(57)【要約】  この発明のリチウムイオン電池スクラップの処理方法は、リチウムイオン電池を浸出して、浸出後液を得る浸出工程と、浸出後液を、ｐＨ４．０〜６．０の範囲内に中和した後、固液分離を行い、浸出後液中のアルミニウムを除去して第一分離後液を得る脱アルミニウム工程と、第一分離後液に酸化剤を添加して、ｐＨを３．０〜５．０の範囲内に調整した後、固液分離を行い、第一分離後液中の鉄を除去して第二分離後液を得る脱鉄工程とを含む。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
リチウムイオン電池スクラップを浸出して、浸出後液を得る浸出工程と、
浸出後液を、ｐＨ４．０〜６．０の範囲内に中和した後、固液分離を行い、浸出後液中のアルミニウムを除去して第一分離後液を得る脱アルミニウム工程と、
第一分離後液に酸化剤を添加して、ｐＨを３．０〜５．０の範囲内に調整した後、固液分離を行い、第一分離後液中の鉄を除去して第二分離後液を得る脱鉄工程とを含む、リチウムイオン電池スクラップの処理方法。
【請求項２】
リチウムイオン電池スクラップが銅を含み、
前記浸出工程で、リチウムイオン電池スクラップに含まれる銅を固体のままで残し、前記脱アルミニウム工程で、固液分離により、浸出後液中の銅を、アルミニウムとともに除去する、請求項１に記載のリチウムイオン電池スクラップの処理方法。
【請求項３】
前記脱鉄工程で第一分離後液に添加する酸化剤を、二酸化マンガン、正極活物質、および、正極活物質を浸出して得られるマンガン含有浸出残渣からなる群から選択される一種以上とする、請求項１又は２に記載のリチウムイオン電池スクラップの処理方法。
【請求項４】
第二分離後液が、該第二分離後液中に溶解したマンガン、銅、鉄及び／又はアルミニウムを含み、
第二分離後液に対して溶媒抽出を行い、第二分離後液からマンガン、銅、鉄及び／又はアルミニウムを除去する抽出工程をさらに含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載のリチウムイオン電池スクラップの処理方法。
【請求項５】
前記抽出工程で、第二分離後液に対し、燐酸エステル系抽出剤及びオキシム系抽出剤を含有する混合抽出剤を使用して溶媒抽出する、請求項４に記載のリチウムイオン電池スクラップの処理方法。
【請求項６】
前記抽出工程後の抽出残液から、コバルト及び／又はニッケルを回収するコバルト／ニッケル回収工程をさらに含む、請求項４又は５に記載のリチウムイオン電池スクラップの処理方法。
【請求項７】
前記コバルト／ニッケル回収工程の後、リチウムを回収するリチウム回収工程をさらに含む、請求項６に記載のリチウムイオン電池スクラップの処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、リチウムイオン電池スクラップを処理する方法に関するものであり、特には、各種リチウムイオン電池スクラップからの有価金属の回収に有効に用いることのできる技術を提案するものである。
【背景技術】
【０００２】
各種の電子デバイスをはじめとして多くの産業分野で使用されているリチウムイオン電池は、マンガン、ニッケルおよびコバルトを含有するリチウム金属塩を正極活物質として用いたものであり、近年は、その使用量の増加および使用範囲の拡大に伴い、電池の製品寿命や製造過程での不良により廃棄される量が増大している状況にある。
かかる状況の下では、大量に廃棄されるリチウムイオン電池スクラップから、上記のニッケルおよびコバルト等の高価な元素を、再利用するべく比較的低コストで容易に回収することが望まれる。【０００３】
有価金属の回収のためにリチウムイオン電池スクラップを処理するには、はじめに、たとえば、所要に応じて焙焼、破砕および篩別等の各工程を経て得られた粉状ないし粒状のリチウムイオン電池スクラップを、過酸化水素水を用いて酸浸出し、そこに含まれ得るリチウム、ニッケル、コバルト、マンガン、鉄、銅、アルミニウム等を溶液中に溶解させて浸出後液を得る。【０００４】
次いで、その浸出後液に対して溶媒抽出法を実施して、各金属元素を分離させる。ここでは、浸出後液に浸出しているそれぞれの金属を分離させるため、浸出後液に対し、分離させる金属に応じた複数段階の溶媒抽出もしくは中和等を順次に施し、さらには、各段階で得られたそれぞれの溶液に対して、逆抽出、電解、炭酸化その他の処理を施す。具体的には、まず鉄およびアルミニウムを回収し、続いてマンガンおよび銅、そしてコバルト、その後にニッケルを回収して、最後に水相にリチウムを残すことで、各有価金属を回収することができる。【０００５】
なおこの種の従来技術として、特許文献１には、ニッケル及びコバルトと鉄、アルミニウム及びマンガンその他の不純物元素とを含有する硫酸酸性水溶液から、ニッケルを回収する方法であって、硫酸酸性水溶液から、鉄およびアルミニウムを酸化中和処理にて除去し、次いで、中和処理によりニッケルおよびコバルトを含有する混合水酸化物を分離回収した後、その混合水酸化物を溶解して得た濃縮液から、溶媒抽出処理によってコバルトおよびニッケルをそれぞれ含有する逆抽出液を得ることが記載されている。
また、特許文献２には、リチウム、マンガン、ニッケル、及びコバルトからなる金属群Ａと、銅、アルミニウム及び鉄からなる金属群Ｂとを含有する金属混合水溶液に対して、所定の条件の溶媒抽出を順次に施し、各金属を分離することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−１８０４３９号公報
【特許文献２】特許第５７０６４５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、たとえば、廃棄された民生用機器内のリチウムイオン電池スクラップ等を処理する場合、リチウムイオン電池スクラップを浸出して得られる浸出後液には、正極材に含まれる上記の正極活物質の他、負極材等に含まれる鉄及び銅、並びに、正極材が付着されるアルミニウム箔やリチウムイオン電池の筐体等に含まれるアルミニウムが、比較的多い量で混入していることがある。
浸出後液に含まれる鉄やアルミニウムの量が多いと、それらの多量の鉄やアルミニウムを確実に除去するためには、溶媒抽出の段数を増やしたり、または抽出前液を希釈したりする等の操作が必要となり、処理能力が低下することになる。それ故に、浸出後液への鉄及びアルミニウムの混入が多くなる民生用機器等のリチウムイオン電池のスクラップに、従来の処理方法をそのまま用いることは望ましくない。【０００８】
この発明は、従来技術が抱えるこのような問題を解決することを課題とするものであり、それの目的とするところは、リチウムイオン電池スクラップを浸出して得られる浸出後液に、鉄及びアルミニウムが比較的多い量で含まれる場合であっても、これらの鉄及びアルミニウムを有効に除去することができるリチウムイオン電池スクラップの処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
発明者は、リチウムイオン電池スクラップを浸出した後、その浸出後液から、リチウムイオン電池スクラップに含まれる有価金属を回収するに先立って、浸出後液中のアルミニウム及び鉄をそれぞれ、所定の条件下で中和及び酸化することにより、有価金属の回収ロスを抑制しつつ、アルミニウム及び鉄を効果的に除去できることを見出した。【００１０】
このような知見の下、この発明のリチウムイオン電池スクラップの処理方法は、リチウムイオン電池スクラップを浸出して、浸出後液を得る浸出工程と、浸出後液を、ｐＨ４．０〜６．０の範囲内に中和した後、固液分離を行い、浸出後液中のアルミニウムを除去して第一分離後液を得る脱アルミニウム工程と、第一分離後液に酸化剤を添加して、ｐＨを３．０〜５．０の範囲内に調整した後、固液分離を行い、第一分離後液中の鉄を除去して第二分離後液を得る脱鉄工程とを含むものである。【００１１】
ここで、この発明のリチウムイオン電池スクラップの処理方法では、リチウムイオン電池スクラップが銅を含む場合、前記浸出工程で、リチウムイオン電池スクラップに含まれる銅を固体のままで残して、脱アルミニウム工程で、固液分離により、浸出後液中の銅を、アルミニウムとともに除去することが好ましい。【００１２】
またここで、この発明のリチウムイオン電池スクラップの処理方法では、前記脱鉄工程で第一分離後液に添加する酸化剤を、二酸化マンガン、正極活物質、および、正極活物質を浸出して得られるマンガン含有浸出残渣からなる群から選択される一種以上とすることが好ましい。【００１３】
第二分離後液に、マンガン、銅、鉄及び／又はアルミニウムが溶解して含まれる場合、第二分離後液に対して溶媒抽出を行い、第二分離後液からマンガン、銅、鉄及び／又はアルミニウムを除去する抽出工程をさらに含むことが好ましい。
特に、前記抽出工程では、第二分離後液に対し、燐酸エステル系抽出剤及びオキシム系抽出剤を含有する混合抽出剤を使用して溶媒抽出することがより好ましい。【００１４】
また、この発明のリチウムイオン電池スクラップの処理方法は、前記抽出工程後の抽出残液から、コバルト及び／又はニッケルを回収するコバルト／ニッケル回収工程をさらに含むことが好ましい。
前記コバルト／ニッケル回収工程の後は、リチウムを回収するリチウム回収工程をさらに含むことがより好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
この発明のリチウムイオン電池スクラップの処理方法によれば、リチウムイオン電池スクラップを浸出して得られる浸出後液に、アルミニウム及び鉄が比較的多い量で含まれる場合であっても、浸出後液から有価金属を回収するに先立って、浸出後液中の鉄及びアルミニウムを効果的に除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】この発明の一の実施形態にかかるリチウムイオン電池スクラップの処理方法を示すフロー図である。
【図２】実施例の脱アルミニウム工程及び脱鉄工程でのｐＨ及びＯＲＰ値の推移を示す、Ｃｏ、Ｆｅ、Ａｌ、Ｍｎ電位―ｐＨ図である。
【図３】実施例の脱アルミニウム工程及び脱鉄工程におけるｐＨの上昇に伴う液中のアルミニウム濃度及び鉄濃度の変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、この発明の実施の形態について詳細に説明する。
この発明のリチウムイオン電池スクラップの処理方法は、図１に例示するように、リチウムイオン電池スクラップを浸出して、浸出後液を得る浸出工程と、浸出後液を、ｐＨ４．０〜６．０の範囲内に中和した後、固液分離を行い、浸出後液中のアルミニウムを除去して第一分離後液を得る脱アルミニウム工程と、第一分離後液に酸化剤を添加して、ｐＨを３．０〜５．０の範囲内に調整した後、固液分離を行い、第一分離後液中の鉄を除去して第二分離後液を得る脱鉄工程とを含む。
【００１８】
（リチウムイオン電池）
この発明で対象とするリチウムイオン電池は、携帯電話その他の種々の電子機器等で使用され得るリチウムイオン電池であればどのようなものでもかまわないが、なかでも、電池製品の寿命や製造不良またはその他の理由によって廃棄された、いわゆるリチウムイオン電池スクラップを対象とすることが、資源の有効活用の観点から好ましい。
【００１９】
リチウムイオン電池スクラップとしては、いわゆる電池滓を対象とすることができ、この電池滓にアルミニウム箔付き正極材もしくは正極活物質を混合したものでもよく、また、電池滓を、必要に応じて焙焼し、化学処理し、破砕し、および／もしくは篩別したもの等とすることができる。
【００２０】
電池滓には、マンガン、ニッケル及びコバルトを含有するリチウム金属塩である正極活物質の他、カーボン、鉄及び銅を含む負極材や、正極活物質が付着されるアルミニウム箔やリチウムイオン電池のアルミニウム筐体が含まれることがある。具体的には、リチウムイオン電池には、正極活物質を構成するリチウム、ニッケル、コバルト、マンガンのうちの一種の元素からなる単独金属酸化物および／または、二種以上の元素からなる複合金属酸化物、並びに、アルミニウム、銅、鉄、カーボン等が含まれ得る。
この発明では、鉄を０．５質量％〜５質量％で含むとともにアルミニウムを０．５質量％〜１０質量％で含むリチウムイオン電池スクラップを対象とすることが特に効果的である。このような比較的多量の鉄及びアルミニウムを含むリチウムイオン電池スクラップは、従来の方法では有効に処理することができないからである。
【００２１】
（浸出工程）
浸出工程では、たとえば破砕・篩別により篩下に得られた粉末状の上記のリチウムイオン電池スクラップを、硫酸酸性溶液等の浸出液に添加して浸出させる。それにより、リチウムイオン電池スクラップに含まれる所定の金属が浸出した浸出後液を得る。
【００２２】
ここでは、リチウムイオン電池スクラップに含まれ得る銅を、浸出終了時まで、浸出率が低い状態を維持して、固体として残すことが好ましい。このことは、リチウムイオン電池スクラップにそもそも含まれ、及び／又は浸出液に別途添加すること等によって、アルミニウムの固体を浸出液中に存在させることにより実現することができる。これは、アルミニウムが銅よりも卑な金属であり、つまりアルミニウムは銅よりも標準酸化還元電位が小さいことから、リチウムイオン電池スクラップに含まれる銅よりも先にアルミニウムの溶解反応が進み、また、既に酸性溶液中に溶解していた銅が析出することによるものと考えられるが、このような理論に限定されるものではない。
このことによれば、後述の脱アルミニウム工程での固液分離の際に、固体として残っている銅を、脱アルミニウム工程で沈殿した金属とともに有効に除去することができる。
【００２３】
上記のアルミニウムの固体は、浸出工程の開始から終了までの間の全体で酸性溶液中に存在してもよいが、少なくとも浸出工程のある時期に、酸性溶液中に存在すればよい。アルミニウムの固体が存在する間は、銅の溶解が抑制される。
【００２４】
またこの場合、酸性溶液中に存在させるアルミニウムの固体を、リチウムイオン電池スクラップにそもそも含まれるアルミニウム粉末として、酸性溶液中に、アルミニウム粉末を含むリチウムイオン電池スクラップのみを添加することも可能であるが、リチウムイオン電池スクラップの他に別途、アルミニウムの固体を酸性溶液に添加することもできる。
【００２５】
リチウムイオン電池スクラップとは別のアルミニウムの固体を酸性溶液中に添加する場合、このアルミニウムの固体は、他のリチウムイオン電池スクラップの処理で得られたアルミニウム粉末とすることが好ましい。廃棄等されたリチウムイオン電池スクラップからニッケルやコバルト等の有価金属を回収する場合、正極材の正極活物質が付着したアルミニウム箔から、有価金属を含む正極活物質を剥離させることがあり、この際に、少なくない量のアルミニウム粉末が発生するので、このようなアルミニウム粉末を有効に活用することが望ましいからである。
【００２６】
そして、アルミニウムの固体が全て溶解すると、その後に銅の溶解が始まることから、この浸出工程は、酸性溶液中のアルミニウムの固体が全て溶解し、リチウムイオン電池スクラップに含まれる銅が溶けだす前に終了させることが、銅の溶解をより有効に抑制できる点で好適である。たとえば、コバルトやニッケルの浸出率が十分に上昇し、銅の浸出率が上昇する前に、浸出工程を終了させることができる。
【００２７】
浸出工程では、浸出液のｐＨは、０〜２．０とすることができる。このときのｐＨが大きすぎると、コバルト及びニッケルの浸出速度が十分でない可能性があり、この一方で、ｐＨが小さすぎると、浸出が急速に進み、銅が浸出してしまい、また、後工程にてｐＨを上げる必要がある際はｐＨ調整のためコスト増となる可能性があるからである。
【００２８】
また浸出工程で、リチウムイオン電池スクラップを酸性溶液に添加したときから浸出終了までの浸出時間は０．５時間〜１０時間とすることが好ましい。反応時間が短すぎると、溶かしたいコバルトやニッケルが十分に溶解しない場合がある。一方、浸出時間が長すぎると、アルミニウムの固体の溶解が終了し、銅の溶解が始まるおそれがあるからである。浸出時間のより好ましい範囲は、１時間〜５時間、さらに好ましくは１時間〜３時間である。
【００２９】
（脱アルミニウム工程）
脱アルミニウム工程では、上記の浸出工程で得られた浸出後液のｐＨを、４．０〜６．０の範囲内に上昇させて中和することにより、浸出後液中のアルミニウムを沈殿させ、その後の固液分離により、かかるアルミニウムを除去して第一分離後液を得る。
【００３０】
この脱アルミニウム工程で、ｐＨが低すぎるとアルミニウムを十分に沈殿させることができず、この一方で、ｐＨが高すぎると、コバルト等の他の金属も沈殿してしまう。この観点より、脱アルミニウム工程における浸出後液のｐＨは、４．０〜６．０とすることがより好ましく、特に、４．５〜５．０とすることがさらに好ましい。
脱アルミニウム工程では、ｐＨを上述した範囲内に上昇させるため、浸出後液に、たとえば、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、アンモニア等のアルカリを添加することができる。
【００３１】
また脱アルミニウム工程では、浸出後液のＯＲＰ値（ＯＲＰｖｓＡｇ／ＡｇＣｌ）を−５００ｍＶ〜１００ｍＶとすることが好ましく、さらには、−４００ｍＶ〜０ｍＶとすることがより好ましい。このときのＯＲＰ値が高すぎる場合は、コバルトが四酸化三コバルト（Ｃｏ3Ｏ4）として沈殿するおそれがあり、この一方で、ＯＲＰ値が低すぎると、コバルトが単体金属（Ｃｏメタル）に還元されて沈殿することが懸念される。
【００３２】
そしてまた、脱アルミニウム工程では、浸出後液の温度を、５０℃〜９０℃とすることが好適である。これはすなわち、浸出後液の温度を５０℃未満とした場合は、反応性が悪くなることが懸念され、また、９０℃より高くした場合は高熱に耐えられる装置が必要になる他、安全上も好ましくない。
【００３３】
上述したようにしてアルミニウムを十分に沈殿させた後は、フィルタープレスやシックナー等の公知の装置及び方法を用いて固液分離を行って、主として、沈殿したアルミニウムを除去し、第一分離後液を得る。
脱アルミニウム工程における固液分離では、浸出工程で溶かさずに固体として残した銅や、リチウムイオン電池スクラップに含まれ得るカーボンもまた分離させることができる。従って、この固液分離では、アルミニウムとともに銅も除去できるので、たとえば浸出工程直後の銅を単独で除去するための固液分離を省略することができて、処理能率の向上およびコストの低減を図ることができる。
【００３４】
また、アルミニウムのみの沈殿物を濾過しようとすると、ゲル状のアルミニウム沈殿物は濾過することが困難であり、濾過速度の低下を招くが、この脱アルミニウム工程における固液分離では、沈殿物に、アルミニウムのみならず銅やカーボン等が含まれることから、かかる銅やカーボン等が、ゲル状のアルミニウム沈殿物の濾過のしにくさを補って、濾過に要する時間を短縮化することができる。
【００３５】
なお、先述の浸出工程で得られる浸出後液が、それに溶解したリチウムを含む場合であって、浸出後液中のアルミニウムに対するリチウムのモル比（Ｌｉ／Ａｌ比）が、１．１以上であれば、脱アルミニウム工程における沈殿物に含まれるアルミニウムが、ゲル状のＡｌ（ＯＨ）3の他、結晶性のあるＬｉＡｌＯ2、ＬｉＡｌ2（ＯＨ）7等の複合酸化物、複合水酸化物を生成し、粉末状に近い形態となる。この場合は、更なる濾過時間の短縮化を図ることができる。この観点から、第一分離後液中のアルミニウムに対するリチウムのモル比（Ｌｉ／Ａｌ比）は、１．１以上とすることが好ましい。
【００３６】
なお、浸出後液中のリチウムは、リチウムイオン電池スクラップにそもそも含まれるリチウムが酸浸出されたものとすることができる他、浸出後液に他のリチウム含有材料を添加して、これが酸浸出されたものとすることもできる。また、リチウム含有材料の添加により、浸出後液中のＡｌ／Ｌｉ比を調整することが可能である。このリチウム含有材料としては、試薬を用いることもできるが、リチウムイオン電池スクラップの処理プロセスで得られた炭酸リチウム、水酸化リチウムその他のリチウム化合物や、これらのうちの少なくとも一種を水に溶解させて得られるリチウム水溶液とすることが好ましい。
【００３７】
（脱鉄工程）
脱鉄工程では、上記の脱アルミニウム工程で得られた第一分離後液に、酸化剤を添加するとともに、第一分離後液のｐＨを３．０〜５．０の範囲内に調整することにより、第一分離後液中の鉄を沈殿させ、その後の固液分離により、かかる鉄を除去して第二分離後液を得る。
【００３８】
この脱鉄工程では、第一分離後液への酸化剤の添加により、第一分離後液中の鉄が、２価から３価へ酸化されることになり、３価の鉄は２価の鉄よりも低いｐＨで酸化物（水酸化物）として沈殿することから、第一分離後液を上記のような比較的低いｐＨに調整することで、鉄を沈殿させることができる。多くの場合、鉄は、水酸化鉄（Ｆｅ（ＯＨ）3）等の固体となって沈殿する。
ここで、仮にｐＨを大きく上昇させた場合はコバルトの沈殿を招くが、この脱鉄工程では、それほどｐＨを上昇させることなしに、鉄を沈殿させることができるので、この際のコバルトの沈殿を有効に抑制することができる。
【００３９】
脱鉄工程で、ｐＨが低すぎると鉄を十分に沈殿させることができず、この一方で、ｐＨが高すぎると、コバルト等の他の金属も沈殿してしまう。この観点より、脱鉄工程における第一分離後液のｐＨは、３．０〜４．０とすることがより好ましく、特に、３．０〜３．５とすることがさらに好ましい。
【００４０】
また脱鉄工程では、第一分離後液の酸化還元電位（ＯＲＰｖｓＡｇ／ＡｇＣｌ）、つまりＯＲＰ値を、好ましくは３００ｍＶ〜９００ｍＶ、より好ましくは５００ｍＶ〜７００ｍＶとする。このときのＯＲＰ値が低すぎる場合は、鉄が酸化されない可能性があり、この一方で、ＯＲＰ値が高すぎると、コバルトが酸化され酸化物として沈殿するおそれがある。
【００４１】
脱鉄工程では、酸化剤の添加に先立って、上述した範囲にｐＨを低下させるため、第一分離後液に、たとえば、硫酸、塩酸、硝酸等の酸を添加することができる。
【００４２】
脱鉄工程で第一分離後液に添加する酸化剤は、鉄を酸化できるものであれば特に限定されないが、二酸化マンガン、正極活物質、及び／又は、正極活物質を浸出して得られるマンガン含有浸出残渣とすることが好ましい。これらは、第一分離後液中の鉄を効果的に酸化させることができる。なお、正極活物質を酸等により浸出して得られるマンガン含有浸出残渣には、二酸化マンガンが含まれ得る。
酸化剤として上記の正極活物質等を用いる場合、第一分離後液に溶解しているマンガンが二酸化マンガンとなる析出反応が生じるので、析出したマンガンを鉄とともに除去することができる。
【００４３】
酸化剤の添加後は、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、アンモニア等のアルカリを添加して、ｐＨを所定の範囲に調整することができる。
【００４４】
（抽出工程）
リチウムイオン電池スクラップにマンガンが含まれること等によって、脱鉄工程で得られた第二分離後液にマンガンが含まれる場合や、先述した浸出工程、脱アルミニウム工程、脱鉄工程で完全に除去されずに残った銅、アルミニウム、鉄が第二分離後液に含まれる場合があり、この場合は、第二分離後液に対してマンガン等を抽出する抽出工程を行うことができる。但し、第二分離後液にマンガン等が含まれない場合は、この抽出工程は省略することも可能である。
【００４５】
具体的には、抽出工程では、第二分離後液に対して、燐酸エステル系抽出剤及びオキシム系抽出剤を含有する混合抽出剤を使用して溶媒抽出し、マンガン、銅、鉄及び／又はアルミニウムを分離させることができる。
特に、燐酸エステル系抽出剤及びオキシム系抽出剤を併用することにより、銅、鉄、アルミニウムの分離効率が顕著に向上する。なかでも、銅はほとんど抽出することができる。
【００４６】
（コバルト／ニッケル回収工程）
マンガン抽出工程の後、抽出残液中のコバルト及び／又はニッケルを回収する。コバルト及び／又はニッケルの回収はそれぞれ、公知の方法により行うことができる。具体的には、コバルト及びニッケルの溶媒抽出をそれぞれ順次に行い、溶媒中のコバルトを逆抽出によって水相に移動させて電解採取によって回収し、また、溶媒中のニッケルも同様に逆抽出および電解採取により回収可能である。
【００４７】
（リチウム回収工程）
コバルト／ニッケル回収工程の後、リチウムが残っている場合は、水相のリチウムを、たとえば、炭酸化して炭酸リチウムとして回収することができる。
【実施例】
【００４８】
次に、この発明を試験的に実施し、その効果を確認したので以下に説明する。但し、ここでの説明は、単なる例示を目的とするものであって、それに限定されることを意図するものではない。【００４９】
表１に示す組成の粉末状のリチウムイオン電池スクラップを、その含有金属成分の１倍モル当量の硫酸により浸出させて浸出後液を得た。この浸出後液に対し、後述の条件の脱アルミニウム工程及び脱鉄工程を順次に行い、アルミニウム及び鉄の濃度の低下並びに、コバルトのロス率を確認した。【００５０】
【表１】
2017159743.tif 000003
【００５１】
脱アルミニウム工程では、浸出後液に水酸化ナトリウムを添加して中和し、ｐＨを５．０まで上昇させた後、固液分離（濾過１）を行った。この際の液温は７０℃とした。
その後の脱鉄工程では、硫酸を添加した後、酸化剤として二酸化マンガンを、パルプ濃度が８．７ｇ／Ｌとなるように添加し、さらにその後、水酸化ナトリウムを添加して、ｐＨを４．０に調整し、固液分離（濾過２）を行った。ここでの酸化時間は２時間とした。【００５２】
上記の脱アルミニウム工程及び脱鉄工程でのｐＨ及びＯＲＰ値（ＯＲＰｖｓＡｇ／ＡｇＣｌ）を、Ｃｏ、Ｆｅ、Ａｌ、Ｍｎ電位―ｐＨ図上にプロットすると、図２に矢印で示す推移となる。図２より、脱アルミニウム工程及び脱鉄工程でのｐＨ及びＯＲＰ値の推移は、コバルトが沈殿して四酸化三コバルト（Ｃｏ3Ｏ4）となる領域（図２に斜線を付した領域）に入っていないことから、コバルトの沈殿が防止されたことが解かる。【００５３】
また、上記の脱アルミニウム工程及び脱鉄工程におけるｐＨの変化に伴う液中のアルミニウム濃度及び鉄濃度の変化を、図３にグラフで示すとともに、各濾過１及び２における濾過速度並びにコバルトのロス率を表２に示す。【００５４】
【表２】
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【００５５】
図３に示すところから、脱アルミニウム工程及び脱鉄工程のそれぞれで、鉄及びアルミニウムが十分に除去されたことが解かる。なお、最終液濃度として、アルミニウム濃度は１１２ｍｇ／Ｌ、鉄濃度は＜１ｍｇ／Ｌとなった。
また、表２に示すところから解かるように、最終的なコバルトロス率を小さく抑えることができた。【００５６】
上記の脱アルミニウム工程及び脱鉄工程後に得られた液に対し、燐酸エステル系抽出剤及びオキシム系抽出剤を含有する混合抽出剤を使用して溶媒抽出を実施したところ、溶媒抽出後の液中のアルミニウム濃度は＜１ｍｇ／Ｌ、鉄濃度は＜１ｍｇ／Ｌとなり、アルミニウム及び鉄を完全に除去できた。【００５７】
（比較例）
上述した浸出後液に対し、脱アルミニウム工程及び脱鉄工程を実施せずに、燐酸エステル系抽出剤及びオキシム系抽出剤を含有する混合抽出剤を使用して溶媒抽出を実施したが、溶媒抽出後の液濃度は、アルミニウム濃度が２９８０ｍｇ／Ｌ、鉄濃度が２９０ｍｇ／Ｌとなり、アルミニウム、鉄を完全に除去できなかった。
【図１】
2017159743.tif 000005
【図２】
2017159743.tif 000006
【図３】
2017159743.tif 000007
【国際調査報告】
2017159743.tif 000008
2017159743.tif 000009