(57)【要約】【課題】廃リチウムイオン電池、製造不良電池、および正極不良品からコバルトを高い回収率で効率よく回収することができ、さらに、コバルト回収作業の安全性を高めたリチウムイオン電池内のコバルト回収方法およびコバルト回収システムを提供すること。【解決手段】正極不良品からコバルトを溶媒抽出する一方、正極不良品から得られた抽出残渣と廃リチウムイオン電池および製造不良電池から得られた磁着物からコバルトを抽出する工程（ステップＳ１００）と、このコバルト抽出液に含有される不純物を除去し、コバルト清浄液を得る工程（ステップＳ２００）と、このコバルト清浄液から水酸化コバルトケーキを生成させる工程（ステップＳ３００）と、この水酸化コバルトケーキを電解質としたコバルトの電解液を電気分解し、金属コバルトを析出させる工程（ステップＳ４００）とを含む。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
焼成処理後の破砕処理によって得られるリチウムイオン電池の破砕粉末を所定粒度以下に篩い分けた後、該破砕粉末を磁着物および非磁着物に磁力選別する磁選工程と、
リチウムイオン電池を構成する正極板に含まれるコバルトを第１の酸性溶媒下で抽出分離する第１の抽出工程と、
前記磁選工程によって選別された磁着物に含まれるコバルトおよび前記第１の酸性溶媒中に浮遊または沈殿する抽出残渣に含まれるコバルトを第２の酸性溶媒下で抽出分離する第２の抽出工程と、
を含んだことを特徴とするリチウムイオン電池内のコバルト回収方法。
【請求項２】
前記第１の抽出工程によって抽出分離されたコバルトを含有する第１のコバルト抽出液と前記第２の抽出工程によって抽出分離されたコバルトを含有する第２のコバルト抽出液とに溶解している金属不純物を析出させた後、前記コバルトを含有するコバルト清浄液と前記金属不純物からなる浄液残渣とに分離する浄液工程と、
前記浄液残渣をリパルプ残渣とリパルプ濾液とに分離するリパルプ洗浄工程と、
を含み、前記リパルプ洗浄工程によって得られたリパルプ濾液は、前記第１の酸性溶媒または前記第２の酸性溶媒に混合されることを特徴とする請求項１に記載のリチウムイオン電池内のコバルト回収方法。
【請求項３】
前記コバルト清浄液にアルカリ性薬剤を混合して水酸化コバルトを析出させた後、脱水処理を行って水酸化コバルトケーキを生成させる水酸化コバルトケーキ生成工程と、
前記水酸化コバルトケーキが第３の酸性溶媒に溶解されたコバルト溶液を電解液として用い、該電解液から電解採取処理によって金属コバルトを回収する電解採取工程と、
前記電解採取処理後の電解液中に浮遊または沈殿する電解スラッジと処理済電解液とに分離する固液分離工程と、
を含み、前記電解スラッジは、前記第２の酸性溶媒に混合されることを特徴とする請求項１または２に記載のリチウムイオン電池内のコバルト回収方法。
【請求項４】
前記処理済電解液は、前記水酸化コバルトケーキと混合されて水酸化コバルトスラリーを生成し、該水酸化コバルトスラリーは、前記電解採取工程における希薄電解液に混合されることを特徴とする請求項３に記載のリチウムイオン電池内のコバルト回収方法。
【請求項５】
前記第１および第２の酸性溶媒が硫酸溶媒である場合、前記浄液工程は、前記第１および第２のコバルト抽出液に水酸化カルシウムを混合させた後、前記金属不純物としての鉄またはアルミニウムの析出処理を行うことを特徴とする請求項２〜４のいずれか一つに記載のリチウムイオン電池内のコバルト回収方法。
【請求項６】
焼成処理後の破砕処理によって得られるリチウムイオン電池の破砕粉末を所定粒度以下に篩い分けた後、該破砕粉末を磁着物および非磁着物に磁力選別する磁力選別装置と、
リチウムイオン電池を構成する正極板に含まれるコバルトを第１の酸性溶媒下で抽出分離する第１の抽出装置と、
前記磁力選別装置によって選別された磁着物に含まれるコバルトおよび前記第１の抽出装置の処理液中に浮遊または沈殿する抽出残渣に含まれるコバルトを第２の酸性溶媒下で抽出分離する第２の抽出装置と、
を備えたことを特徴とするリチウムイオン電池内のコバルト回収システム。
【請求項７】
前記第１の抽出装置によって抽出分離されたコバルトを含有する第１のコバルト抽出液と前記第２の抽出装置によって抽出分離されたコバルトを含有する第２のコバルト抽出液とに溶解している金属不純物を析出させた後、前記コバルトを含有するコバルト清浄液と前記金属不純物からなる浄液残渣とに分離する浄液装置と、
前記浄液残渣をリパルプ残渣とリパルプ濾液とに分離するリパルプ洗浄装置と、
を備え、前記リパルプ濾液は、前記第１の抽出装置における第１の酸性溶媒または前記第２の抽出装置における第２の酸性溶媒に混合されることを特徴とする請求項６に記載のリチウムイオン電池内のコバルト回収システム。
【請求項８】
前記コバルト清浄液にアルカリ性薬剤を混合して水酸化コバルトを析出させた後、脱水処理を行って水酸化コバルトケーキを生成する水酸化コバルトケーキ生成装置と、
前記水酸化コバルトケーキが第３の酸性溶媒に溶解されたコバルト溶液を電解液として用い、該電解液から電解採取処理によって金属コバルトを回収する電解採取装置と、
前記電解採取処理後の電解液中に浮遊または沈殿する電解スラッジと処理済電解液とに分離する固液分離装置と、
を備え、前記電解スラッジは、前記第２の抽出装置における第２の酸性溶媒に混合されることを特徴とする請求項６または７に記載のリチウムイオン電池内のコバルト回収システム。
【請求項９】
前記固液分離装置によって前記電解スラッジから分離された処理済電解液は、前記水酸化コバルトケーキ生成装置によって生成された水酸化コバルトケーキと混合して水酸化コバルトスラリーを生成し、該水酸化コバルトスラリーは、前記電解採取装置における希薄電解液に混合されることを特徴とする請求項８に記載のリチウムイオン電池内のコバルト回収システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、２次電池から有価金属を回収する方法に関し、特に、廃リチウムイオン電池およびリチウムイオン電池の製造不良品に含有されるコバルトを回収するリチウムイオン電池内のコバルト回収方法およびコバルト回収システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、リチウムイオン電池は、単位重量または単位体積あたりの電気容量が高い二次電池として知られている。このリチウムイオン電池は、近年、小型化あるいは軽量化が進むモバイルコンピュータや携帯電話等の電子機器用の電池として注目され、その需要および消費は飛躍的に増加している。このため、市場で流通された使用済みのリチウムイオン電池（廃リチウムイオン電池）や電池製造メーカにおける製造不良品に含まれる正極活物質から、有価金属であるコバルトを回収することは、資源の有効利用の観点から極めて重要である。
【０００３】
ここで、リチウムイオン電池は、正極活物質としてコバルト酸リチウムを用い、負極活物質としてグラファイト（炭素）を用い、それぞれの極板を何層かに積み重ねた構造を有している。
【０００４】
なお、２００１年４月に施行された「資源有効利用促進法」に基づく再資源化率の法定目標を保持するため、この廃リチウムイオン電池または製造不良品に含まれるコバルトの回収および再資源化の体制は、一層強化される傾向にある。
【０００５】
従来、廃リチウムイオン電池は、含有樹脂成分および電解液成分等を除去するために焼成された後、破砕され、所定の粒度に篩い分けられて金属粉末とされ、さらに、この金属粉末を磁気的に選別することによって、磁着物であるコバルトが回収されている（特許文献１参照）。
【０００６】
特許文献１に記載された使用済みリチウム二次電池からのコバルトの回収方法では、磁力選別された磁着物が、そのまま電気炉で溶解された後、スラグを取り除いて鉄、銅、アルミニウム等の金属不純物を除去し、含有コバルトを濃縮した後、酸浸出等の一般的な方法によって、この含有コバルトを精錬している。
【０００７】
一方、硫酸や硝酸等の酸化性酸と過酸化水素とを含む処理溶液に、上述した廃リチウムイオン電池の電極活物質を浸漬させることによって、電極活物質中のコバルト成分を無機金属塩として抽出した後、この処理溶液に対して苛性ソーダを混合し、得られた水酸化コバルトの沈殿物をコバルトとして回収する方法もある（特許文献２参照）。
【０００８】
【特許文献１】
特開平７−２４５１２６号公報  （第２−３頁）
【特許文献２】
特開平１１−２６５７３６号公報  （第２−４頁、第８−９図）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した電池製造メーカにおける製造不良品には、正極板および負極板が外装缶内部に組み込まれた状態の製造不良品（製造不良電池）と、正極板単体の製造不良品（正極不良品）とが存在する。
しかしながら、リチウムイオン電池の正極板単体は、アルミニウムテープを支持体とし、その表面にコバルト酸リチウムが付着された構成を有しているため、正極不良品からのコバルト回収において、焼成処理、破砕処理、篩い分け処理は不必要である場合が多い。したがって、上述した特許文献１に記載のコバルト回収方法では、コバルト回収処理に消費される時間および労力がかかり、コバルト回収効率が悪いという問題点がある。
【００１０】
さらに、正極板における電極活物質の支持体として用いられるアルミニウムテープは、破砕処理によって比較的破砕され難い物質であるため、このアルミニウムテープとコバルト酸リチウムとの剥離が完全になされていない場合、その後の篩い分け処理によってアルミニウムテープとともにコバルト酸リチウムも除去される可能性があり、コバルト回収率の低下を招来するという問題点がある。
【００１１】
一方、酸性溶媒に浸漬させることによって、リチウムイオン電池の電極活物質からコバルトを抽出する場合、この電極活物質に通常含まれる３価のコバルトを酸性溶媒に溶出し易い２価のコバルトに還元する還元剤が不可欠であり、この還元剤として過酸化水素が用いられる。しかし、酸性溶媒中で過酸化水素を還元剤として機能させるためには、強力な酸化力のある酸薬剤、たとえば、硝酸または熱濃硫酸等と共存させる必要があるため、その取り扱いには危険をともない、コバルト回収作業時の危険度が増大するという問題点がある。
【００１２】
また、過酸化水素は、処理溶媒の状態や被処理体との接触状態によって自己分解し易く、所望の還元剤として機能しない場合がある。そのため、この自己分解を抑制し、コバルトの高回収率を安定して得ることは困難な場合が多いという問題点がある。
【００１３】
さらに、被処理体に対して、過酸化水素の還元作用を十分機能させるためには、この過酸化水素の自己分解を考慮した場合、理論値の少なくとも３倍以上の量の過酸化水素が必要であり、コバルト回収作業時の危険度は一層高くなるとともに、作業コストも高くなるという問題点がある。
【００１４】
この発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、廃リチウムイオン電池、製造不良電池、および正極不良品からコバルトを高い回収率で効率よく回収することができ、さらに、コバルト回収作業の安全性を高めたリチウムイオン電池内のコバルト回収方法およびコバルト回収システムを提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１にかかるリチウムイオン電池内のコバルト回収方法は、焼成処理後の破砕処理によって得られるリチウムイオン電池の破砕粉末を所定粒度以下に篩い分けた後、該破砕粉末を磁着物および非磁着物に磁力選別する磁選工程と、リチウムイオン電池を構成する正極板に含まれるコバルトを第１の酸性溶媒下で抽出分離する第１の抽出工程と、前記磁選工程によって選別された磁着物に含まれるコバルトおよび前記第１の酸性溶媒中に浮遊または沈殿する抽出残渣に含まれるコバルトを第２の酸性溶媒下で抽出分離する第２の抽出工程と、を含んだことを特徴とする。
【００１６】
この請求項１の発明によれば、廃リチウムイオン電池および製造不良電池は、焼成処理後の破砕処理によって破砕粉末とされ、所定粒度以下に篩い分けられた後、得られた所定粒度以下の破砕粉末が、磁着物と非磁着物とに磁力選別される一方、正極不良品は、その含有コバルトが第１の酸性溶媒下で抽出された後、前記第１の酸性溶媒中に浮遊または沈殿する抽出残渣が回収され、その後、前記磁着物および前記抽出残渣が、第２の酸性溶媒に共に混合され、それぞれに含有されるコバルトが抽出されるようにし、廃リチウムイオン電池、製造不良電池、および正極不良品から高回収率で効率よくコバルトを抽出するとともに、作業時の安全性も高め、さらに、作業コストを低減するようにしている。
【００１７】
また、請求項２にかかるリチウムイオン電池内のコバルト回収方法は、上記発明において、前記第１の抽出工程によって抽出分離されたコバルトを含有する第１のコバルト抽出液と前記第２の抽出工程によって抽出分離されたコバルトを含有する第２のコバルト抽出液とに溶解している金属不純物を析出させた後、前記コバルトを含有するコバルト清浄液と前記金属不純物からなる浄液残渣とに分離する浄液工程と、前記浄液残渣をリパルプ残渣とリパルプ濾液とに分離するリパルプ洗浄工程と、を含み、前記リパルプ洗浄工程によって得られたリパルプ濾液は、前記第１の酸性溶媒または前記第２の酸性溶媒に混合されることを特徴とする。
【００１８】
この請求項２の発明によれば、正極不良品から抽出されたコバルトを含有する第１のコバルト抽出液と、前記第１の抽出工程による抽出残渣および前記磁着物から抽出されたコバルトを含有する第２のコバルト抽出液とに溶解される金属不純物を析出させた後、前記金属不純物を浄液残渣として分離するとともにコバルト清浄液を回収する一方、前記浄液残渣をリパルプ洗浄し、リパルプ残渣とリパルプ濾液とに分離した後、該リパルプ濾液を前記第１の酸性溶媒または前記第２の酸性溶媒に混合するようにし、濃縮されたコバルトを含有するコバルト清浄液を効率よく回収できるとともに、前記浄液残渣に付着したコバルトを再度回収できるようにしている。
【００１９】
また、請求項３にかかるリチウムイオン電池内のコバルト回収方法は、上記発明において、前記コバルト清浄液にアルカリ性薬剤を混合して水酸化コバルトを析出させた後、脱水処理を行って水酸化コバルトケーキを生成させる水酸化コバルトケーキ生成工程と、前記水酸化コバルトケーキが第３の酸性溶媒に溶解されたコバルト溶液を電解液として用い、該電解液から電解採取処理によって金属コバルトを回収する電解採取工程と、前記電解採取処理後の電解液中に浮遊または沈殿する電解スラッジと処理済電解液とに分離する固液分離工程と、を含み、前記電解スラッジは、前記第２の酸性溶媒に混合されることを特徴とする。
【００２０】
この請求項３の発明によれば、廃リチウムイオン電池、製造不良電池、および正極不良品から抽出されたコバルトが濃縮されたコバルト清浄液は、アルカリ性薬剤が混合されて水酸化コバルトを析出させた後、脱水されて水酸化コバルトケーキを生成するようにし、さらに、該水酸化コバルトケーキを第３の酸性溶媒に溶解してコバルトの電解液とした後、該電解液は、電解採取処理によって金属コバルトを析出させる一方、該電解液中に浮遊または沈殿する電解スラッジは、固液分離処理によって回収された後、前記第２の酸性溶媒に混合されるようにし、コバルト清浄液に含有されるコバルトを水酸化コバルトケーキとして回収できるとともに、該水酸化コバルトケーキを電解質に用いた電解液から金属コバルトを効率よく回収できるようにし、さらに、該電解スラッジに含有されるコバルトを再度回収できるようにしている。
【００２１】
また、請求項４にかかるリチウムイオン電池内のコバルト回収方法は、上記発明において、前記処理済電解液は、前記水酸化コバルトケーキと混合されて水酸化コバルトスラリーを生成し、該水酸化コバルトスラリーは、前記電解採取工程における希薄電解液に混合されることを特徴とする。
【００２２】
この請求項４の発明によれば、前記固液分離処理によって電解スラッジが除去された処理済電解液は、前記水酸化コバルトケーキと混合して水酸化コバルトスラリーとした後、前記電解採取処理における希薄電解液に混合されるようにし、前記電解採取処理による電解液のｐＨの低下を抑制するとともに、該電解液にコバルト（Ｃｏ２＋）を補給するようにし、前記電解採取処理の電流能率の低下を抑制するようにしている。
【００２３】
また、請求項５にかかるリチウムイオン電池内のコバルト回収方法は、上記発明において、前記第１および第２の酸性溶媒が硫酸溶媒である場合、前記浄液工程は、前記第１および第２のコバルト抽出液に水酸化カルシウムを混合させた後、前記金属不純物としての鉄またはアルミニウムの析出処理を行うことを特徴とする。
【００２４】
この請求項５の発明によれば、前記第１および第２の酸性溶媒が硫酸溶媒である場合、前記第１および第２のコバルト抽出液は、まず、水酸化カルシウムが添加された後、アルカリ性薬剤が添加され、前記金属不純物としての鉄またはアルミニウムを析出させるようにし、該硫酸と該アルカリ性薬剤との化学反応による芒硝の析出を抑制し、前記浄液残渣を効率よく分離できるようにしている。
【００２５】
また、請求項６にかかるリチウムイオン電池内のコバルト回収システムは、焼成処理後の破砕処理によって得られるリチウムイオン電池の破砕粉末を所定粒度以下に篩い分けた後、該破砕粉末を磁着物および非磁着物に磁力選別する磁力選別装置と、リチウムイオン電池を構成する正極板に含まれるコバルトを第１の酸性溶媒下で抽出分離する第１の抽出装置と、前記磁力選別装置によって選別された磁着物に含まれるコバルトおよび前記第１の抽出装置の処理液中に浮遊または沈殿する抽出残渣に含まれるコバルトを第２の酸性溶媒下で抽出分離する第２の抽出装置と、を備えたことを特徴とする。
【００２６】
この請求項６の発明によれば、廃リチウムイオン電池および製造不良電池に対して焼成処理、破砕処理、篩い分け処理を逐次行うことによって得られた所定粒度以下の破砕粉末を磁着物と非磁着物とに磁力選別する磁力選別装置、正極不良品に含有されるコバルトを抽出する第１の抽出装置を有し、さらに、前記第１の抽出装置の酸性溶媒中に浮遊または沈殿する抽出残渣と前記磁着物とに含有されるコバルトを同時に抽出する第２の抽出装置を有するように構成し、廃リチウムイオン電池、製造不良電池、および正極不良品から高回収率で効率よくコバルトを抽出するとともに、作業時の安全性を高め、さらに、作業コストを低減したコバルト回収システムにしている。
【００２７】
また、請求項７にかかるリチウムイオン電池内のコバルト回収システムは、上記発明において、前記第１の抽出装置によって抽出分離されたコバルトを含有する第１のコバルト抽出液と前記第２の抽出装置によって抽出分離されたコバルトを含有する第２のコバルト抽出液とに溶解している金属不純物を析出させた後、前記コバルトを含有するコバルト清浄液と前記金属不純物からなる浄液残渣とに分離する浄液装置と、前記浄液残渣をリパルプ残渣とリパルプ濾液とに分離するリパルプ洗浄装置と、を備え、前記リパルプ濾液は、前記第１の抽出装置における第１の酸性溶媒または前記第２の抽出装置における第２の酸性溶媒に混合されることを特徴とする。
【００２８】
この請求項７の発明によれば、前記第１のコバルト抽出液および前記第２のコバルト抽出液に溶解される金属不純物を浄液残渣として分離するとともにコバルト清浄液を回収する浄液装置を有し、かつ、該浄液残渣をリパルプ洗浄した後、リパルプ残渣とリパルプ濾液とに分離する一方、該リパルプ濾液を前記第１の抽出装置の酸性溶媒または前記第２の抽出装置の酸性溶媒に混合させるリパルプ洗浄装置を有するように構成し、濃縮されたコバルトを含有するコバルト清浄液を効率よく回収できるとともに、該浄液残渣に付着したコバルトを再度回収できるコバルト回収システムにしている。
【００２９】
また、請求項８にかかるリチウムイオン電池内のコバルト回収システムは、上記発明において、前記コバルト清浄液にアルカリ性薬剤を混合して水酸化コバルトを析出させた後、脱水処理を行って水酸化コバルトケーキを生成する水酸化コバルトケーキ生成装置と、前記水酸化コバルトケーキが第３の酸性溶媒に溶解されたコバルト溶液を電解液として用い、該電解液から電解採取処理によって金属コバルトを回収する電解採取装置と、前記電解採取処理後の電解液中に浮遊または沈殿する電解スラッジと処理済電解液とに分離する固液分離装置と、を備え、前記電解スラッジは、前記第２の抽出装置における第２の酸性溶媒に混合されることを特徴とする。
【００３０】
この請求項８の発明によれば、廃リチウムイオン電池、製造不良電池、および正極不良品から抽出されたコバルトが濃縮されたコバルト清浄液にアルカリ性薬剤を添加して水酸化コバルトを析出させた後、脱水し、水酸化コバルトケーキを生成させる水酸化コバルトケーキ生成装置を有し、また、該水酸化コバルトケーキを電解質として用いたコバルトの電解液に対して電解採取処理を行い、析出させた金属コバルトを回収する電解採取装置を有し、さらに、該電解液中に浮遊または沈殿する電解スラッジを固液分離処理によって回収した後、前記第２の抽出装置の酸性溶媒に混合させる固液分離装置を有するように構成し、コバルト清浄液に含有されるコバルトを水酸化コバルトケーキとして回収できるとともに、該水酸化コバルトケーキを電解質に用いたコバルトの電解液から金属コバルトを効率よく回収でき、さらに、該電解スラッジに含有されるコバルトを再度回収できるコバルト回収システムにしている。
【００３１】
また、請求項９にかかるリチウムイオン電池内のコバルト回収システムは、上記発明において、前記固液分離装置によって前記電解スラッジから分離された処理済電解液は、前記水酸化コバルトケーキ生成装置によって生成された水酸化コバルトケーキと混合して水酸化コバルトスラリーを生成し、該水酸化コバルトスラリーは、前記電解採取装置における希薄電解液に混合されることを特徴とする。
【００３２】
この請求項９の発明によれば、前記固液分離装置によって電解スラッジが除去された処理済電解液は、前記水酸化コバルトケーキと混合して水酸化コバルトスラリーとした後、前記電解採取装置の希薄電解液に混合されるように構成し、前記電解採取装置の電解液のｐＨの低下を抑制するとともに、該電解液にコバルト（Ｃｏ２＋）を補給するようにし、前記電解採取処理の電流能率の低下を抑制するコバルト回収システムにしている。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、この発明の実施の形態であるリチウムイオン電池内のコバルト回収方法およびコバルト回収システムについて説明する。
【００３４】
まず、この発明の実施の形態であるリチウムイオン電池内のコバルト回収方法について詳細に説明する。図１は、この発明の実施の形態にかかるリチウムイオン電池内のコバルト回収方法によって、廃リチウムイオン電池および正極不良品等のコバルト回収対象廃材から金属コバルトを回収するまでの処理手順の概略を示すフローチャートである。なお、図１において、太線矢印は、各処理によってコバルト回収対象廃材からコバルトを抽出分離した後、金属コバルトを回収する処理手順を示し、細線矢印は、各処理の残渣等からコバルトを再抽出する処理手順を示す。
【００３５】
図１において、廃リチウムイオン電池、製造不良電池、および正極不良品をコバルト回収対象廃材として回収した後、この正極不良品は硫酸溶媒下でコバルトの溶媒抽出処理が行われ、第１のコバルト抽出液および第１の抽出残渣を得る。その後、この第１の抽出残渣と、廃リチウムイオン電池および製造不良電池から得られた粉末状の磁着物とを同一の硫酸溶媒下でコバルトの溶媒抽出再処理を行い、第２のコバルト抽出液を得る（ステップＳ１００）。
【００３６】
つぎに、第１のコバルト抽出液および第２のコバルト抽出液に含有される金属不純物を析出または沈殿し、除去した後、コバルト成分が濃縮されたコバルト清浄液と金属不純物からなる浄液残渣とを得る。また、この浄液残渣の表面に付着しているコバルトをリパルプ洗浄処理によって洗い流した後、このコバルトを含有する濾液を得る。この濾液に含有されるコバルトは、ステップＳ１００における溶媒抽出処理または溶媒抽出再処理によって、再度抽出される（ステップＳ２００）。
【００３７】
一方、ステップＳ２００によって得られたコバルト清浄液は、水酸化ナトリウム溶液の混合によって水酸化コバルトを析出した後、脱水処理を行うことによって水酸化コバルトの脱水物を得る。さらに、この脱水物の表面に付着した不純物をリパルプ洗浄処理によって洗い流し、水酸化コバルトケーキを生成する（ステップＳ３００）。
【００３８】
この水酸化コバルトケーキは、硫酸溶媒に溶解することによって、コバルトの電解液（以下、コバルト電解液と記す）とした後、電解採取処理を行い、陰極側電極表面にコバルトを析出させる。この陰極側電極に析出したコバルトは、金属コバルトとして回収される。さらに、電解採取処理によってコバルトが十分析出した後の処理後電解液（以下、電解尾液と記す）は、適当な凝集剤を混合した後、固液分離処理を行うことによって、清浄な電解尾液とオキシ水酸化コバルト等の電解スラッジとに分離する。この清浄な電解尾液は、上述した水酸化コバルトケーキと混合して水酸化コバルトスラリーを得た後、該電解採取処理におけるｐＨ調整剤として、またはコバルト補給剤として用いられる。一方、該電解スラッジは、ステップＳ１００における溶媒抽出再処理によって、その含有コバルトが再度抽出される（ステップＳ４００）。
【００３９】
以上、この発明の実施の形態にかかるリチウムイオン電池内のコバルト回収方法によって、コバルト回収対象廃材から金属コバルトが回収されるまでの処理手順の概略を説明したが、つぎに、上述したステップＳ１００〜Ｓ４００の各処理手順について、さらに詳細に説明する。
【００４０】
図２は、この発明の実施の形態にかかるリチウムイオン電池内のコバルト回収方法において、コバルト回収対象廃材が、各処理手順に応じて分類されてから、廃リチウムイオン電池および製造不良電池から粉末状の磁着物が選別される一方、正極不良品からコバルトが溶媒抽出され、第１のコバルト抽出液と第１の抽出残渣とを得た後、この磁着物と第１の抽出残渣がともに、同一の硫酸溶媒下で再度溶媒抽出され、第２のコバルト抽出液を得るまでの処理手順を示すフローチャートであり、上述したステップＳ１００の処理手順を詳細に示すものである。
【００４１】
図２において、コバルト回収対象廃材として回収された廃リチウムイオン電池、製造不良電池、および正極不良品は、まず、その正負極板構造が外装缶内部に組み込まれた構成を有する廃リチウムイオン電池、製造不良電池と、正極板単体の正極不良品とに分類される（ステップＳ１０１）。
【００４２】
分類された廃リチウムイオン電池および製造不良電池（ステップＳ１０２，Ｎｏ）は、その外装缶に、焼成時における電池内部の高圧化を防止する処理を行った後、５００〜１０００℃の範囲の焼成温度で焼成し、その焼成物を得る（ステップＳ１０３）。この焼成処理によって、各廃電池を構成するセパレータに用いられる多孔質ポリプロピレン等、電解液成分である６フッ化リン酸リチウム等、電極活物質の結着剤であるポリフッ化ビニリデン等の有機材料は、分解、燃焼、または揮発し、除去される。
【００４３】
なお、廃リチウムイオン電池または製造不良電池の外装缶として、もしくはその一部に、プラスチックが用いられている場合、上述した焼成処理の前処理として、そのプラスチック部分を破砕し、剥ぎ取ることが望ましい。
【００４４】
つぎに、この燃焼物を破砕し、破砕粉末を得る（ステップＳ１０４）。この場合、燃焼物に含有されるコバルトの粒度が、２０００μｍ以下となるように破砕する。なお、この破砕処理において、周知の衝撃、摩擦、せん断、圧縮を単独または組み合わせて利用する破砕機が、適宜使用できる。
【００４５】
さらに、この破砕粉末は、ＪＩＳ  Ｚ８８０１における篩目２０００μｍの標準篩を用いて篩い分けられ（ステップＳ１０５）、コバルトを含む粒度２０００μｍ以下の破砕粉末が、篩下粉末として得られる。この場合、篩上の残留物として除去される破砕粉末は、正極板を構成するアルミニウム箔、負極板を構成する銅ネット、銅箔、あるいは外装缶等である。なお、この標準篩いの篩目は、２０００μｍ以下とすることが望ましいが、過度に細かい篩目に設定した場合、篩下粉末からのコバルト回収率を低下させる恐れがある。したがって、篩目の下限は、４００μｍ程度に設定することが望ましい。
【００４６】
その後、粒度２０００μｍ以下の破砕粉末（ステップＳ１０６，Ｙｅｓ）は、磁力選別され（ステップＳ１０７）、コバルト、鉄等の磁着物と、炭素、銅またはアルミニウム等の非磁着物とに分離され、磁着物が回収される。ただし、この磁力選別によって、磁着物と非磁着物とを完全に分離するのは困難であり、回収された磁着物は、微量の銅およびアルミニウムを含む。
【００４７】
一方、コバルト回収対象廃材から分類された正極不良品（ステップＳ１０２，Ｙｅｓ）は、上述したステップＳ１０３〜Ｓ１０７の各処理を実施することなく、硫酸溶媒に浸漬させることによって、正極の活物質であるコバルト酸リチウムを構成するコバルトが溶媒抽出され、さらに、この溶媒抽出処理液を濾過することによって、第１のコバルト抽出液と第１の抽出残渣とに分離される（ステップＳ１０９）。この場合、この溶媒抽出処理に用いられる硫酸溶媒は、硫酸濃度が１００〜２５０ｇ／ｌの硫酸水溶液である。また、この溶媒抽出処理を効率よく進めるために、溶媒温度を４０〜７０℃程度に設定することが望ましい。
【００４８】
ここで、コバルト酸リチウムを構成するコバルトは３価であり、酸性溶媒に不溶である。したがって、上述した硫酸溶媒下でのコバルト抽出処理を進めるためには、この３価のコバルトを２価に還元する還元剤が必要である。そこで、ステップＳ１０９において、正極不良品を未処理の状態で硫酸溶媒に浸漬させることによって、正極板を構成するアルミニウムが、３価のコバルトを２価に還元する還元剤として機能し、コバルトの溶媒抽出が達成される。
【００４９】
ただし、上述したコバルトの溶媒抽出処理では、正極不良品に含有されるコバルトの８０％程度を抽出することが可能であり、すなわち、第１のコバルト抽出液は、回収率８０％のコバルトを含有し、第１の抽出残渣は２０％のコバルトを含有する。
【００５０】
つぎに、得られた第１の抽出残渣（ステップＳ１１０，Ｙｅｓ）と磁着物（ステップＳ１０８，Ｙｅｓ）とを同一の硫酸溶媒に浸漬させることによって、この第１の抽出残渣および磁着物に含有されるコバルトが溶媒抽出された溶媒抽出再処理液を得る。さらに、この溶媒抽出再処理液は濾過されることによって、第２のコバルト抽出液と第２の抽出残渣とに分離される（ステップＳ１１１）。この場合、コバルトの溶媒抽出に用いられる硫酸溶媒は、硫酸濃度が１００〜２５０ｇ／ｌの硫酸水溶液であり、また、浸漬させる第１の抽出残渣は、溶質濃度が５０〜１５０ｇ／ｌのスラリーである。なお、上記溶媒抽出再処理を効率よく進めるために、硫酸溶媒の温度を４０〜７０℃程度に設定することが望ましい。
【００５１】
また、この溶媒抽出再処理（ステップＳ１１１）において、磁着物（ステップＳ１０８，Ｙｅｓ）に含有される微量の鉄およびアルミニウムが、３価のコバルトを２価に還元する還元剤として機能する。
【００５２】
ただし、この溶媒抽出再処理（ステップＳ１１１）によって、廃リチウムイオン電池および製造不良電池から回収率９０％程度でコバルトを抽出するとともに、第１の抽出残渣（ステップＳ１１０，Ｙｅｓ）に残留する２０％のコバルトのうち、１９％のコバルトを第２のコバルト抽出液（ステップＳ１１２，Ｎｏ）に抽出することが可能である。すなわち、ステップＳ１０９による正極不良品からのコバルト回収率８０％を考慮した場合、溶媒抽出処理と溶媒抽出再処理を継続的に行う（ステップＳ１０９〜Ｓ１１１）ことによって、廃リチウムイオン電池および製造不良電池から回収率９０％程度でコバルトを抽出液に回収できるとともに、正極不良品から回収率９９％でコバルトを抽出液に回収できる。
【００５３】
なお、上記篩い分け処理によって篩上に残された破砕粉末（ステップＳ１０６，Ｎｏ）は、資源として回収され、一方、上記磁力選別処理によって分離された非磁着物（ステップＳ１０８，Ｎｏ）、上記溶媒抽出再処理によって分離された第２の抽出残渣（ステップＳ１１２，Ｙｅｓ）は、溶鉱炉等を用いて溶融し、スラグ化することによって、環境に対して無害化される（ステップＳ１１３）。
【００５４】
つぎに、この発明の実施の形態にかかるリチウムイオン電池内のコバルト回収方法において、上述したコバルト抽出液の清浄処理（ステップＳ２００）の処理手順を詳細に説明する。図３は、硫酸溶媒によるコバルト抽出処理（ステップＳ１００）における第１および第２のコバルト抽出液に含まれる金属不純物が除去されてから、コバルト成分が濃縮されたコバルト清浄液を得るまでの処理手順を示すフローチャートであり、上述したステップＳ２００の処理手順を詳細に示すものである。
【００５５】
図３において、上述した溶媒抽出処理および溶媒抽出再処理によって回収された第１および第２のコバルト抽出液（ステップＳ１１０，Ｎｏ、ステップＳ１１２，Ｎｏ）は、粉末状あるいは板状の金属コバルトが浸漬されることによって、金属不純物である銅を析出する（ステップＳ２０１）。この場合、金属コバルトは、銅よりもイオン化傾向の高い金属であり、銅を還元する還元剤として機能する。したがって、第１および第２のコバルト抽出液に含有される銅（Ｃｕ２＋）は、酸化還元反応によって金属コバルトに置換され、金属銅として析出する。この酸化還元反応は、次式（１）によって表される。
Ｃｕ２＋＋Ｃｏ→Ｃｏ２＋＋Ｃｕ↓                        ・・・（１）
【００５６】
なお、上記銅の除去処理（ステップＳ２０１）で用いられる金属コバルトの添加量は、この銅（Ｃｕ２＋）を完全に金属銅として析出させるため、銅に対して少なくとも当量に設定する必要があり、好ましくは、２〜３倍当量に設定する。また、金属コバルトは、銅との酸化還元反応によって２価のコバルト（Ｃｏ２＋）に置換されているため、酸性溶媒に溶解し易く、後述する電解採取処理によって金属コバルトとして再度回収することができる。
【００５７】
つぎに、銅が除去された第１および第２のコバルト抽出液に対して、２００〜３００ｇ／ｌの水酸化カルシウムスラリーを混合して硫酸カルシウムを沈殿（ステップＳ２０２）させた後、水酸化ナトリウム溶液を混合することによって水酸化鉄および水酸化アルミニウムを沈殿させる（ステップＳ２０３）。
【００５８】
この場合、水酸化カルシウムスラリーは、第１および第２のコバルト抽出液中に含有される硫酸と反応し、硫酸カルシウムを生成することによって、後段のステップＳ２０３で添加される水酸化ナトリウムと硫酸との反応による硫酸ナトリウム結晶（芒硝）の析出を抑制する。硫酸ナトリウムは、過飽和状態とした場合、コバルト抽出液中に芒硝を析出させるため、その後の濾過処理に多大な時間を要し、コバルト回収処理効率の低下を招来する。なお、水酸化カルシウムスラリーの添加量は、第１および第２のコバルト抽出液のｐＨを２〜３に調整可能な程度とする。
【００５９】
また、ステップ２０３における水酸化ナトリウムの添加量は、第１および第２のコバルト抽出液のｐＨを４〜５．５、好ましくは４〜４．５に調整可能な程度とする。このことは、第１および第２のコバルト抽出液中に含有される金属不純物のうち、鉄およびアルミニウムは、ｐＨが４〜４．５の範囲で容易に水酸化物を沈殿させるが、ｐＨが５．５を越えた場合、コバルトは水酸化物となり沈殿し易くなることに起因する。なお、この水酸化鉄および水酸化アルミニウムの沈殿反応は、それぞれ次式（２）、（３）によって表される。
Ｆｅ３＋＋３ＮａＯＨ→３Ｎａ＋＋Ｆｅ（ＯＨ）３↓    ・・・（２）
Ａｌ３＋＋３ＮａＯＨ→３Ｎａ＋＋Ａｌ（ＯＨ）３↓    ・・・（３）
【００６０】
ただし、鉄は、酸性溶媒中において、２価の鉄（Ｆｅ２＋）および３価の鉄（Ｆｅ３＋）が共存しており、水酸化ナトリウムを添加することによって、（２）式に示すようにＦｅ（ＯＨ）３を生成する。ここで、Ｆｅ（ＯＨ）２は、酸性溶媒に対して溶解し易く、沈殿しないため、上記ステップＳ２０３によって２価の鉄を沈殿させ、除去することは困難である。したがって、過酸化水素を添加することによって、２価の鉄を３価に酸化させるとともに、水酸化鉄を沈殿させる（ステップＳ２０４）。なお、この過酸化水素の添加量は、第１および第２のコバルト抽出液に含有される２価の鉄に対して、少なくとも当量に設定すればよい。また、上記の２価の鉄を酸化した後、水酸化鉄を沈殿させる反応は、次式（４）によって表される。
２Ｆｅ２＋＋Ｈ２Ｏ２＋２Ｈ＋＋６ＮａＯＨ
→６Ｎａ＋＋２Ｈ２Ｏ＋２Ｆｅ（ＯＨ）３↓        ・・・（４）
【００６１】
上述したステップＳ２０１〜Ｓ２０４の各処理が行われた第１および第２のコバルト抽出液は、金属銅、水酸化鉄、水酸化アルミニウム、および硫酸カルシウムの各沈殿物と、コバルト成分が濃縮されたコバルト清浄液との混合溶液となっており、濾過することによって、これら沈殿物とコバルト清浄液とに分離する（ステップＳ２０５）。この場合、濾液としてコバルト清浄液を得るとともに、浄液残渣として上記沈殿物を分離することができる。
【００６２】
ここで、得られたコバルト清浄液は、第１および第２のコバルト抽出液中のコバルトの８０％を含有し、また、分離された浄液残渣は、第１および第２のコバルト抽出液中のコバルトの１０％を固体として含有する。さらに、この浄液残渣の表面には、第１および第２のコバルト抽出液中のコバルトの１０％が付着している。すなわち、このコバルト清浄液によって、廃リチウムイオン電池および製造不良電池から回収率７２％程度でコバルトを回収するとともに、正極不良品から回収率７９．２％でコバルトを回収している。
【００６３】
また、上記浄液残渣（ステップＳ２０６，Ｙｅｓ）は、浄液残渣の混合水溶液を作成し、リパルプ洗浄を行った後、濾過することによって、上述した浄液残渣表面に付着したコバルトを濾液中に回収する（ステップＳ２０７）。この濾液（ステップＳ２０８，Ｎｏ）は、上述したステップＳ１００における溶媒抽出処理（ステップＳ１０９）または溶媒抽出再処理（ステップＳ１１１）を行うことによって、第１および第２のコバルト抽出液中のコバルトの１０％、すなわち、廃リチウムイオン電池および製造不良電池に含有されるコバルトの９％程度を回収するとともに、正極不良品に含有されるコバルトの９．９％を回収することができる。
【００６４】
したがって、上述したコバルト清浄液（ステップＳ２０６，Ｎｏ）およびリパルプ洗浄処理によって得られた洗浄濾液（ステップＳ２０８，Ｎｏ）は、廃リチウムイオン電池および製造不良電池に含有されるコバルトの８１％程度を回収するとともに、正極不良品に含有されるコバルトの８９．１％を回収する。
【００６５】
一方、リパルプ洗浄処理によって分離された洗浄残渣（ステップＳ２０８，Ｙｅｓ）は、金属銅、水酸化鉄、水酸化アルミニウム、および硫酸カルシウムの各沈殿物を含有するとともに、第１および第２のコバルト抽出液中のコバルトの１０％を固体として含有する。ただし、このコバルト固体成分は、上述した処理によって回収することが困難であるため、これら沈殿物とともに溶鉱炉等で溶融し、スラグ化することによって、環境に対して無害化される（ステップＳ２０９）。
【００６６】
つぎに、この発明の実施の形態にかかるリチウムイオン電池内のコバルト回収方法において、上述した水酸化コバルトケーキの生成処理（ステップＳ３００）の処理手順を詳細に説明する。図４は、第１および第２のコバルト抽出液の浄液処理（ステップＳ２００）によるコバルト清浄液中に水酸化コバルトを析出させてから、水酸化コバルトケーキを得るまでの処理手順を示すフローチャートであり、上述したステップＳ３００の処理手順を詳細に示すものである。
【００６７】
図４において、第１および第２のコバルト抽出液の浄液処理（ステップＳ２００）によって得られたコバルト清浄液（ステップＳ２０６，Ｎｏ）は、ｐＨが４〜４．５に調整されており、水酸化ナトリウムを添加することによって中和するとともに、水酸化コバルトを析出させる（ステップＳ３０１）。この場合、水酸化ナトリウムの添加によるコバルト清浄液の中和反応は、次式（５）で表される。
Ｃｏ２＋＋２Ｈ＋＋２ＳＯ４２−＋４ＮａＯＨ
→２Ｎａ２ＳＯ４＋Ｃｏ（ＯＨ）２↓＋２Ｈ２Ｏ    ・・・（５）
【００６８】
なお、水酸化ナトリウムの添加量は、上記コバルト清浄液のｐＨを８〜９に調整できる程度に設定する。この場合、（５）式で表される中和反応において生成する硫酸ナトリウムは、過飽和状態に達しないため、芒硝を析出させない。
【００６９】
つぎに、得られた水酸化コバルト沈殿物は、周知の加圧分離、真空吸着、または遠心分離等による固液分離方法によって脱水され（ステップＳ３０２）、水酸化コバルト脱水物と脱水廃液とを得る。ただし、この水酸化コバルト脱水物は、その表面に不純物を付着させている。
【００７０】
さらに、得られた水酸化コバルト脱水物（ステップＳ３０３，Ｙｅｓ）は、水に溶解させて水酸化コバルト脱水物の混合水溶液とした後、リパルプ洗浄する。その後、この混合水溶液は、周知の加圧分離、真空吸着、または遠心分離等による固液分離方法によって脱水され、水酸化コバルトケーキと洗浄廃液とを得る（ステップＳ３０４）。この場合、上述した水酸化コバルト脱水物の表面に付着した不純物は、洗浄廃液として除去され、水酸化コバルトケーキが生成される。
【００７１】
一方、上述した脱水廃液（ステップＳ３０３，Ｎｏ）および洗浄廃液（ステップＳ３０５，Ｎｏ）は、周知の排水処理方法によって環境に対して無害化した後、排水される（ステップＳ３０６）。
【００７２】
つぎに、この発明の実施の形態にかかるリチウムイオン電池内のコバルト回収方法において、上述した金属コバルトの電解採取処理（ステップＳ４００）の処理手順を詳細に説明する。図５は、水酸化コバルトケーキの生成処理（ステップＳ３００）によって得られた水酸化コバルトケーキから金属コバルトを回収する処理手順を示すフローチャートであり、上述したステップＳ４００の処理手順を詳細に示すものである。
【００７３】
図５において、得られた水酸化コバルトケーキ（ステップＳ３０５，Ｙｅｓ）は、硫酸水溶液に溶解され、コバルト電解液が得られる（ステップＳ４０１）。この場合、コバルト電解液のｐＨが２〜３であり、かつ、含有コバルトの濃度が５０ｇ／ｌ程度となるように、水酸化コバルトケーキ、硫酸、および水の各量を調整し、混合する。さらに、このコバルト電解液の温度は、４０〜６０℃に調整されることが望ましい。
【００７４】
つぎに、得られたコバルト電解液は、白金コーティングされたチタン等の不溶性電極（ＤＳＥ）を陽極として用い、アルミニウム等の金属を陰極として用いた周知の電解採取装置に供給された後、２００〜４００Ａ／ｍ２の電流密度で電気分解される。この電気分解によって、陰極の表面に金属コバルトを析出させた後、金属コバルトを剥ぎ取る等の物理的方法によって回収する（ステップＳ４０２）。この場合、上記陽極および陰極において、それぞれ次式（６）、（７）に示す酸化還元反応が進行し、金属コバルトが析出する。
２Ｈ２Ｏ→４Ｈ＋＋４ｅ−＋Ｏ２↑                    ・・・（６）
２Ｃｏ２＋＋４ｅ−→２Ｃｏ（陰極に析出）              ・・・（７）
【００７５】
なお、上述したコバルト電解液を電気分解し続けた場合、このコバルト電解液において、水素イオン（Ｈ＋）の濃度が増加し、ｐＨが２未満に減少するとともに、電離したコバルト（Ｃｏ２＋）の濃度が減少し、金属コバルトの電解採取効率（電流能率）が低下する。一般に、金属コバルトの電流能率は、１Ａの電流に対し、析出する金属コバルトが１．０９９ｇであるという理論析出量があり、この理論析出量に対する金属コバルト析出量の比が大幅に低下することを抑制する、すなわち、電流能率の低下を抑制するために、コバルト電解液に対して水酸化物イオン（ＯＨ−）およびコバルト（Ｃｏ２＋）を補給する必要があり、後述する水酸化コバルトスラリーが供給される。
【００７６】
また、上述した電解採取処理（ステップＳ４０２）後の電解尾液は、オキシ水酸化コバルト等の硫酸溶媒に不溶な電解スラッジが含有されているため、この電解尾液（ステップＳ４０３，電解尾液）を回収し、周知の加圧分離、真空吸着、または遠心分離等による固液分離方法によって、電解スラッジと清浄な電解尾液とに分離する（ステップＳ４０４）。その後、この電解スラッジ（ステップＳ４０５，Ｙｅｓ）は、上述したステップＳ１００における溶媒再抽出処理（ステップＳ１１１）によって、含有コバルトが溶媒抽出される。
【００７７】
一方、この清浄な電解尾液（ステップＳ４０５，Ｎｏ）は、ステップＳ３００によって生成した水酸化コバルトケーキと混合することによって、１００〜１５０ｇ／ｌの水酸化コバルトスラリーとなる（ステップＳ４０６）。ここで得られた水酸化コバルトスラリーは、上述したコバルト電解液に対して水酸化物イオンおよびコバルト（Ｃｏ２＋）を補給する補給剤として用いられる。
【００７８】
ここで、固液分離処理（ステップＳ４０４）における電解スラッジが溶媒抽出再処理（ステップＳ１１１）された後、その含有コバルトが再度回収されることを考慮した場合、電解採取処理（ステップＳ４０２）によって回収される金属コバルト（ステップＳ４０３，金属コバルト）の回収率は、一層高められる。
【００７９】
以上に説明したように、この発明の実施の形態にかかるリチウムイオン電池内のコバルト回収方法によれば、コバルト回収対象廃材に含まれるコバルトを金属の状態で効率よく回収でき、しかも、高い回収率で回収することができる。具体的には、廃リチウムイオン電池および製造不良電池から回収率７０％以上で回収できるとともに、正極不良品から回収率８０％以上で、金属コバルトを回収することができる。
【００８０】
さらに、溶媒抽出処理（ステップＳ１０９）および溶媒抽出再処理（ステップＳ１１１）において、３価のコバルトを２価に還元する還元剤として、コバルト回収対象廃材に含有される板状等のアルミニウムまたは鉄が用いられるので、取り扱いに危険性をともなう過酸化水素等の薬剤を新規に用いることがなく、金属コバルト回収作業を安全、かつ、低コストで実施することができる。
【００８１】
つぎに、この発明の実施の形態にかかるリチウムイオン電池内のコバルト回収システムについて、詳細に説明する。図６は、この発明の実施の形態にかかるリチウムイオン電池内のコバルト回収システムの概略構成を示すブロック図である。ただし、図６における実線矢印はベルトコンベアによる資材等の流れを示し、点線矢印はパイプによる資材の流れを示す。
【００８２】
図６において、リチウムイオン電池内のコバルト回収システムは、廃リチウムイオン電池、製造不良電池、および正極不良品からなるコバルト回収対象廃材に含有されるコバルトを溶媒抽出し、第１および第２のコバルト抽出液を得る溶媒抽出装置１００を有し、また、この第１および第２のコバルト抽出液を浄液処理し、その金属不純物を除去するとともに、コバルト成分が濃縮されたコバルト清浄液を得る浄液装置２００を有し、また、このコバルト清浄液から水酸化コバルトケーキを回収する水酸化コバルトケーキ生成装置３００を有し、さらに、この水酸化コバルトケーキによるコバルト電解液から金属コバルトを回収する金属コバルト電解採取装置４００を有しており、このコバルト回収システム単独で、コバルト回収対象廃材から金属コバルトの回収ができるように構成されている。
【００８３】
つぎに、この溶媒抽出装置１００の構成について、図６を参照して詳細に説明する。図６において、溶媒抽出装置１００は、廃リチウムイオン電池および製造不良電池を焼成炉１０１で焼成後、破砕機１０２で破砕し、その破砕粉末を篩い機１０３で所定粒度以下に篩い分けた後、磁選機１０４によって、その篩下粉末を磁着物と非磁着物とに選別分離するようにし、その一方で、正極不良品に含有されるコバルトを溶媒抽出機１０５で溶媒抽出した後、得られた溶媒抽出処理液を濾過機１０７で濾過して、第１のコバルト抽出液と第１の抽出残渣とに分離するようにし、その後、磁選機１０４で選別された磁着物と濾過機１０７で得られた第１の抽出残渣とを溶媒抽出機１０６で溶媒抽出再処理し、得られた溶媒抽出再処理液を濾過機１０８で濾過して、第２のコバルト抽出液と第２の抽出残渣とに分離するように構成されている。さらに、この溶媒抽出装置１００は、篩い機１０３で篩上に分けられた残留物を資源として回収し、一方、磁選機１０４で選別された非磁着物、および濾過機１０８で分離された第２の抽出残渣を溶鉱炉等によってスラグ化し、無害化するように構成されている。
【００８４】
焼成炉１０１は、搬入された廃リチウムイオン電池および製造不良電池を５００〜１０００℃の範囲の焼成温度で焼成することによって、これら廃リチウムイオン電池および製造不良電池を構成するセパレータに用いられる多孔質ポリプロピレン等、電解液成分である６フッ化リン酸リチウム等、電極活物質の結着剤であるポリフッ化ビニリデン等の有機材料を分解、燃焼、または揮発させ、除去する機能を有する。
【００８５】
破砕機１０２は、焼成炉１０１で得られた焼成物に対して、この焼成物に含有されるコバルトが所定粒度（たとえば、２０００μｍ）以下となるように破砕処理し、その破砕粉末を搬出する機能を有する。なお、この破砕機１０２として、周知の衝撃、摩擦、せん断、圧縮を単独または組み合わせて利用する破砕機を用いることができる。
【００８６】
篩い機１０３は、破砕機で得られた破砕粉末を篩い分け処理することによって、所定粒度（たとえば、２０００μｍ）以下の破砕粉末を篩下に分けるとともに、この所定粒度を超える篩上の破砕粉末を排出する機能を有する。なお、この篩い機として、ＪＩＳ  Ｚ８８０１に規定される篩目２０００μｍ以下の標準篩を用いることができるが、その篩目の下限は、４００μｍ程度に設定されることが望ましい。
【００８７】
磁選機１０４は、篩い機１０３による篩い分け処理によって篩下に分けられた破砕粉末を磁力選別処理し、コバルト、鉄等の磁着物と炭素、銅、アルミニウム等の非磁着物とに選別分離し、この磁着物を回収するとともに、この非磁着物を除外する機能を有する。なお、この磁選機１０４として、乾式または湿式による永久磁石式磁選機、あるいは乾式または湿式による電磁石式磁選機等を用いることができる。
【００８８】
一方、溶媒抽出機１０５は、硫酸と水を混合して所定濃度（たとえば、１００〜２５０ｇ／ｌ）の硫酸水溶液に調整した後、正極不良品をこの硫酸水溶液に浸漬させることによって含有コバルトの溶媒抽出処理を行い、第１のコバルト抽出液と第１の抽出残渣からなる溶媒抽出処理液を搬出する機能を有する。ここで、第１のコバルト抽出液は、正極不良品から抽出分離されたコバルトを含む溶液であり、また、第１の抽出残渣は、この溶媒抽出処理における硫酸溶媒としての上記硫酸水溶液に浮遊または沈殿するコバルト成分および樹脂成分等からなる溶媒抽出処理滓である。
【００８９】
濾過機１０７は、溶媒抽出機１０５から搬出された溶媒抽出処理液を濾過し、第１のコバルト抽出液と第１の抽出残渣とに分離した後、この第１のコバルト抽出液を浄液装置２００に搬出するとともに、第１の抽出残渣を溶媒抽出機１０６に搬出する機能を有する。なお、この濾過機１０７として、重力濾過、加圧濾過、または真空濾過機能を有するトレイ型濾過機、あるいは遠心濾過機能を有する回転ドラム式濾過機等を用いることができる。
【００９０】
また、溶媒抽出機１０６は、硫酸と水を混合して所定濃度（たとえば、１００〜２５０ｇ／ｌ）の硫酸水溶液に調整した後、濾過機１０７から搬出された第１の抽出残渣とともに磁選機１０４によって選別分離された磁着物をこの硫酸水溶液に浸漬させることによって含有コバルトの溶媒抽出再処理を行い、第２のコバルト抽出液と第２の抽出残渣からなる溶媒抽出再処理液を搬出する機能を有する。ここで、第２のコバルト抽出液は、第１の抽出残渣および磁着物から抽出分離されたコバルトを含む溶液であり、また、第２の抽出残渣は、この溶媒抽出再処理における硫酸溶媒としての上記硫酸水溶液に浮遊または沈殿する樹脂成分等からなる溶媒抽出再処理滓である。
【００９１】
濾過機１０８は、溶媒抽出機１０６から搬出された溶媒抽出再処理液を濾過し、第２のコバルト抽出液と第２の抽出残渣とに分離した後、この第２のコバルト抽出液を浄液装置２００に搬出する一方、第２の抽出残渣を排出する機能を有する。なお、この濾過機１０８として、重力濾過、加圧濾過、または真空濾過機能を有するトレイ型濾過機、あるいは遠心濾過機能を有する回転ドラム式濾過機等を用いることができる。
【００９２】
つぎに、浄液装置２００の構成について、図６を参照して詳細に説明する。図６において、浄液装置２００は、溶媒抽出装置１００から搬出された第１および第２のコバルト抽出液に含有される銅、鉄、およびアルミニウム等の金属不純物を沈殿分離した後、コバルト成分が濃縮されたコバルト清浄液およびこの金属不純物を含む浄液処理液を搬出する浄液機２０１を有し、この浄液処理液を濾過することによって、コバルト清浄液と浄液残渣とに分離する濾過機２０３を有し、この浄液残渣の表面に付着したコバルトをリパルプ洗浄処理し、その洗浄処理液中に該コバルトを回収するリパルプ洗浄機２０２を有し、このリパルプ洗浄処理による洗浄処理液に含まれるコバルトを洗浄濾液として回収するとともに洗浄残渣を排出する濾過機２０４を有し、さらに、所定濃度に調整された水酸化カルシウムスラリーを浄液機２０１に供給する水酸化カルシウム供給機２０５を有しており、第１および第２のコバルト抽出液からコバルト成分が濃縮されたコバルト清浄液を回収する一方、この浄液残渣に付着したコバルトを洗浄濾液中に回収した後、溶媒抽出機１０５または１０６に搬出し、再度、含有コバルトを回収するように構成している。
【００９３】
浄液機２０１は、濾過機１０７から搬出された第１のコバルト抽出液および濾過機１０８から搬出された第２のコバルト抽出液に粉末状または板状のコバルトを所定量浸漬させ、第１および第２のコバルト抽出液中の金属不純物である銅を析出させた後、水酸化カルシウム供給機２０５から水酸化カルシウムスラリーが供給され、その後、水酸化ナトリウムを所定量添加し、さらに過酸化水素を所定量添加することによって、第１および第２のコバルト抽出液中のもう一方の金属不純物である鉄およびアルミニウムを沈殿させた後、コバルト清浄液と上記金属不純物等を含む浄液処理液を搬出する機能を有する。ここで、コバルト清浄液は、第１および第２のコバルト抽出液から金属不純物等が分離されることによって、液中のコバルト成分が濃縮された溶液である。
【００９４】
濾過機２０３は、浄液機２０１から搬出された浄液処理液を濾過し、コバルト清浄液と浄液残渣とに分離した後、このコバルト清浄液を水酸化コバルトケーキ生成装置３００に搬出する一方、浄液残渣をリパルプ洗浄機２０２に搬出する機能を有する。ここで、浄液残渣は、この浄液処理液中に浮遊または沈殿する銅、鉄、またはアルミニウムからなる金属不純物と硫酸カルシウムを含む浄液処理滓である。なお、この濾過機１０８として、重力濾過、加圧濾過、または真空濾過機能を有するトレイ型濾過機、あるいは遠心濾過機能を有する回転ドラム式濾過機等を用いることができる。
【００９５】
リパルプ洗浄機２０２は、濾過機２０３から搬出された浄液残渣を水に溶解させることによって、この浄液残渣の表面に付着したコバルトを洗浄処理液中に回収した後、この洗浄処理液を濾過機２０４に搬出する機能を有する。
【００９６】
濾過機２０４は、リパルプ洗浄機２０２から搬出された洗浄処理液を濾過することによって、浄液残渣の表面に付着したコバルトを洗浄濾液中に回収した後、この洗浄濾液を溶媒抽出機１０５または１０６に搬出する一方、銅、鉄、またはアルミニウムからなる金属不純物および硫酸カルシウムを含む洗浄残渣を排出する機能を有する。なお、この濾過機１０８として、重力濾過、加圧濾過、または真空濾過機能を有するトレイ型濾過機、あるいは遠心濾過機能を有する回転ドラム式濾過機等を用いることができる。
【００９７】
水酸化カルシウム供給機２０５は、水酸化カルシウムを所定濃度（たとえば、２００〜３００ｇ／ｌ）の水酸化カルシウムスラリーに調整した後、この水酸化カルシウムスラリーを浄液機２０１に供給する機能を有する。なお、この水酸化カルシウムスラリーの供給処理は、浄液機２０１において、水酸化ナトリウムが第１および第２のコバルト抽出液に添加される前に実行するように制御される。
【００９８】
つぎに、水酸化コバルトケーキ生成装置３００の構成について、図６を参照して詳細に説明する。図６において、水酸化コバルトケーキ生成装置３００は、浄液装置２００から搬出されたコバルト清浄液から水酸化コバルト析出させ、沈殿させる水酸化コバルト析出機３０１を有し、この水酸化コバルト沈殿物を含む析出処理液を脱水処理することによって、水酸化コバルト脱水物を回収する濾過機３０３を有し、この水酸化コバルト脱水物の表面に付着した不純物を洗浄するリパルプ洗浄機３０２を有し、このリパルプ洗浄処理によって不純物が除去された水酸化コバルトを脱水処理し水酸化コバルトケーキを回収する濾過機３０４を有しており、コバルト清浄液から生成された水酸化コバルトケーキを回収した後、金属コバルト電解採取装置４００に搬出するように構成している。
【００９９】
水酸化コバルト析出機３０１は、濾過機２０３から搬出されたコバルト清浄液に水酸化ナトリウムを所定量添加させることによって、水酸化コバルトを析出させた後、この水酸化コバルト沈殿物を含む析出処理溶液を濾過機３０３に搬出する機能を有する。
【０１００】
濾過機３０３は、水酸化コバルト析出機３０１から搬出された析出処理溶液を濾過することによって、この溶液に含まれる水酸化コバルト沈殿物を脱水し、水酸化コバルト脱水物を回収した後、リパルプ洗浄機３０２に搬出する一方、この脱水処理によって生じた脱水廃液を排水する機能を有する。この場合、水酸化コバルト脱水物の表面には、不純物が付着されている。また、この脱水廃液は、不純物を含む廃液であり、周知の排水処理方法によって、環境に対して無害化できる廃液である。なお、この濾過機３０３として、加圧分離、真空吸着、または遠心分離による固液分離機能を単独あるいは組み合わせて利用する濾過機を用いることができる。
【０１０１】
リパルプ洗浄機３０２は、濾過機３０３から搬出された水酸化コバルト脱水物を水に溶解させることによって、この水酸化コバルト脱水物の表面に付着した不純物を洗浄処理液中に回収した後、この洗浄処理液を濾過機３０４に搬出する機能を有する。
【０１０２】
濾過機３０４は、リパルプ洗浄機３０２から搬出された洗浄処理液を濾過することによって、その表面から不純物が除去された水酸化コバルトを脱水し、水酸化コバルトケーキとして回収した後、金属コバルト電解採取装置４００に搬出する一方、除去された不純物を洗浄廃液として排水する機能を有する。なお、この濾過機３０４として、加圧分離、真空吸着、または遠心分離による固液分離機能を単独あるいは組み合わせて利用する濾過機を用いることができる。
【０１０３】
つぎに、金属コバルト電解採取装置４００の構成について、図６を参照して詳細に説明する。図６において、金属コバルト電解採取装置４００は、水酸化コバルトケーキ生成装置３００から搬出された水酸化コバルトケーキをコバルト電解液生成機４０１における所定濃度の硫酸溶媒に溶解させてコバルト電解液を生成し、このコバルト電解液を電気分解機４０２で電気分解処理して金属コバルトを析出させるようにし、また、この電気分解機４０２から搬出された電解尾液を固液分離機４０３で固液分離処理し、電解スラッジと清浄な電解尾液とに分離した後、この電解スラッジを溶媒抽出機１０６に搬出し、この電解スラッジに含まれるコバルトを再度回収するようにし、その一方で、固液分離機４０３から搬出された清浄な電解尾液と水酸化コバルトケーキ生成装置３００から搬出された水酸化コバルトケーキを水酸化コバルトスラリー供給機４０４で混合して水酸化コバルトスラリーを生成した後、電気分解機４０２に供給するように構成している。さらに、コバルト電解液生成機４０１または水酸化コバルトスラリー供給機４０４に供給される上記水酸化コバルトケーキは、それぞれの必要に応じて、水酸化コバルトスラリー生成装置３００から搬出された水酸化コバルトケーキを分配機４０５で分配されるように構成している。
【０１０４】
コバルト電解液生成機４０１は、濾過機３０４から搬出され、分配機４０５によって分配された水酸化コバルトケーキを所定濃度の硫酸水溶液に溶解し、コバルト電解液を生成させた後、電気分解機４０２にコバルト電解液を搬出する機能を有する。なお、このコバルト電解液生成処理に用いられる硫酸水溶液の濃度および添加量は、生成後のコバルト電解液のｐＨが２〜３の範囲になるように制御される。
【０１０５】
電気分解機４０２は、コバルト電解液生成機４０１から搬出されたコバルト電解液に対して２００〜４００Ａ／ｍ２の電流密度で電気分解処理を行い、電気分解機４０２を構成する陰極に金属コバルトを析出させた後、析出した金属コバルトを剥ぎ取る等の物理的方法で回収する一方、この電気分解処理によって電解スラッジが析出した場合、その電解尾液を固液分離機４０３に搬出する機能を有する。なお、電気分解機４０２を構成する陽極として、白金コーティングされたチタン等の不溶性電極（ＤＳＥ）を用いることができ、また、陰極として、アルミニウム等の金属を用いることができる。
【０１０６】
固液分離機４０３は、電気分解機４０２から搬出された電解尾液中に沈殿する電解スラッジを固液分離処理によって回収した後、この電解スラッジを溶媒抽出機１０６に搬出する一方、電解スラッジが除去された電解尾液を清浄な電解尾液として水酸化コバルトスラリー供給機４０４に搬出する機能を有する。ただし、この固液分離処理を行う場合、電解尾液に必要量の凝集剤を添加し、電解尾液中の電解スラッジの沈降を促進させることによって、この電解スラッジを容易に分離回収することができる。なお、この固液分離機４０３として、周知の加圧分離、真空吸着、または遠心分離を単独あるいは組み合わせて利用する固液分離機を用いることができる。
【０１０７】
水酸化コバルトスラリー供給機４０４は、固液分離機４０３から搬出された清浄な電解尾液と分配機４０５から分配された水酸化コバルトケーキを混合し、所定濃度（たとえば、１００〜１５０ｇ／ｌ）の水酸化コバルトスラリーを生成した後、この水酸化コバルトスラリーを電気分解機４０２に供給する機能を有する。この水酸化コバルトスラリーの供給処理は、電気分解機４０２において、電気分解処理されたコバルト電解液のｐＨが２未満となった場合、電気分解機４０２に対して必要量の水酸化コバルトスラリーを供給するように制御される。これによって、電気分解機４０２における金属コバルトの電流能率は、その理論析出量（１．０９９ｇコバルト析出／Ａ）に対して、著しく低下することがない。
【０１０８】
分配機４０５は、コバルト電解液生成機４０１および水酸化コバルトスラリー供給機に対して、濾過機３０４から搬出された水酸化コバルトケーキをそれぞれの必要に応じて分配するとともに、分配処理後の余剰水酸化コバルトケーキを蓄積する機能を有する。
【０１０９】
以上に説明したように、この発明の実施の形態にかかるリチウムイオン電池内のコバルト回収システムは、廃リチウムイオン電池および製造不良電池からコバルトを含有する磁着物を得るまでの処理を進める一方、溶媒抽出機１０５によって正極不良品に含有されるコバルトを溶媒抽出し、該コバルトが抽出された第１のコバルト抽出液と第１の抽出残渣とを得た後、第１の抽出残渣および上記磁着物をともに溶媒抽出機１０６によって溶媒抽出再処理し、第２のコバルト抽出液を得るように構成された溶媒抽出装置１００を有し、また、第１および第２のコバルト抽出液から不純物を除去してコバルト清浄液を得る一方、この不純物の表面に付着したコバルトを浄液中に回収した後、この浄液を再度溶媒抽出装置１００に搬出して溶媒抽出処理されるように構成された浄液装置２００を有し、また、コバルト清浄液から水酸化コバルトケーキを生成するように構成された水酸化コバルトケーキ生成装置３００を有し、さらに、水酸化コバルトケーキから得られたコバルト電解液を電解採取処理することによって、金属コバルトを析出させ、回収する一方、この電解採取処理後の電解尾液から電解スラッジを分離回収した後、この電解スラッジに含有されるコバルトを溶媒抽出装置１００で再度回収できるように構成された金属コバルト電解採取装置４００を有しているので、コバルト回収対象廃材に含まれるコバルトを金属の状態で効率よく回収でき、しかも、高い回収率で回収することができる。
【０１１０】
さらに、溶媒抽出装置１００において、溶媒抽出機１０５による溶媒抽出処理は、正極不良品に含有される板状のアルミニウムが還元剤として用いられ、さらに、溶媒抽出機１０６による溶媒抽出再処理は、磁選機１０４から搬出される磁着物に含有される板状等のアルミニウムまたは鉄が還元剤として用いられるように装置構成されているので、取り扱いに危険性をともなう過酸化水素等の薬剤を新規に用いることがなく、金属コバルト回収作業を安全、かつ、低コストで実施するコバルト回収システムを実現できる。
【０１１１】
なお、この発明の実施の形態では、コバルトを抽出分離する溶媒として硫酸を用いた場合を示したが、この発明はこれに限定されるものではなく、塩酸、硝酸等の無機酸を溶媒として用いた場合に適用することもできる。
【０１１２】
また、この発明の実施の形態では、水酸化コバルトを析出させるために水酸化ナトリウムを添加した場合を示したが、この発明はこれに限定されるものではなく、水酸化リチウム等のアルカリ性薬剤を添加した場合に適用することもできる。
【０１１３】
また、この発明の実施の形態では、第１および第２のコバルト抽出液に含有される金属不純物を沈殿させるために水酸化ナトリウムを添加した場合を示したが、この発明はこれに限定されるものではなく、水酸化リチウム等のアルカリ性薬剤を添加した場合に適用することもできる。
【０１１４】
また、この発明の実施の形態では、コバルト抽出液の浄液処理（ステップＳ２００）における芒硝の析出を抑制するため、水酸化カルシウムスラリーを添加する場合を示したが、この発明はこれに限定されるものではなく、粉末状等の固体の水酸化カルシウムを添加する場合に適用することもでき、さらに、溶媒抽出処理および溶媒抽出再処理の酸溶媒として硫酸以外の無機酸を用いれば、水酸化カルシウムのスラリーあるいは固体を添加しない場合に適用することもできる。
【０１１５】
また、この発明の実施の形態では、各装置における資材の運搬手段としてベルトコンベアあるいはパイプを用いた場合を示したが、この発明はこれに限定されるものではなく、樋またはシュート等の運搬手段を用いた場合に適用することもできる。
【０１１６】
【発明の効果】
以上説明したように、この請求項１の発明によれば、廃リチウムイオン電池および製造不良電池は、焼成処理後の破砕処理によって破砕粉末とされ、所定粒度以下に篩い分けられた後、得られた所定粒度以下の破砕粉末が、磁着物と非磁着物とに磁力選別される一方、正極不良品は、その含有コバルトが第１の酸性溶媒下で抽出された後、前記第１の酸性溶媒中に浮遊または沈殿する抽出残渣が回収され、その後、前記磁着物および前記抽出残渣が、第２の酸性溶媒に共に混合され、それぞれに含有されるコバルトが抽出されるようにしているので、廃リチウムイオン電池、製造不良電池、および正極不良品から高回収率で効率よくコバルトを抽出するとともに、作業時の安全性を高め、さらに、作業コストを低減することができるという効果を奏する。
【０１１７】
また、この請求項２の発明によれば、正極不良品から抽出されたコバルトを含有する第１のコバルト抽出液と、前記第１の抽出工程による抽出残渣および前記磁着物から抽出されたコバルトを含有する第２のコバルト抽出液とに溶解される金属不純物を析出させた後、前記金属不純物を浄液残渣として分離するとともにコバルト清浄液を回収する一方、前記浄液残渣をリパルプ洗浄し、リパルプ残渣とリパルプ濾液とに分離した後、該リパルプ濾液を前記第１の酸性溶媒または前記第２の酸性溶媒に混合するようにしているので、濃縮されたコバルトを含有するコバルト清浄液を効率よく回収できるとともに、前記浄液残渣に付着したコバルトを再度回収でき、コバルト回収対象廃材からのコバルト回収率を一層高めることができるという効果を奏する。
【０１１８】
また、この請求項３の発明によれば、廃リチウムイオン電池、製造不良電池、および正極不良品から抽出されたコバルトが濃縮されたコバルト清浄液は、アルカリ性薬剤が混合されて水酸化コバルトを析出させた後、脱水されて水酸化コバルトケーキを生成するようにし、さらに、該水酸化コバルトケーキを第３の酸性溶媒に溶解してコバルトの電解液とした後、該電解液は、電解採取処理によって金属コバルトを析出させる一方、該電解液中に浮遊または沈殿する電解スラッジは、固液分離処理によって回収された後、前記第２の酸性溶媒に混合されるようにしているので、コバルト清浄液に含有されるコバルトを水酸化コバルトケーキとして回収した後、該水酸化コバルトケーキを電解質に用いた電解液から金属コバルトを高回収率で効率よく回収できるとともに、該電解スラッジに含有されるコバルトを再度回収でき、金属コバルトの回収率を一層高めることができるという効果を奏する。
【０１１９】
また、この請求項４の発明によれば、前記固液分離処理によって電解スラッジが除去された処理済電解液は、前記水酸化コバルトケーキと混合して水酸化コバルトスラリーとした後、前記電解採取処理における希薄電解液に混合されるようにしているので、前記電解採取処理による電解液のｐＨの低下を抑制するとともに、該電解液にコバルト（Ｃｏ２＋）を補給することができ、前記電解採取処理の電流能率の低下を抑制することができるという効果を奏する。
【０１２０】
また、この請求項５の発明によれば、前記第１および第２の酸性溶媒が硫酸溶媒である場合、前記第１および第２のコバルト抽出液は、まず、水酸化カルシウムが添加された後、アルカリ性薬剤が添加され、前記金属不純物としての鉄またはアルミニウムを析出させるようにしているので、該硫酸と該アルカリ性薬剤との化学反応による芒硝の析出を抑制することができ、前記浄液残渣を効率よく分離することができるという効果を奏する。
【０１２１】
また、この請求項６の発明によれば、廃リチウムイオン電池および製造不良電池に対して焼成処理、破砕処理、篩い分け処理を逐次行うことによって得られた所定粒度以下の破砕粉末を磁着物と非磁着物とに磁力選別する磁力選別装置、正極不良品に含有されるコバルトを抽出する第１の抽出装置を有し、さらに、前記第１の抽出装置の酸性溶媒中に浮遊または沈殿する抽出残渣と前記磁着物とに含有されるコバルトを同時に抽出する第２の抽出装置を有するように構成しているので、廃リチウムイオン電池、製造不良電池、および正極不良品から高回収率で効率よくコバルトを抽出するとともに、作業時の安全性を高め、さらに、作業コストを低減したコバルト回収システムを実現できるという効果を奏する。
【０１２２】
また、この請求項７の発明によれば、前記第１のコバルト抽出液および前記第２のコバルト抽出液に溶解される金属不純物を浄液残渣として分離するとともにコバルト清浄液を回収する浄液装置を有し、かつ、該浄液残渣をリパルプ洗浄した後、リパルプ残渣とリパルプ濾液とに分離する一方、該リパルプ濾液を前記第１の抽出装置の酸性溶媒または前記第２の抽出装置の酸性溶媒に混合させるリパルプ洗浄装置を有するように構成しているので、濃縮されたコバルトを含有するコバルト清浄液を効率よく回収できるとともに、該浄液残渣に付着したコバルトを再度回収できるコバルト回収システムを実現できるという効果を奏する。
【０１２３】
また、この請求項８の発明によれば、廃リチウムイオン電池、製造不良電池、および正極不良品から抽出されたコバルトが濃縮されたコバルト清浄液にアルカリ性薬剤を添加して水酸化コバルトを析出させた後、脱水し、水酸化コバルトケーキを生成させる水酸化コバルトケーキ生成装置を有し、また、該水酸化コバルトケーキを電解質として用いたコバルトの電解液に対して電解採取処理を行い、析出させた金属コバルトを回収する電解採取装置を有し、さらに、該電解液中に浮遊または沈殿する電解スラッジを固液分離処理によって回収した後、前記第２の抽出装置の酸性溶媒に混合させる固液分離装置を有するように構成しているので、コバルト清浄液に含有されるコバルトを水酸化コバルトケーキとして回収した後、該水酸化コバルトケーキを電解質に用いたコバルトの電解液から金属コバルトを高回収率で効率よく回収できるとともに、該電解スラッジに含有されるコバルトを再度回収でき、金属コバルトの回収率を一層高めたコバルト回収システムを実現できるという効果を奏する。
【０１２４】
また、この請求項９の発明によれば、前記固液分離装置によって電解スラッジが除去された処理済電解液は、前記水酸化コバルトケーキと混合して水酸化コバルトスラリーとした後、前記電解採取装置の希薄電解液に混合されるように構成しているので、前記電解採取装置の電解液のｐＨの低下を抑制するとともに、該電解液にコバルト（Ｃｏ２＋）を補給することができ、前記電解採取処理の電流能率の低下を抑制できるコバルト回収システムを実現できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態にかかるリチウムイオン電池内のコバルト回収方法の処理手順を示すフローチャートである。
【図２】この発明の実施の形態にかかるリチウムイオン電池内のコバルト回収方法における硫酸溶媒によるコバルト抽出処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図３】この発明の実施の形態にかかるリチウムイオン電池内のコバルト回収方法におけるコバルト抽出液の浄液処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図４】この発明の実施の形態にかかるリチウムイオン電池内のコバルト回収方法における水酸化コバルトケーキの生成処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図５】この発明の実施の形態にかかるリチウムイオン電池内のコバルト回収方法における金属コバルトの電解採取処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図６】この発明の実施の形態にかかるリチウムイオン電池内のコバルト回収システムの概略構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１００    溶媒抽出装置
１０１    焼成炉
１０２    破砕機
１０３    篩い機
１０４    磁選機
１０５，１０６    溶媒抽出装置
１０７，１０８，２０３，２０４，３０３，３０４    濾過機
２００    浄液装置
２０１    浄液機
２０２，３０２    リパルプ洗浄機
２０５    水酸化カルシウム供給機
３００    水酸化コバルトケーキ生成装置
３０１    水酸化コバルト析出機
４００    金属コバルト電解採取装置
４０１    コバルト電解液生成機
４０２    電気分解機
４０３    固液分離機
４０４    水酸化コバルトスラリー供給機
４０５    分配機
【図１】
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【図２】
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【図３】
2004214025.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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