前記環状シロキサン−リチウムイオン錯体から溶媒を除去することにより前記リチウムイオンを抽出するように構成された溶媒除去構成要素と、
前記コントローラに動作可能に結合され、そこから命令を受け取ることができ、かつ抽出された前記リチウムイオンを洗浄するように構成された最終洗浄構成要素と、
前記コントローラに動作可能に結合され、そこから命令を受け取ることができ、かつ前記リチウムイオンを精製するように構成された精製構成要素と、
前記コントローラに動作可能に結合され、そこから命令を受け取ることができ、かつ前記リチウムイオンを収集するように構成されたリチウムイオン収集構成要素と、
をさらに含む、請求項１６乃至請求項２４のいずれか１項に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
本明細書において特に指示しない限り、本節で説明する材料は本出願の特許請求の範囲にとって先行技術ではなく、本節に包含されることによって先行技術であると認められるものではない。
【０００２】
リチウムイオン（Ｌｉイオン）電池は、携帯用電子機器のための携帯電源として普及してきている。技術が無線デバイスの方に進歩するにつれて、Ｌｉイオン電池への必要性は増加し続けるであろう。さらに、自動車産業は、今までよりも動力用に著しく多くのＬｉイオン電池を使用する車両を開発している途上にある。したがって、Ｌｉイオン電池の使用は近い将来まで増加し続けると予測される。
【０００３】
Ｌｉイオン電池の使用は多くの事例において有用であり得るが、Ｌｉイオン電池はすべて最終的には十分な電力を供給する能力を失い、新規の電池に取って代わられる。Ｌｉイオン電池は寿命が切れると、存在する重金属および有毒化学物質の数に起因する処分問題が存在する。Ｌｉイオン電池で使用される材料の多くは、材料を再利用することができる場合、得ることができるいくつかの価値がある。
【０００４】
Ｌｉイオンの形態のリチウム（Ｌｉ）は、使い切った電池から再利用するための主要な候補の材料の一例である。現在、Ｌｉイオンを再利用するための技法は限定されており、Ｌｉイオンの再利用は他の金属ほどは普及していない。しかし、Ｌｉイオン電池の使用の増加が予測される状態で、Ｌｉイオン再利用の改善が求められ続けている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Ｃｙｃｌｉｃ  Ｄｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｏｘａｎｅｓ  ａｓ  Ｐｓｅｕｄｏ  Ｃｒｏｗｎ  Ｅｔｈｅｒｓ：  Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ  ａｎｄ  Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｌｉ（Ｍｅ２）ＳｉＯ）５［Ａｌ｛ＯＣ（ＣＦ３）３｝４］，  Ｌｉ（Ｍｅ２）ＳｉＯ）６［Ａｌ｛ＯＣ（ＣＦ３）３｝４］，  ａｎｄ  Ｌｉ（Ｍｅ２）ＳｉＯ）６［Ａｌ｛ＯＣ（ＣＦ３）２Ｐｈ｝４］」Ａ  Ｄｅｃｋｅｎ等、Ａｎｇｅｗ．  Ｃｈｅｍ．  Ｉｎｔ．編、（２００６）４５、２７７３〜２７７７
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の先の情報および以下の情報ならびに他の特徴は、添付図面とともに行われる以下の説明および添付の特許請求の範囲からより完全に明らかになるであろう。これらの図面は単に本開示によるいくつかの実施形態を示し、したがって、本発明の範囲を限定するものと考えるべきでないことを理解した上で、添付図面の使用による付加的な特定事項および詳細とともに本開示を説明する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１Ａ】Ｌｉ回収システムの実施形態の概略図である。
【図１Ｂ】Ｌｉ回収システムの実施形態の概略図である。
【図２Ａ】Ｌｉ回収プロセスの実施形態のブロック図である。
【図２Ｂ】Ｌｉ回収プロセスの実施形態のブロック図である。
【図２Ｃ】Ｌｉ回収プロセスの実施形態のブロック図である。
【図２Ｄ】Ｌｉ回収プロセスの実施形態のブロック図である。
【図３】コンピューティングデバイスの一実施形態の概略図である。
【図４】環状Ｓｉ５Ｏ５シロキサン−Ｌｉ錯体の一実施形態の化学構造の図である。
【図５】環状Ｓｉ６Ｏ６シロキサン−Ｌｉ錯体の一実施形態の化学構造の図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
前述の図面は本明細書で説明される実施形態のうちの少なくとも１つに従って構成され、その構成は本明細書で提供される本開示に従って当業者によって変形され得る。
【０００９】
以下の詳細な説明では、本明細書の一部を形成する添付図面を参照する。図面において、文脈によって特に指示されない限り、同様の記号は一般に同様の構成要素を特定する。発明を実施するための形態で説明される例示的な実施形態と、図面と、特許請求の範囲とは限定するためのものではない。他の実施形態を利用することができ、本明細書で提示される主題の趣旨または範囲から逸脱することなく他の改変を行うことができる。全体的に本明細書で説明され、図に示される本開示の様々な態様は、多種多様な異なる構成において、配置、置き換え、組合せ、分離、および設計を行うことができ、それらのすべては本明細書で明確に考えられている。
【００１０】
本開示は、全体的に、とりわけ、Ｌｉイオンの回収に関連する方法、装置、システム、デバイス、および組成物に対して作成される。
【００１１】
一般に、Ｌｉイオンは製品（ＡＯＭ）から回収することができる。回収されたＬｉイオンは、さらなるＬｉイオン電池で再利用することなどの実質的に任意の方法で使用するのに十分な純度で得ることができる。いくつかの例では、Ｌｉイオンを回収するプロセスは、ＡＯＭ製作物から１つまたは複数の環状シロキサンにより１つまたは複数のＬｉイオンを抽出することを含むことができる。Ｌｉイオン抽出プロセスは、環状シロキサンとＬｉイオンとの間で錯体を形成することによる好適な抽出システムにおいて液−液抽出によって行うことができる。回収されるべきＬｉイオンはＡＯＭの状態で準備され、それは粗製Ｌｉイオン組成物に分解、減成、および／または解体することができる。そうでない場合は、粗製Ｌｉイオン組成物は、Ｌｉ抽出のために事前処理された状態で準備され得る。粗製Ｌｉイオンの品質が不十分である場合、追加の前処理が有用であることがある。二次電池などのＬｉイオン電池はＡＯＭの一例である。
【００１２】
いくつかの実施形態では、Ｌｉイオンを回収するためのプロセスは、抽出されるべきＬｉイオンを有する組成物（例えば、ＡＯＭからの組成物）を準備すること、Ｌｉイオンを有するＡＯＭまたは組成物から材料を除去することなどによってＬｉイオンから材料を除去すること、１つまたは複数の環状シロキサンをＬｉイオンに導入して、１つまたは複数の環状シロキサン−Ｌｉイオン錯体を形成すること、１つまたは複数の液−液抽出ステップによって１つまたは複数の環状シロキサン−Ｌｉイオン錯体を抽出すること、環状シロキサン−Ｌｉイオン錯体を有する有機相を水相から分離させること、有機相から水を除去すること、有機相を濾過して濾液を得ること、および濾液から１つまたは複数のＬｉイオン（例えば、Ｌｉ塩）を得ることなどの１つまたは複数の操作を含むことができる。
【００１３】
いくつかの実施形態では、Ｌｉイオン回収組成物は、１つまたは複数の粗製Ｌｉイオンと、１つまたは複数の環状シロキサンとを含むことができる。粗製Ｌｉイオンは、液−液抽出にとって十分な状態でＡＯＭから得ることができる。粗製Ｌｉイオンは、ジクロロメタンなどの好適な溶媒に入れることもできる。
【００１４】
いくつかの実施形態では、Ｌｉイオン回収システムは、粗製Ｌｉイオンを有する第１の組成物と、環状シロキサンを有する第２の組成物とを含むことができる。各組成物は別個の入れ物または容器に入れることができる。さらに、各組成物はジクロロメタンなどの好適な溶媒を含むことができる。
【００１５】
本明細書で開示する実施形態は、製品（ＡＯＭ）からのＬｉイオンの回収に有用な組成物、システム、およびプロセスに関することができる。組成物は、高度に疎水性の環状シロキサンがＬｉイオンのための配位子として機能することによる液−液抽出での使用に好適であるように構成することができ、ここで、環状シロキサンは環酸素原子との相互作用によりＬｉイオンを隔離することができる。環状シロキサンは、以下でより詳細に説明するように、Ｌｉイオンを選択的に捕捉する優れた能力を有する。簡単に言えば、環状シロキサンは、廃棄物ＬｉイオンセルからＬｉイオンを効率的に回収することができる。環状シロキサンを使用するＬｉイオン回収プロセスは、非能率的である両親媒性クラウンエーテルを使用する回収として比較して改善することができる。
【００１６】
環状シロキサンは、高い選択性によりＬｉイオンと強力な錯体を形成することができる。たとえ錯体形成反応の平衡定数が中程度でも、環状シロキサンはＬｉイオンに対して選択的である（全体が参照により本明細書に組み込まれる、「Ｃｙｃｌｉｃ  Ｄｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｏｘａｎｅｓ  ａｓ  Ｐｓｅｕｄｏ  Ｃｒｏｗｎ  Ｅｔｈｅｒｓ：  Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ  ａｎｄ  Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｌｉ（Ｍｅ２）ＳｉＯ）５［Ａｌ｛ＯＣ（ＣＦ３）３｝４］，  Ｌｉ（Ｍｅ２）ＳｉＯ）６［Ａｌ｛ＯＣ（ＣＦ３）３｝４］，  ａｎｄ  Ｌｉ（Ｍｅ２）ＳｉＯ）６［Ａｌ｛ＯＣ（ＣＦ３）２Ｐｈ｝４］」Ａ  Ｄｅｃｋｅｎ等、Ａｎｇｅｗ．  Ｃｈｅｍ．  Ｉｎｔ．編、（２００６）４５、２７７３〜２７７７）。さらに、環状シロキサンは高度に疎水性であり、Ｌｉを有機溶媒中に抽出する際に効果的になり得る。対照的に、クラウンエーテルは水および有機溶媒の両方に溶解することができ、それによって、液−液抽出において同じほどには効率的でないことがある。環状シロキサンの疎水性は、以下で詳細に説明するように、Ｌｉイオン電池などの廃棄物からのＬｉイオンの液−液抽出を含むプロセスにとって有利であることが見いだされている。
【００１７】
Ｌｉイオンは、ＡＯＭ、またはＡＯＭから得られた個別の組成物の状態で準備することができ、ここで、Ｌｉを回収および再利用することができるようにＡＯＭ材料を処理することができる。Ｌｉイオンが取り出された後、ＡＯＭまたはそこからの材料は処分または再利用することができる。個別の組成物を処理して、環状シロキサンによる液−液抽出に好適な粗製Ｌｉイオン組成物を準備することができる。いくつかの事例では、粗製Ｌｉイオン組成物は、以下で詳細に説明するように、多数の前処理により液−液抽出に好適であるように調節することができる。
【００１８】
粗製Ｌｉイオン組成物を水で洗浄して、Ｌｉイオンを含む水溶性材料を抽出することができる。粗製Ｌｉイオン組成物を洗浄するのに使用される水を濾過にかけ、Ｌｉイオンから残留物を除去することができる。水溶性濾液はＬｉイオンを含む。水溶性濾液は、ある量の環状シロキサンを有するある量の有機溶媒（例えば、トルエン）と混合することができる。粗製Ｌｉイオン組成物の量と比べた有機溶媒および環状シロキサンの相対量は、粗製Ｌｉイオン組成物の品質ならびに抽出に有効なＬｉイオンの濃度に応じて変更することができる。機械的撹拌およびバブル生成を使用して、水／有機溶媒境界面の表面積を増大しやすくして、環状シロキサンおよびＬｉイオンとの相互作用を促進することができる。環状シロキサンは、Ｌｉイオンと錯体を選択的に形成し、液−液抽出により有機相に区分化され得る。水と有機溶媒とを十分に分離した後、有機溶媒を収集することができ、Ｌｉイオンを得ることができる。Ｌｉイオンの最終回収効率は、環状シロキサン濃度が液−液抽出組成物中で増加するにつれて増加することができ、それによって、液−液抽出は環状シロキサン自体を有機相として使用することができる。しかし、環状シロキサンが有機溶媒として使用される場合、組成物は粘性が高くなることがあり、抽出システムは粘性液体を扱うように変形されることがある。そうでない場合は、いくつかの他の有機溶媒を、粘性を使用可能範囲に低下させるのに十分な量で使用することができる。
【００１９】
いくつかの実施形態では、液−液抽出プロセスは、粗製Ｌｉイオン組成物に対して数回繰り返すことができる。各液−液抽出プロセスは、新規の環状シロキサン、または後続の処理によって抽出Ｌｉイオンから回収された環状シロキサンを使用することができる。液−液抽出は、粗製Ｌｉイオン組成物に、Ｌｉイオンの実質的にすべてが取り出されるまで繰り返すか、または残りの材料を再利用するか、もしくは廃棄のために送り出すことができるように繰り返すことができる。しかし、１０％までもしくは約１０％のＬｉイオン抽出、２５％までもしくは約２５％のＬｉイオン抽出、５０％までもしくは約５０％のＬｉイオン抽出、７５％までもしくは約７５％のＬｉイオン抽出、８０％までもしくは約８０％のＬｉイオン抽出、９０％までもしくは約９０％のＬｉイオン抽出、９５％までもしくは約９５％のＬｉイオン抽出、または９９％までもしくは約９９％のＬｉイオン抽出などの任意のレベルのＬｉの抽出が有益であり得る。
【００２０】
意外にもおよび予想外に、環状シロキサンは、クラウンエーテルよりも効率的にＬｉイオンを抽出するのに使用することができる。環状シロキサンの代わりにクラウンエーテルを使用してＬｉイオン抽出が実施される場合、クラウンエーテルの両親媒性の性質により、水相と有機相との間に実質的に等しい分布がもたらされることがある。そのため、Ｌｉイオンは有機相に効率的に移されないことがある。さらに、高い境界面活性を有するクラウンエーテルが使用される場合、クラウンエーテルは水相または有機相のいずれかに区分化されないことがあるが、そのようなクラウンエーテルは分離させるのが困難なことがある三相組成物（ｔｒｉ−ｐｈａｓｅ  ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ）または懸濁液を形成するように水相と有機相との間で区分化されることがある。環状シロキサンは、環状シロキサンとＬｉイオンとの間の好ましい結合、ならびに環状シロキサン−Ｌｉイオン錯体の有機相への高度の区分化のために、液−液抽出を実施する際にクラウンエーテルより優れていると考えることができる。
【００２１】
各液−液抽出から得られる有機相は水相から分離させることができる。分離は、水相と有機相とを分離容器において分離できるようにし、次に、水相から有機相を選択的に取り出すことによって、またはその逆によって行うことができる。次に、分離された有機相は、さらなる処理のために収集することができる。
【００２２】
有機相を処理して、液−液抽出から残された残留水を除去することができる。有機組成物から水を除去し、それによって、有機組成物を乾燥させるのに使用される様々なプロセスがある。本明細書で使用する「乾燥」は、環状シロキサン−Ｌｉイオン錯体を有する有機相から残留水を除去することなどによって環状シロキサン−Ｌｉ錯体から水を除去するプロセスを含むことができる。収集した有機相を乾燥させる例には、有機相から水を吸収するために吸水性媒体を使用すること、または水を除去するために蒸発を使用することを含めることができる。特定の例では、有機相は硫酸マグネシウム粒子と組み合わせることによって乾燥させることができ、その結果、水は有機相から離れて硫酸マグネシウム粒子に区分化され得る。有機溶媒に対して水を選択的に吸収する他の固体粒子を無水方式で使用することができる。そのような無水固体粒子は、十分に多孔質であるか、または水を吸収および保持する間隙空間を有することができる。次に、水和した固体粒子は、固体粒子から液体有機相を分離させること、またはその逆によって有機相から除去することができる。１つの例では、固体粒子は濾過によって除去することができ、環状シロキサン−Ｌｉ錯体を有する有機濾液は実質的に水がない。固体粒子を使用して、水を吸収することができるが、より大きい固体材料を使用することができ、しかし、表面積が大きいほど多くの吸水を促すことができる。
【００２３】
環状シロキサン−Ｌｉ錯体を有する有機溶媒を濾過して固形物を除去した後、有機溶媒を除去してＬｉイオン残留物を残すことができる。結果として生じるＬｉイオン残留物は環状シロキサン−Ｌｉ塩などのＬｉ塩とすることができる。濾液の有機溶媒は、加熱を使用して溶媒温度を室温または周囲状態より上に摂氏数十度だけ上昇させることなどによる標準有機溶媒手法で除去することができる。有機溶媒除去プロセスは、さらに、プロセスが行われる場所での標準大気圧よりも低い減圧下で実施することができる。例えば、標準回転蒸発を使用して有機溶媒を除去することができる。
【００２４】
２，２，４，４，６，６，８，８，１０，１０−デカメチルシクロペンタシロキサン（すなわち、Ｓｉ５Ｏ５環状シロキサン、シクロペンタメチコン）などの環状シロキサンが有機溶媒として使用される場合、環状シロキサンを除去することができるように環状シロキサン−Ｌｉ錯体を分解することができる。加熱のためにシステムに供給されるエネルギーは錯体をバラバラにすることができる。１０ｍｍＨｇで９０℃の沸点を超えて環状シロキサンの温度を上昇させるためにエネルギーを十分に供給することができる。
【００２５】
有機溶媒の除去の後に得られる結果として生じるＬｉ残留物は、洗浄溶媒で洗浄することができる。洗浄溶媒は除去されたものと同じ溶媒とすることができ、または異なる有機溶媒とすることができる。好適な溶媒の一例は、トルエンまたは以下で説明する他のものを含む。有機溶媒プロセスによる洗浄の後に、別の溶媒除去プロセスを続けることができる。有機溶媒による洗浄により、Ｌｉイオンを環状シロキサンから分離させることができ、環状シロキサンの疎水性の性質および沸点により、それの除去が有機溶媒とともにもたらされ得る。有機溶媒で洗浄した結果により、Ｌｉイオン塩の形態などの純粋なＬｉイオンがもたらされ得る。Ｌｉイオンの対イオン、例えば、Ｌｉイオン電池で使用することができるＬｉ炭酸塩を生成するための炭酸対イオンなどは、有機溶媒により洗浄プロセス中に導入することができる。
【００２６】
本明細書で説明するＬｉイオン回収プロセスは非常に選択的であり、使用するエネルギーが蒸留よりも著しく少ない。さらに、Ｌｉイオンは有機溶媒の状態で供給することができ、その結果、溶媒除去および／または洗浄プロセスはさらなる省エネルギーのために省略することができる。本明細書で説明するＬｉ回収プロセスは非常に選択的であるので、蒸留および溶媒除去などの大量のエネルギーを消費するステップは必要としないことが可能であり、省略することができる。したがって、Ｌｉイオン回収プロセスは、コストならびにＬｉイオン回収性能に関して有利であり得る。
【００２７】
しかし、例えば、高度に精製されたＬｉイオンを有することが望ましい場合、さらなる処理を行うことが必要であることがある。そのような処理には蒸留が含まれることがある。
【００２８】
図１Ａは、本明細書で説明する少なくともいくつかの例に従って配置されたＬｉ回収システム１００ａの一実施形態の概略図である。図示のように、システム１００ａは、デバイス１１４からＬｉイオン１１２を抽出するように構成することができる。デバイス１１４は、限定はしないが、本明細書で説明するＬｉイオン１１２を有するデバイス１１４の例などの任意の製品（ＡＯＭ）とすることができる。システム１００ａは、破線のボックスで示されるネットワーク１１８に動作可能に結合されるコントローラ１１６を含むことができる。コントローラ１１６は、図３に関連してより詳細に説明するようなコンピューティングシステムの機能を含むことができる。ネットワーク１１８は、各構成要素がネットワーク１１８を介してデータを送信および／または受信することができるようにネットワーク１１８内の構成要素が動作可能に結合されることを示すために破線のボックスで示される。ネットワーク１１８はよく知られており、有線、光、および無線ネットワーク技術を含むことができる。したがって、各構成要素は、ネットワーク１１８を介してデータ通信のために構成されたハードウェア（図示せず）および／またはソフトウェアを装備することができる。ハードウェアの非限定例は、データ通信のために構成されたトランシーバおよび関連するエレクトロニクス、および／または光構成要素を含むことができる。コントローラ１１６は、ネットワーク１１４を介してシステム１００ａの各構成要素に命令を与え、さらに、個々の構成要素からデータを受信するように構成されたハードウェアおよび／またはソフトウェアを含むことができる。
【００２９】
図１Ａのシステム１００ａは、以下の構成要素（以下で詳細に説明する）、すなわち、電気エネルギー構成要素１２０、冷却構成要素１２２、洗浄構成要素１２４、分解構成要素１２６、減成構成要素１２８、解体構成要素１３０、選別構成要素１３２、廃棄物構成要素１３４、再利用構成要素１３６、環状シロキサン１３９を有する環状シロキサン貯蔵器１３８、溶媒１４１を有する溶媒貯蔵器１４０、環状シロキサン−リチウムイオン錯体１４３を有する錯体反応器１４２、リチウムイオン洗浄構成要素１４４、前抽出濾過構成要素１４６、抽出器構成要素１４８、分離器構成要素１５０、収集構成要素１５２、乾燥構成要素１５４、後抽出濾過構成要素１５６、Ｌｉ塩１５９を有するＬｉ塩反応器１５８、溶媒除去構成要素１６０、最終洗浄構成要素１６２、精製構成要素１６４、およびＬｉイオン１１２の生成物を有するＬｉイオン収集構成要素１６６のうちの１つまたは複数を含むことができる。これらの構成要素は、Ｌｉイオン１１２を有するＡＯＭ１１４または組成物からＬｉイオンを回収するのに好適な方法で配置することができる。破線のボックスは、ある構成要素から得られたプロセス生成物を別の構成要素に移送できるように構成要素を動作可能に結合することができることを示すことができる。動作可能な結合には、液体管路、コンベヤベルト、陸上車両、および／または任意の他の適切に構成された機械が含まれ得る。さらに、破線のボックスは、Ｌｉイオン１１２の回収を行うために個々の構成要素がネットワーク１１８、コントローラ１１６と、および互いのうちのいずれかと動作可能に結合されることを示すこともできる。
【００３０】
一般に、電気エネルギー構成要素１２０は、Ｌｉイオン１１２、またはＬｉイオン１１２を有する組成物から残留電気エネルギーを除去することを可能にすることができる。電気エネルギー構成要素１２０は、電気エネルギーをＬｉイオン１１２、またはＬｉイオン１１２を有する組成物から放電させるために、Ｌｉイオン１１２を接地する電子接地機能、または電子接地機能を有する回路を含むことができる。電気エネルギーを放散させることができるように、その組成物のうちのＬｉイオン１１２に導電線を設けることができる。
【００３１】
冷却構成要素１２２は、ＡＯＭ１１４およびリチウムイオン１１２の温度を室温または周囲状態未満に低下させることを可能にすることができる。冷却構成要素１２２はよく知られており、冷却プロセスを実行してＬｉイオン１１２の反応性を低下させる様々な機能を含むことができる。Ｌｉイオン１１２から熱エネルギーを引き出すためにヒートシンクを使用することができるが、いくつかのヒートシンクは、Ｌｉイオン１１２の反応性を弱めるためにＬｉイオン１１２の温度を低下させるには十分でないことがある。そのため、冷却構成要素１２２はＬｉイオン１１２を能動的に冷却するように構成することができる。能動冷却は、冷却構成要素１２２をもつ冷凍ユニットを含めることによって達成することができる。冷凍ユニットは、Ｌｉイオン１１２の冷凍および冷却を行うことができる。標準冷凍機を冷却構成要素１２２として使用することができる。能動冷却は、Ｌｉイオン１１２を液体窒素などの冷却組成物に導入することによっても達成することができる。Ｌｉイオン１１２は、Ｌｉイオン１１２を十分に冷却させるために、液体窒素に沈めるか、または液体窒素に動作可能に関連付けることができる。ドライアイス−アセトン浴などの他の冷却組成物をＬｉイオン１１２の能動冷却に使用することもできる。冷却構成要素１２２は、Ｌｉイオン１１２が反応性を弱められ、機械的処理に好適になり得るようにＬｉイオン１１２またはその組成物の温度を低下させるのに使用することができる。冷却構成要素１２２は、Ｌｉイオン１１２の温度を室温から０℃（３２°Ｆ）未満または約０℃まで、−５０℃（−５８°Ｆ）未満または約−５０℃まで、−１００℃（−１４８°Ｆ）未満または約−１００℃まで、−１５０℃（−２３８°Ｆ）未満または約−１５０℃まで、−１９８℃（−３２５°Ｆ）未満または約−１９８℃まで、または−２００℃（−３２８°Ｆ）未満または約−２００℃まで、低下させることができる。したがって、冷却構成要素１２２は、リチウムイオンが爆発的に反応しないように、オプションとしてＬｉイオン１１２を実質的に不活性にするように、Ｌｉイオン１１２の温度を閾値より下に低下させるように構成することができる。
【００３２】
洗浄構成要素１２４は、ＡＯＭ１１４を清浄にするか、またはそうでない場合はＬｉイオン１１２を有するＡＯＭ１１４および組成物から汚染物質を除去するための任意のタイプの洗浄装置とすることができる。洗浄構成要素１２４は汚染物質を除去するのに有用であり得るが、Ｌｉイオン１１２も洗い流されることがあるので注意するべきである。そのため、洗浄される組成物は、通常、構造的に堅固であり、典型的には、水および洗浄にさらされる際、Ｌｉイオン１１２を減成させるか、または解放することがない。Ｌｉイオン電池組成物は、Ｌｉイオン１１２の大幅な損失なしに洗浄することができる。洗浄構成要素１２４は、ＡＯＭ１１４から汚染物質を洗浄するために水およびオプションとして洗剤を使用する任意のタイプの装置として構成することができる。皿洗い機、洗濯機、工業用洗濯機などの機能を洗浄構成要素１２４で実行することができる。
【００３３】
分解ユニット１２６は、Ｌｉイオン１１２を有する組成物を構成部分または要素に分離または分解するようにＬｉイオン１１２を有するＡＯＭ１１４または個別の組成物を処理することができる。分解ユニット１２６は、Ｌｉイオン１１２を有するＡＯＭ１１４および／または組成物を分解するために様々なプロセスを使用することができる。分解ユニット１２６は、ＡＯＭ１１４を固体要素および液体要素に分解するためにバクテリアを使用するバイオリアクターとすることができる。分解ユニット１２６は、Ｌｉイオン１１２を有するＡＯＭ１１４または組成物を保持するように構成することができ、その結果、自然または自然模倣のプロセスが組成物を粗製Ｌｉイオン組成物に細分化することができる。分解構成要素１２６は、Ｌｉイオン１１２を閾値温度より下に維持するために冷却構成要素１２２として動作する冷却ユニットを含むことができる。
【００３４】
減成構成要素１２８は、Ｌｉイオン１１２を有するＡＯＭ１１４または組成物を粗製Ｌｉイオン組成物に減成させるために化学薬品および化学プロセスを使用することができる。化学薬品および化学プロセスはＬｉイオン１１２を有する組成物に基づいて選択することができる。化学薬品は、Ｌｉイオン１１２を遊離させるために組成物を溶解することができる様々な溶媒を含むことができる。化学プロセスは、Ｌｉイオン１１２を有する組成物を減成させるか、またはＬｉイオン１１２を遊離させるとき組成物に接触する化学薬品をより効果的にする加熱、冷却、または圧力変化を含むことができる。減成構成要素１２８は、Ｌｉイオン１１２を閾値温度より下に維持するために冷却構成要素１２２として動作する冷却ユニットを含むことができる。
【００３５】
解体構成要素１３０は、Ｌｉイオン１１２を有するＡＯＭ１１４および組成物を解体するか、またはバラバラにするために物理的または機械的プロセスを使用することができる。物理的または機械的プロセスは、ＡＯＭ１１４を小片または粒子にバラバラにする、切断する、剪断する、寸断する、粉砕する、摩砕する、圧縮する、破砕する、またはそうでない場合は移行させ、続いて粗製Ｌｉイオン組成物に処理することができる機能を有する機械の使用を含むことができる。解体構成要素１３０は、Ｌｉイオン１１２を閾値温度より下に維持するために冷却構成要素１２２として動作する冷却ユニットを含むことができる。
【００３６】
選別構成要素１３２は、より小さい粒子または固形物から大きい粒子または固形物を除去するように洗浄構成要素１２４、分解構成要素１２６、減成構成要素１２８、解体構成要素１３０の生成物を選別することができる。次に、Ｌｉイオン１１２を有する粒子または固形物は、Ｌｉイオン１１２の回収のために処理することができる。選別構成要素１３２は、ＡＯＭ１１４の材料を選別し、サイズに基づいてＬｉイオン１１２を有する粒子を選択することができる１つまたは複数のふるいを含むことができる。さらに、選別構成要素１３２は、磁気応答性でないＬｉイオン１１２から磁気応答性材料を除去するために使用することができる磁気ユニットを含むことができる。
【００３７】
廃棄物構成要素１３４は、Ｌｉイオン１１２から除去されたＡＯＭ１１４の廃棄材料を受け取ることができる。廃棄物構成要素１３４は廃棄物管理および除去のための任意のタイプの貯蔵所とすることができる。
【００３８】
再利用構成要素１３６は、リチウムイオン１１２から除去されたＡＯＭ１１４の廃棄材料を受け取って再利用することができる。再利用構成要素１３６は、材料の行き先が廃棄物として廃棄されることとは対照的に再利用するためのものであることを除いて、廃棄物構成要素１３４と同様にすることができる。再利用構成要素１３６は任意のタイプの再利用可能材料倉庫とすることができる。
【００３９】
いくつかの実施形態では、Ｌｉイオン回収システムは、以下の前抽出プロセス、すなわち、電気エネルギー構成要素１２０、冷却構成要素１２２、洗浄構成要素１２４、分解構成要素１２６、減成構成要素１２８、解体構成要素１３０、選別構成要素１３２、廃棄物構成要素１３４、および再利用構成要素１３６の１つまたは複数を除外することができる。これらの個々のまたは組合せの構成要素は、本明細書で説明する抽出および回収に先立ってＡＯＭ１１４およびＬｉイオン１１２を前処理する前処理構成要素であると見なすことができる。
【００４０】
図１Ｂのシステム１００ｂは、以下の構成要素（以下で詳細に説明する）、すなわち、環状シロキサン１３９を有する環状シロキサン貯蔵器１３８、溶媒１４１を有する溶媒貯蔵器１４０、環状シロキサン−リチウムイオン錯体１４３を有する錯体反応器１４２、リチウムイオン洗浄構成要素１４４、前抽出濾過構成要素１４６、抽出器構成要素１４８、分離器構成要素１５０、収集構成要素１５２、乾燥構成要素１５４、後抽出濾過構成要素１５６、Ｌｉ塩１５９を有するＬｉ塩反応器１５８、溶媒除去構成要素１６０、最終洗浄構成要素１６２、およびＬｉイオン１１２の生成物を有するＬｉイオン収集構成要素１６４のうちの１つまたは複数を含むことができる。破線のボックスは、ある構成要素から得られたプロセス生成物を別の構成要素に移送できるように構成要素を動作可能に結合することができることを示すことができる。動作可能な結合には、液体管路、コンベヤベルト、陸上車両、および任意の他の適切に構成された機械が含まれ得る。さらに、破線のボックスは、やはり、Ｌｉイオン１１２の回収を行うために個々の構成要素がネットワーク１１８、コントローラ１１６と、および互いのうちのいずれかと動作可能に結合されることを示すことができる
【００４１】
環状シロキサン貯蔵器１３８は、溶媒１４１を伴うまたは伴わない環状シロキサン１３９を含むことができる。環状シロキサン貯蔵器１２８は、化学処理システムで使用されるものなどの任意のタイプの入れ物または容器とすることができる。環状シロキサン貯蔵器１２８は１つのタイプの環状シロキサン１３９または２つ以上の異なるタイプの環状シロキサン１３９の混合物を含むことができる。環状シロキサン貯蔵器１２８は、異なる環状シロキサン１３９を含む個別の区画を含むことができる。
【００４２】
溶媒貯蔵器１４０は、Ｌｉイオン１１２および／または環状シロキサン−Ｌｉイオン錯体１４３のための溶媒１４１を含むことができる。溶媒貯蔵器１４０、および本明細書で説明する任意の他の貯蔵器は、環状シロキサン貯蔵器１３８と同様にすることができる。溶媒貯蔵器１４０は、ジクロロメタンなどの単一のタイプの溶媒１４１、またはジクロロメタンおよび環状シロキサン１３９などの混和性溶媒１４１の組合せを含むことができる。溶媒貯蔵器１４０は、各々異なる溶媒１３９を含むことができる多数の個別の区画を有することができる。
【００４３】
錯体反応器１４２は、環状シロキサン−Ｌｉ錯体１４３の形成の間、Ｌｉイオン１１２および環状シロキサン１３９を保持することができる。錯体反応器１４２は任意の標準化学反応容器とすることができる。錯体反応器１４２は、温度および圧力を錯体１４３の形成に十分な値に調整することができる温度制御ユニット（例えば、ヒータ）および圧力制御ユニットなどの環状シロキサン−Ｌｉ錯体１４３の形成を促進するのに十分な任意の構成要素を含むことができる。さらに、錯体反応器１４２は、Ｌｉイオン１１２を有する粗製または洗浄済み組成物を１つまたは複数の環状シロキサン１３９を有する溶液に導入するのを可能にするように構成することができる。錯体反応器１４２は、さらに、１つまたは複数の環状シロキサン１３９をＬｉイオン１１２に結合させて、環状シロキサン−リチウムイオン錯体１４３を形成するように構成することができる。
【００４４】
Ｌｉイオン洗浄構成要素１４４は、錯体反応器１４２により処理される前にＬｉイオン１１２を洗浄することができ、かつ／または錯体反応器１４２により処理された後に環状シロキサン−Ｌｉ錯体１４３を洗浄することができる。通常、Ｌｉイオン洗浄構成要素１１４は、いかなる望ましくない残留物もＬｉイオン１１２から洗浄することができるように、錯体反応器１４２に導入される前に粗製Ｌｉイオン組成物を洗浄するように構成される。洗浄構成要素１４４は、品物または組成物を洗浄するために水を使用する任意の標準洗浄機として構成することができる。洗浄構成要素１４４は、水入口と、機械的撹拌および／またはバブル生成用構成要素とを含むことができる。洗浄構成要素１４４は、バブル生成を引き起こすように洗浄構成要素１１４内の圧力を調整することができるように圧力ユニットを含むことができる。撹拌はＬｉイオン１１２からの残留物をほぐして除去するために重要となることがある。洗浄構成要素１１４は洗浄のために水を使用することができるが、洗浄のために有機溶媒を使用するように構成することもできる。いくつかの例では、洗浄溶媒は水などのＬｉイオン１１２のための溶媒である。
【００４５】
濾過構成要素１４６は、洗浄媒体内に含まれているＬｉイオン１１２を濾過することができる。通常、洗浄媒体はＬｉイオン１１２を含む水であり、濾過器は、水溶性でないか、またはそれほど水溶性でない物質および残留物を濾過する。濾過構成要素１４６は、Ｌｉイオン１１２が濾液に通過するのを可能にすることができる。濾過構成要素１４６は、Ｌｉイオン１１２を有する洗浄媒体（例えば、水）から残留物を濾過するのを可能にするように配置された１つまたは複数の濾過器を含むことができる。さらに、濾過構成要素１４６は環状シロキサン−Ｌｉ錯体１４３を濾過することができる。いかなる場合も、濾過構成要素１４６から得られた濾液は、抽出のために収集することができる。
【００４６】
抽出器構成要素１４８は、反応媒体からの環状シロキサン−Ｌｉ錯体１４３の抽出を促進することができる。抽出器構成要素１４８は、液−液抽出用に構成することができ、水相と有機相とを十分に混合するために機械撹拌機などの抽出を容易にするのに有用な機械構成要素を含むことができる。水相は洗浄媒体から生じることがあり、または錯体反応器１４２において錯体１４３を形成した後に抽出器構成要素１４８に導入されることがある。有機相は溶媒１４１として溶媒貯蔵器１４０から生じることがある。さらに、有機相は、錯体１４３の形成を促進するために錯体反応器１４２で使用される溶媒１４１とすることができる。抽出器構成要素１４８は、水からの環状シロキサン−Ｌｉ錯体１４３の抽出を容易にするバブル生成、温度変更、圧力変更、または任意の他のプロセスを行うことができる任意のユニットを含むことができる。
【００４７】
さらに、抽出器構成要素１４８は、水および有機溶媒１４１を有する液−液抽出組成物を用意するための機能を含むことができる。抽出器構成要素１４８は、抽出されるべきＬｉイオン１１２を有するように液−液抽出組成物を用意するための機能をさらに含むことができる。抽出されるべきＬｉイオン１１２は、環状シロキサン１３９による錯体１４２に存在することができる。したがって、抽出組成物は、環状シロキサン１３９を含むように用意することができる。いくつかの例では、液−液抽出組成物は有機相として環状シロキサン１３９を含む。いくつかの例では、液−液抽出組成物は有機相としてトルエンを含むことができる。さらに、抽出器構成要素１４８は、水相からＬｉイオン１１２を取り出すために多数の液−液抽出を行うように構成することができる。
【００４８】
分離器構成要素１５０は、抽出器構成要素１４８内で環状シロキサン−Ｌｉ錯体１４３を有機相に抽出した後で有機相から水相を分離させることができる。分離器構成要素１５０は、抽出器構成要素１４８から独立するか、またはその一部とすることができる。分離器構成要素１５０は、ある液相（有機相）を別の不混和性液相（水相）から除去するために分離漏斗のように機能することができる。有機相は、水相よりも有機相に優先的に区分化される環状シロキサン−Ｌｉ錯体１４３を含む。分離器構成要素１５０は、追加の抽出プロセスを行って、水相にとどまっているいかなる環状シロキサン−Ｌｉ錯体１４３も取り出すことができるように水相を抽出器構成要素１４８に戻すことができる。
【００４９】
収集構成要素１５２は、分離器構成要素１５０から得られた環状シロキサン−Ｌｉイオン錯体１４３を有する有機相を収集することができる。収集構成要素１５２は、分離器構成要素１５０に流動的に結合することができる任意の貯蔵容器または入れ物とすることができる。
【００５０】
乾燥構成要素１５４は、環状シロキサン−Ｌｉ錯体１４３から、または抽出したＬｉイオン１１２もしくは抽出したＬｉ塩から水を除去することができる。乾燥構成要素１５４は、環状シロキサン−Ｌｉ錯体１４３を有する有機相からのいかなる残留水の除去も促進することができるあらゆる機能を含むことができる。水の除去は、蒸発によって、または吸湿性媒体または微粒子への吸収によって促進することができる。例えば、有機相は、水を水蒸気に変える温度まで加熱することができ、水蒸気は乾燥構成要素１５４から放出することができる。代替として、乾燥構成要素１５４は、水を中に吸収することができる硫酸マグネシウム粒子または他の吸湿性物質を含むことができる。
【００５１】
後抽出濾過構成要素１５６は、Ｌｉイオン１１２とともに存在することがあるいかなる固体物質も除去することができる。例えば、乾燥構成要素１５４が有機相から水を吸収するのに吸湿性固形物を使用する場合、吸湿性固形物は、閉じ込められた水とともに有機相から濾過によって除去され得る。後抽出濾過構成要素１５６は固形物を収集することができ、有機相が濾液として通過することができる１つまたは複数の濾過器を含むことができる。濾液は、溶解可能なＬｉイオン１１２および／または環状シロキサン−Ｌｉ錯体１４３を有するので収集することができる。濾液は最終生成物とすることができる。
【００５２】
Ｌｉ塩反応器１５８はＬｉイオン１１２を環状シロキサン塩以外の塩生成物に変換することができる。Ｌｉ塩反応器１５８は、Ｌｉ塩１５９を形成するためにＬｉイオン１１２に関連し得る対イオンを有する様々な塩を含むことができる。主要な例は、炭酸ＬｉがＬｉイオン電池で使用されるとき、炭酸Ｌｉを形成することができるように炭酸塩を含む。Ｌｉ塩１５９は最終生成物とすることができる。
【００５３】
溶媒除去構成要素１６０は、抽出した環状シロキサン−Ｌｉ錯体１４３から有機溶媒１４１を除去することができる。溶媒１４１の除去は、環状シロキサン−Ｌｉ錯体１４３から有機溶媒を除去できる方法で促進することができる。例には、溶媒１４１を除去するための加熱および／または減圧の使用が含まれる。いくつかの例では、溶媒の除去は、０℃より上または約０℃、１０℃より上または約１０℃、２０℃より上または約２０℃、３０℃より上または約３０℃、４０℃より上または約４０℃、５０℃より上または約５０℃、６０℃より上または約６０℃、７０℃より上または約７０℃、８０℃より上または約８０℃、９０℃より上または約９０℃、１００℃より上または約１００℃、約２００℃より上、あるいはさらに上の温度で促進することができる。温度は溶媒１４１の沸点より上にまで上昇させることができる。
【００５４】
さらに、有機溶媒の除去は、約１気圧未満の減圧などの減圧下で実施することができる。回転蒸発ユニットは、溶媒除去構成要素１６０で使用することができ、加熱および／または減圧下で動作することができる。溶媒１４１の除去は、錯体１４３をさらに分離させる程度まで実施することができ、その結果、Ｌｉイオン１１２から環状シロキサン１３９を除去することもできる。
【００５５】
いくつかの実施形態では、Ｌｉイオン回収システム１００ｂは、高純度でＬｉイオン１１２を供給することができる精製構成要素１６４を含むことができる。例えば、精製構成要素１６４は、精製したリチウムイオン（例えば、Ｌｉイオン塩１５９）を供給するために物質をＬｉイオン１１２から離れたところに蒸留することができる精留塔とすることができる。
【００５６】
いくつかの実施形態では、精製構成要素１６４は電気分解によってＬｉイオンを精製することができる。電気分解を使用して正電荷と負電荷とを分離し、それによって、正のＬｉイオン１１２を負に帯電した対イオンから分離させることができる。次に、正のＬｉイオン１１２を高純度で収集することができる。
【００５７】
最終洗浄構成要素１６２は、いかなる付加的な汚染物質もさらに除去し、純度を向上させるために、抽出したＬｉイオン１１２を洗浄することができる。最終洗浄構成要素１６２は、トルエンまたは水などの溶媒１４１を使用することができる。最終洗浄構成要素１６２は溶媒除去構成要素１６０に動作可能に結合することができ、その結果、最終洗浄構成要素１６２で使用される溶媒１４１は除去することができる。溶媒の除去の後、その結果として、細かく言うとＬｉイオンと環状シロキサン錯体とを含む残留物を加熱し、配位子の環状シロキサンを蒸発させて、Ｌｉ塩を生成物として残すことができる。Ｌｉイオン塩を環状シロキサンから分離させることが難しい場合、約４００℃以上の温度で配位子を燃やすことが、他の物質を除去して純粋なＬｉイオン塩を得るのに有効であることがある。いくつかの例では、洗浄組成物は、環状シロキサンに取って代わるための塩を含むことができる。いくつかの例では、洗浄組成物は環状シロキサンを排除することができる。Ｌｉイオン収集構成要素１６６は、精製されたＬｉイオン１１２またはＬｉ塩１５９を収集する貯蔵器とすることができる。Ｌｉイオン収集構成要素１６６は、Ｌｉイオン１１２を保持することができる任意のタイプの容器または入れ物とすることができる。
【００５８】
図２Ａ〜２Ｄは、本明細書で説明する実施形態のうちの少なくとも１つに従って配置されたＬｉイオン回収プロセス２００ａの実施形態のブロック図である。Ｌｉイオン回収プロセス２００ａは、図１Ａ〜１Ｂのシステムまたは環状シロキサンでＬｉイオンを回収することができる任意の他のシステムで使用することができる。図１Ａの構成要素は、図２Ａに示される個々のプロセスステップに対応する。
【００５９】
図２ＡのＬｉイオン回収プロセス２００ａは、以下のプロセス、操作、機能、および／またはステップ、すなわち、Ｌｉイオンを有する製品（ＡＯＭ）の準備（ブロック２１４）、電気エネルギーの除去（ブロック２２０）、ＡＯＭ／Ｌｉイオンの冷却（ブロック２２２）、ＡＯＭの洗浄（ブロック２２４）、ＡＯＭの分解（ブロック２２６）、ＡＯＭの減成（ブロック２２８）、ＡＯＭの解体（ブロック２３０）、ＡＯＭ／Ｌｉイオンの選別（ブロック２３２）、廃棄物の収集（ブロック２３４）、再利用可能材料の収集（ブロック２３６）、環状シロキサンの供給（ブロック２３８）、溶媒の供給（ブロック２４０）、錯体の形成（ブロック２４２）、粗製Ｌｉイオンの洗浄（ブロック２４４）、粗製Ｌｉイオンの濾過（前抽出）（ブロック２４６）、錯体の抽出（ブロック２４８）、不混和性液体の分離（ブロック２５０）、抽出物の収集（ブロック２５２）、錯体の乾燥（ブロック２５４）、抽出したＬｉイオン錯体の濾過（ブロック２５６）、Ｌｉ塩の形成（ブロック２５８）、溶媒の除去（ブロック２６０）、抽出したＬｉイオンの洗浄（ブロック２６２）、Ｌｉイオンの精製（ブロック２６４）、およびＬｉイオンの収集（ブロック２６６）のうちの１つまたは複数を含むことができる。これらの個々のプロセスステップは環状シロキサンでＬｉイオンを抽出するために任意の好適な順序で実施することができる。したがって、破線のボックスは、抽出したＬｉイオンを供給する実質的に任意の順序で個々のプロセスを行うことができることを示す。さらに、図２Ａの個々のプロセスのうちの１つまたは複数は省略または組み合わせることができる。
【００６０】
いくつかの実施形態では、図２Ａのプロセスは、以下のように図１Ａの構成要素で行うことができる。電気エネルギー構成要素１２０は、抽出に先立ってＬｉイオン１１２から電気エネルギーを除去するために使用することができ（ブロック２２２）、冷却構成要素１２２は、前抽出処理の前にまたはその間ＡＯＭ／Ｌｉイオンを冷却するために使用することができ（ブロック２２２）、ＡＯＭ洗浄構成要素１２４は、抽出の前にＡＯＭを洗浄して汚染物質を除去するために使用することができ（ブロック２２４）、分解構成要素１２６は、ＡＯＭを粗製Ｌｉイオン組成物に分解するために使用することができ（ブロック２２６）、減成構成要素１２８は、ＡＯＭを粗製Ｌｉイオン組成物に減成させるために使用することができ（ブロック２２８）、解体構成要素１３０は、抽出での使用に好適な粒子にＡＯＭを解体するために使用することができ（ブロック２３０）、選別構成要素１３２は、ＡＯＭ／Ｌｉイオンを選別してＬｉイオン１１２から材料を除去するため使用することができ（ブロック２３２）、廃棄物構成要素１３４は、前抽出処理から生成された廃棄物を収集するために使用することができ（ブロック２３４）、再利用構成要素１３６は、再利用可能材料を収集するために使用することができ（ブロック２３６）、環状シロキサン貯蔵器１３８は、錯体形成のために環状シロキサン１３９をＬｉイオン１１２に供給するために使用することができ（ブロック２３８）、溶媒貯蔵器１４０は、説明したように、溶媒１４１を錯体反応器１４２に、ならびに溶媒１４１を使用する任意の構成要素に供給するために使用することができ（ブロック２４０）、錯体反応器１４２は、Ｌｉイオン１１２と環状シロキサン１３９との間で錯体１４３を形成するために使用することができ（ブロック２４２）、Ｌｉイオン洗浄構成要素１４４は、粗製Ｌｉイオン１１２を洗浄するか、または錯体１４３を洗浄するために使用することができ（ブロック２４４）、前抽出濾過構成要素１４６は粗製Ｌｉイオン１１２を濾過するために使用することができ（ブロック２４６）、抽出器構成要素１４８は、液−液抽出によって水相から錯体１４３を抽出するために使用することができ（ブロック２４８）、分離器構成要素１５０は、錯体１４３を有する有機相が水相から分離され得るように不混和性液体を分離させるために使用することができ（ブロック２５０）、抽出物収集構成要素１５２は、有機相抽出物を収集するために使用することができ（ブロック２５２）、乾燥構成要素１５４は、錯体１４３を乾燥させて水を除去するために使用することができ（ブロック２５４）、後抽出濾過構成要素１５６は、抽出した錯体１４３を濾過するために使用することができ（ブロック２５６）、Ｌｉ塩反応器１５８は、錯体１４３からＬｉ塩１５９を形成するために使用することができ（ブロック２５８）、溶媒除去構成要素１６０は、Ｌｉイオン１１２から溶媒１４１を除去するために使用することができ（ブロック２６０）、最終洗浄構成要素１６２は、抽出したＬｉイオン１１２を洗浄するために使用することができ（ブロック２６２）、精製構成要素１６４は、Ｌｉイオン１１２を精製するために使用することができ（ブロック２６４）、Ｌｉイオン収集構成要素は、Ｌｉイオン１１２を収集するために使用することができる（ブロック２６６）。
【００６１】
図２ＢのＬｉイオン回収プロセス２００ｂは、図２Ａの個々のプロセス間の関係を示す流れ図として示される。Ｌｉイオン回収プロセス２００ｂは、以下のプロセス、操作、機能、および／またはステップを含むことができる。Ｌｉイオンを有するＡＯＭの準備（ブロック２１４）は、最初のプロセスとすることができ、電気エネルギーの除去（ブロック２２０）は、Ｌｉイオンを含む準備したＡＯＭ、またはＡＯＭの個別の材料にオプションとして実施することができ、ＡＯＭ／Ｌｉイオンの冷却（ブロック２２２）は、ＡＯＭの任意のオプションの物理的破壊の前に実施することができ、ＡＯＭの洗浄（ブロック２２４）は、ＡＯＭの物理的破壊の前にオプションとして実施することができ、ＡＯＭの分解（ブロック２２６）は、抽出のための粗製Ｌｉイオン組成物を供給するためにオプションとして行うことができ、ＡＯＭの減成（ブロック２２８）は、抽出のための粗製Ｌｉイオン組成物を供給するためにオプションとして実施することができ、ＡＯＭの解体（ブロック２３０）は、粗製Ｌｉイオン組成物を供給するためにオプションとして実施することができ、ＡＯＭ／Ｌｉイオンの選別（ブロック２３２）は、大きい粒子または固形物を除去して抽出のための粗製Ｌｉイオン組成物を形成するためにオプションとして実施することができ、廃棄物の収集（ブロック２３４）は、ＡＯＭからの廃棄材料を廃棄するために任意の前抽出処理の後で実施することができ、再利用可能材料の収集（ブロック２３６）は、ＡＯＭからのいかなる再利用可能材料も再利用するために任意の前抽出処理の後で実施することができ、環状シロキサンの供給（ブロック２３８）は、隔離剤をＬｉイオンに供給して錯体を形成するために実施することができ、溶媒の供給（ブロック２４０）は、環状シロキサンとＬｉイオンにより形成された錯体とに溶媒を供給するためにオプションとして実施することができ、錯体の形成（ブロック２４２）は、液−液抽出のために有機相に優先的に区分化される抽出可能な錯体を準備するために行うことができ、先行のプロセスのうちのいずれの後でも行うことができ、粗製Ｌｉイオンの洗浄（ブロック２４４）は、Ｌｉイオンから残留物を除去するために錯体の形成に先立ってまたはその後で、および前抽出プロセスのうちのいずれかの後で実施することができ、粗製Ｌｉイオンの濾過（前抽出）（ブロック２４６）は、粗製Ｌｉイオンから残留物を除去するために粗製Ｌｉイオンの洗浄の後で実施することができ、錯体の抽出（ブロック２４８）は、錯体の形成の後で実施することができ、不混和性液体の分離（ブロック２５０）は、錯体が有機相に抽出された後で実施することができ、抽出物の収集（ブロック２５２）は、有機相が水相から分離された後で実施することができ、錯体の乾燥（ブロック２５４）は、錯体を有する有機相が水相からの分離の後に収集された後で実施することができ、抽出したＬｉイオン錯体の濾過（ブロック２５６）は、いかなる水吸収粒子または固形物も除去するために、分離した有機相を乾燥させた後で実施することができ、Ｌｉ塩の形成（ブロック２５８）は、環状シロキサンからのＬｉイオン対イオンを炭酸対イオンなどの任意の他の対イオンに変更するために実施することができ、溶媒の除去（ブロック２６０）は、錯体を乾燥および濾過した後にＬｉイオンから有機溶媒を除去するために実施することができ、抽出したＬｉイオンの洗浄（ブロック２６２）は、Ｌｉイオンをさらに精製するために実施することができ、溶媒の除去（ブロック２６０）に関連して実施することができ、Ｌｉイオンの精製（ブロック２６４）は、蒸留などによってＬｉイオン純度を向上させるために実施することができ、Ｌｉイオンの収集（ブロック２６６）は、Ｌｉイオンが生成物にとって十分である場合にプロセス２００ｂのどの時点でも実施することができる。例えば、プロセス２００ｂは、流れ図で示されるようにおおむね実施することができる。流れ図では、破線のボックスは、個々に、連続して、または組み合わせて行うことができる代替のプロセスを示す。両側矢印は、プロセス２００ｂ内の所々に実施することができるオプションのプロセスを示す。
【００６２】
図２ＣのＬｉイオン回収プロセス２００ｃは、以下のプロセス、操作、機能、および／またはステップ、すなわち、粗製Ｌｉイオン組成物の準備２１５、環状シロキサンの供給２３８、溶媒の供給２４０、粗製Ｌｉイオンの洗浄２４４、粗製Ｌｉイオンの濾過（前抽出）２４６、錯体の形成２４２、錯体の抽出２４８、不混和性液体の分離２５０、抽出物の収集２５２、錯体の乾燥２５４、抽出したＬｉイオン錯体の濾過２５６、Ｌｉ塩の形成２５８、溶媒の除去２６０、抽出したＬｉイオンの洗浄２６２、Ｌｉイオンの精製２６４、およびＬｉイオンの収集２６６を含むことが示される。このプロセス２００ｃでは、Ｌｉイオンは、オプションとして、粗製Ｌｉイオン組成物の洗浄（ブロック２２４）および濾過（ブロック２４６）の後で、抽出するのに十分である粗製Ｌｉイオン組成物の状態で供給されるので、前抽出処理のステップは省略されている。これらのプロセスのいずれも図１Ａおよび２Ａに関連して説明したような構成要素で行うことができる。プロセスの順序は、おおむね流れ図に示したようにすることができ、ここで、矢印はプロセスの順序を示す。
【００６３】
さらに、図２Ｃが示すところによれば、Ｌｉイオン回収プロセス２００ｃは、粗製Ｌｉイオン組成物の準備（ブロック２１５）の後に様々な代替を有する。例えば、粗製Ｌｉイオン組成物は準備の後に水で洗浄することができ（ブロック２４４）、次に、引き続いて抽出の前に粗製Ｌｉイオンは濾過される（ブロック２４６）。別の代替では、粗製Ｌｉイオン組成物が濾過するのに十分である場合、または粗製Ｌｉイオン組成物が水性組成物の状態で準備される場合、洗浄プロセス（ブロック２４４）は省略することができる。さらなる別の代替では、粗製Ｌｉイオン組成物は、溶媒を伴いまたは伴わず環状シロキサンと組み合わせて（ブロック２３８）、錯体を形成することができる（ブロック２４２）。さらに、溶媒は、図示される所々の１つまたは複数で供給することができる（ブロック２４０）。しかし、環状シロキサンは唯一の溶媒として供給することができる。
【００６４】
図２ＤのＬｉイオン回収プロセス２００ｄは、以下のプロセス、操作、機能、および／またはステップ、すなわち、粗製Ｌｉイオン組成物の準備（ブロック２１５）、錯体の形成（ブロック２４２）、錯体の抽出（ブロック２４８）、不混和性液体の分離（ブロック２５０）（ここで、水相は付加的な抽出を受ける（ブロック２４８））、抽出物の収集（ブロック２５２）、錯体の乾燥（ブロック２５４）、（オプションとして）抽出したＬｉイオンの洗浄（ブロック２６２）、（オプションとして）Ｌｉイオンの精製（ブロック２６４）、および生成物として使用するためのＬｉイオンの収集（ブロック２６６）を含むことが示される。このＬｉイオン抽出プロセス２００ｄは、有用なＬｉイオン生成物を供給するための多くの事例において好適になり得る。
【００６５】
いくつかの実施形態では、抽出されるべきリチウムイオンを有する組成物を準備することと、リチウムイオンから材料を除去することと、１つまたは複数の環状シロキサンをリチウムイオンに導入して、１つまたは複数の環状シロキサン−リチウムイオン錯体を形成することと、１つまたは複数の液−液抽出ステップによって１つまたは複数の環状シロキサン−リチウムイオン錯体を抽出することと、環状シロキサン−リチウムイオン錯体を有する有機相を水相から分離させることと、有機相から水を除去することと、有機相を濾過して濾液を得ることと、濾液から１つまたは複数のリチウムイオンを得ることとを含むことができるリチウムイオンを回収する方法が説明される。１つの例では、組成物は製品である。別の例では、組成物は原鉱を含む。別の例では、組成物は製品に由来する。例えば、組成物はＬｉイオン電池からのものとすることができる。
【００６６】
ある態様では、リチウムイオンから材料を除去することは、Ｌｉイオンを有する製品から材料を除去することを含むことができる。別の態様では、リチウムイオンから材料を除去することは、Ｌｉイオンを有する組成物から材料を除去することを含む。抽出に先立って、この方法は、抽出されるべきリチウムイオンから様々な材料、例えば、非リチウム金属、ポリマー、セラミックス、またはそれらの組合せなどを除去することを含むことができる。
【００６７】
組成物からリチウムイオンを回収するためのシステムに役立つように構成されたコントローラと、環状シロキサン貯蔵器であり、その中に含まれる１つまたは複数の環状シロキサンを含む、環状シロキサン貯蔵器と、環状シロキサン貯蔵器に動作可能に結合され、そこから１つまたは複数の環状シロキサンを受け取り、かつコントローラに動作可能に結合され、そこから命令を受け取ることができる錯体反応器であり、環状シロキサン−リチウムイオン錯体を形成するように構成される、錯体反応器と、錯体反応器に動作可能に結合され、そこから環状シロキサン−リチウムイオン錯体を受け取ることができ、かつコントローラに動作可能に結合され、そこから命令を受け取ることができる抽出器構成要素であり、環状シロキサン−リチウムイオンを抽出するように構成される、抽出器構成要素とのうちの１つまたは複数を含むことができる、組成物からリチウムイオンを回収するためのシステムが説明される。本明細書で説明する他の構成要素のうちのいずれもシステムに含むことができ、Ｌｉイオン回収を促進するために、コントローラと、ならびに互いに、動作可能に結合することができる。本明細書で開示するこのプロセスおよび他のプロセスならびに方法に関して、このプロセスおよび方法において行われる機能は異なる順序で実行され得ることを当業者は理解するであろう。さらに、概説したステップおよび操作は例としてのみ与えられ、ステップおよび操作のうちのいくつかは、開示する実施形態の本質から逸脱することなく、オプションとするか、またはより少ないステップおよび操作に組み合わせるか、または追加のステップおよび操作に拡大することができる。
【００６８】
本開示は、本願で説明され、様々な例の例示として意図される特定の実施形態によって限定されるものではない。当業者には明白であるように、本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく多くの変形および変更を行うことができる。本明細書で列挙するものに加えて、本開示の範囲内の機能的に均等な方法および装置は、先の説明から当業者には明白であろう。そのような変形および変更は、添付の特許請求の範囲内にあるものである。本開示は、そのような特許請求の範囲が権利化される均等物の全範囲とともに、添付の特許請求の範囲の用語によってのみ限定されるものである。本開示は、当然変更することができる特定の方法、試薬、化合物、組成物、または処理システムに限定されないことが理解されるべきである。本明細書で使用する術語は、特定の実施形態のみを説明するためのものであり、限定するものではないことも理解されるべきである。
【００６９】
例示的な実施形態では、本明細書で説明する操作、プロセス、方法、または他の事象のいずれもコンピュータ読取り可能な媒体に記憶されるコンピュータ読取り可能な命令として実行することができる。コンピュータ読取り可能な命令は、コンピュータ、移動ユニット、ネットワーク要素、および／または任意の他のコンピューティングデバイスのプロセッサで遂行することができる。
【００７０】
システムのハードウェアの実装形態とソフトウェアの実装形態との間には、ほとんど相違が残されていない。ハードウェアまたはソフトウェアの使用は、一般に（いつもそうではないが、ある状況ではハードウェアとソフトウェアの間の選択が重要になり得るという点で）コスト対効果のトレードオフを表す設計上の選択である。本明細書に記載された、プロセスおよび／またはシステムおよび／または他の技術をもたらすことができる様々な達成手段があり（例えば、ハードウェア、ソフトウェア、および／またはファームウェア）、好ましい達成手段は、プロセスおよび／またはシステムおよび／または他の技術が導入される状況によって異なる。例えば、実装者が速度と正確性が最も重要であると決定すると、実装者は主にハードウェアおよび／またはファームウェアの達成手段を選択することができる。フレキシビリティが最も重要なら、実装者は主にソフトウェアの実装形態を選択することができる。または、さらに別の代替案として、実装者は、ハードウェア、ソフトウェア、および／またはファームウェアのなんらかの組合せを選択することができる。
【００７１】
前述の詳細な説明では、ブロック図、フローチャート、および／または例の使用によって、装置、システムおよび／またはプロセスの様々な実施形態を説明してきた。そのようなブロック図、フローチャート、および／または例が１つまたは複数の機能および／または動作を含む限りにおいて、そのようなブロック図、フローチャート、または例の中のそれぞれの機能および／または動作は、広範囲のハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、または実質上それらのすべての組合せにより、個別におよび／または集合的に実装可能であることが、当業者には理解されるであろう。
【００７２】
ある実施形態では、本明細書に記載された主題のいくつかの部分は、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、または他の集積化方式によって実装することができる。しかし、本明細書で開示された様々な実施形態が、全体においてまたは一部において、１つまたは複数のコンピュータ上で動作する１つまたは複数のコンピュータプログラムとして（例えば、１つまたは複数のコンピュータシステム上で動作する１つまたは複数のプログラムとして）、１つまたは複数のプロセッサ上で動作する１つまたは複数のプログラムとして（例えば、１つまたは複数のマイクロプロセッサ上で動作する１つまたは複数のプログラムとして）、ファームウェアとして、あるいは実質上それらの任意の組合せとして、等価に集積回路に実装することができることを、当業者は認識するであろうし、電気回路の設計ならびに／またはソフトウェアおよび／もしくはファームウェアのコーディングが、本開示に照らして十分当業者の技能の範囲内であることを、当業者は認識するであろう。さらに、本明細書に記載された主題のメカニズムを様々な形式のプログラム製品として配布することができることを、当業者は理解するであろうし、本明細書に記載された主題の例示的な実施形態が、実際に配布を実行するために使用される信号伝達媒体の特定のタイプにかかわらず適用されることを、当業者は理解するであろう。信号伝達媒体の例には、フロッピーディスク、ハードディスクドライブ、ＣＤ、ＤＶＤ、デジタルテープ、コンピュータメモリ、などの記録可能なタイプの媒体、ならびに、デジタル通信媒体および／またはアナログ通信媒体（例えば、光ファイバケーブル、導波管、有線通信リンク、無線通信リンクなど）の通信タイプの媒体が含まれるが、それらには限定されない。
【００７３】
本明細書で説明したやり方で装置および／またはプロセスを記載し、その後そのように記載された装置および／またはプロセスを、データ処理システムに統合するためにエンジニアリング方式を使用することは、当技術分野で一般的であることを当業者は認識するであろう。すなわち、本明細書に記載された装置および／またはプロセスの少なくとも一部を、妥当な数の実験によってデータ処理システムに統合することができる。通常のデータ処理システムは、一般に、システムユニットハウジング、ビデオディスプレイ装置、揮発性メモリおよび不揮発性メモリなどのメモリ、マイクロプロセッサおよびデジタル信号プロセッサなどのプロセッサ、オペレーティングシステムなどの計算実体、ドライバ、グラフィカルユーザインターフェース、およびアプリケーションプログラムのうちの１つもしくは複数、タッチパッドもしくはスクリーンなどの１つもしくは複数の相互作用装置、ならびに／またはフィードバックループおよびコントロールモータを含むコントロールシステム（例えば、位置検知用および／もしくは速度検知用フィードバック、コンポーネントの移動用および／もしくは数量の調整用コントロールモータ）を含むことを、当業者は理解するであろう。通常のデータ処理システムは、データコンピューティング／通信システムおよび／またはネットワークコンピューティング／通信システムの中に一般に見られるコンポーネントなどの、市販の適切なコンポーネントを利用して実装することができる。
【００７４】
本明細書に記載された主題は、様々なコンポーネントをしばしば例示しており、これらのコンポーネントは、他の様々なコンポーネントに包含されるか、または他の様々なコンポーネントに接続される。そのように図示されたアーキテクチャは、単に例示にすぎず、実際には、同じ機能を実現する多くの他のアーキテクチャが実装可能であることが理解されよう。概念的な意味で、同じ機能を実現するコンポーネントの任意の構成は、所望の機能が実現されるように効果的に「関連付け」される。したがって、特定の機能を実現するために組み合わされた、本明細書における任意の２つのコンポーネントは、アーキテクチャまたは中間のコンポーネントにかかわらず、所望の機能が実現されるように、お互いに「関連付け」されていると見ることができる。同様に、そのように関連付けされた任意の２つのコンポーネントは、所望の機能を実現するために、互いに「動作可能に接続」または「動作可能に結合」されていると見なすこともでき、そのように関連付け可能な任意の２つのコンポーネントは、所望の機能を実現するために、互いに「動作可能に結合できる」と見なすこともできる。動作可能に結合できる場合の具体例には、物理的にかみ合わせ可能な、および／もしくは物理的に相互作用するコンポーネント、ならびに／またはワイヤレスに相互作用可能な、および／もしくはワイヤレスに相互作用するコンポーネント、ならびに／または論理的に相互作用する、および／もしくは論理的に相互作用可能なコンポーネントが含まれるが、それらに限定されない。
【００７５】
図１Ａ〜１Ｂは、破線のボックス１１８で示すようにネットワークに一緒に動作可能に結合された個々の構成要素を有するシステム（全体的に１００）を示す。ネットワーク１１８およびその個々の構成要素はコントローラ１１６で制御される。破線のボックスがさらに示すところによれば、個々の構成要素は、ある構成要素で処理された材料を任意の他の適切な構成要素に移送することができるように動作可能に結合することができる。例えば、様々な構成要素間を配管により接続することができ、その結果、液体または流動性材料は、それらの間を、例えば、抽出器構成要素１４８と分離器構成要素１５０との間などを通ることができる。別の例では、固体材料を推進するコンベヤベルトまたは他の手段を使用して、電気エネルギー構成要素１２０を冷却構成要素１２２に動作可能に結合することができる。動作可能な結合のあり得る数はかなりなものであり、破線のボックスがいくつかの物理的、電子的、または無線結合などにより構成要素のいずれも動作可能に結合することができることを明確にすることよってより容易に示される。
【００７６】
図３は、コンピューティングデバイス３００の一実施形態の概略図であり、コンピューティングデバイス３００は、製品または粗製Ｌｉイオン組成物からＬｉイオンを回収するためのプロセスのいずれかに関して図１Ａ〜１Ｂで示したものなどの本明細書で説明するシステムで動作するために、本明細書で説明する実施形態のうちの少なくとも１つに従って構成される。コンピューティングデバイス３００は、本明細書で説明する少なくともいくつかの実施形態に従って、構成要素、ネットワーク、および／またはシステムのいずれかにより構成されるか、またはいずれかと動作可能に結合され得る。まさにぴったりの基本構成３０２では、コンピューティングデバイス３００は、一般に、１つまたは複数のプロセッサ３０４とシステムメモリ３０６とを含む。メモリバス３０８は、プロセッサ３０４とシステムメモリ３０６との間で通信するために使用することができる。
【００７７】
所望の構成に応じて、プロセッサ３０４は、限定はしないが、マイクロプロセッサ（μＰ）、マイクロコントローラ（μＣ）、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、またはそれらの任意の組合せを含む任意のタイプのものとすることができる。プロセッサ３０４は、レベル１キャッシュ３１０およびレベル２キャッシュ３１２などの１以上のレベルのキャッシングと、プロセッサコア３１４と、レジスタ３１６とを含むことができる。例示のプロセッサコア３１４は、演算論理ユニット（ＡＬＵ）、浮動小数点ユニット（ＦＰＵ）、デジタル信号処理コア（ＤＳＰコア）、またはそれらの任意の組合せを含むことができる。例示のメモリコントローラ３１８はプロセッサ３０４とともに使用することもでき、または実施形態によっては、メモリコントローラ３１８はプロセッサ３０４の内部の一部とすることができる。
【００７８】
所望の構成に応じて、システムメモリ３０６は、限定はしないが、揮発性メモリ（ＲＡＭなど）、不揮発性メモリ（ＲＯＭ、フラッシュメモリ、その他など）、またはそれらの任意の組合せを含む任意のタイプのものとすることができる。システムメモリ３０６はオペレーティングシステム３２０、１つまたは複数のアプリケーション３２２（例えば、ソフトウェアプログラム）およびプログラムデータ３２４を含むことができる。アプリケーション３２２は、図２Ａ〜２Ｄのプロセス２００ａ〜２００ｄに関して説明したものを含めて本明細書で説明したような機能を行うように構成されるＬｉイオン回収アプリケーション３２６を含むことができる。プログラムデータ３２４は、供給されたＬｉイオンの純度を精製構成要素１６４の分析ユニットで分析するのに有用となり得るＬｉイオン回収情報３２８を含むことができる。いくつかの実施形態では、アプリケーション３２２は、オペレーティングシステム３２０上でプログラムデータ３２４により動作するように構成することができる。この説明した基本構成３０２は、図３において内側破線の内部の構成要素で示される。
【００７９】
コンピューティングデバイス３００は、追加の特徴または機能、および基本構成３０２と任意の必要とされるデバイスとインターフェースとの間の通信を容易にする追加のインターフェースを有することができる。例えば、バス／インターフェースコントローラ３３０を使用して、記憶インターフェースバス３３４を介した基本構成３０２と１つまたは複数のデータ記憶デバイス３３２との間の通信を容易にすることができる。データ記憶デバイス３３２は、リムーバブル記憶デバイス３３６、非リムーバブル記憶デバイス３３８、またはそれらの組合せとすることができる。リムーバブル記憶デバイスおよび非リムーバブル記憶デバイスの例には、２〜３例を挙げると、フレキシブルディスクドライバおよびハードディスクドライブ（ＨＤＤ）などの磁気ディスクデバイスと、コンパクトディスク（ＣＤ）ドライバまたはデジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）ドライブなどの光ディスクドライブと、ソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）と、テープドライブとが含まれる。例示のコンピュータ記憶媒体は、コンピュータ読取り可能な命令、データ構造、プログラムモジュール、または他のデータなどの情報を記憶するために、任意の方法または技術で実行される揮発性および不揮発性、リムーバブルおよび非リムーバブルな媒体を含むことができる。
【００８０】
システムメモリ３０６、リムーバブル記憶デバイス３３６および非リムーバブル記憶デバイス３３８はコンピュータ記憶媒体の例である。コンピュータ記憶媒体には、限定はしないが、所望の情報を記憶するために使用することができ、コンピューティングデバイス３００によってアクセスされ得るＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ、もしくは他のメモリ技術、ＣＤ−ＲＯＭ、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、もしくは他の光記憶装置、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスク記憶装置、もしくは他の磁気記憶デバイス、または任意の他の媒体が含まれる。任意のそのようなコンピュータ記憶媒体はコンピューティングデバイス３００の一部とすることができる。
【００８１】
コンピューティングデバイス３００は、バス／インターフェースコントローラ３３０を介した様々なインターフェースデバイス（例えば、出力デバイス３４２、周辺インターフェース３４４、および通信デバイス３４６）から基本構成３０２までの通信を容易にするためのインターフェースバス３４０をさらに含むことができる。例示の出力デバイス３４２は、１つまたは複数のＡ／Ｖポート３５２を介して表示装置またはスピーカーなどの様々な外部デバイスと通信するように構成することができるグラフィック処理ユニット３４８と音声処理ユニット３５０を含む。例示の周辺インターフェース３４４は、１つまたは複数のＩ／Ｏポート３５８を介して入力デバイス（例えば、キーボード、マウス、ペン、音声入力デバイス、タッチ入力デバイスなど）または他の周辺機器（例えば、プリンタ、スキャナなど）などの外部デバイスと通信するように構成することができるシリアルインターフェースコントローラ３５４またはパラレルインターフェースコントローラ３５６を含む。例示の通信デバイス３４６は、１つまたは複数の通信ポート３６４を介してネットワーク通信リンク（すなわち、ネットワーク１１８）により１つまたは複数の他のコンピューティングデバイス３６２と通信するのに役立つように構成することができるネットワークコントローラ３６０を含む。
【００８２】
ネットワーク通信リンクは通信媒体の１つの例とすることができる。通信媒体は、一般に、コンピュータ読取り可能命令、データ構造、プログラムモジュール、または搬送波もしくは他の移送機構などの変調データ信号の他のデータで具現することができ、任意の情報配送媒体を含むことができる。「変調データ信号」は、情報を信号に符号化するように設定または変化される特性の１つまたは複数を有する信号とすることができる。限定ではなく例として、通信媒体は、有線ネットワークまたは直接有線接続などの有線媒体と、音響、高周波（ＲＦ）、マイクロ波、赤外（ＩＲ）、および他の無線媒体などの無線媒体とを含むことができる。本明細書で使用するコンピュータ読取り可能な媒体という用語は、記憶媒体および通信媒体の両方を含むことができる。
【００８３】
コンピューティングデバイス３００は、携帯電話、携帯情報端末（ＰＤＡ）、パーソナルメディアプレイヤデバイス、無線ウェブウォッチデバイス、パーソナルヘッドセットデバイス、特定用途向けデバイス、または上述の機能のいずれかを含むハイブリッドデバイスなどのスモールフォームファクタ携帯（または移動体）電子デバイスの一部として実施することができる。コンピューティングデバイス３００は、さらに、ラップトップコンピュータおよび非ラップトップコンピュータ構成の両方を含むパーソナルコンピュータとして実行することができる。
【００８４】
いくつかの実施形態では、Ｌｉイオン回収組成物は、１つまたは複数の粗製リチウムイオンと、１つまたは複数の環状シロキサンとを含むことがある。粗製Ｌｉイオン組成物のＬｉイオンは粗製Ｌｉイオンであると見なされる。Ｌｉイオン回収組成物は、粗製Ｌｉイオン組成物が得られたＡＯＭ、またはその個別の組成物からの１つまたは複数の材料を有することがある。いくつかの例では、組成物は両親媒性クラウンエーテルがない。いくつかの例では、環状シロキサンは環に３個以上のＳｉ原子、環に４個以上のＳｉ原子、環に５個以上のＳｉ原子、環に６個以上のＳｉ原子、または環に７個以上のＳｉ原子を含むことができる。理論的には、環は、環に約４０〜４５個までのＳｉ原子を含むことができ、ここで、１０個以上のＳｉ原子の大きい環は２個以上のＬｉイオンと錯体をつくることができる。環状シロキサンの一例は環に５個から７個のＳｉ原子を含むことができる。
【００８５】
いくつかの実施形態では、環状シロキサンは環状アルキルシロキサンを含むことができる。環状アルキルシロキサンは、Ｓｉ原子に共役した１つまたは複数の置換または非置換アルキル基を含むことができる。置換または非置換アルキル基は各Ｓｉ原子に共役した２個のアルキル基を含むことができる。いくつかの例では、２個のアルキル基の少なくとも一方はジメチル基またはその誘導体を含むことができる。メチル基の誘導体は、本明細書で説明する置換または非置換アルキル基または他の置換基などの置換基で置換される水素原子の１つまたは複数を含むことができる。
【００８６】
いくつかの実施形態では、Ｌｉ回収組成物は有機溶媒を含むことができる。有機溶媒は、トルエン、テトラクロロエチレン、アセトン、メチルアセテート、エチルアセテート、ヘキサン、石油エーテル、柑橘系テルペン、アルコール、エタノール、ペンタン、ベンゼン、ジオキサン、クロロホルム、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジメチルホルムアミド、アセトニトリル、ジメチルスルホキシド、ギ酸、ブタノール、イソプロパノール、メタノール、もしくは他の好適な溶媒、またはそれらの組合せを含むことができる。
【００８７】
いくつかの実施形態では、Ｌｉ回収組成物は水を含むことができる。水は、有機溶媒に対して概略で１：１比、または約１：１０から１０：１の範囲にわたることができる。
【００８８】
環状シロキサンは様々な実施形態を有することができ、本明細書で示す実施形態の誘導体を含むことができる。いくつかの例は、擬クラウンエーテルと呼ばれることがある環状ジメチルシロキサンなどの環状アルキルシロキサンを含む。環状ジメチルシロキサンは、Ｄｎ（すなわち、Ｄｎ＝（Ｍｅ２ＳｉＯ）ｎ、ここで、ｎ＝１〜４５）で示すことができる。本明細書で使用する「Ｍｅ」は、化学名、式、または構造に関連して使用するとき、末端メチル（例えば、−ＣＨ３）またはメチレン（例えば、−ＣＨ２−）などのメチル基を表すことを意味する。特定の環状アルキルシロキサン−Ｌｉ錯体は、限定はしないが、以下のＬｉ（Ｍｅ２）ＳｉＯ）５、Ｌｉ（Ｍｅ２）ＳｉＯ）５［Ａｌ｛ＯＣ（ＣＦ３）３｝４］（すなわち、ＬｉＤ５［ＡｌＦ］）、Ｌｉ（Ｍｅ２）ＳｉＯ）６、Ｌｉ（Ｍｅ２）ＳｉＯ）６［Ａｌ｛ＯＣ（ＣＦ３）３｝４］（すなわち、ＬｉＤ６［ＡｌＦ］）、Ｌｉ（Ｍｅ２）ＳｉＯ）６［Ａｌ｛ＯＣ（ＣＦ３）２Ｐｈ｝４］（すなわち、ＬｉＤ６［ＡｌＰｈＦ］）などを含むことができる。本明細書で使用する「Ｐｈ」は、化学名、式、または構造に関連して使用するとき、末端フェニル基（例えば、Ｃ６Ｈ５）または分子鎖内のフェニル基（例えば、Ｃ６Ｈ４）などのフェニル基を表すことを意味し、置換フェニル基（例えば、Ｃ６Ｈ６−ｎＲｎ）とすることができ、ここで、Ｒは分子鎖の一部を含む任意の置換基であり、ｎは１、２、３、４、５、または６である。本明細書で使用する「［ＡｌＦ］」は「［Ａｌ｛ＯＣ（ＣＦ３）３｝４］」である。本明細書で使用する「［ＡｌＰｈＦ］」は「［Ａｌ｛ＯＣ（ＣＦ３）２Ｐｈ｝４］」である。
【００８９】
環状シロキサン−Ｌｉ錯体は対イオンをさらに含むことができる。対イオンは、環状シロキサンとＬｉイオンとの間の結合ポテンシャルを調整する（例えば、増加または減少させる）ように選択することができる。例えば、対イオンは、Ａｌ｛ＯＣ（ＣＦ３）３｝４、Ａｌ｛ＯＣ（ＣＦ３）２Ｐｈ｝４、炭酸などとすることができる。対イオンの例は、Ｃｌ−、Ｂｒ−、Ｉ−、（ＳＯ４）２−、ＮＯ３−、および（ＰＯ４）３−などの無機アニオン、およびカルボキシルアニオンなどの有機アニオンである。
【００９０】
環状シロキサンはＬｉイオンと錯体を形成し、環状シロキサン−Ｌｉ錯体を形成することができる。環状シロキサン−Ｌｉ錯体に関する追加情報は、「Ｃｙｃｌｉｃ  Ｄｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｏｘａｎｅｓ  ａｓ  Ｐｓｅｕｄｏ  Ｃｒｏｗｎ  Ｅｔｈｅｒｓ：  Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ  ａｎｄ  Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｌｉ（Ｍｅ２）ＳｉＯ）５［Ａｌ｛ＯＣ（ＣＦ３）３｝４］，  Ｌｉ（Ｍｅ２）ＳｉＯ）６［Ａｌ｛ＯＣ（ＣＦ３）３｝４］，  ａｎｄ  Ｌｉ（Ｍｅ２）ＳｉＯ）６［Ａｌ｛ＯＣ（ＣＦ３）２Ｐｈ｝４］」、Ａ  Ｄｅｃｋｅｎ等、Ａｎｇｅｗ．  Ｃｈｅｍ．  Ｉｎｔ．編（２００６）４５、２７７３〜２７７７に見いだすことができ、それは参照により本明細書に組み込まれる。
【００９１】
図４は、環状Ｓｉ５Ｏ５シロキサン−Ｌｉ錯体、Ｌｉ（Ｍｅ２）ＳｉＯ）５の一実施形態の化学構造の図であり、ここで、大きい白丸はＳｉであり、十字を引き、左下４分の１を塗りつぶした丸はＯであり、十字を引いた白丸はＣであり、小さい白丸はＨである。
【００９２】
図５は、環状Ｓｉ６Ｏ６シロキサン−Ｌｉ錯体、Ｌｉ（Ｍｅ２）ＳｉＯ）６の一実施形態の化学構造の図であり、ここで、大きい白丸はＳｉであり、十字を引き、左下４分の１を塗りつぶした丸はＯであり、十字を引いた白丸はＣであり、小さい白丸はＨである。
【００９３】
環状シロキサンは、本明細書で説明する実施形態の誘導体として供給することができる。したがって、環状シロキサンは、置換基で置換される１つまたは複数の水素原子を含むことができる。置換基は、各々、ハロゲン、ヒドロキシル、アルコキシ、直鎖脂肪族（ｓｔｒａｉｇｈｔ  ａｌｉｐｈａｔｉｃｓ）、分岐鎖脂肪族、環状脂肪族、置換脂肪族、非置換脂肪族、飽和脂肪族、不飽和脂肪族、芳香族、多環芳香族、置換芳香族、複素環式芳香族、アミン、第一アミン、第二アミン、第三アミン、脂肪族アミン、カルボニル、カルボキシル、アミド、エステル、アミノ酸、ペプチド、ポリペプチド、またはそれらの組合せのうちの１つまたは複数を含むように選択することができる。置換基の例は、Ｃ１〜Ｃ２４アルキル、Ｃ２〜Ｃ２４アルケニル、Ｃ２〜Ｃ２４アルキニル、Ｃ５〜Ｃ２０アリール、Ｃ６〜Ｃ２４アルカリール、Ｃ６〜Ｃ２４アラルキル、ハロ、ヒドロキシル、スルフヒドリル、Ｃ１〜Ｃ２４アルコキシ、Ｃ２〜Ｃ２４アルケニルオキシ、Ｃ２〜Ｃ２４アルキニルオキシ、Ｃ５〜Ｃ２０アリールオキシ、アシル（Ｃ２〜Ｃ２４アルキルカルボニル（−ＣＯ−アルキル）およびＣ６〜Ｃ２０アリールカルボニル（−ＣＯ−アリール）を含む）、アシルオキシ（−Ｏ−アシル）、Ｃ２〜Ｃ２４アルコキシカルボニル（−（ＣＯ）−Ｏ−アルキル）、Ｃ６〜Ｃ２０アリールオキシカルボニル（−（ＣＯ）−Ｏ−アリール）、ハロカルボニル（−ＣＯ）−Ｘ、ここでＸはハロである）、Ｃ２〜Ｃ２４アルキルカルボナト（−Ｏ−（ＣＯ）−Ｏ−アルキル）、Ｃ６〜Ｃ２０アリールカルボナト（−Ｏ−（ＣＯ）−Ｏ−アリール）、カルボキシ（−ＣＯＯＨ）、カルボキシラト（−ＣＯＯ−）、カルバモイル（−（ＣＯ）−ＮＨ２）、モノ−（Ｃ１〜Ｃ２４アルキル）−置換カルバモイル（−（ＣＯ）−ＮＨ（Ｃ１〜Ｃ２４アルキル））、ジ−（Ｃ１〜Ｃ２４アルキル）−置換カルバモイル（−（ＣＯ）−Ｎ（Ｃ１〜Ｃ２４アルキル）２）、モノ−置換アリールカルバモイル（−（ＣＯ）−ＮＨ−アリール）、チオカルバモイル（−（ＣＳ）−ＮＨ２）、カルバミド（−ＮＨ−（ＣＯ）−ＮＨ２）、シアノ（−Ｃ≡Ｎ）、イソシアノ（−Ｎ＋≡Ｃ−）、シアナト（−Ｏ−Ｃ≡Ｎ）、イソシアナト（−Ｏ−Ｎ＋≡Ｃ−）、イソチオシアナト（−Ｓ−Ｃ≡Ｎ）、アジド（−Ｎ＝Ｎ＋＝Ｎ−）、ホルミル（−（ＣＯ）−Ｈ）、チオホルミル（−（ＣＳ）−Ｈ）、アミノ（−ＮＨ２）、モノ−およびジ−（Ｃ１〜Ｃ２４アルキル）−置換アミノ、モノ−およびジ−（Ｃ５〜Ｃ２０アリール）−置換アミノ、Ｃ２〜Ｃ２４アルキルアミド（−ＮＨ−（ＣＯ）−アルキル）、Ｃ６〜Ｃ２０アリールアミド（−ＮＨ−（ＣＯ）−アリール）、イミノ（−ＣＲ＝ＮＨ、ここで、Ｒは水素、Ｃ１〜Ｃ２４アルキル、Ｃ５〜Ｃ２０アリール、Ｃ６〜Ｃ２４アルカリール、Ｃ６〜Ｃ２４アラルキルなどである）、アルキルイミノ（−ＣＲ＝Ｎ（アルキル）、ここで、Ｒ＝水素、アルキル、アリール、アルカリール、アラルキルなど）、アリールイミノ（−ＣＲ＝Ｎ（アリール）、ここで、Ｒ＝水素、アルキル、アリール、アルカリールなど）、ニトロ（−ＮＯ２）、ニトロソ（−ＮＯ）、スルホ（−ＳＯ２−ＯＨ）、スルホナト（−Ｓ２−Ｏ−）、Ｃ１���Ｃ２４アルキルスルファニル（−Ｓ−アルキル、「アルキルチオ」とも呼ばれる）、アリールスルファニル（−Ｓ−アリール、「アリールチオ」とも呼ばれる）、Ｃ１〜Ｃ２４アルキルスルフィニル（−（ＳＯ）−アルキル）、Ｃ５〜Ｃ２０アリールスルフィニル（−（ＳＯ）−アリール）、Ｃ１〜Ｃ２４アルキルスルホニル（−ＳＯ２−アルキル）、Ｃ５〜Ｃ２０アリールスルホニル（−ＳＯ２−アリール）、ホスホノ（−Ｐ（Ｏ）（ＯＨ）２）、ホスホナト（−Ｐ（Ｏ）（Ｏ−）２）、ホスフィナト（−Ｐ（Ｏ）（Ｏ−））、ホスホ（−ＰＯ２）、ホスフィノ（−ＰＨ２）、それらの誘導体、およびそれらの組合せの群から選択することができる。
【００９４】
本明細書で使用する用語「アルキル」または「脂肪族」は、必ずではないが１個から約２４個の炭素原子を含む分岐または非分岐飽和炭化水素基を典型的に含む置換基を指し、例えば、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、イソブチル、ｔ−ブチル、オクチル、デシルなど、ならびにシクロペンチル、シクロヘキシルなどのようなシクロアルキル基などである。一般に、再び必ずではないが、本明細書のアルキル基は１個から約１８個の炭素原子、または１個から約１２個の炭素原子を含む。用語「低級アルキル」は、１個から６個の炭素原子のアルキル基を意図する。「Ｃ１〜Ｃ６アルキル」または「低級アルキル」として識別される置換基は１個から３個の炭素原子を含み、そのような置換基は１個または２個の炭素原子を含む（すなわち、メチルおよびエチル）。「置換アルキル」は１つまたは複数の置換基で置換されたアルキルを指し、用語「ヘテロ原子含有アルキル」および「ヘテロアルキル」は、以下でさらに詳細に説明するように、少なくとも１個の炭素原子がヘテロ原子で置き換えられたアルキルを指す。特に指示しない限り、用語「アルキル」および「低級アルキル」は、それぞれ、直鎖、分岐、環状、非置換、置換、および／またはヘテロ原子含有アルキルまたは低級アルキルを含む。
【００９５】
本明細書で使用する用語「アルケニル」は、少なくとも１つの二重結合を含む、２個から約２４個の炭素原子の直鎖、分岐、または環状炭化水素基を有する置換基を指し、例えば、エテニル、ｎ−プロペニル、イソプロペニル、ｎ−ブテニル、イソブテニル、オクテニル、デセニル、テトラデセニル、ヘキサデセニル、エイコセニル、テトラコセニルなどである。一般に、再び必ずではないが、本明細書のアルケニル基は、２個から約１８個の炭素原子、または２個から１２個の炭素原子を含む。用語「低級アルケニル」は２個から６個の炭素原子のアルケニル基を意図し、特定の用語「シクロアルケニル」は環状アルケニル基、または５個から８個の炭素原子を有することを意図する。用語「置換アルケニル」は１つまたは複数の置換基で置換されたアルケニルを指し、用語「ヘテロ原子含有アルケニル」および「ヘテロアルケニル」は、少なくとも１個の炭素原子がヘテロ原子で置き換えられたアルケニルを指す。特に指示しない限り、用語「アルケニル」および「低級アルケニル」は、それぞれ、直鎖、分岐、環状、非置換、置換、および／またはヘテロ原子含有アルケニルおよび低級アルケニルを含む。
【００９６】
本明細書で使用する用語「アルキニル」は、少なくとも１つの三重結合を含む、２個から２４個の炭素原子の直鎖または分岐炭化水素基を有する置換基を指し、例えば、エチニル、ｎ−プロピニルなどである。一般に、再び必ずではないが、本明細書のアルキニル基は、２個から約１８個の炭素原子、または２個から１２個の炭素原子を含む。用語「低級アルキニル」は、２個から６個の炭素原子のアルキニル基を意図する。用語「置換アルケニル」は１つまたは複数の置換基で置換されたアルケニルを指し、用語「ヘテロ原子含有アルキニル」および「ヘテロアルキニル」は、少なくとも１個の炭素原子がヘテロ原子で置き換えられたアルキニルを指す。特に指示しない限り、用語「アルキニル」および「低級アルキニル」は、それぞれ、直鎖、分岐、非置換、置換、および／またはヘテロ原子含有アルキニルおよび低級アルキニルを含む。
【００９７】
本明細書で使用する用語「アルコキシ」は、単一の末端エーテル結合を介して結合されたアルキル基を有する置換基を指し、すなわち、「アルコキシ」基は−Ｏ−アルキルとして表すことができ、ここで、アルキルは上述で定義した通りである。「低級アルコキシ」基は、１個から６個の炭素原子を含むアルコキシ基を意図し、例えば、メトキシ、エトキシ、ｎ−プロポキシ、イソプロポキシ、ｔ−ブチロキシなどを含む。本明細書で「Ｃ１〜Ｃ６アルコキシ」または「低級アルコキシ」として識別される置換基は１個から３個の炭素原子を含み、そのような置換基は１個または２個の炭素原子を含む（すなわち、メトキシおよびエトキシ）。
【００９８】
本明細書で使用する用語「アリール」は、単一芳香環、または一緒に縮合された、直接連結された、または間接的に連結された（異なる芳香環が、メチレンまたはエチレン部分などの共通基に結合されているように）複数の芳香環を含む芳香族置換基を有する置換基を指す。アリール基の例は５個から２０個の炭素原子を含み、アリール基は５個から１４個の炭素原子を含む。例示のアリール基は、１個の芳香環または２個の縮合もしくは連結された芳香環、例えば、フェニル、ナフチル、ビフェニル、ジフェニルエーテル、ジフェニルアミン、ベンゾフェノンなどを含む。「置換アリール」は１つまたは複数の置換基で置換されたアリール部分を指し、用語「ヘテロ原含有アリール」および「ヘテロアリール」は、以下でさらに詳細に説明するように、少なくとも１個の炭素原子がヘテロ原子で置き換えられたアリール置換基を指す。特に指示しない限り、用語「アリール」は、非置換、置換、および／またはヘテロ原子含有芳香族置換基を含む。
【００９９】
本明細書で使用する用語「アリールオキシ」は、単一の末端エーテル結合を介して結合されたアリール基を有する置換基を指し、ここで、「アリール」は上述で定義した通りである。「アリールオキシ」基は−Ｏ−アリールとして表すことができ、ここで、「アリール」は上述で定義した通りである。アリールオキシ基の例は５個から２０個の炭素原子を含み、アリールオキシ基は５個から１４個の炭素原子を含む。アリールオキシ基の例は、限定はしないが、フェノキシ、ｏ−ハロ−フェノキシ、ｍ−ハロ−フェノキシ、ｐ−ハロ−フェノキシ、ｏ−メトキシ−フェノキシ、ｍ−メトキシ−フェノキシ、ｐ−メトキシ−フェノキシ、２，４−ジメトキシ−フェノキシ、３，４，５−トリメトキシ−フェノキシなどを含む。
【０１００】
用語「アルカリール」は、アルキル置換基をもつアリール基を有する置換基を指し、用語「アラルキル」はアリール置換基をもつアルキル基を指し、ここで、「アリール」および「アルキル」は上述で定義した通りである。アラルキル基の例は６個から２４個の炭素原子を含み、アラルキル基は６個から１６個の炭素原子を含む。アラルキル基の例は、限定はしないが、ベンジル、２−フェニル−エチル、３−フェニル−プロピル、４−フェニル−ブチル、５−フェニル−ペンチル、４−フェニルシクロヘキシル、４−ベンジルシクロヘキシル、４−フェニルシクロヘキシルメチル、４−ベンジルシクロヘキシルメチルなどを含む。アルカリール基は、例えば、ｐ−メチルフェニル、２，４−ジメチルフェニル、ｐ−シクロヘキシルフェニル、２，７−ジメチルナフチル、７−シクロオクチルナフチル、３−エチル−シクロペンタ−１，４−ジエンなどを含む。
【０１０１】
用語「環状」は、置換される場合もあり、置換されない場合もあり、かつ／またはヘテロ原子を含む場合もあり、含まない場合もある脂環式基または芳香族基を指し、これらは単環、二環、または多環とすることができる。
【０１０２】
用語「ハロ」および「ハロゲン」は、従来と同じ意味で使用され、クロロ、ブロモ、およびフルオロ、またはヨード置換基を指す。
【０１０３】
「ヘテロ原子含有アルキル基」（「ヘテロアルキル」基とも呼ばれる）または「ヘテロ原子含有アリール基」（「ヘテロアリール」基とも呼ばれる）におけるような用語「ヘテロ原子含有」は、１つまたは複数の炭素原子が、炭素以外の原子、例えば、窒素、酸素、硫黄、リン、またはケイ素、典型的には、窒素、酸素、または硫黄で置き換えられた置換基を指す。同様に、用語「ヘテロアルキル」はヘテロ原子含有のアルキル置換基を指し、用語「複素環式」はヘテロ原子含有の環状置換基を指し、用語「ヘテロアリール」および「ヘテロ芳香族」は、それぞれ、ヘテロ原子含有の「アリール」置換基および「芳香族」置換基を指す、など。ヘテロアルキル基の例は、アルコキシアリール、アルキルスルファニル−置換アルキル、Ｎ−アルキル化アミノアルキルなどを含む。ヘテロアリール置換基の例は、ピロリル、ピロリジニル、ピリジニル、キノリニル、インドリル、ピリミジニル、イミダゾリル、１，２，４−トリアゾリル、テトラゾリルなどを含み、ヘテロ原子含有脂環式基の例は、ピロリジノ、モルホリノ、ピペラジノ、ピペリジノなどである。
【０１０４】
用語「ヒドロカルビル」は、１個から約３０個の炭素原子を含み、または１個から約２４個の炭素原子を含み、または１個から約１８個の炭素原子を含み、または１個から１２個の炭素原子を含み、直鎖、分岐、環状、飽和、および不飽和種を含む、一価ヒドロカルビルラジカルを有する置換基を指し、例えば、アルキル基、アルケニル基、アリール基などである。「置換ヒドロカルビル」は、１つまたは複数の置換基で置換されたヒドロカルビルを指し、用語「ヘテロ原子含有ヒドロカルビル」は、少なくとも１個の炭素原子がヘテロ原子で置き換えられたヒドロカルビルを指す。特に指示しない限り、用語「ヒドロカルビル」は、置換および／またはヘテロ原子含有ヒドロカルビル部分を含むものとして解釈することができる。
【０１０５】
前述の定義のうちのいくつかに示唆されるように、「置換アルキル」、「置換アリール」などにおけるような「置換」は、アルキル、アリール、または他の部分において、炭素（または、その他の）原子に結合された少なくとも１個の水素原子が１つまたは複数の非水素置換基で置き換えられることを意味する。
【０１０６】
加えて、前述の官能基は、特定の基が許容される場合、具体的に上記で列挙したものなどの１つまたは複数の付加的官能基または１つまたは複数のヒドロカルビル部分でさらに置換することができる。同様に、上述のヒドロカルビル部分は、具体的に列挙したものなどの１つまたは複数の官能基または付加的ヒドロカルビル部分でさらに置換することができる。
【０１０７】
いくつかの実施形態では、Ｌｉイオン回収システムは、粗製リチウムイオンを有する第１の組成物と、環状シロキサンを有する第２の組成物とを含むことができる。これらは、別個の入れ物に入れることができる２つの別個の組成物である。環状シロキサンは、本明細書で説明したものなどの任意の環状シロキサンとすることができる。
【０１０８】
いくつかの実施形態では、Ｌｉ回収システムは、両親媒性クラウンエーテルがない。
【０１０９】
いくつかの実施形態では、Ｌｉ回収システムは、環状シロキサンによるＬｉ回収に好適な構成における図１Ａの構成要素のいずれかを含むことができる。
【０１１０】
本明細書で開示するこのプロセスおよび他のプロセスならびに方法に関して、このプロセスおよび方法において行われる機能は異なる順序で実行され得ることを当業者は理解するであろう。さらに、概説したステップおよび操作は例としてのみ与えられ、ステップおよび操作のうちのいくつかは、開示する実施形態の本質から逸脱することなく、オプションとするか、またはより少ないステップおよび操作に組み合わせるか、または追加のステップおよび操作に拡大することができる。
【０１１１】
本開示は、本願で説明され、様々な例の例示として意図される特定の実施形態によって限定されるものではない。当業者には明白であるように、本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく多くの変形および変更を行うことができる。本明細書で列挙するものに加えて、本開示の範囲内の機能的に均等な方法および装置は、先の説明から当業者には明白であろう。そのような変形および変更は、添付の特許請求の範囲内にあるものである。本開示は、そのような特許請求の範囲が権利化される均等物の全範囲とともに、添付の特許請求の範囲の用語によってのみ限定されるものである。本開示は、当然変更することができる特定の方法、試薬、化合物、組成物、またはバイオシステムに限定されないことが理解されるべきである。本明細書で使用する術語は、特定の実施形態のみを説明するためのものであり、限定するものではないことも理解されるべきである。
【０１１２】
本明細書における実質的にいかなる複数形の用語および／または単数形の用語の使用に関して、当業者は、状況および／または用途に適切なように、複数形から単数形に、および／または単数形から複数形に変換することができる。様々な単数形／複数形の置き換えは、理解しやすいように、本明細書で明確に記載することができる。
【０１１３】
通常、本明細書において、特に添付の特許請求の範囲（例えば、添付の特許請求の範囲の本体部）において使用される用語は、全体を通じて「オープンな（ｏｐｅｎ）」用語として意図されていることが、当業者には理解されよう（例えば、用語「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」は、「含むがそれに限定されない（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ  ｂｕｔ  ｎｏｔ  ｌｉｍｉｔｅｄ  ｔｏ）」と解釈されるべきであり、用語「有する（ｈａｖｉｎｇ）」は、「少なくとも有する（ｈａｖｉｎｇ  ａｔ  ｌｅａｓｔ）」と解釈されるべきであり、用語「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」は、「含むがそれに限定されない（ｉｎｃｌｕｄｅｓ  ｂｕｔ  ｉｓ  ｎｏｔ  ｌｉｍｉｔｅｄ  ｔｏ）」と解釈されるべきである、など）。導入される請求項で具体的な数の記載が意図される場合、そのような意図は、当該請求項において明示的に記載されることになり、そのような記載がない場合、そのような意図は存在しないことが、当業者にはさらに理解されよう。例えば、理解の一助として、添付の特許請求の範囲は、導入句「少なくとも１つの（ａｔ  ｌｅａｓｔ  ｏｎｅ）」および「１つまたは複数の（ｏｎｅ  ｏｒ  ｍｏｒｅ）」を使用して請求項の記載を導くことを含む場合がある。しかし、そのような句の使用は、同一の請求項が、導入句「１つまたは複数の」または「少なくとも１つの」および「ａ」または「ａｎ」などの不定冠詞を含む場合であっても、不定冠詞「ａ」または「ａｎ」による請求項の記載の導入が、そのように導入される請求項の記載を含む任意の特定の請求項を、単に１つのそのような記載を含む実施形態に限定する、ということを示唆していると解釈されるべきではない（例えば、「ａ」および／または「ａｎ」は、「少なくとも１つの」または「１つまたは複数の」を意味すると解釈されるべきである）。同じことが、請求項の記載を導入するのに使用される定冠詞の使用にも当てはまる。また、導入される請求項の記載で具体的な数が明示的に記載されている場合でも、そのような記載は、少なくとも記載された数を意味すると解釈されるべきであることが、当業者には理解されよう（例えば、他の修飾語なしでの「２つの記載（ｔｗｏ  ｒｅｃｉｔａｔｉｏｎｓ）」の単なる記載は、少なくとも２つの記載、または２つ以上の記載を意味する）。さらに、「Ａ、ＢおよびＣ、などの少なくとも１つ」に類似の慣例表現が使用されている事例では、通常、そのような構文は、当業者がその慣例表現を理解するであろう意味で意図されている（例えば、「Ａ、Ｂ、およびＣの少なくとも１つを有するシステム」は、Ａのみ、Ｂのみ、Ｃのみ、ＡおよびＢを共に、ＡおよびＣを共に、ＢおよびＣを共に、ならびに／またはＡ、Ｂ、およびＣを共に、などを有するシステムを含むが、それに限定されない）。「Ａ、Ｂ、またはＣ、などの少なくとも１つ」に類似の慣例表現が使用されている事例では、通常、そのような構文は、当業者がその慣例表現を理解するであろう意味で意図されている（例えば、「Ａ、Ｂ、またはＣの少なくとも１つを有するシステム」は、Ａのみ、Ｂのみ、Ｃのみ、ＡおよびＢを共に、ＡおよびＣを共に、ＢおよびＣを共に、ならびに／またはＡ、Ｂ、およびＣを共に、などを有するシステムを含むが、そ���に限定されない）。２つ以上の代替用語を提示する事実上いかなる離接する語および／または句も、明細書、特許請求の範囲、または図面のどこにあっても、当該用語の一方（ｏｎｅ  ｏｆ  ｔｈｅ  ｔｅｒｍｓ）、当該用語のいずれか（ｅｉｔｈｅｒ  ｏｆ  ｔｈｅ  ｔｅｒｍｓ）、または両方の用語（ｂｏｔｈ  ｔｅｒｍｓ）を含む可能性を企図すると理解されるべきであることが、当業者にはさらに理解されよう。例えば、句「ＡまたはＢ」は、「Ａ」または「Ｂ」あるいは「ＡおよびＢ」の可能性を含むことが理解されよう。
【０１１４】
さらに、本開示の特徴または態様がマーカッシュグループの観点から説明される場合、この開示はそれによってマーカッシュグループの個々のメンバまたはメンバのサブグループの観点からも説明されることが当業者には認識されよう。
【０１１５】
当業者には理解されるように、いかなる意味でも、例えば、明細書の提供などに関して、本明細書で開示したすべての範囲はあらゆる可能な部分範囲およびその部分範囲の組合せを含む。列挙されたいかなる範囲も、同じ範囲を少なくとも等しい２分の１、３分の１、４分の１、５分の１、１０分の１などに分割することを十分に説明し、それを可能にすると容易に認識することができる。非限定的な例として、本明細書で説明した各範囲は、下位３分の１、中位３分の１、および上位３分の１などに容易に分割することができる。さらに、当業者には理解されるように、「まで（ｕｐ  ｔｏ）」、「少なくとも（ａｔ  ｌｅａｓｔ）」などのすべての言語は列挙された数を含み、上述のように部分範囲に後で分割することができる範囲を指す。最後に、当業者理解されるように、範囲は各個々のメンバを含む。したがって、例えば、１〜３のセルを有する群は、１つ、２つ、または３つのセルを有する群を指す。同様に、１〜５のセルを有する群は、１つ、２つ、３つ、４つ、または５つのセルを有する群を指す、など。
【０１１６】
上記から、本開示の様々な実施形態が例示のために本明細書で説明されたこと、およびその様々な変形が本開示の範囲および趣旨から逸脱することなく行われ得ることが理解されよう。したがって、本明細書で開示した様々な実施形態は限定するものではなく、真の範囲および趣旨は以下の特許請求の範囲によって示される。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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