(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
有価物を含む対象物であるリチウムイオン二次電池を熱処理してアルミニウムを溶融させて溶融物を分離する熱処理工程と、
前記溶融物を分離した後に残った熱処理物を破砕して破砕物を得る破砕工程と、
前記破砕工程後に、目開きが０．６ｍｍ以上２．４ｍｍ以下の篩を用いて篩分けをすることにより、前記破砕物を篩上物と篩下物とに分級する分級工程と、
前記分級工程後に、前記篩上物に対し、磁力により前記有価物を選別する磁力選別工程と、
前記磁力選別工程において選別された前記有価物に対し、風力により一の有価物と他の有価物とを選別する風力選別工程と、
を含むことを特徴とする有価物の選別方法。
【請求項２】
前記リチウムイオン二次電池がアルミニウムを含む筐体を有する、請求項１に記載の有価物の選別方法。
【請求項３】
前記風力選別工程に供する前記有価物が、前記磁力選別工程で得られた非磁着物である、請求項１から２のいずれかに記載の有価物の選別方法。
【請求項４】
前記一の有価物がアルミニウムであり、前記他の有価物が銅である、請求項１から３のいずれかに記載の有価物の選別方法。
【請求項５】
前記熱処理工程において、前記対象物を６６０℃以上１，０８５℃未満で熱処理する、請求項１から４のいずれかに記載の有価物の選別方法。
【請求項６】
前記風力選別工程において、
前記有価物を落下させ、
前記有価物を落下させる際に、前記有価物の落下方向と交差する方向に風を吹き付けることにより選別を行う、請求項１から５のいずれかに記載の有価物の選別方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有価物の選別方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン二次電池は、従来の鉛蓄電池、ニッカド二次電池などに比較して軽量、高容量、高起電力の二次電池であり、パソコン、電気自動車、携帯機器などに使用されている。
【０００３】
リチウムイオン二次電池は、今後も使用の拡大が予想されていることから、製造過程で発生した不良品や使用機器及び電池の寿命などに伴い廃棄されるリチウムイオン二次電池から、アルミニウムや銅などの有価物を回収することが、資源リサイクルの観点から望まれている。リチウムイオン二次電池からアルミニウムや銅などの有価物を回収する際には、リチウムイオン二次電池に使用されている種々の金属や不純物を分離し選別して回収することが、回収物の価値を高める点から重要である。
【０００４】
リチウムイオン二次電池から有価物を回収する技術としては、リチウムイオン二次電池に対して、加熱、破砕、篩分けを行うことにより得た破砕物に、気流を用いた形状選別を行うことにより、重産物（アルミニウム）と軽産物（銅）を分けて回収する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
また、リチウムイオン二次電池から有価物を回収する技術としては、網の上に載置した廃リチウムイオン二次電池を加熱することにより、廃リチウムイオン二次電池におけるアルミニウム材を溶融させて回収した後に、非溶融部分を破砕して回収する技術が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
しかしながら、上述したような従来の技術においては、例えば、リチウムイオン二次電池から選別して回収した有価物の品位や回収率が十分でないという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第６３７８５０２号公報
【特許文献２】特許第６２６８１３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、従来における上記の諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。すなわち、本発明は、複数種類の有価物を含む対象物から、高品位かつ高回収率でそれぞれの有価物を回収できるように有価物を選別できる有価物の選別方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するための手段としては、以下の通りである。すなわち、
＜１＞  有価物を含む対象物を熱処理してアルミニウムを溶融させて溶融物を分離する熱処理工程と、
前記溶融物を分離した後に残った熱処理物を破砕して破砕物を得る破砕工程と、
前記破砕物に対し、磁力により前記有価物を選別する磁力選別工程と、
前記有価物に対し、風力により一の有価物と他の有価物とを選別する風力選別工程と、
を含むことを特徴とする有価物の選別方法である。
＜２＞  前記対象物がリチウムイオン二次電池である、前記＜１＞に記載の有価物の選別方法である。
＜３＞  前記リチウムイオン二次電池がアルミニウムを含む筐体を有する、前記＜２＞に記載の有価物の選別方法である。
＜４＞  前記風力選別工程に供する前記有価物が、前記磁力選別工程で得られた非磁着物である、前記＜１＞から＜３＞のいずれかに記載の有価物の選別方法である。
＜５＞  前記一の有価物がアルミニウムであり、前記他の有価物が銅である、前記＜１＞から＜４＞のいずれかに記載の有価物の選別方法である。
＜６＞  前記熱処理工程において、前記対象物を６６０℃以上１，０８５℃未満で熱処理する、前記＜１＞から＜５＞のいずれかに記載の有価物の選別方法である。
＜７＞  前記破砕工程に後に、前記破砕物を篩分けすることにより、前記破砕物を篩上物と篩下物とに分級する分級工程を更に含み、前記分級工程の後に、前記篩上物に対し前記磁力選別工程を行う、前記＜１＞から＜６＞のいずれかに記載の有価物の選別方法である。
＜８＞  前記分級工程において、目開きが０．６ｍｍ以上２．４ｍｍ以下の篩により篩分けを行う、前記＜７＞に記載の有価物の選別方法である。
＜９＞  前記風力選別工程において、
前記有価物を落下させ、
前記有価物を落下させる際に、前記有価物の落下方向と交差する方向に風を吹き付けることにより選別を行う、前記＜１＞から＜８＞のいずれかに記載の有価物の選別方法である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によると、従来における諸問題を解決することができ、複数種類の有価物を含む対象物から、高品位かつ高回収率でそれぞれの有価物を回収できるように有価物を選別できる有価物の選別方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、密閉型風力選別機を用いて風力選別工程を行う際の様子の一例を示す概略側面図である。
【図２】図２は、本発明の有価物の選別方法の一実施形態における処理の流れの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（有価物の選別方法）
本発明の有価物の選別方法は、熱処理工程と、破砕工程と、磁力選別工程と、風力選別工程とを含み、分級工程を含むことが好ましく、さらに必要に応じてその他の工程を含む。
【００１２】
また、本発明の有価物の選別方法は、従来技術では、リチウムイオン二次電池（Ｌｉｔｈｉｕｍ  ｉｏｎ  ｂａｔｔｅｒｙ；ＬＩＢ）などの対象物から、アルミニウムや銅などの有価物をそれぞれ選別して回収する際における、各有価物の品位や回収率が十分でない場合があるという、本発明者らの知見に基づくものである。
【００１３】
より具体的には、例えば、近年普及が進んでいる車載用やＥＳＳ（Ｅｎｅｒｇｙ  Ｓｔｏｒａｇｅ  Ｓｙｓｔｅｍ）／ＵＰＳ（Ｕｎｉｎｔｅｒｒｕｐｔｉｂｌｅ  Ｐｏｗｅｒ  Ｓｕｐｐｌｙ）用等の大型のＬＩＢパックを処理する際には、特許文献１で開示されている実施例の技術においては、気流と振動を用いた形状選別を行う際に、リチウムイオン二次電池パックの破砕物に含まれる、リチウムイオン二次電池パックの外装部材（筐体）由来の、粒径が大きく粒子形状により気流と振動を用いた形状選別時に重量物として回収されやすい磁着物（例えば、鉄）や塊状のアルミニウムなどにより、形状選別を行うための気流が乱される場合や、軽産物として回収すべき有価物である銅箔の気流による移送が妨げられる場合があるという問題を本発明者らは知見した。
このことについて、本発明者らが検討を重ねた結果、気流を用いた選別を行う際に、比重が大きく粒径が大きい磁着物が、気流の乱れや銅箔の気流による移送の阻害を生じさせると、気流を用いた選別により選別すべきアルミニウムと銅とを十分に選別（分離）することができない場合があることがわかった。
また、リチウムイオン二次電池パックの外装部材にアルミニウムのような破砕に対し延性を持つ金属が使用されている場合、破砕機の負荷が著しく大きくなるという問題を本発明者らは知見した。
このことについて、本発明者らが検討を重ねた結果、破砕を行う前に、前記延性を持つ金属の溶融物を除く必要があることを本発明者らは知見した。
なお、特許文献１に記載の１．０ｍｍ〜１０．０ｍｍの重産物から回収したアルミニウムの濃縮物（ミックスメタル）は銅を多量に含み、二次原料として販売できる性状にない。
【００１４】
ここで、特許文献１で開示されている技術においては、気流と振動を用いた形状選別により得た重産物に対して、磁力選別（磁選装置による鉄系金属の分離）を行ってもよいとされている。しかしながら、気流と振動を用いた形状選別により得た重産物に磁力選別を行う（形状選別の後に磁力選別を行う）場合には、上述したような比重が大きく粒径が大きい磁着物により、気流の乱れや気流による銅箔の移送の阻害が生じるという問題は解決できず、非磁着物であるアルミニウムと銅とを十分に選別（分離）することはできない。
加えて、特許文献１で開示されている技術は、リチウムイオン二次電池の正極に用いられるアルミニウムの箔（アルミ箔）や負極に用いられる銅の箔（銅箔）から、アルミニウムや銅をそれぞれ回収しようとする技術である。このため、特許文献１で開示されている技術では、例えば、アルミニウムの筐体を有するリチウムイオン二次電池のように、多量のアルミニウムを含むリチウムイオン二次電池から、アルミニウムや銅などの有価物をそれぞれ選別して回収することは難しいと考えられる。
このように、特許文献１で開示されている技術では、リチウムイオン二次電池などの対象物から、アルミニウムや銅などの有価物をそれぞれ選別して回収する際における、各有価物の品位や回収率が十分でなかった。
【００１５】
さらに、特許文献２で開示されている技術について、本発明者らは、廃リチウムイオン二次電池を破砕して得た破砕物に含まれる銅以外の有価物（例えば、アルミニウムなど）を選別することができないという問題を知見した。
ここで、特許文献２で開示されている技術では、例えば、網の上に載置した廃リチウムイオン二次電池を加熱することにより、廃リチウムイオン二次電池におけるアルミニウム材を溶融させて回収した後に、非溶融部分を破砕して回収している。しかしながら、特許文献２の実施例を参照すると、アルミニウム材を溶融させて回収した後の非溶融部分には、処理前の廃リチウムイオン二次電池に含まれるアルミニウムのうち、約１４％が回収されずに残っており、非溶融部分にはアルミニウムや銅などの複数種類の有価物が混在していることがわかる。
【００１６】
特許文献２で開示されている技術では、この非溶融部分に含まれる複数種類の有価物について、篩分けや磁選により選別を行うことが記載されているが、特許文献２の実施例を参照すると、銅以外の有価物については十分に選別できていないことがわかる。特に、非磁着物であるアルミニウムと銅について、特許文献２で開示されている技術では、それぞれを有効に選別することは難しいと考えられる。
このように、特許文献２で開示されている技術では、リチウムイオン二次電池などの対象物から、アルミニウムや銅などの有価物をそれぞれ選別して回収する際における、各有価物の品位や回収率が十分でなかった。
【００１７】
このように、従来技術においては、リチウムイオン二次電池などの対象物から、アルミニウムや銅などの有価物をそれぞれ選別して回収する際における、各有価物の品位や回収率が十分でない場合があるという問題があることを、本発明者らは知見した。
そこで、本発明者らは、複数種類の有価物を含む対象物から、高品位かつ高回収率でそれぞれの有価物を回収できるように有価物を選別できる有価物の選別方法について鋭意検討を重ね、本発明を想到した。すなわち、本発明者らは、有価物を含む対象物を熱処理してパックやセルの筐体由来（リチウムイオン二次電池の場合）のアルミニウムを溶融させて溶融物を得る熱処理工程と、溶融物を得た後に残った熱処理物を破砕して破砕物を得る破砕工程と、破砕物に対し、磁力により有価物を選別する磁力選別工程と、有価物に対し、風力により一の有価物と他の有価物とを選別する風力選別工程とを含む有価物の選別方法により、複数種類の有価物を含む対象物から、高品位かつ高回収率でそれぞれの有価物を回収できるように有価物を選別できることを見出した。
【００１８】
本発明の有価物の選別方法においては、有価物を含む対象物を熱処理した熱処理物を破砕して得た破砕物に対して、対象物から有価物を選別するために、磁力による選別を行う（磁力選別工程）。言い換えると、本発明の有価物の選別方法においては、破砕物に磁力による選別を行うことにより、対象物を加熱し破砕した破砕物中に含まれる有価物を選別する。
ここで、磁力選別工程においては、例えば、破砕物に対し磁力による選別を行うことで、磁着物（強磁性体；例えば、鉄、ニッケル、コバルトなど）と、非磁着物（常磁性体又は半磁性体；例えば、アルミニウム、マンガン、金、銀、銅など）とに、破砕物を選別（分離）することができる。例えば、対象物としてリチウムイオン二次電池を選択する場合、磁力選別工程においては、破砕物に含まれる、鉄などの比重が大きく粒径が大きい磁着物と、有価物であるアルミニウムや銅などを含む非磁着物とを選別することができる。
【００１９】
続いて、本発明の有価物の選別方法では、磁力選別工程において選別した有価物に含まれる、一の有価物と他の有価物とを選別するために、有価物に対し、風力による選別を行う（風力選別工程）。言い換えると、本発明の有価物の選別方法においては、磁力選別工程の後に、風力選別工程を行い、磁力選別工程で選別した有価物に含まれる、一の有価物と他の有価物とを選別する。
このように、本発明の有価物の選別方法においては、磁力選別工程により破砕物から有価物を選別した後に、当該有価物に対し風力による選別を行い、一の有価物と他の有価物を選別する。このため、本発明の有価物の選別方法では、磁力選別工程により破砕物から磁着物又は非磁着物のいずれかを取り除いて選別した有価物に対して風力による選別を行うため、風力による選別を行う際に、有価物以外の物体によって引き起こされる気流の乱れや有価物の移送の阻害を抑制することができる。
【００２０】
より具体的には、例えば、対象物としてリチウムイオン二次電池を選択する場合、磁力選別工程において、破砕物は、鉄などの比重が大きく粒径が大きい磁着物と、有価物であるアルミニウムや銅などを含む非磁着物とに選別される。この場合、風力選別工程では、例えば、有価物であるアルミニウムや銅などを含む非磁着物に対し、風力による選別を行う。
こうすることにより、鉄などの比重が大きく粒径が大きい磁着物を破砕物から取り除いて、有価物であるアルミニウムや銅などを含む非磁着物に対し選択的に風力による選別を行うことができるため、風力による選別時における、鉄などの比重が大きく粒径が大きい磁着物によって引き起こされる、気流の乱れや有価物（例えば、銅箔）の気流による移送の阻害を抑制することができる。このため、本発明の有価物の選別方法は、例えば、リチウムイオン二次電池を対象物とする場合には、有価物の一例であるアルミニウムと銅とを選別する際の精度を向上させることができ、アルミニウムと銅のそれぞれを高品位かつ高回収率で回収できるように選別することができる。
【００２１】
また、上記のリチウムイオン二次電池の例では、非磁着物に対し風力選別工程を行うこととしたが、本発明の有価物の選別方法はこれに限られるものではなく、対象物の種類に応じて、例えば、磁着物に含まれる有価物を選別する場合には、磁着物に対し風力による選別を行うようにしてもよい。この場合においても、風力による選別を行う際に、有価物を含む対象物を加熱し破砕した破砕物から、選別すべき有価物を含まない非磁着物を取り除いて、有価物を含む磁着物に対し選択的に風力による選別を行うことができる。このため、風力による選別の際に非磁着物によって引き起こされ得る、気流の乱れや有価物（例えば、銅箔）の気流による移送の阻害を抑制することができ、有価物を選別する際の精度を向上させることができる。
【００２２】
このように、本発明の有価物の選別方法は、破砕物に対し磁力による選別を行い、対象物から有価物を選別し、当該有価物に対し風力による選別を行うことにより、当該有価物に含まれる、一の有価物と他の有価物とを選別することにより、有価物どうしを選別する際の精度を向上させることができ、それぞれ有価物を高品位かつ高回収率で回収できるように選別することができる。すなわち、本発明の有価物の選別方法においては、熱処理工程と、破砕工程と、磁力選別工程と、風力選別工程とを行うことにより、複数種類の有価物を含む対象物から、高品位かつ高回収率でそれぞれの有価物を回収できるように有価物を選別することができる。
【００２３】
＜熱処理工程＞
熱処理工程は、有価物を含む対象物を熱処理してアルミニウムを溶融させて溶融物を分離する工程である。言い換えると、熱処理工程は、有価物を含む対象物を熱処理してアルミニウムの溶融物を分離し、溶融物を分離した後に残った熱処理物を得る工程である。
熱処理工程における熱処理を行う手法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、公知の焙焼炉により対象物を加熱することにより熱処理を行うことができる。
焙焼炉としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ロータリーキルン、流動床炉、トンネル炉、マッフル等のバッチ式炉、キュポラ、ストーカー炉などが挙げられる。
【００２４】
熱処理に用いる雰囲気としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、大気雰囲気、酸化雰囲気、不活性雰囲気、還元性雰囲気、低酸素雰囲気などが挙げられる。
大気雰囲気（空気雰囲気）とは、酸素が２１体積％、窒素が７８体積％の大気（空気）を用いた雰囲気を意味する。
酸化雰囲気とは、窒素又はアルゴン等の不活性雰囲気中に酸素を１質量％以上２１質量％以下含む雰囲気を意味し、酸素を１質量％以上５質量％以下含む雰囲気が好ましい。
不活性雰囲気とは、窒素又はアルゴンからなる雰囲気を意味する。
還元性雰囲気とは、例えば、窒素又はアルゴン等の不活性雰囲気中にＣＯ、Ｈ２、Ｈ２Ｓ、ＳＯ２などを含む雰囲気を意味する。
低酸素雰囲気とは、酸素分圧が５％以下である雰囲気を意味する。
【００２５】
＜＜対象物・有価物・熱処理物＞＞
対象物としては、有価物を含むものであり、少なくとも熱処理後に破砕が可能になるものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
ここで、有価物は、廃棄せずに取引対象たりうるものを意味し、例えば、各種金属などが挙げられる。
また、熱処理物は、対象物を熱処理して得られたものを意味する。
【００２６】
対象物としては、例えば、リチウムイオン二次電池、使用済みのリチウムイオン二次電池、リチウムイオン二次電池を製造する際に発生する正極材や負極材のスクラップなどが挙げられる。本発明の有価物の選別方法は、対象物がリチウムイオン二次電池である場合に、特に好適に用いることができる。言い換えると、本発明の有価物の選別方法においては、対象物がリチウムイオン二次電池であることが好ましい。
また、対象物がリチウムイオン二次電池である場合には、有価物としては、アルミニウム、銅などが好適に挙げられる。
【００２７】
−リチウムイオン二次電池−
本発明において、対象物として選択可能なリチウムイオン二次電池としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、リチウムイオン二次電池の製造過程で発生した不良品のリチウムイオン二次電池、使用機器の不良、使用機器の寿命などにより廃棄されるリチウムイオン二次電池、寿命により廃棄される使用済みのリチウムイオン二次電池などが挙げられる。
【００２８】
リチウムイオン二次電池の形状、構造、大きさ、材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
リチウムイオン二次電池の形状としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ラミネート型、円筒型、ボタン型、コイン型、角型、平型などが挙げられる。
また、リチウムイオン二次電池の形態としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、バッテリーセル、バッテリーモジュール、バッテリーパックなどが挙げられる。ここで、バッテリーモジュールは、単位電池であるバッテリーセルを複数個接続して一つの筐体にまとめたものを意味し、バッテリーパックとは、複数のバッテリーモジュールを一つの筐体にまとめたものを意味する。また、バッテリーパックは、制御コントローラーや冷却装置を備えたものであってもよい。
【００２９】
リチウムイオン二次電池としては、例えば、正極と、負極と、セパレーターと、電解質および有機溶剤を含有する電解液と、正極、負極、セパレーター、及び電解液を収容する電池ケースである外装容器と、を備えたものなどが挙げられる。なお、リチウムイオン二次電池は、正極や負極などが脱落した状態であってもよい。
【００３０】
−−正極−−
正極としては、正極集電体を有していれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
正極の形状としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、平板状、シート状などが挙げられる。
【００３１】
−−−正極集電体−−−
正極集電体としては、その形状、構造、大きさ、材質などに、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
正極集電体の形状としては、例えば、箔状などが挙げられる。
正極集電体の材質としては、例えば、ステンレススチール、ニッケル、アルミニウム、銅、チタン、タンタルなどが挙げられる。これらの中でも、アルミニウムが好ましい。
【００３２】
また、リチウムイオン二次電池は、正極集電体上に正極材を有することが好ましい。
正極材としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、希少有価物を含有する正極活物質を少なくとも含み、必要により導電剤と、結着樹脂とを含む正極材などが挙げられる。
希少有価物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、マンガン、コバルト、およびニッケルの少なくともいずれかであることが好ましい。
正極活物質としては、例えば、マンガン酸リチウム（ＬｉＭｎ２Ｏ４）、コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ２）、コバルトニッケル酸リチウム（ＬｉＣｏ１／２Ｎｉ１／２Ｏ２）、ＮＣＭ系正極材（ＬｉＮｉｘＣｏｙＭｎｚＯ２（ｘ＋ｙ＋ｚ＝１））、ＮＣＡ系正極材（ニッケル、コバルト、アルミ系）などが挙げられる。
導電剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、カーボンブラック、グラファイト、カーボンファイバー、金属炭化物などが挙げられる。
結着樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、フッ化ビニリデン、四フッ化エチレン、アクリロニトリル、エチレンオキシド等の単独重合体または共重合体、スチレン−ブタジエンゴムなどが挙げられる。
【００３３】
−−負極−−
負極としては、負極集電体を有していれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
負極の形状としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、平板状、シート状などが挙げられる。
【００３４】
−−−負極集電体−−−
負極集電体としては、その形状、構造、大きさ、材質などに、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
負極集電体の形状としては、例えば、箔状などが挙げられる。
負極集電体の材質としては、例えば、ステンレススチール、ニッケル、アルミニウム、銅、チタン、タンタルなどが挙げられる。これらの中でも、銅が好ましい。
【００３５】
また、リチウムイオン二次電池は、負極集電体上に負極材を有することが好ましい。
負極材としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、グラファイト、ハードカーボン等の炭素材料、チタネイトなどが挙げられる。
【００３６】
また、リチウムイオン二次電池の外装容器（筐体）の材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、アルミニウム、樹脂（プラスチック）などが挙げられる。
本発明においては、例えば、アルミニウムの筐体を有するリチウムイオン二次電池のように、多量のアルミニウムを含むリチウムイオン二次電池を対象物とする場合にも、有価物の一例であるアルミニウムと他の有価物とを、高精度かつ高効率に選別することができる。言い換えると、本発明の有価物の選別方法は、アルミニウムを含む筐体を有するリチウムイオン二次電池から、有価物を選別する際に好適に用いることができる。
【００３７】
＜＜熱処理の条件＞＞
対象物を熱処理（加熱）する条件（熱処理条件）としては、対象物の各構成部品を、後述する破砕工程において分離して破砕可能な状態とすることができる条件であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
ここで、熱処理条件としては、例えば、熱処理温度、熱処理時間などが挙げられる。
【００３８】
熱処理温度とは、熱処理時の対象物（例えば、リチウムイオン二次電池）の温度のことを意味する。熱処理温度は、熱処理温度中の対象物に、カップル、サーミスタなどの温度計を差し込むことにより、測定することができる。
熱処理温度は、対象物に応じて、適宜選択することができる。
【００３９】
ここで、熱処理温度は、対象物がリチウムイオン二次電池である場合、リチウムイオン二次電池の筐体（外装容器）の融点以上であることが好ましい。こうすることにより、リチウムイオン二次電池の筐体が金属で形成される場合、熱処理工程において、当該筐体を溶融させることでき、例えば、リチウムイオン二次電池の下に当該筐体の溶融金属を回収する受け皿を配置することで、筐体由来の金属とリチウムイオン二次電池の電極等を、容易に分離して回収することができる。
より具体的には、例えば、リチウムイオン二次電池の筐体がアルミニウムを含むときは、熱処理温度をアルミニウムの融点である６６０℃以上とすることが好ましい。こうすることにより、熱処理工程において、リチウムイオン二次電池の筐体に含まれるアルミニウムを溶融させて回収することができる。すなわち、本発明の有価物の選別方法では、アルミニウムを含む筐体を有するリチウムイオン二次電池を対象物とする場合に、熱処理工程においてリチウムイオン二次電池を６６０℃以上で熱処理することにより、当該筐体に含まれるアルミニウムと、リチウムイオン二次電池における他の部分（例えば、電極など）とを、容易に選別（分離）して、筐体由来のアルミニウムを簡便に回収することができる。
【００４０】
また、本発明の有価物の選別方法では、アルミニウムを含む筐体を有するリチウムイオン二次電池を対象物とする場合に、熱処理工程において筐体由来のアルミニウムを分離して回収することにより、リチウムイオン二次電池の大半のアルミニウムが回収されるため、後述する風力選別工程において重産物側に回収されるアルミニウムの量を低減することができ、有価物（この場合は、アルミニウムと銅）を選別する際の精度をより向上させることができる。特に、風力選別において重産物側に回収されるアルミニウムの量が多いと、気流の乱れや銅箔の気流による移送の阻害を生じさせ、選別すべきアルミニウムと銅とを十分に選別（分離）することができない。
【００４１】
また、本発明の有価物の選別方法では、熱処理工程において、正極集電体の融点以上負極集電体の融点以下の熱処理温度で熱処理を行うことが好ましい。
こうすることにより、例えば、正極集電体がアルミニウム（融点：６６０℃）であり、負極集電体が銅（融点：１，０８５℃）である場合には、アルミニウム箔で形成される正極集電体が溶融して脆性化し、後述する破砕工程において細粒化しやすくなる。一方、銅箔で形成される負極集電体は、銅の融点未満の温度で熱処理されるため、溶融することがない。このため、熱処理工程により得た熱処理物を破砕工程において破砕して得た破砕物における銅は、破砕後も箔に近い形状として存在するため、後述する風力選別工程において、より効果的かつ高度に軽産物として選別できるようになる。
【００４２】
つまり、本発明の有価物の選別方法においては、例えば、対象物がリチウムイオン二次電池である場合、熱処理温度としては、５００℃以上１，２００℃以下であることが好ましく、６６０℃以上１，０８５℃未満であることがより好ましく、６６０℃以上８５０℃以下であることが特に好ましい。
上述したように、熱処理温度を、６６０℃（アルミニウムの融点）以上１，０８５℃（銅の融点）未満とすることにより、例えば、アルミニウムを含む筐体を有するリチウムイオン二次電池を対象物とする場合に、筐体由来のアルミニウムを分離して回収できるとともに、負極集電体に含まれる銅を溶融させずに箔に近い形状のままにすることができる。このため、風力選別工程における有価物（この場合は、アルミニウムと銅）の選別の際の精度をより向上させることができる。
また、本発明の有価物の選別方法においては、熱処理温度を、６６０℃以上８５０℃以下とすることにより、アルミニウム以外の金属の脆化を防ぎつつ、アルミニウムを熔融して分離することができる。
【００４３】
熱処理時間（対象物に熱処理を行う時間）としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、１分間以上５時間以下が好ましく、１分間以上２時間以下がより好ましく、１分間以上１時間以下が特に好ましい。熱処理時間は、例えば、対象物が上記の熱処理温度に到達するまでの時間であってもよく、保持時間は短くてもよい。熱処理時間が、１分間以上５時間以下であることにより、熱処理にかかるコストを抑制できるとともに、熱処理の効率を向上させることができる点で有利である。
【００４４】
＜破砕工程＞
破砕工程は、熱処理物を破砕して破砕物を得る工程である。言い換えると、破砕工程は、溶融物を分離した後に残った熱処理物を破砕して破砕物を得る工程である。
破砕工程としては、熱処理物（焙焼物）を破砕して、破砕物を得る工程であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。また、破砕物とは、熱処理物を破砕したものを意味する。
破砕工程としては、例えば、熱処理物を衝撃により破砕して破砕物を得る工程であることが好ましい。例えば、対象物としてリチウムイオン二次電池を選択する場合に、リチウムイオン二次電池の筐体を熱処理工程において溶融させないときは、熱処理物に衝撃を与える前に、切断機により熱処理物を切断する予備破砕しておくことがより好ましい。
【００４５】
衝撃により破砕を行う方法としては、例えば、回転する打撃板により熱処理物を投げつけ、衝突板に叩きつけて衝撃を与える方法や、回転する打撃子（ビーター）により熱処理物を叩く方法が挙げられ、例えば、ハンマークラッシャーなどにより行うことができる。また、衝撃により破砕を行う方法としては、例えば、セラミックなどのボールにより熱処理物を叩く方法でもよく、この方法は、ボールミルなどにより行うことができる。また、衝撃による破砕は、例えば、圧縮による破砕を行う刃幅、刃渡りの短い二軸破砕機等を用いて行うこともできる。
さらに、衝撃により破砕を行う方法としては、例えば、回転させた２本のチェーンにより、熱処理物を叩いて衝撃を与える方法も挙げられ、例えば、チェーンミルなどにより行うことができる。
【００４６】
破砕工程における破砕時間としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、対象物がリチウムイオン二次電池である場合、リチウムイオン二次電池１ｋｇあたりの破砕時間は、１秒間以上３０分間以下が好ましく、２秒間以上１０分間以下がより好ましく、３秒間以上５分間以下が特に好ましい。
【００４７】
また、破砕工程における破砕条件としては、例えば、チェーミルやハンマーミル等の衝撃式・打撃式破砕機で破砕する場合、チェーンやハンマーの先端速度を１０ｍ／ｓｅｃ以上３００ｍ／ｓｅｃ以下とし、破砕機中の対象物の滞留時間を１秒以上１０分以下とすることが好ましい。こうすることにより、本発明の有価物の選別方法では、正極材である銅やアルミニウム、筐体に由来するＦｅなどの部材を過剰に粉砕させずに破砕することができる。
【００４８】
＜分級工程＞
本発明の有価物の選別方法は、破砕工程の後に、破砕物を篩分けすることにより、破砕物を篩上物と篩下物とに分級する分級工程を含むことが好ましい。
分級工程としては、破砕物を篩分けすることにより、破砕物を篩上物と篩下物とに分級可能な工程であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。さらに、それぞれに篩分けられた分離物に対して、磁力選別をする工程を含むものがより好ましい。以下では、篩の篩上に分離されるものを篩上物（粗粒産物）と、篩下に分離されるものを篩下物（微粒産物）と称することがある。
【００４９】
篩分けは、例えば、振動篩、多段式振動篩、サイクロン、ＪＩＳ  Ｚ８８０１の標準篩などを用いて行うことができる。
篩の目開き（篩目）としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、０．２ｍｍ以上４．８ｍｍ以下が好ましく、０．３ｍｍ以上２．４ｍｍ以下がより好ましく、１．２ｍｍ程度が特に好ましい。
例えば、対象物としてリチウムイオン二次電池を選択する場合に、目開きが０．６ｍｍ以上２．４ｍｍ以下の篩により篩分けを行い、篩上物（粗粒産物）に対し磁力による選別を行うことにより、風力選別工程における銅の選別精度をより向上させることができ、銅の回収率をより向上させることができる。
【００５０】
なお、篩上物（粗粒産物）と篩下物（微粒産物）との篩分け（分級）を複数回繰り返してもよい。この再度の篩分けにより、各産物の不純物品位をさらに低減することができる。
【００５１】
＜磁力選別工程＞
磁力選別工程は、対象物から有価物を選別するために、破砕物に対し、磁力による選別を行う（磁力により有価物を選別する）工程である。言い換えると、磁力選別工程においては、破砕物に対し、磁力による選別を行うことにより、対象物（対象物を熱処理し粉砕した粉砕物）から有価物を選別する。なお、以下では、磁力による選別を「磁力選別」又は「磁選」と称することがある。
ここで、磁力選別工程において選別した有価物は、少なくとも２種類の有価物を含むものであればよく、３種類以上の有価物を含んでいてもよいし、有価物以外の成分を含んでいてもよい。つまり、磁力選別工程において有価物を選別する際には、破砕物から少なくとも有価物を含むものを選別し、破砕物を、風力による選別を行うものと、風力による選別を行わないものに選別することができればよい。
【００５２】
磁力選別工程は、公知の磁力選別機（磁選機）などを用いて行うことができる。
本発明で用いることができる磁力選別機としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、棒磁石、格子型マグネット、ロータリーマグネット、マグネットストレーナー、高磁力プーリ（マグネットプーリ）磁選機、ドラム型磁選機、吊下げ型磁選機などが挙げられる。これらの中でも、本発明においては、ドラム型磁選機、吊下げ型磁選機を用いることが好ましい。
【００５３】
磁力選別工程においては、例えば、対象物の種類（対象物に含まれる有価物の種類）に応じて、対象物に含まれる磁着物と非磁着物とを選別可能な磁力により選別を行う。
ここで、磁着物とは、磁力（磁界）を発生させる磁力源（例えば、磁石、電磁石など）が発生させた磁力により、当該磁力源との間で引力を生じて、当該磁力源側に吸着可能なものを意味する。磁着物としては、例えば、強磁性体の金属などが挙げられる。強磁性体の金属としては、例えば、鉄、ニッケル、コバルトなどが挙げられる。
非磁着物とは、上記の磁力源が発生させた磁力では、当該磁力源側に吸着されないものを意味する。非磁着物としては、特に制限はなく、目的に応じて選択できる。また、金属の非磁着物としては、例えば、常磁性体又は半磁性体の金属が挙げられる。常磁性体又は半磁性体の金属としては、例えば、アルミニウム、マンガン、金、銀、銅などが挙げられる。
例えば、対象物としてリチウムイオン二次電池を選択する場合、磁力選別工程においては、破砕物に含まれる、鉄などの比重が大きく粒径が大きい磁着物と、有価物であるアルミニウムや銅などを含む非磁着物とを選別することができる。
【００５４】
なお、上記のリチウムイオン二次電池を対象物とした例では、非磁着物に選別する有価物が含まれる場合について説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、対象物の種類に応じて、例えば、磁着物に選別する有価物が含まれる形態であってもよい。
【００５５】
また、本発明の有価物の選別方法が上述した分級工程を含む場合、磁力選別工程においては、分級工程で分級した篩上物と篩下物のうち、当該篩上物に対し磁力による選別を行うことにより、当該篩上物から有価物を選別することが好ましい。言い換えると、本発明の有価物の選別方法では、破砕工程に後に、破砕物を篩分けすることにより、破砕物を篩上物と篩下物とに分級する分級工程を更に含み、分級工程の後に、篩上物に対し磁力選別工程を行うことが好ましい。
こうすることにより、本発明の有価物の選別方法では、所定の大きさ以上の径を有する破砕物に対して、選択的に磁力による選別を行うことができるため、当該所定の大きさ以上の径を有する有価物に対し風力による選別を行うことができ、風力選別の精度をより向上させることができる。
【００５６】
また、磁力選別工程における磁力は、選別対象に応じて適宜選択することができ、例えば、鉄を選別する場合は、０．０１Ｔ（テスラ）以上０．３Ｔ以下とすることが好ましい。また、ステンレスを選別する場合は、上記の範囲よりも高磁力を用いてもよい。なお、異なる磁力を組み合わせて多段階で使用することも可能である。
このようにすることにより、本発明の有価物の選別方法では、鉄やステンレスなどの磁着物を選択的に回収することができる。
【００５７】
＜風力選別工程＞
風力選別工程は、磁力選別工程において選別した有価物に対し、風力により一の有価物と他の有価物とを選別する工程である。風力選別工程は、例えば、磁力選別工程において選別した、複数種の有価物が含まれる非磁着物に対して行われ、当該有価物に含まれる一の有価物と他の有価物とを風力により選別する。なお、以下では、風力による選別を「風力選別」と称することがある。
【００５８】
ここで、風力選別工程において選別した一の有価物は、少なくとも一の有価物を含むものであればよく、一の有価物以外の成分を含んでいてもよい。同様に、風力選別工程において選別した他の有価物は、少なくとも他の有価物を含むものであればよく、他の有価物以外の成分を含んでいてもよい。つまり、風力選別工程において、磁力選別工程で選別した有価物に含まれる、一の有価物と他の有価物とを選別する際には、当該有価物を、少なくとも、一の有価物を含むものと、他の有価物を含むものに選別することができればよい。
また、風力選別工程において選別した一の有価物としては、例えば、一の有価物の品位が８０質量％以上であることが好ましく、９９質量％以上あることがより好ましい。例えば、一の有価物の品位が９９質量％以上であると、選別した一の有価物をより高額で販売可能となる。また、風力選別工程において選別した他の有価物としては、例えば、他の有価物の品位が９５質量％以上であることが好ましい。
【００５９】
風力選別工程を行う手法としては、一の有価物と他の有価物を風力により選別可能な手法であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
【００６０】
風力選別工程においては、例えば、磁力選別工程において選別した有価物を落下させて、当該有価物を落下させる際に、当該有価物の落下方向と交差する方向に風を吹き付けることにより、一の有価物と他の有価物を選別することが好ましい。言い換えると、本発明の有価物の選別方法では、風力選別工程において、有価物を落下させ、有価物を落下させる際に、有価物の落下方向と交差する方向に風を吹き付けることにより選別を行うことが好ましい。
こうすることにより、一の有価物と他の有価物とにおける、比重や形状の違いを利用して、一の有価物と他の有価物とをより高い精度で選別することができる。
【００６１】
有価物の落下方向と交差する方向に風を吹き付けて選別する場合、より具体的には、例えば、有価物を落下させる際に、当該有価物の落下方向と略逆方向に向けて風を吹き上げて接触させて、当該有価物に含まれる一の有価物をそのまま落下させて選別（回収）し、当該有価物に含まれる他の有価物を風によりに移送させて選別（回収）することが好ましい。
ここで、有価物の落下方向（落下する向き）と風を吹き付ける方向（風が進行する向き）との間の角度（交差角）としては、有価物の落下方向と風を吹き付ける方向が交差していれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。また、上記の交差角を大きくとることにより、一の有価物と他の有価物とにおける、風を吹き付けた後のそれぞれの進行方向の角度を大きくとることができ、両者を効率よく選別することができるため好ましい。具体的には、上記の交差角としては、０°より大きく１８０°以下が好ましく、７０°以上１８０°以下がより好ましく、９０°以上１８０°以下がさらに好ましく、１３５°以上１８０°以下が特に好ましい。
また、有価物の落下方向と交差する方向に風を吹き付けて選別する場合、当該風の風速などの条件は、有価物の種類などに応じて、一の有価物と他の有価物を選別できるように適宜設定することができる。
【００６２】
有価物の落下方向と交差する方向に風を吹き付けることにより、一の有価物と他の有価物を選別する際には、例えば、公知の風力選別機を用いることができる。
風力選別機としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、密閉（クローズ）型風力選別機などが挙げられる。また、ディフューザーを適宜設置して、吹き付ける風の形状等を制御してもよい。
【００６３】
図１は、密閉型風力選別機を用いて風力選別工程を行う際の様子の一例を示す概略側面図である。
図１に示す密閉型風力選別機１００は、有価物としての重産物２００と軽産物３００とを、それぞれ重産物収容室１３０と軽産物収容室１４０に選別して回収する。なお、図１における矢印は、密閉型風力選別機１００の中における、シロッコファン１２０が回転することにより生じる風の向きを示すものである。
【００６４】
有価物としての重産物２００と軽産物３００とを選別して回収する際には、投入フィーダ１１０により、重産物２００と軽産物３００とを、図１の下方向に落下させる。このとき、重産物２００及び軽産物３００を落下させる地点ａにおいては、重産物２００及び軽産物３００の落下方向と略逆方向から風が接触する。つまり、図１に示す例は、上記の交差角が、略１８０°となる場合の一例となる。
このため、重産物２００及び軽産物３００を落下させる地点ａにおける風速等の条件を適宜設定することにより、重産物２００と軽産物３００との比重や形状の違いを利用して、重産物２００をそのまま落下させて、重産物収容室１３０に選別して回収し、軽産物３００を風により移送して、軽産物収容室１４０に選別して回収することができる。つまり、密閉型風力選別機１００においては、風の影響を受けにくい重産物２００は、そのまま落下して重産物収容室１３０にて回収され、風の影響を受けやすい軽産物３００は、風により移送されて軽産物収容室１４０にて回収されるため、有価物を重産物（一の有価物）２００と軽産物（他の有価物）３００とに選別することができる。
【００６５】
なお、本発明の有価物の選別方法において、風力選別工程は、風力選別機を用いて行うことに限られるものではなく、例えば、エアテーブルを用いて行ってもよい。
ここで、エアテーブルとは、気流（風力）及びテーブルの振動を用い、選別対象における比重や形状の違いにより、気流に対する抵抗とテーブルに対する摩擦力が選別対象の種類ごとに異なることを利用して選別を行う装置を意味する。
【００６６】
ここで、リチウムイオン二次電池から得られる有価物においては、例えば、風力選別を行う対象としては、磁力選別工程において選別した非磁着物が挙げられ、一の有価物としては、アルミニウムが好ましく、他の有価物としては、銅が好ましい。言い換えると、本発明の有価物の選別方法では、一の有価物がアルミニウムであり、他の有価物が銅であることが好ましい。
この場合、リチウムイオン二次電池に対してアルミニウムの融点以上銅の融点未満（６６０℃以上１，０８５℃未満）で熱処理を行うときには、リチウムイオン二次電池に含まれるアルミニウムは溶融して塊（かたまり）状の形状となり、負極集電体に含まれる銅は溶融せずに箔に近い形状となっていると考えられる。
このとき、アルミニウムと銅とにおいては、アルミニウムの方が比重は小さい。しかしながら、上記の例においては、アルミニウムは塊状の形状であり、風（気流）の影響を受けにくいのに対して、銅は箔に近い形状であり、風（気流）の影響を受けやすい。このため、この例においては、塊状のアルミニウムが風の影響をあまり受けずに重産物として選別（回収）され、箔状の銅が風により移送されて軽産物として選別（回収）される。
このように、風力選別工程においては、有価物に含まれる、一の有価物と他の有価物における比重の差異のみならず、形状の差異も利用して選別を行う。
【００６７】
＜その他の工程＞
その他の工程としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
【００６８】
＜実施形態の一例＞
ここで、図面を参照して、本発明のリチウムイオン二次電池の選別方法における実施形態の一例について説明する。図２は、本発明の有価物の選別方法の一実施形態における処理の流れの一例を示す図である。図２には、対象物としてリチウムイオン二次電池を選択した例を示す。
【００６９】
図２に示すように、本実施形態では、まず、リチウムイオン二次電池を熱処理して、リチウムイオン二次電池の熱処理物を得る。また、このとき、リチウムイオン二次電池に対してアルミニウムの融点以上銅の融点未満（６６０℃以上１，０８５℃未満）で熱処理を行い、リチウムイオン二次電池に含まれるアルミニウムを溶融させて選別し回収する（溶融アルミニウムを得る）。
次に、リチウムイオン二次電池の熱処理物を破砕して破砕物を得た後、破砕物を分級して粗粒物（篩上物）と微粒物（篩下物）に分級する。ここで、粗粒物（篩上物）には、銅（Ｃｕ）が選別されて濃縮される。
【００７０】
続いて、粗粒物（篩上物）に対し磁力による選別（磁選）を行い、粗粒物を、磁着物と非磁着物とに選別する。ここで、磁着物には、鉄（Ｆｅ）が選別されて濃縮され、非磁着物には、有価物である銅（Ｃｕ）とアルミニウム（Ａｌ）が選別されて濃縮される。
次いで、磁選により得た有価物を含む非磁着物に対し、風力による選別（風力選別）を行い、非磁着物を、重産物（重量物）と軽産物（軽重物）とに選別する。ここで、重産物には、一の有価物の一例であるアルミニウム（Ａｌ）が選別されて濃縮され、他の有価物の一例である銅（Ｃｕ）が選別されて濃縮される。
このようにして、本実施形態においては、リチウムイオン二次電池に含まれるアルミニウムと銅とを、高い精度で効率よく選別することができる。
【実施例】
【００７１】
以下、本発明の実施例を説明するが、本発明は、これらの実施例に何ら限定されるものではない。
【００７２】
（実施例１）
＜熱処理＞
アルミニウムを含む筐体を有するリチウムイオン二次電池のバッテリーパック（約７５ｋｇ）を、熱処理装置としてエコシステム秋田株式会社のバッチ式バーナー炉を用いて、熱処理温度が８００℃（１時間かけて昇温した後、２時間保持）で、熱処理を行うことにより熱処理物を得た。熱処理を行う際には、リチウムイオン二次電池を容器の上に載置して熱処理装置に入れ、アルミニウムを溶融させて分離し、容器の下部に回収した（アルミニウムの溶融回収を行った）。
【００７３】
＜破砕＞
次いで、破砕装置として、ハンマークラッシャー（マキノ式スイングハンマークラッシャーＨＣ−２０−３．７、槇野産業株式会社製）を用い、５０Ｈｚ（ハンマー周速３８ｍ／ｓ）、出口部分のスクリーンはロストル型開口穴３０ｍｍ×２００ｍｍの条件で、加熱処理を行ったリチウムイオン二次電池を破砕し、リチウムイオン二次電池の破砕物を得た。
【００７４】
＜分級＞
続いて、篩目の目開きが１．２ｍｍの篩（直径２００ｍｍ、東京スクリーン株式会社製）を用いて、リチウムイオン二次電池の破砕物を篩分けして分級した。分級後に、篩の篩上物（粗粒産物）と篩下物（細粒産物）をそれぞれ採取した。
【００７５】
＜磁力選別＞
次に、篩上物（粗粒産物）に対し、磁力選別機として乾式常磁力ドラム型磁選機ＣＣ１５φｘ２０Ｗ（日本エリーズマグネチックス株式会社製）を用いて、磁力による選別（磁力選別）を行い、当該篩上物を、磁着物と非磁着物とに選別した。ここで、磁力選別を行う際には、篩上物に含まれる鉄を磁着物として選別可能となるように、磁力選別機の条件（磁束密度等）を設定して磁力選別を行った。
【００７６】
＜風力選別＞
続いて、磁力選別により選別した非磁着物に対し、風力選別機としてクローズ型風力選別機（株式会社松岡エンジニアリング製、ＡＰＳ−２５０−ＲＢ）を用いて、風力による選別（風力選別）を行い、当該非磁着物を、重産物と軽産物とに選別して回収した。ここで、風力選別を行う際には、非磁着物に含まれる有価物について、アルミニウムを重産物（一の有価物）、銅を軽産物（他の有価物）として選別可能となるように、風力選別機の条件を設定して風力選別を行った。
【００７７】
（実施例２）
リチウムイオン二次電池のバッテリーパックに代えて、アルミニウムの筐体を有するバッテリーセルを備えたリチウムイオン二次電池のバッテリーモジュール（約１３ｋｇ）を処理対象とした以外は、実施例１と同様の操作を実施して、アルミニウムを重産物（一の有価物）、銅を軽産物（他の有価物）として選別して回収した。
【００７８】
（実施例３）
リチウムイオン二次電池のバッテリーパックに代えて、アルミニウムの筐体を有するリチウムイオン二次電池のバッテリーセル５個（約４ｋｇ）を処理対象とした以外は、実施例１と同様の操作を実施して、アルミニウムを重産物（一の有価物）、銅を軽産物（他の有価物）として選別して回収した。
【００７９】
（実施例４）
風力選別機に代えて、乾式ポケットエアーテーブルＶＦＮＣ３Ｓ（ジェイテック株式会社製）を用いる選別を行った以外は、実施例１と同様の操作を実施して、アルミニウムを重産物（一の有価物）、銅を軽産物（他の有価物）として選別して回収した。
【００８０】
（比較例１）
アルミニウムの溶融回収を行わず、かつ、磁力による選別を行わない以外は、実施例１と同様の操作を実施して、アルミニウムを重産物（一の有価物）、銅を軽産物（他の有価物）として選別して回収した。つまり、比較例１の熱処理においては、実施例１と同様の熱処理温度及び熱処理時間とし、リチウムイオン二次電池を容器の上に載置して熱処理装置に入れてアルミニウムを溶融させたものの、溶融させたアルミニウムを分離せず、容器の下部に回収しなかった。
【００８１】
（比較例２）
アルミニウムの溶融回収を行わず、かつ、分級を行って得た篩の篩上物（粗粒産物）に対し、磁力選別を行わずに先に風力選別を行い、その後に風力選別により回収した重産物と軽産物のそれぞれに対し磁力選別を行った以外は、実施例１と同様の操作を実施して、磁着物と非磁着物に選別してアルミニウムと銅を回収した。
【００８２】
（比較例３）
分級を行って得た篩の篩上物（粗粒産物）に対し、磁力選別を行わずに先に風力選別を行い、その後に風力選別により回収した重産物と軽産物のそれぞれに対し磁力選別を行った以外は、実施例１と同様の操作を実施して、磁着物と非磁着物に選別してアルミニウムと銅を回収した。
【００８３】
（比較例４）
アルミニウムの溶融回収を行わず、かつ、分級を行って得た篩の篩上物（粗粒産物）に対し、目開き１０ｍｍ篩を通過させ、１０ｍｍ以上の大きな粗粒産物を取り除き、１０ｍｍ篩を通過した産物（１．２ｍｍ〜１０ｍｍの間の大きさの産物）に対し、磁力選別を行わずに先に風力選別を行い、その後に風力選別により回収した重産物と軽産物のそれぞれに対し磁力選別を行った以外は、実施例１と同様の操作を実施して、磁着物と非磁着物に選別してアルミニウムと銅を回収した。
【００８４】
（比較例５）
アルミニウムの溶融回収を行わない（溶融させたアルミニウムを分離しない）以外は、実施例１と同様の操作を実施して、アルミニウムを重産物（一の有価物）、銅を軽産物（他の有価物）として選別して回収した。
【００８５】
＜評価＞
実施例１〜４及び比較例１、５で選別して回収した重産物と軽産物、並びに比較例２〜４で選別して回収した磁着物と非磁着物について、アルミニウムと銅の品位及び回収率の評価を行った。
【００８６】
＜＜品位＞＞
まず、実施例１〜４及び比較例１、５で選別して回収した重産物におけるアルミニウム（Ａｌ）と銅（Ｃｕ）の品位（質量比、質量％）を、それぞれを酸で溶解し、ＩＣＰ−ＡＥＳ,ｉＣＡＰ６３００（サーモフィッシャーサイエンティフィック株式会社製）で測定し、品位（質量％）を求めた。結果を表１に示す。
また、重産物におけるアルミニウムと銅の品位を求める手法と同様の手法により、実施例１〜４及び比較例１、５で選別して回収した軽産物におけるアルミニウムと銅の品位（質量％）を求めた。結果を表１に示す。
【００８７】
比較例２〜４で選別して回収した磁着物と非磁着物とについて、アルミニウムと銅の品位の評価を行った。
まず、比較例２〜４において、風力選別により選別した重産物に磁力選別を行うことにより得た磁着物におけるアルミニウムと銅の品位（質量％）を、実施例１〜４及び比較例１、５で選別して回収した重産物におけるアルミニウムと銅の品位を求めた手法と同様の手法により求めた。結果を表１に示す。
また、同様にして、比較例２〜４において、風力選別により選別した重産物に磁力選別を行うことにより得た非磁着物におけるアルミニウムと銅の品位（質量％）を求めた。結果を表１に示す。
【００８８】
次に、比較例２〜４において、風力選別により選別した軽産物に磁力選別を行うことにより得た磁着物におけるアルミニウムと銅の品位を、実施例１〜４及び比較例１、５で選別して回収した重産物におけるアルミニウムと銅の品位（質量％）を求めた手法と同様の手法により求めた。結果を表１に示す。
また、同様にして、比較例２〜４において、風力選別により選別した軽産物に磁力選別を行うことにより得た非磁着物におけるアルミニウムと銅の品位（質量％）を求めた。結果を表１に示す。
【００８９】
【表１】
0006888130.tif 000002
【００９０】
また、実施例１〜４については、熱処理の際に溶融させて回収したアルミニウムの一部を採取し、酸で溶解し、ＩＣＰ−ＡＥＳ,ｉＣＡＰ６３００（サーモフィッシャーサイエンティフィック株式会社製）で測定し、品位（質量％）を求めた。結果を表２に示す。
【００９１】
【表２】
0006888130.tif 000003
【００９２】
＜＜回収率＞＞
アルミニウムの回収率は、処理前のリチウムイオン二次電池に含まれる筐体（パック筐体やセル筐体）由来のアルミニウム（Ａｌ）の全量（電極材のアルミニウムを除く）に対する、各産物の量および品位から求めた。実施例１〜４及び比較例３については、重産物に含まれるアルミニウムの量、及び熱処理の際に溶融させて回収したアルミニウムの量の合計に基づいて、処理前のリチウムイオン二次電池に含まれる筐体由来のアルミニウム全量に対する、アルミニウムの回収率を求めた。比較例１、５では、選別して回収した重産物に含まれるアルミニウムの量と比較例１、５で求めた品位を用いて回収率を求めた。
なお、処理前のリチウムイオン二次電池に含まれる筐体由来のアルミニウムの全量（電極材のアルミニウムを除く）は、リチウムイオン二次電池を解体し、Ａｌを含む部品の重量を計測し、アルミニウム部品の一部を採取し、酸で溶解し、ＩＣＰ−ＡＥＳ,ｉＣＡＰ６３００（サーモフィッシャーサイエンティフィック株式会社製）で測定し、品位（質量％）を求め、重量と品位から求めた。
【００９３】
なお、熱処理の際に溶融させて回収したアルミニウムの量は、回収した溶融アルミニウムの重量を測定し、品位を分析することにより求めた。品位の分析は、溶融アルミニウムの一部を採取し、酸で溶解し、ＩＣＰ−ＡＥＳ,ｉＣＡＰ６３００（サーモフィッシャーサイエンティフィック株式会社製）で測定することにより求めた。
【００９４】
また、アルミニウムの回収率を算出する手法と同様の手法により、処理前のリチウムイオン二次電池に含まれる銅（Ｃｕ）の全量（電極材の銅を含む）に対する、軽産物に含まれる銅の量を求めることにより、銅の回収率を求めた。結果を表３に示す。
【００９５】
続いて、比較例２〜４で選別して回収した磁着物と非磁着物とについて、アルミニウムと銅の回収率の評価を行った。
ここで、比較例２〜４については、上述したように、風力選別により選別した重産物に磁力選別を行うことにより得た非磁着物にアルミニウムが選別され、風力選別により選別した軽産物に磁力選別を行うことにより得た非磁着物に銅が選別されていると考えられる。
このため、比較例２〜４において、実施例１の評価でアルミニウムの回収率を求めた手法と同様の手法により、処理前のリチウムイオン二次電池に含まれるアルミニウムの全量に対する、風力選別により選別した重産物に磁力選別を行うことにより得た非磁着物に含まれるアルミニウムの量を求めることにより、アルミニウムの回収率を求めた。結果を表３に示す。
また、同様にして、比較例２において、処理前のリチウムイオン二次電池に含まれる銅（Ｃｕ）の全量に対する、風力選別により選別した軽産物に磁力選別を行うことにより得た非磁着物に含まれる銅の量を求めることにより、銅の回収率を求めた。結果を表３に示す。
【００９６】
【表３】
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【００９７】
このように、本発明の実施例となる実施例１〜４では、比較例１から５と比べて、リチウムイオン二次電池から選別して回収した有価物（アルミニウムと銅の合計）の品位と回収率とが、ともに高いことがわかった。特に、実施例１〜４においては、溶融して回収したアルミニウムと風力選別により回収したアルミニウムの品位がともに８０質量％以上と高い品位で回収できた。
また、比較例３においては、アルミニウムの溶融による回収を実施し、その後破砕し、篩分し、風力選別により、磁着物と非磁着物に分け、後から磁力選別を実施した。この場合、風力選別に供給される産物は、比較例２と比較して、溶融した分、アルミニウムの存在量が少なくなるが、風力選別し、その後の磁力選別により得られた非磁着物のアルミニウム品位は低かった。これは、アルミニウムを溶融して取り除いても、鉄が除去されていないことから、風力選別により軽産物側に回収したい銅が鉄と一緒に重産物側に落下してしまったことによるものである。
また、比較例４においては、破砕後の産物を目開き１．２ｍｍの篩と目開き１０ｍｍ篩を用いて１．２ｍｍ以上１０ｍｍ以下の産物を作製し、風力選別に供したが、１０ｍｍ以上の粗大な産物を篩により取り除いても、風力選別の成績は向上しなかったことから、１．２ｍｍから１０ｍｍの大きさの鉄やアルミニウムもその比率が多い場合には銅が軽産物側に風力で回収されることを妨げていることがわかった。
また、実施例１〜３よりも実施例４の成績が回収率、品位ともに数％低い。これは気流（風力）及びテーブルの振動を用い、選別対象における比重や形状の違いにより、気流に対する抵抗とテーブルに対する摩擦力が選別対象の種類ごとに異なることを利用して選別を行うエアテーブルのような選別装置よりも、選別対象物それぞれの固有の終末速度（浮遊速度）の違いを効果的に利用できる風力選別機（落下方向と交差する方向に風を吹き付けることで、分離する機構）を用いる方が適しているといえる。
また、比較例５では、アルミニウムの溶融回収をせずに、磁力選別し、その後に非磁着物に対して風力選別を実施した。この場合、アルミニウムの品位は８０％と高かったものの、軽産物への銅の回収率は５２％と非常に低かった。これは、事前の磁力選別により鉄を取り除いても、アルミニウムを溶融して除去することができていないため、風力選別により軽産物側に回収したい銅がアルミニウムと一緒に重産物側に落下してしまったことによるものである。このことは、粗大なアルミニウムが風力選別の気流による銅の搬送を妨げているといえる。
【００９８】
また、実施例１〜４では、処理前の筐体由来のアルミニウム全量に対して、溶融して回収できるアルミニウムが大部分を占めており、溶融したアルミニウムは純度が非常に高く、重産物のアルミニウムよりも高く販売できる。表４に処理前のアルミニウム全量に対する、溶融由来のアルミニウム及び重産物由来のアルミニウムの存在比率（回収率）を示す。
【００９９】
【表４】
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【０１００】
以上、説明したように、本発明の有価物の選別方法は、有価物を含む対象物を熱処理してアルミニウムを溶融させて溶融物を分離する熱処理工程と、溶融物を分離した後に残った熱処理物を破砕して破砕物を得る破砕工程と、破砕物に対し、磁力により有価物を選別する磁力選別工程と、有価物に対し、風力により一の有価物と他の有価物とを選別する風力選別工程と、を含む。
これにより、本発明の有価物の選別方法では、複数種類の有価物を含む対象物から、高品位かつ高回収率でそれぞれの有価物を回収できるように有価物を選別できる。
【符号の説明】
【０１０１】
１００    密閉型風力選別機
１１０    投入フィーダ
１２０    シロッコファン
１３０    重産物収容室
１４０    軽産物収容室
２００    重産物
３００    軽産物
【要約】
【課題】複数種類の有価物を含む対象物から、高品位かつ高回収率でそれぞれの有価物を回収できるように有価物を選別できる有価物の選別方法の提供。
【解決手段】有価物を含む対象物を熱処理してアルミニウムを溶融させて溶融物を分離する熱処理工程と、前記溶融物を分離した後に残った熱処理物を破砕して破砕物を得る破砕工程と、前記破砕物に対し、磁力により前記有価物を選別する磁力選別工程と、前記有価物に対し、風力により一の有価物と他の有価物とを選別する風力選別工程と、を含む有価物の選別方法である。
【選択図】図２【図１】
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【図２】
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