[发明专利]从含有Co、Ni、Mn的锂电池渣中回收有价金属的方法

说明书

技术领域

本发明涉及从含有Co、Ni、Mn的锂电池渣中回收有价金属的方法。所谓含有Co、Ni、Mn的锂电池渣是由三元系Li金属盐和碳、N—甲基(methyl)—2—吡咯烷酮(pyrrolidone)、聚乙烯醇(polyvinyl alcohol)等的溶剂构成的浆状物质，是通过锂二次电池制造工序对电池的规定部分装填各物质时，出于不能装填等的理由而发生的渣滓。存在于这些电池渣中并含有有价的金属酸锂的处理从有价金属回收的观点出发很重要。

背景技术

专利文献1：特开平6—251805号公报，在其申请时的平成5年锂电池还没有被开发出来，但在开发之前就对锂二次电池的循环进行了准备。在该方法中，以水注切断使用过的锂电池，将经过滤从液体被分离出的固体筛选为隔膜(separator)、集电体及正极材。这说明进行熔融或粉碎根据材料能够加以再利用。还有，作为正极材被使用的金属氧化物的金属，可列举Ni、Co、Ti、Fe、V、Mn、Mo、Cr、W等多种金属，但这些金属并非全部被使用，而在最一般的金属是Co。

专利文献2：特开2006—331707号公报提出由多阶段构成的锂电池循环法，在正极物质回收前后的阶段，机械地分离卷回体、正极、负极及隔膜，将正极浸渍于硝酸水溶液中来分离正极基材(铝)和正极活物质，将正极活物质浸渍于盐酸水溶液使之溶解，过滤溶液，由此得到Li、Ni等的金属离子混合溶液。接着，采用离子交换、电解、沉淀分离等方法，从该混合溶液回收各种金属。

专利文献3：特许第3450684号公报，是使锂二次电池搭载于各种电子设备上的平成9年的申请，提出一种从使用过的锂电池的正极活物质回收Mo、Co、Ni、Sn等的方法。具体来说是不解体使用过的锂电池，而是带着铁壳一起焙烧，对于焙烧物实施粉碎、1次磁选，以及对于非磁性物 质实施2次磁选。

因为正极所使用的Co高价，所以最近以含有大体等量的Co、Ni及Mn的锂酸金属盐为正极活物质而使用的技术开发推行。例如，专利文献4：特开2007—48692号公报，将二氧化锰、氧化钴、氧化镍及碳酸锂，按Ni:Mn:Co比为1:1:1，Li：(Ni、Mn、Co)比为1.06:1这样进行称量，将这些化合物与聚乙烯醇混合，其后，进行造粒、干燥、烧成。将该烧成三元系金属Li复氧化物与粘结剂及溶剂混合，调制成浆状正极活物质。

镍—氢化物电池的正极活物质是氢氧化镍(NiOOH)，不是和为锂电池的正极活物质的锂酸金属。关于从这种镍—氢化物电池回收金属的方法，专利文献5：特表平10—510878号公报提出以下方法。即，(1)用切碎机(shredder)破碎废电池；(2)磁选得到的碎屑，由此分离Fe、Ni；(3)以硫酸溶解非磁性材料；(4)通过pH调整分离Fe；(5)对于经过滤而分离出了Fe的滤液进行有机溶剂萃取，由此萃取Zn、Cd、Mn、Al。

若与正极物质进行比较，则负极物质中与Li一起被含有的C、Al、Si等不是有价金属，回收成本的方面也比原料成本高。但是这些负极物质也包含在电池渣中。

本申请人在专利文献6：特愿2007—74089号(平成19年3月22日申请)中，提出了以段落编号0001进行了说明的回收方法。但是，以该方法在有机溶剂中被萃取的金属只有Mn和Co。

【专利文献1】特开平6—251805号公报

【专利文献2】特开2006—331707号公报

【专利文献3】特许第3450684号公报

【专利文献4】特开2007—48692号公报

【专利文献5】特表平10—510878号公报

【专利文献6】特愿2007—74089(平成19年3月22日申请)

【非专利文献1】“资源与原材”，1997，12，Vol.113，循环大特集号，第941页

【非专利文献2】讲座·现代的金属学，精炼编2，非铁金属冶炼，昭和57年7月10日金属学会出版，第240～241页

发明内容

在电池的循环中，有例如专利文献3和5这样直接循环电池的方法，和如专利文献1和2提出的这种将电池分解为各构成构件或材料而加以回收的方法。本发明是含有由电池制造工序发生的上述的正极物质的浆状电池渣的循环法，不属于以上任何一种。

本发明其目的在于，提供一种从锂电池的电池渣中所含的含有Co、Ni及Mn的Li酸金属盐中回收有价金属的方法。