[发明专利]锂的回收方法及锂的回收装置

说明书

技术领域

本发明涉及锂的回收方法及锂的回收装置。

背景技术

在面向缓解温暖化的低碳化社会中，电动汽车、家庭用蓄电池等需要大型锂离子电池，其电池制造中需要笔记本等小型锂离子电池的1000倍的锂原料。另外，核融合能源的燃料的制造中，大量需要锂的同位素6锂(⁶Li)。在我国，现状是没有作为稀有金属的锂的矿物资源而依赖于进口，希望保证资源。由于6锂(⁶Li)更稀少，从海外进口也很困难，所以确保资源的愿望更强烈。

另一方面，海水中含有微量的锂，因此寻求确立从含有锂的海水等低浓度的溶液中有效回收锂的技术。专利文献1中提出了使用以β-双酮、中性有机磷化合物和具有环状结构的乙烯单体作为原料制造而成的吸附剂来回收锂的方法。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2009-161794号公报

发明内容

专利文献1记载的吸附剂吸附速度和吸附容量很大。但是，使用了吸附剂的锂的回收方法中，仍然残存有吸附剂的寿命的限制、锂吸脱附工艺复杂、锂以外的元素也吸附等、用于工业化而应该改善的课题。

本发明是鉴于以上的情况而完成的，其课题为提供与以往的技术相比工业化容易，能够选择性地从含有锂的海水等低浓度的溶液中有效地回收锂的锂的回收方法及锂的回收装置。

为了解决上述的问题，本发明的锂的回收方法是从含有锂离子的溶液中对锂离子进行选择性分离回收的锂的回收方法，其特征在于，通过在阳极电极和阴极电极之间配置含有具有锂离子选择性的离子液体的锂离子选择性透过膜使电透析槽分隔开，在所述阳极电极侧形成锂溶液室，在所述阴极电极侧形成锂离子分离回收室，并向所述锂溶液室供给所述溶液，通过电透析法，对透过所述锂离子选择性透过膜而透析至所述锂离子分离回收室的锂离子进行回收。

另外，本发明的其他的锂的回收方法是从含有锂离子的溶液中对锂离子进行选择性分离回收的锂的回收方法，其特征在于，通过在阳极电极和阴极电极之间配置多个含有具有锂离子选择性的离子液体的锂离子选择性透过膜使电透析槽分隔开，而且以配置阴离子透过膜的方式使相邻的所述锂离子选择性透过膜相互之间分隔开，并夹持所述锂离子选择性透过膜在所述阳极电极侧形成锂溶液室，在所述阴极电极侧形成锂离子分离回收室，并向所述锂溶液室供给所述溶液，通过电透析法对透过所述锂离子选择性透过膜而透析至所述锂离子分离回收室的锂离子进行回收。

另外，在该锂的回收方法中，所述锂离子选择性透过膜作为其形态优选考虑的是使离子液体浸渍在膜中而成的膜，在其阳极电极侧及阴极电极侧的一者或两者上配置了阳离子透过膜的带保护膜的锂离子选择性透过膜，以及在浸渍所述离子液体而成的膜与阳离子透过膜之间夹带有离子液体室。

另外，所述锂离子选择性透过膜作为其形态还考虑为在离子液体室的阳极电极侧及阴极电极侧的两者上配置了阳离子透过膜的带保护膜的锂离子选择性透过膜。为了降低或防止离子液体脱离，如前所述，优选配置阳离子透过膜。为了降低或防止离子液体脱离，使离子液体凝胶化的手法也是有效的。

而且，本发明的锂的回收方法中，所述离子液体优选为具有(CF₃SO₂)₂N^-或(FSO₂)₂N^-的离子液体。

用本发明的锂的回收方法从包含海水等含有低浓度锂离子的所述锂离子的溶液中得到含有锂离子的回收液时，回收液的锂浓度较低。因此，为了升高回收液的锂浓度，优选通过使用了反浸透膜的反浸透法、或电透析法进行浓度调整。

进而，在本发明的锂的回收方法中，从所述锂离子分离回收室回收的含有锂离子的回收液中，存在包含氯化物离子等负离子的情况，所以进行电解透析使负离子除去，从所述回收液回收了锂之后，利用干燥处理得到氢氧化锂(LiOH)、碳酸锂(Li₂CO₃)等锂原料。

另外，本发明的锂的回收方法的最大的特征是能够从含有所述锂离子的溶液即含有锂的海水等低浓度的溶液中回收锂。

进而，另外，在该锂的回收方法中，用低电压进行电透析时，含有所述锂离子的溶液所含锂离子大量包含6锂(⁶Li)同位素，也可以从所述溶液中浓缩所述6锂同位素。

本发明的锂的回收装置是能够实现以上的方法的装置。