[发明专利]Ni/Co回收的前处理方法

说明书

本发明提供一种在回收镍和钴等的Ni/Co之前，作为回收物而回收除掉价值高的Li和使回收物的价值降低的Cu等的方法。本发明的Ni/Co回收的前处理方法，作为进行从使用过的二次电池和从二次电池或正极材制造时的废品中回收Ni/Co的回收处理之前所进行的前处理方法，在设温度为T[K]，处理时间为t[h]，以及压力为P[Pa]，以希望的关系成立的处理条件进行挥发，回收Li。

技术领域

本发明涉及前处理方法，该前处理方法从废二次电池、和二次电池或正极材制造时的废品中回收Ni、Co时，预先除去(1)使回收物的价值降低的Cu，还有(2)与Ni、Co同样附加价值高的Li等的易挥发的金属元素。

背景技术

近年来，在CO₂排放限制严格化，汽车的电动化推进中，二次电池被认为重要性越发增加。例如，现在使用的二次电池，主流是锂离子电池(LIB)和镍氢电池(Ni-MH)，关于这些二次电池，可预想到今后的需要也会增加。

在此，LIB和Ni-MH等的二次电池中使用Ni和Co等的金属。例如，关于LIB(lithium-ion rechargeable battery)的制造中不可欠缺的Ni和Co，有着资源世界性地普遍存在的问题，被指出有资源枯竭的风险。

从这些观点出发，Ni和Co等的金属的再循环技术受到注目。但是，现行是以水溶液电解和溶剂萃取等的湿法为中心，由于成本的问题，还没有达成大量处理的技术确立。因此，就希望一种从使用Ni和Co的LIB等的废二次电池，或从二次电池或正极材制造时的废品中，廉价且高效率地回收金属元素的技术。炼铁工艺中利用的火法精炼技术(不用水溶液，而是基于高温加热的精炼方法)，可以进行比较廉价的处理，为了应对社会性的资源再利用化的课题，另外在汽车和电气设备等各种各样的工业领域也可以加以利用这方面，认为技术的确立也是当务之急。

那么，回收的LIB等的废二次电池为了安全而实施放电和焚烧处理后，通过实施破碎和挑选处理，被分离成以框体/配线为主的铁、铜块与其他的粉末(以后称LIB焚烧残渣)。即，在LIB焚烧残渣中，大量包含来自正极材的Ni、Co氧化物，因此通过对于焚烧残渣实施气体还原，内配碳还原等的干法处理，可以使Ni、Co成分以金属元素的形态再循环。

作为上述的回收Ni、Co等的技术，已知有下面的专利文献1～专利文献4。

例如，在专利文献1中公开有一种有价金属的回收方法，是能够从废镍－氢二次电池等的废料中，简便、廉价且高纯度地回收镍、钴和稀土金属等的有价金属的方法，包括如下工序：从含有价金属的废料中回收有价物的工序；将回收的有价物以惰性气体、氢气、水蒸气气氛等的非氧化性气氛加热而除去碳的脱碳工序。

另外，在专利文献2中公开有一种从锂离子电池回收锂以及钴和其他金属的方法，其中，使炉内的温度在220℃以上至3600℃以下的范围内升温，使炉内的气氛气体(H₂+CO)为12.8％以上且使残余氧为2.4％至0，从而分离回收各个金属。

此外，在专利文献3中公开有一种技术，将薄片状电解Mn原料放入氧化镁坩埚中，使用真空感应熔炼炉(VIM炉)，在500Torr以下的惰性气氛下，以熔解温度1240℃～1400℃使之熔化，在Mn重量的0.5％～2.0％的范围内添加钙而进行脱氧和脱硫，脱氧和脱硫的结束后，浇铸到铁制铸模中制造铸块，接着将该Mn铸块再度放入氧化镁坩埚中，使用真空感应熔炼炉(VIM炉)，在200Torr以下的惰性气氛下，将熔解温度调整为1200℃～1450℃，并且维持10分钟～60分钟，之后浇铸到铁制铸模中制造铸块，接着将此金属Mn铸块放入氧化铝坩埚，以真空泵抽真空至0.1Torr后进行加热，进行升华和蒸馏反应，从而制造高纯度Mn的技术。