[发明专利]雾化装置、金属粉体的制造方法以及有价金属的制造方法

说明书

本发明提供一种用于在通过雾化加工来制造金属粉体时使金属熔液的供给量稳定化，从而获得粒径的偏差小的金属粉体的技术。本发明是向金属熔液(M)喷射流体来制造金属粉体的雾化装置(1)，其具备：中间包(11)，金属熔液(M)被注入至该中间包的内部，使该金属熔液(M)从安装在底部(11b)的出液喷嘴(11N)排出；流体喷射喷嘴(12)，配置于中间包(11)的下方，向从该中间包(11)下落的金属熔液(M)喷射流体；由拍摄中间包(11)内而获得的图像来测定中间包(11)内的液面高度(Mh)的机构；以及根据液面高度(Mh)算出注入中间包(11)的金属熔液(M)的量并以使该高度保持大致恒定的方式注入金属熔液(M)的机构。中间包(11)的内部形成为注入的金属熔液(M)的液面面积随着朝向上下方向的上方而增大的形状。

技术领域

本发明涉及一种雾化装置、使用该雾化装置的金属粉体的制造方法以及有价金属的制造方法。

背景技术

近年来，作为轻量且大输出的二次电池，锂离子电池正在普及。锂离子电池具有在铝或铁等金属制外装罐的内部封入负极材料、正极材料、间隔体以及含六氟磷酸锂(LiPF₆)等电解质的电解液等的结构，所述负极材料是使石墨等负极活性物质固定于由铜箔构成的负极集流体而成，所述正极材料是使镍酸锂或钴酸锂等正极活性物质固定于由铝箔构成的正极集流体而成，间隔体由聚丙烯的多孔质有机树脂膜等构成。

锂离子电池的主要用途之一是混合动力汽车或电动汽车。当汽车达到寿命或电池自身达到寿命时，其中使用的锂离子电池成为废锂离子电池。根据汽车的生命周期，可以预见搭载于汽车的锂离子电池将来会被大量废弃。

提出了很多将这种使用完毕的电池或制造中产生的次品(以下，统称为“废锂离子电池”)作为资源再利用的提案。例如，在专利文献1中，提出了将具备铝外装罐的废锂离子电池载置于网状体上，通过在铝的熔点的大约660℃以上的温度条件下加热，使铝材料熔融并从网状体的网眼下落，并通过使构成电池主体部的非熔融的材料残留在网状体上，从而使熔融的铝材料与非熔融的材料分离的方法等。

此外，在向废锂离子电池中添加钙氧化物等降低与铝氧化物的混合物的熔点的助熔剂并在大气中于1400℃以上熔融时，能够分离成含有铜、镍、钴、铁等所谓的氧化物的标准生成自由能高于碳的金属的合金，以及含有铝、钙、锂等氧化物生成自由能低于碳的金属的氧化物。只要能够从主要含有铜、镍、钴、铁的合金中分离铜，就能够投入到现有的铜冶炼工艺中并作为铜金属回收，且镍、钴能够经由现有的镍冶炼工艺或钴冶炼工艺而作为镍金属、钴金属回收。由此，能以低成本回收有价金属。

但是，在将铜镍钴铁合金投入到现有的铜冶炼工艺中时，虽然铜和镍被分离回收，但由于钴与铁一同被分配至氧化物，因此难以作为钴单质回收。因此，正在研究一种通过对铜镍钴合金进行酸浸出来将镍和钴溶解在溶剂中，将铜作为溶解残渣分离，通过活用现有的冶炼工艺来回收铜、镍、钴的方法。通常，铜镍钴合金的耐腐蚀性高，根据粒径、形状、表面粗糙度、组成分布等颗粒形态，存在即使在硫酸中超过24小时也完全不溶解的情况，因此需要一种稳定地溶解于酸的铜镍钴合金。

关于该铜镍钴合金，例如提出了通过气体雾化法进行粉末化来提高其酸浸出性。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平04-276006号公报。

发明内容

发明要解决的课题

关于铜镍钴合金粉体，对该合金粉体进行分级，并调查在pH为0.5～3的硫酸溶液中的酸浸出性，结果可知：粒径小于10μm的微粉会与浓硫酸剧烈反应，因此变得难以对pH浓度调节进行控制，另一方面，粒径超过300μm的粗大粉难以溶解。