有価金属の浸出方法及びこの浸出方法を用いた有価金属の回収方法
【課題】リチウムイオン電池の正極材から有価金属を浸出し、回収する。
【解決手段】酸性溶液に正極材を浸漬させ、正極活物質及びこの正極活物質が固着した正極基板を溶解させて、正極基板を還元剤として用い、正極活物質から有価金属を浸出させる。
【解決手段】酸性溶液に正極材を浸漬させ、正極活物質及びこの正極活物質が固着した正極基板を溶解させて、正極基板を還元剤として用い、正極活物質から有価金属を浸出させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リチウムイオン電池の正極から有価金属を効率よく、またコスト削減が図られた方法により有価金属を浸出させる有価金属の浸出方法及びこの浸出方法を用いた有価金属の回収方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近の地球温暖化傾向に対し、電力の有効利用が求められている。その一つの手段として電力貯蔵用２次電池が期待され、また大気汚染防止の立場から自動車用電源として、大型２次電池の早期実用化が期待されている。また、小型２次電池も、コンピュータ等のバックアップ用電源や小型家電機器の電源として、特にデジタルカメラや携帯電話等の電気機器の普及と性能アップに伴って、需要は年々増大の一途を辿る状況にある。
【０００３】
これら２次電池としては、使用する機器に対応した性能の２次電池が要求されるが、一般にリチウムイオン電池が主に使用されている。
【０００４】
このリチウムイオン電池は、アルミニウムや鉄等の金属製の外装缶内に、銅箔からなる負極基板に黒鉛等の負極活物質を固着した負極材、アルミニウム箔等からなる正極基板にニッケル酸リチウムやコバルト酸リチウム等の正極活物質が固着させた正極材、アルミニウムや銅からなる集電体、ポリプロピレンの多孔質フィルム等の樹脂フィルム製セパレータ、及び電解液や電解質等が封入されている。
【０００５】
ところで、リチウムイオン電池の拡大する需要に対して、使用済みのリチウムイオン電池による環境汚染対策の確立が強く要望され、有価金属を回収して有効利用することが検討されている。
【０００６】
上述した構造を備えたリチウムイオン電池から有価金属を回収する方法としては、例えば特許文献１及び２に記載されるような乾式処理又は焼却処理が利用されている。この場合、有価金属のニッケル、コバルト等は多くが磁石等に再利用されている。
【０００７】
しかしながら、乾式処理又は焼却処理の方法は、熱エネルギーの消費が大きいうえ、リチウム（Ｌｉ）やアルミニウム（Ａｌ）を回収できない等の欠点があった。回収金属の純度の問題もあり、リチウムイオン電池への再利用は困難である。また、電解質として六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ６）が含有されている場合には、炉材の消耗が著しい等の問題もあった。
【０００８】
このような乾式処理又は焼却処理の問題に対して、特許文献３及び４に記載されているように、湿式処理によって有価金属を回収する方法が提案されている。正極活物質を湿式処理により溶解し、精製することにより、正極活物質を金属Ｎｉ、Ｃｏ、化合物、又は電池材料に再生することができる。この湿式処理による方法においては、酸性溶液等を用いて、リチウムイオン電池の解体物を全て溶解して有価金属を回収する全溶解法が提案されている。しかしながら、この全溶解法の場合、大過剰に存在するアルミニウム、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）等の元素に薬品が消費されてしまい、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、リチウム等の有価金属を効果的に回収するには経済的ではなかった。
【０００９】
リチウムイオン電池から正極材を選択的に剥離して、その正極材から有価金属を効率的に回収する選択剥離法による湿式処理が提案されている。この正極材の選択剥離法においては、先ず、有価金属が含まれる正極活物質を正極基板（正極箔）（Ａｌ等）から剥離するのが最初の化学処理とすることが一般的である。正極基板を剥離する処理は、酸性又はアルカリ性の溶液を使用して、正極基板から正極活物質を剥離する。剥離された正極活物質は、３価のＮｉ，Ｃｏを含んでいる。正極活物質中のＮｉ、Ｃｏの有価金属を浸出させるためには、酸性溶液中にて、正極活物質を固体の状態から液体の状態、即ち金属イオン状態にすることで、有価金属を浸出させることができる。
【００１０】
しかしながら、ニッケルやコバルト等の３価の有価金属は酸に容易に溶解しないため、容易に金属イオン状態にすることができない。
【００１１】
そこで、有価金属を浸出させる方法としては、例えば特許文献５に記載されているように、酸性溶液に亜硫酸塩等の還元剤を添加し、還元剤の還元力を利用する方法がある。この方法は、正極活物質のＬｉＣｏＯ２やＬｉＮｉＯ２等の化合物を効果的かつ迅速に金属イオンに分解することができ、正極活物質中のニッケル、コバルト等の有価金属を浸出させることができる。
【００１２】
このような湿式処理による有価金属の浸出方法では、有価金属を浸出させる前に、正極活物質からアルミニウム等の正極基板を剥離する必要があり、この剥離は正極基板を溶解させるために多くのアルカリ溶液が必要となる。また、有価金属を浸出させる際の正極活物質の溶解に必要な還元剤は、Ｎｉ、Ｃｏと等モルの電子を必要とするため、添加量が多くなる。したがって、このような湿式処理による有価金属の浸出方法では、アルカリ溶液や還元剤の使用量が多くなり、有価金属を浸出させるための費用が嵩み、経済性が損なわれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開平０７−２０７３４９号公報
【特許文献２】特開平１０−３３０８５５号公報
【特許文献３】特開平０８−２２８４６号公報
【特許文献４】特開２００３−１５７９１３号公報
【特許文献５】特開平１１−２９３３５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
そこで、本発明は、このような実情に鑑みて提案されたものであり、有価金属の浸出を効率良く行うことができ、還元剤の使用量を低減でき、コスト削減を図ることができる有価金属の浸出方法及び有価金属の回収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】
【００１５】
上述した目的を達成する本発明に係る有価金属の浸出方法は、リチウムイオン電池の正極材に含まれる有価金属を浸出させる有価金属の浸出方法であって、酸性溶液に正極材を浸漬させ、正極活物質及びこの正極活物質が固着した正極基板を溶解させて、正極活物質から有価金属を浸出させることを特徴とする。
【００１６】
また、上述した目的を達成する本発明に係る有価金属の回収方法は、リチウムイオン電池の正極材に含まれる有価金属を回収する有価金属の回収方法であって、酸性溶液に正極材を浸漬させ、正極活物質及びこの正極活物質が固着した正極基板を溶解させて、正極活物質から有価金属を浸出させる浸出工程を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、リチウムイオン電池を構成する正極材から有価金属を浸出するにあたり、有価金属の浸出を効率良く行うことができ、コストを削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】リチウムイオン電池からの有価金属の回収方法の工程を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明に係る有価金属の浸出方法及びこの浸出方法を利用し、リチウムイオン電池から有価金属を回収する有価金属の回収方法について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２０】
本発明は、リチウムイオン電池を構成する正極材の正極活物質から有価金属を湿式処理により浸出させる際に、還元剤を添加せず又は少量の還元剤で有価金属を酸性溶液中に溶解させることができるため、薬品の使用量を低減でき、コストを削減でき、効率よく有価金属を回収することができるものである。
【００２１】
本発明では、湿式処理において、リチウム、ニッケル及びコバルトを含む正極活物質及びアルミニウム箔等により形成された正極基板を酸性溶液中で一緒に溶解させることによって、正極基板を還元剤として使用することができるため、正極基板の還元力により正極活物質を還元することができる。これにより、本発明では、別途還元剤を添加することなく又は別途添加する還元剤の添加量を従来よりも非常に少なくしても、有価金属を金属イオンとすることができる。
【００２２】
具体的に、有価金属の回収方法は、酸性溶液にリチウムイオン電池の正極材を浸漬させ、正極活物質及びこの正極活物質が固着した正極基板を一緒に溶解させ、正極活物質から有価金属を浸出させる浸出工程を有する。
【００２３】
ここで、正極活物質は、例えば、ＬｉＣｏＯ２やＬｉＮｉＯ２等であり、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）等の有価金属が含まれている。正極基板としては、アルミニウム箔等である。なお、有価金属の原料となる正極材としては、リチウムイオン電池の製造工程の中間品や、回収スクラップ品等を用いることが好ましい。また、篩選別等の前処理で、正極材をクリーンな原料にすることが可能であればより好ましい。
【００２４】
この有価金属を回収する回収方法は、図１に示すように、破砕・解砕工程Ｓ１と、洗浄工程Ｓ２と、浸出工程Ｓ３と、硫化工程Ｓ４とを有する。なお、リチウムイオン電池からの有価金属の回収方法については、これらの工程に限られるものではなく、適宜変更することができる。
【００２５】
（１）破砕・解砕工程
破砕・解砕工程Ｓ１では、使用済みのリチウムイオン電池から有価金属を回収するために、電池を破砕・解砕することによって解体する。このとき、電池が充電された状態では危険であるため、解体に先立って、電池を放電させることにより無害化することが好ましい。
【００２６】
この破砕・解砕工程Ｓ１では、無害化させた電池を、通常の破砕機や解砕機を用いて適度な大きさに解体する。また、外装缶を切断し、内部の正極材や負極材等を分離解体することもできるが、この場合は分離した各部分をさらに適度な大きさに切断することが好ましい。
【００２７】
（２）洗浄工程
洗浄工程Ｓ２では、破砕・解砕工程Ｓ１を経て得られた電池解体物を、アルコール又は水で洗浄することにより、電解液及び電解質を除去する。リチウムイオン電池には、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジエチルカーボネート、ジメチルカーボネート等の有機溶剤や、六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ６）のような電解質が含まれている。
【００２８】
電池解体物の洗浄にはアルコール又は水を使用し、電池解体物を好ましくは１０〜３００ｇ／ｌの割合で投入して、振盪又は撹拌して有機成分及び電解質を除去する。アルコールとしては、エタノール、メタノール、イソプロピルアルコール、及びこれらの混合液が好ましい。電池材料を構成するカーボネート類は一般的に水に不溶であるが、炭酸エチレンは水に任意に溶け、その他の有機成分も水に多少の溶解度を有しているため、水でも洗浄可能である。また、アルコール又は水に対する電池解体物の量については、１０ｇ／ｌより少ないと経済的ではなく、また３００ｇ／ｌよりも多くなると電池解体物がかさばって洗浄が難くなる。
【００２９】
電池解体物の洗浄は、複数回繰り返して行うことが好ましい。また、例えば最初にアルコールのみを用いて洗浄した後に水を用いて再度洗浄する等、洗浄液の成分を変えて繰り返し行ってもよい。この洗浄工程Ｓ２により、有機成分及び電解質に由来するリンやフッ素等を後工程に影響を及ぼさない程度にまで除去することができる。
【００３０】
（３）浸出工程
浸出工程Ｓ３では、正極基板に正極活物質が固着したまま、即ち正極材を酸性溶液に浸漬させ、酸性溶液を用いて正極基板の溶解と正極活物質からニッケル、コバルト等の金属イオンの浸出を同時に行い、スラリーとする。浸出工程Ｓ３では、酸性溶液に、還元効果が高い正極基板のアルミニウム等が含まれているため、正極活物質のＬｉＣｏＯ２やＬｉＮｉＯ２等の化合物を効果的かつ迅速に金属イオンに分解させることができ、正極活物質中のニッケル、コバルト等の有価金属の浸出率を向上させることができる。
【００３１】
酸性溶液としては、硫酸、硝酸、塩酸等の鉱酸のほか、有機酸等を使用することができる。その中でも、コスト面、作業環境面、及び浸出液からニッケルやコバルト等を回収するという観点から、工業的には硫酸溶液を使用することが好ましい。
【００３２】
浸出の条件としては、鉱酸や有機酸の濃度、温度、スラリー濃度、攪拌強度等に最適パラメータが存在し、処理に長時間必要となるような非合理的な状態を避けるパラメータを選定する必要がある。例えば、硫酸溶液の場合には、それぞれ、硫酸濃度が０．５〜１０ｍｏｌ／ｌ、酸性溶液のｐＨが０〜１、温度が４０℃以上１００℃未満、スラリー濃度が１０〜３００ｇ／ｌ、攪拌強度は容器内活物質がすべて対流している程度となるようにする。
【００３３】
硫酸濃度は、０．５〜１０ｍｏｌ／ｌであることが好ましく、濃度が高いほど正極活物質や正極基板の溶解反応が速くなり、４ｍｏｌ／ｌを超えると、硫酸ニッケル（ＮｉＳＯ４）の結晶が生成されやすくなってしまう。したがって、硫酸の濃度は４ｍｏｌ／ｌとすることが最も好ましい。
【００３４】
硫酸溶液のｐＨは、０〜１とすることが好ましい。硫酸溶液のｐＨを０〜１とすることによって、正極活物質及び正極基板の溶解反応が開始され、酸化還元電位（ＯＲＰ）（参照電極：銀／塩化銀電極）が低下する。また、硫酸溶液は、正極活物質の溶解反応が進むにつれてｐＨが上昇するので、反応中にも硫酸を補加して、ｐＨを０〜１程度に保持することが好ましい。また、硫酸溶液のｐＨが１よりも大きい場合には、正極基板が不働態化し、ＯＲＰが上昇する。
【００３５】
硫酸溶液の温度は、高くなるほど溶解反応は速くなり、４０℃以上、１００℃未満とすることが好ましく、７０℃〜８０℃とすることが更に好ましい。硫酸溶液の温度が４０℃より低い場合には、溶解速度が遅くなってしまう。
【００３６】
スラリー濃度は、１０〜３００ｇ／ｌとすることが好ましい。スラリー濃度が１０ｇ／ｌよりも低い場合には、処理すべき液量が増加して処理が非効率的となり、３００ｇ／ｌよりも高い場合には、沈降などにより均一なスラリーを得ることが難しくなり、スラリーの均一性が問題となってしまう。したがって、スラリー濃度を１０〜３００ｇ／ｌとすることが好ましい。
【００３７】
なお、浸出工程Ｓ３では、正極基板を全溶解させた後、有価金属を浸出するのに必要な還元力が足りない場合には別途還元剤を添加するようにしてもよい。別途還元剤を添加する場合でも、上述したように正極基板を還元剤として使用しているので、少量添加するだけで正極活物質から有価金属をほぼすべて浸出させることができる。別途添加する還元剤としては、正極基板と同じアルミニウム等が好ましく、従来から使用されている亜硫曹等であってもよい。
【００３８】
このような浸出工程Ｓ３では、従来のようにアルカリ溶液を用いて正極基板を正極活物質から剥離する前処理を行う必要がなく、有価金属の浸出作業を合理化することができるため、作業効率を上げることができる。
【００３９】
また、従来では、正極活物質から正極基板を剥離して、有価金属を浸出させる際に、使用する薬品として、苛性ソーダ、硫酸、亜硫酸ナトリウム（還元剤）等の多くの薬品を使用し、またアルミ含有廃液処理のコストがかかっていた。一方、この浸出工程Ｓ３では、酸性溶液中で正極基板を還元剤として用いて有価金属の浸出を行っているため、正極基板を剥離する際に必要な薬品は不要となり、有価金属を浸出させるために必要な薬品としては主に酸性溶液と必要に応じて添加する還元剤であり、使用する薬品が少なく、コストを大幅に削減することができる。
【００４０】
特に、浸出工程Ｓ３では、正極基板を還元剤として用いることができるため、別途還元剤を添加することが不要であり、又は別途還元剤を添加する場合であっても従来よりも少量でアルミニウム等の安価の還元剤で有価金属を浸出させることができるため、最もコストインパクトの大きい還元剤を使用せず、又は使用量を大幅に削減することができるとともに、作業の合理化やアルカリ溶液等の他の薬品の使用量を低減することもできる。
【００４１】
（４）硫化工程
硫化工程Ｓ４では、浸出工程Ｓ３を経て得られた浸出液を反応容器に導入し、硫化剤を添加することによって硫化反応を生じさせ、ニッケル・コバルト混合硫化物を生成することによって、リチウムイオン電池から有価金属であるニッケル、コバルトを回収する。硫化剤としては、硫化ナトリウムや水硫化ナトリウム等の硫化アルカリを用いることができる。
【００４２】
なお、硫化工程Ｓ４を行う際に、浸出液に含有されている不純物、例えば溶解せずに残存している正極基板等を篩選別等の前処理により除去するようにしてもよい。
【００４３】
具体的に、この硫化工程Ｓ４では、溶液中に含まれるニッケルイオン（又はコバルトイオン）が、下記（１）式、（２）式又は（３）式に従って、硫化アルカリによる硫化反応により、硫化物となる。
【００４４】
Ｎｉ２＋＋Ｈ２Ｓ⇒ＮｉＳ＋２Ｈ＋ （１）
Ｎｉ２＋＋ＮａＨＳ⇒ＮｉＳ＋Ｈ＋＋Ｎａ＋ （２）
Ｎｉ２＋＋Ｎａ２Ｓ⇒ＮｉＳ＋２Ｎａ＋ （３）
【００４５】
硫化工程Ｓ４における硫化剤の添加量としては、例えば、溶液中のニッケル及びコバルトの含有量に対して１．０当量以上とすることが好ましい。硫化剤の添加量を０．１当量以上とすることによって、溶液中のニッケル及びコバルトの濃度を０．００１ｇ／ｌ以下とすることができる。
【００４６】
ただし、操業においては、浸出液中のニッケル及びコバルトの濃度を精確かつ迅速に分析することが困難な場合があることから、それ以上に硫化剤を添加しても反応溶液中のＯＲＰの変動がなくなる時点まで硫化剤を添加することがより好ましい。通常、反応は−２００〜４００ｍＶ（参照電極：銀／塩化銀電極）の範囲で完結するため、そのＯＲＰ値に基づいて添加することが好ましい。これにより、溶液中に浸出されたニッケルやコバルトを確実に硫化させることができ、これら有価金属を高い回収率で回収することができる。
【００４７】
硫化工程Ｓ４における硫化反応に用いる溶液のｐＨとしては、ｐＨ２〜４程度が好ましい。また、硫化工程Ｓ４における硫化反応の温度としては、特に限定されるものではないが、０〜９０℃とすることが好ましく、２５℃程度とすることがより好ましい。
【００４８】
このような硫化工程Ｓ４では、硫化反応により、リチウムイオン電池の正極活物質に含まれていたニッケル、コバルトを、ニッケル・コバルト硫化物（硫化澱物）として回収することができる。この硫化工程Ｓ４では、ニッケル・コバルト硫化物が不純物とは分離して回収でき、不純物は廃液に含まれるようになる。
【００４９】
以上のような有価金属の回収方法では、浸出工程Ｓ３と硫化工程Ｓ４との間に、浸出工程Ｓ３を経て得られた浸出液に含まれる正極に由来するアルミニウム、銅、鉄、クロム等の不純物を沈澱物として分離回収する中和工程を設けてもよい。
【００５０】
中和剤としては、ソーダ灰や消石灰、水酸化ナトリウム等の一般的な薬剤を用いることができ、これらの薬剤は安価で取り扱いも容易である。
【００５１】
溶液のｐＨとしては、上述した中和剤を添加することによって、ｐＨ３．０〜５．５に調整することが好ましい。ｐＨが３．０より小さい場合ではアルミニウム、銅を澱物として分離回収することができない。一方で、ｐＨが５．５より大きい場合には、ニッケルやコバルトが同時に沈澱してしまい、アルミニウム及び銅の澱物中に含有されてロスとなるため好ましくない。なお、その他の元素として溶液中に鉄が含有されている場合でも、アルミニウム及び銅と同時に澱物中に分離することができる。
【００５２】
中和工程では、上述した浸出工程Ｓ３において酸性溶液に正極材を浸漬させているため、正極活物質に含まれていたアルミニウム、銅、鉄、クロム等が浸出液に含まれているが、後の有価金属を回収する硫化工程Ｓ４を行う前に除去することができる。この中和工程を行うことによって、有価金属を回収する際に、回収物に不純物が混入することをより防止することができる。
【００５３】
上述した有価金属の回収方法では、正極活物質から有価金属を浸出させる浸出工程Ｓ３において、正極活物質とともに正極基板も酸性溶液中に浸漬させて一緒に溶解させることによって、正極基板のアルミニウム等が還元剤となり、ＬｉＣｏＯ２やＬｉＮｉＯ２等の正極活物質から有価金属を浸出させることができる。このため、この有価金属の回収方法では、従来のように正極基板を正極活物質から剥離する前処理を行っておらず、有価金属の浸出作業を合理化することができるため、作業効率を上げることができる。
【００５４】
また、この有価金属の回収工程では、正極基板を還元剤として用いることにより、別途還元剤を添加することが不要であり、又は別途還元剤を添加する場合には従来よりも少量の還元剤を添加するだけで有価金属を浸出させることができる。これにより、この有価金属の回収工程では、有価金属を浸出させるために必要な薬品としては主に酸性溶液と必要に応じて添加する還元剤であり、最もコストインパクトの大きい還元剤を使用せず、又は使用量を大幅に削減することができ、またアルカリ溶液等の他の薬品の使用量も低減することができるため、コストを削減することができる。
【００５５】
なお、本実施の形態に係るリチウムイオン電池からの有価金属の回収方法は、上述した各工程からなるものに限られるものではなく、本発明の要旨を変更しない限りにおいて、適宜変更することができる。
【実施例】
【００５６】
以下、実施例を用いて本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００５７】
（実施例１）
実施例１では、リチウムイオン電池から有価金属のニッケル、コバルトを回収した。まず、原料としてニッケル、コバルトを含む正極活物質が付着したアルミニウム箔からなる正極基板のみ、即ち正極材を二軸破砕機により、１ｃｍ角程度の大きさに切断した。
【００５８】
この正極材を４ｍｏｌ／ｌ、８０℃の硫酸溶液に浸漬し、攪拌によって正極基板（Ａｌ）の溶解と正極活物質の浸出を同時に行った。正極基板のＡｌは、正極材全体に対して１０ｗｔ％程度であり、この切断した正極材３０ｇを８０℃で溶解し、最終的に３５０ｍｌとした。
【００５９】
硫酸は、反応を見ながら約１時間かけて徐々に供給し、所定量供給後、攪拌、反応の進行を維持し、トータル約２時間４０分でＡｌの全溶解を確認した。このスラリー溶液の濃度は、１００ｇ／ｌである。Ａｌが残っている間は、溶液のＯＲＰが０ｍＶ近傍を動くのであるが、Ａｌ量の減少ともに徐々に上がり始め、全量溶解の段階で１０００ｍＶを超える程度に達した。
【００６０】
そして、浸出液中のＮｉ、Ｃｏと浸出せずに固体として残渣中に残ったＮｉ、Ｃｏ量を分析したところ、正極活物質中のＮｉ浸出率は８５．８％、Ｃｏの浸出率は８７．８％、Ａｌは９９．７％であった。還元剤を供給しなければほとんど浸出することのない正極活物質（有価金属）が、正極基板（Ａｌ）を還元剤として浸出することにより、８５％の還元剤を削減することが可能になることが実施例１よりわかる。Ｎｉが約８５％浸出、つまり約８５％還元されていることから、少なくともその分の還元剤の添加は不要となるため、約８５％還元剤を削減できているといえる。浸出率は、｛浸出液中のＮｉ、Ｃｏ量｝÷｛（浸出液中のＮｉ、Ｃｏ量）＋（残渣中に残ったＮｉ、Ｃｏ量）｝より求めた。
【００６１】
なお、上記処理により浸出させることができなかったニッケル及びコバルトは、少量の亜硫曹を添加することによって、すべて浸出させることができた。
【００６２】
以上、実施例１から、アルミニウム箔の正極基板のみによって正極活物質中の約８５％以上のニッケルやコバルトを浸出させることができ、残りのニッケルやコバルトを少量の亜硫曹で浸出させることによって、ニッケル及びコバルトの浸出率をほぼ１００％とすることができる。
【００６３】
（比較例１）
比較例１では、硫酸溶液の濃度を０．１ｍｏｌ／ｌに設定したこと以外は、実施例１と同じ条件で正極活物質（有価金属）の浸出を行った。２時間経過後でもほとんどのＡｌが残っており溶解しておらず、正極活物質（有価金属）の浸出も起こらなかった。
【００６４】
以上より、有価金属を浸出する際に、実施例１における条件とすることによって、正極基板のＡｌが還元剤として働き、約８５％以上の有価金属を浸出することができることがわかる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リチウムイオン電池の正極から有価金属を効率よく、またコスト削減が図られた方法により有価金属を浸出させる有価金属の浸出方法及びこの浸出方法を用いた有価金属の回収方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近の地球温暖化傾向に対し、電力の有効利用が求められている。その一つの手段として電力貯蔵用２次電池が期待され、また大気汚染防止の立場から自動車用電源として、大型２次電池の早期実用化が期待されている。また、小型２次電池も、コンピュータ等のバックアップ用電源や小型家電機器の電源として、特にデジタルカメラや携帯電話等の電気機器の普及と性能アップに伴って、需要は年々増大の一途を辿る状況にある。
【０００３】
これら２次電池としては、使用する機器に対応した性能の２次電池が要求されるが、一般にリチウムイオン電池が主に使用されている。
【０００４】
このリチウムイオン電池は、アルミニウムや鉄等の金属製の外装缶内に、銅箔からなる負極基板に黒鉛等の負極活物質を固着した負極材、アルミニウム箔等からなる正極基板にニッケル酸リチウムやコバルト酸リチウム等の正極活物質が固着させた正極材、アルミニウムや銅からなる集電体、ポリプロピレンの多孔質フィルム等の樹脂フィルム製セパレータ、及び電解液や電解質等が封入されている。
【０００５】
ところで、リチウムイオン電池の拡大する需要に対して、使用済みのリチウムイオン電池による環境汚染対策の確立が強く要望され、有価金属を回収して有効利用することが検討されている。
【０００６】
上述した構造を備えたリチウムイオン電池から有価金属を回収する方法としては、例えば特許文献１及び２に記載されるような乾式処理又は焼却処理が利用されている。この場合、有価金属のニッケル、コバルト等は多くが磁石等に再利用されている。
【０００７】
しかしながら、乾式処理又は焼却処理の方法は、熱エネルギーの消費が大きいうえ、リチウム（Ｌｉ）やアルミニウム（Ａｌ）を回収できない等の欠点があった。回収金属の純度の問題もあり、リチウムイオン電池への再利用は困難である。また、電解質として六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ６）が含有されている場合には、炉材の消耗が著しい等の問題もあった。
【０００８】
このような乾式処理又は焼却処理の問題に対して、特許文献３及び４に記載されているように、湿式処理によって有価金属を回収する方法が提案されている。正極活物質を湿式処理により溶解し、精製することにより、正極活物質を金属Ｎｉ、Ｃｏ、化合物、又は電池材料に再生することができる。この湿式処理による方法においては、酸性溶液等を用いて、リチウムイオン電池の解体物を全て溶解して有価金属を回収する全溶解法が提案されている。しかしながら、この全溶解法の場合、大過剰に存在するアルミニウム、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）等の元素に薬品が消費されてしまい、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、リチウム等の有価金属を効果的に回収するには経済的ではなかった。
【０００９】
リチウムイオン電池から正極材を選択的に剥離して、その正極材から有価金属を効率的に回収する選択剥離法による湿式処理が提案されている。この正極材の選択剥離法においては、先ず、有価金属が含まれる正極活物質を正極基板（正極箔）（Ａｌ等）から剥離するのが最初の化学処理とすることが一般的である。正極基板を剥離する処理は、酸性又はアルカリ性の溶液を使用して、正極基板から正極活物質を剥離する。剥離された正極活物質は、３価のＮｉ，Ｃｏを含んでいる。正極活物質中のＮｉ、Ｃｏの有価金属を浸出させるためには、酸性溶液中にて、正極活物質を固体の状態から液体の状態、即ち金属イオン状態にすることで、有価金属を浸出させることができる。
【００１０】
しかしながら、ニッケルやコバルト等の３価の有価金属は酸に容易に溶解しないため、容易に金属イオン状態にすることができない。
【００１１】
そこで、有価金属を浸出させる方法としては、例えば特許文献５に記載されているように、酸性溶液に亜硫酸塩等の還元剤を添加し、還元剤の還元力を利用する方法がある。この方法は、正極活物質のＬｉＣｏＯ２やＬｉＮｉＯ２等の化合物を効果的かつ迅速に金属イオンに分解することができ、正極活物質中のニッケル、コバルト等の有価金属を浸出させることができる。
【００１２】
このような湿式処理による有価金属の浸出方法では、有価金属を浸出させる前に、正極活物質からアルミニウム等の正極基板を剥離する必要があり、この剥離は正極基板を溶解させるために多くのアルカリ溶液が必要となる。また、有価金属を浸出させる際の正極活物質の溶解に必要な還元剤は、Ｎｉ、Ｃｏと等モルの電子を必要とするため、添加量が多くなる。したがって、このような湿式処理による有価金属の浸出方法では、アルカリ溶液や還元剤の使用量が多くなり、有価金属を浸出させるための費用が嵩み、経済性が損なわれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開平０７−２０７３４９号公報
【特許文献２】特開平１０−３３０８５５号公報
【特許文献３】特開平０８−２２８４６号公報
【特許文献４】特開２００３−１５７９１３号公報
【特許文献５】特開平１１−２９３３５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
そこで、本発明は、このような実情に鑑みて提案されたものであり、有価金属の浸出を効率良く行うことができ、還元剤の使用量を低減でき、コスト削減を図ることができる有価金属の浸出方法及び有価金属の回収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】
【００１５】
上述した目的を達成する本発明に係る有価金属の浸出方法は、リチウムイオン電池の正極材に含まれる有価金属を浸出させる有価金属の浸出方法であって、酸性溶液に正極材を浸漬させ、正極活物質及びこの正極活物質が固着した正極基板を溶解させて、正極活物質から有価金属を浸出させることを特徴とする。
【００１６】
また、上述した目的を達成する本発明に係る有価金属の回収方法は、リチウムイオン電池の正極材に含まれる有価金属を回収する有価金属の回収方法であって、酸性溶液に正極材を浸漬させ、正極活物質及びこの正極活物質が固着した正極基板を溶解させて、正極活物質から有価金属を浸出させる浸出工程を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、リチウムイオン電池を構成する正極材から有価金属を浸出するにあたり、有価金属の浸出を効率良く行うことができ、コストを削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】リチウムイオン電池からの有価金属の回収方法の工程を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明に係る有価金属の浸出方法及びこの浸出方法を利用し、リチウムイオン電池から有価金属を回収する有価金属の回収方法について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２０】
本発明は、リチウムイオン電池を構成する正極材の正極活物質から有価金属を湿式処理により浸出させる際に、還元剤を添加せず又は少量の還元剤で有価金属を酸性溶液中に溶解させることができるため、薬品の使用量を低減でき、コストを削減でき、効率よく有価金属を回収することができるものである。
【００２１】
本発明では、湿式処理において、リチウム、ニッケル及びコバルトを含む正極活物質及びアルミニウム箔等により形成された正極基板を酸性溶液中で一緒に溶解させることによって、正極基板を還元剤として使用することができるため、正極基板の還元力により正極活物質を還元することができる。これにより、本発明では、別途還元剤を添加することなく又は別途添加する還元剤の添加量を従来よりも非常に少なくしても、有価金属を金属イオンとすることができる。
【００２２】
具体的に、有価金属の回収方法は、酸性溶液にリチウムイオン電池の正極材を浸漬させ、正極活物質及びこの正極活物質が固着した正極基板を一緒に溶解させ、正極活物質から有価金属を浸出させる浸出工程を有する。
【００２３】
ここで、正極活物質は、例えば、ＬｉＣｏＯ２やＬｉＮｉＯ２等であり、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）等の有価金属が含まれている。正極基板としては、アルミニウム箔等である。なお、有価金属の原料となる正極材としては、リチウムイオン電池の製造工程の中間品や、回収スクラップ品等を用いることが好ましい。また、篩選別等の前処理で、正極材をクリーンな原料にすることが可能であればより好ましい。
【００２４】
この有価金属を回収する回収方法は、図１に示すように、破砕・解砕工程Ｓ１と、洗浄工程Ｓ２と、浸出工程Ｓ３と、硫化工程Ｓ４とを有する。なお、リチウムイオン電池からの有価金属の回収方法については、これらの工程に限られるものではなく、適宜変更することができる。
【００２５】
（１）破砕・解砕工程
破砕・解砕工程Ｓ１では、使用済みのリチウムイオン電池から有価金属を回収するために、電池を破砕・解砕することによって解体する。このとき、電池が充電された状態では危険であるため、解体に先立って、電池を放電させることにより無害化することが好ましい。
【００２６】
この破砕・解砕工程Ｓ１では、無害化させた電池を、通常の破砕機や解砕機を用いて適度な大きさに解体する。また、外装缶を切断し、内部の正極材や負極材等を分離解体することもできるが、この場合は分離した各部分をさらに適度な大きさに切断することが好ましい。
【００２７】
（２）洗浄工程
洗浄工程Ｓ２では、破砕・解砕工程Ｓ１を経て得られた電池解体物を、アルコール又は水で洗浄することにより、電解液及び電解質を除去する。リチウムイオン電池には、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジエチルカーボネート、ジメチルカーボネート等の有機溶剤や、六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ６）のような電解質が含まれている。
【００２８】
電池解体物の洗浄にはアルコール又は水を使用し、電池解体物を好ましくは１０〜３００ｇ／ｌの割合で投入して、振盪又は撹拌して有機成分及び電解質を除去する。アルコールとしては、エタノール、メタノール、イソプロピルアルコール、及びこれらの混合液が好ましい。電池材料を構成するカーボネート類は一般的に水に不溶であるが、炭酸エチレンは水に任意に溶け、その他の有機成分も水に多少の溶解度を有しているため、水でも洗浄可能である。また、アルコール又は水に対する電池解体物の量については、１０ｇ／ｌより少ないと経済的ではなく、また３００ｇ／ｌよりも多くなると電池解体物がかさばって洗浄が難くなる。
【００２９】
電池解体物の洗浄は、複数回繰り返して行うことが好ましい。また、例えば最初にアルコールのみを用いて洗浄した後に水を用いて再度洗浄する等、洗浄液の成分を変えて繰り返し行ってもよい。この洗浄工程Ｓ２により、有機成分及び電解質に由来するリンやフッ素等を後工程に影響を及ぼさない程度にまで除去することができる。
【００３０】
（３）浸出工程
浸出工程Ｓ３では、正極基板に正極活物質が固着したまま、即ち正極材を酸性溶液に浸漬させ、酸性溶液を用いて正極基板の溶解と正極活物質からニッケル、コバルト等の金属イオンの浸出を同時に行い、スラリーとする。浸出工程Ｓ３では、酸性溶液に、還元効果が高い正極基板のアルミニウム等が含まれているため、正極活物質のＬｉＣｏＯ２やＬｉＮｉＯ２等の化合物を効果的かつ迅速に金属イオンに分解させることができ、正極活物質中のニッケル、コバルト等の有価金属の浸出率を向上させることができる。
【００３１】
酸性溶液としては、硫酸、硝酸、塩酸等の鉱酸のほか、有機酸等を使用することができる。その中でも、コスト面、作業環境面、及び浸出液からニッケルやコバルト等を回収するという観点から、工業的には硫酸溶液を使用することが好ましい。
【００３２】
浸出の条件としては、鉱酸や有機酸の濃度、温度、スラリー濃度、攪拌強度等に最適パラメータが存在し、処理に長時間必要となるような非合理的な状態を避けるパラメータを選定する必要がある。例えば、硫酸溶液の場合には、それぞれ、硫酸濃度が０．５〜１０ｍｏｌ／ｌ、酸性溶液のｐＨが０〜１、温度が４０℃以上１００℃未満、スラリー濃度が１０〜３００ｇ／ｌ、攪拌強度は容器内活物質がすべて対流している程度となるようにする。
【００３３】
硫酸濃度は、０．５〜１０ｍｏｌ／ｌであることが好ましく、濃度が高いほど正極活物質や正極基板の溶解反応が速くなり、４ｍｏｌ／ｌを超えると、硫酸ニッケル（ＮｉＳＯ４）の結晶が生成されやすくなってしまう。したがって、硫酸の濃度は４ｍｏｌ／ｌとすることが最も好ましい。
【００３４】
硫酸溶液のｐＨは、０〜１とすることが好ましい。硫酸溶液のｐＨを０〜１とすることによって、正極活物質及び正極基板の溶解反応が開始され、酸化還元電位（ＯＲＰ）（参照電極：銀／塩化銀電極）が低下する。また、硫酸溶液は、正極活物質の溶解反応が進むにつれてｐＨが上昇するので、反応中にも硫酸を補加して、ｐＨを０〜１程度に保持することが好ましい。また、硫酸溶液のｐＨが１よりも大きい場合には、正極基板が不働態化し、ＯＲＰが上昇する。
【００３５】
硫酸溶液の温度は、高くなるほど溶解反応は速くなり、４０℃以上、１００℃未満とすることが好ましく、７０℃〜８０℃とすることが更に好ましい。硫酸溶液の温度が４０℃より低い場合には、溶解速度が遅くなってしまう。
【００３６】
スラリー濃度は、１０〜３００ｇ／ｌとすることが好ましい。スラリー濃度が１０ｇ／ｌよりも低い場合には、処理すべき液量が増加して処理が非効率的となり、３００ｇ／ｌよりも高い場合には、沈降などにより均一なスラリーを得ることが難しくなり、スラリーの均一性が問題となってしまう。したがって、スラリー濃度を１０〜３００ｇ／ｌとすることが好ましい。
【００３７】
なお、浸出工程Ｓ３では、正極基板を全溶解させた後、有価金属を浸出するのに必要な還元力が足りない場合には別途還元剤を添加するようにしてもよい。別途還元剤を添加する場合でも、上述したように正極基板を還元剤として使用しているので、少量添加するだけで正極活物質から有価金属をほぼすべて浸出させることができる。別途添加する還元剤としては、正極基板と同じアルミニウム等が好ましく、従来から使用されている亜硫曹等であってもよい。
【００３８】
このような浸出工程Ｓ３では、従来のようにアルカリ溶液を用いて正極基板を正極活物質から剥離する前処理を行う必要がなく、有価金属の浸出作業を合理化することができるため、作業効率を上げることができる。
【００３９】
また、従来では、正極活物質から正極基板を剥離して、有価金属を浸出させる際に、使用する薬品として、苛性ソーダ、硫酸、亜硫酸ナトリウム（還元剤）等の多くの薬品を使用し、またアルミ含有廃液処理のコストがかかっていた。一方、この浸出工程Ｓ３では、酸性溶液中で正極基板を還元剤として用いて有価金属の浸出を行っているため、正極基板を剥離する際に必要な薬品は不要となり、有価金属を浸出させるために必要な薬品としては主に酸性溶液と必要に応じて添加する還元剤であり、使用する薬品が少なく、コストを大幅に削減することができる。
【００４０】
特に、浸出工程Ｓ３では、正極基板を還元剤として用いることができるため、別途還元剤を添加することが不要であり、又は別途還元剤を添加する場合であっても従来よりも少量でアルミニウム等の安価の還元剤で有価金属を浸出させることができるため、最もコストインパクトの大きい還元剤を使用せず、又は使用量を大幅に削減することができるとともに、作業の合理化やアルカリ溶液等の他の薬品の使用量を低減することもできる。
【００４１】
（４）硫化工程
硫化工程Ｓ４では、浸出工程Ｓ３を経て得られた浸出液を反応容器に導入し、硫化剤を添加することによって硫化反応を生じさせ、ニッケル・コバルト混合硫化物を生成することによって、リチウムイオン電池から有価金属であるニッケル、コバルトを回収する。硫化剤としては、硫化ナトリウムや水硫化ナトリウム等の硫化アルカリを用いることができる。
【００４２】
なお、硫化工程Ｓ４を行う際に、浸出液に含有されている不純物、例えば溶解せずに残存している正極基板等を篩選別等の前処理により除去するようにしてもよい。
【００４３】
具体的に、この硫化工程Ｓ４では、溶液中に含まれるニッケルイオン（又はコバルトイオン）が、下記（１）式、（２）式又は（３）式に従って、硫化アルカリによる硫化反応により、硫化物となる。
【００４４】
Ｎｉ２＋＋Ｈ２Ｓ⇒ＮｉＳ＋２Ｈ＋ （１）
Ｎｉ２＋＋ＮａＨＳ⇒ＮｉＳ＋Ｈ＋＋Ｎａ＋ （２）
Ｎｉ２＋＋Ｎａ２Ｓ⇒ＮｉＳ＋２Ｎａ＋ （３）
【００４５】
硫化工程Ｓ４における硫化剤の添加量としては、例えば、溶液中のニッケル及びコバルトの含有量に対して１．０当量以上とすることが好ましい。硫化剤の添加量を０．１当量以上とすることによって、溶液中のニッケル及びコバルトの濃度を０．００１ｇ／ｌ以下とすることができる。
【００４６】
ただし、操業においては、浸出液中のニッケル及びコバルトの濃度を精確かつ迅速に分析することが困難な場合があることから、それ以上に硫化剤を添加しても反応溶液中のＯＲＰの変動がなくなる時点まで硫化剤を添加することがより好ましい。通常、反応は−２００〜４００ｍＶ（参照電極：銀／塩化銀電極）の範囲で完結するため、そのＯＲＰ値に基づいて添加することが好ましい。これにより、溶液中に浸出されたニッケルやコバルトを確実に硫化させることができ、これら有価金属を高い回収率で回収することができる。
【００４７】
硫化工程Ｓ４における硫化反応に用いる溶液のｐＨとしては、ｐＨ２〜４程度が好ましい。また、硫化工程Ｓ４における硫化反応の温度としては、特に限定されるものではないが、０〜９０℃とすることが好ましく、２５℃程度とすることがより好ましい。
【００４８】
このような硫化工程Ｓ４では、硫化反応により、リチウムイオン電池の正極活物質に含まれていたニッケル、コバルトを、ニッケル・コバルト硫化物（硫化澱物）として回収することができる。この硫化工程Ｓ４では、ニッケル・コバルト硫化物が不純物とは分離して回収でき、不純物は廃液に含まれるようになる。
【００４９】
以上のような有価金属の回収方法では、浸出工程Ｓ３と硫化工程Ｓ４との間に、浸出工程Ｓ３を経て得られた浸出液に含まれる正極に由来するアルミニウム、銅、鉄、クロム等の不純物を沈澱物として分離回収する中和工程を設けてもよい。
【００５０】
中和剤としては、ソーダ灰や消石灰、水酸化ナトリウム等の一般的な薬剤を用いることができ、これらの薬剤は安価で取り扱いも容易である。
【００５１】
溶液のｐＨとしては、上述した中和剤を添加することによって、ｐＨ３．０〜５．５に調整することが好ましい。ｐＨが３．０より小さい場合ではアルミニウム、銅を澱物として分離回収することができない。一方で、ｐＨが５．５より大きい場合には、ニッケルやコバルトが同時に沈澱してしまい、アルミニウム及び銅の澱物中に含有されてロスとなるため好ましくない。なお、その他の元素として溶液中に鉄が含有されている場合でも、アルミニウム及び銅と同時に澱物中に分離することができる。
【００５２】
中和工程では、上述した浸出工程Ｓ３において酸性溶液に正極材を浸漬させているため、正極活物質に含まれていたアルミニウム、銅、鉄、クロム等が浸出液に含まれているが、後の有価金属を回収する硫化工程Ｓ４を行う前に除去することができる。この中和工程を行うことによって、有価金属を回収する際に、回収物に不純物が混入することをより防止することができる。
【００５３】
上述した有価金属の回収方法では、正極活物質から有価金属を浸出させる浸出工程Ｓ３において、正極活物質とともに正極基板も酸性溶液中に浸漬させて一緒に溶解させることによって、正極基板のアルミニウム等が還元剤となり、ＬｉＣｏＯ２やＬｉＮｉＯ２等の正極活物質から有価金属を浸出させることができる。このため、この有価金属の回収方法では、従来のように正極基板を正極活物質から剥離する前処理を行っておらず、有価金属の浸出作業を合理化することができるため、作業効率を上げることができる。
【００５４】
また、この有価金属の回収工程では、正極基板を還元剤として用いることにより、別途還元剤を添加することが不要であり、又は別途還元剤を添加する場合には従来よりも少量の還元剤を添加するだけで有価金属を浸出させることができる。これにより、この有価金属の回収工程では、有価金属を浸出させるために必要な薬品としては主に酸性溶液と必要に応じて添加する還元剤であり、最もコストインパクトの大きい還元剤を使用せず、又は使用量を大幅に削減することができ、またアルカリ溶液等の他の薬品の使用量も低減することができるため、コストを削減することができる。
【００５５】
なお、本実施の形態に係るリチウムイオン電池からの有価金属の回収方法は、上述した各工程からなるものに限られるものではなく、本発明の要旨を変更しない限りにおいて、適宜変更することができる。
【実施例】
【００５６】
以下、実施例を用いて本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００５７】
（実施例１）
実施例１では、リチウムイオン電池から有価金属のニッケル、コバルトを回収した。まず、原料としてニッケル、コバルトを含む正極活物質が付着したアルミニウム箔からなる正極基板のみ、即ち正極材を二軸破砕機により、１ｃｍ角程度の大きさに切断した。
【００５８】
この正極材を４ｍｏｌ／ｌ、８０℃の硫酸溶液に浸漬し、攪拌によって正極基板（Ａｌ）の溶解と正極活物質の浸出を同時に行った。正極基板のＡｌは、正極材全体に対して１０ｗｔ％程度であり、この切断した正極材３０ｇを８０℃で溶解し、最終的に３５０ｍｌとした。
【００５９】
硫酸は、反応を見ながら約１時間かけて徐々に供給し、所定量供給後、攪拌、反応の進行を維持し、トータル約２時間４０分でＡｌの全溶解を確認した。このスラリー溶液の濃度は、１００ｇ／ｌである。Ａｌが残っている間は、溶液のＯＲＰが０ｍＶ近傍を動くのであるが、Ａｌ量の減少ともに徐々に上がり始め、全量溶解の段階で１０００ｍＶを超える程度に達した。
【００６０】
そして、浸出液中のＮｉ、Ｃｏと浸出せずに固体として残渣中に残ったＮｉ、Ｃｏ量を分析したところ、正極活物質中のＮｉ浸出率は８５．８％、Ｃｏの浸出率は８７．８％、Ａｌは９９．７％であった。還元剤を供給しなければほとんど浸出することのない正極活物質（有価金属）が、正極基板（Ａｌ）を還元剤として浸出することにより、８５％の還元剤を削減することが可能になることが実施例１よりわかる。Ｎｉが約８５％浸出、つまり約８５％還元されていることから、少なくともその分の還元剤の添加は不要となるため、約８５％還元剤を削減できているといえる。浸出率は、｛浸出液中のＮｉ、Ｃｏ量｝÷｛（浸出液中のＮｉ、Ｃｏ量）＋（残渣中に残ったＮｉ、Ｃｏ量）｝より求めた。
【００６１】
なお、上記処理により浸出させることができなかったニッケル及びコバルトは、少量の亜硫曹を添加することによって、すべて浸出させることができた。
【００６２】
以上、実施例１から、アルミニウム箔の正極基板のみによって正極活物質中の約８５％以上のニッケルやコバルトを浸出させることができ、残りのニッケルやコバルトを少量の亜硫曹で浸出させることによって、ニッケル及びコバルトの浸出率をほぼ１００％とすることができる。
【００６３】
（比較例１）
比較例１では、硫酸溶液の濃度を０．１ｍｏｌ／ｌに設定したこと以外は、実施例１と同じ条件で正極活物質（有価金属）の浸出を行った。２時間経過後でもほとんどのＡｌが残っており溶解しておらず、正極活物質（有価金属）の浸出も起こらなかった。
【００６４】
以上より、有価金属を浸出する際に、実施例１における条件とすることによって、正極基板のＡｌが還元剤として働き、約８５％以上の有価金属を浸出することができることがわかる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リチウムイオン電池の正極材に含まれる有価金属を浸出させる有価金属の浸出方法であって、
酸性溶液に上記正極材を浸漬させ、正極活物質及びこの正極活物質が固着した正極基板を溶解させて、上記正極活物質から上記有価金属を浸出させることを特徴とする有価金属の浸出方法。
【請求項２】
上記正極基板は、アルミニウム箔であることを特徴とする請求項１記載の有価金属の浸出方法。
【請求項３】
上記有価金属は、ニッケル及びコバルトであることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の有価金属の浸出方法。
【請求項４】
リチウムイオン電池の正極材に含まれる上記有価金属を回収する有価金属の回収方法であって、
酸性溶液に上記正極材を浸漬させ、正極活物質及びこの正極活物質が固着した正極基板を溶解させて、上記正極活物質から上記有価金属を浸出させる浸出工程を有することを特徴とする有価金属の回収方法。
【請求項５】
上記正極基板は、アルミニウム箔であることを特徴とする請求項４記載の有価金属の回収方法。
【請求項６】
上記有価金属は、ニッケル及びコバルトであることを特徴とする請求項４又は請求項５記載の有価金属の回収方法。
【請求項７】
更に、上記浸出工程で得られた浸出液に硫化剤を添加して、上記有価金属の混合硫化物を形成する硫化工程を有することを特徴とする請求項４乃至請求項６のいずれか１項記載の有価金属の回収方法。
【請求項８】
更に、上記硫化工程の前に、上記浸出工程で得られた浸出液を中和剤で中和し、上記浸出液に含まれている不純物の金属を沈澱物として分離回収する中和工程を有することを特徴とする請求項７記載の有価金属の回収方法。
【請求項１】
リチウムイオン電池の正極材に含まれる有価金属を浸出させる有価金属の浸出方法であって、
酸性溶液に上記正極材を浸漬させ、正極活物質及びこの正極活物質が固着した正極基板を溶解させて、上記正極活物質から上記有価金属を浸出させることを特徴とする有価金属の浸出方法。
【請求項２】
上記正極基板は、アルミニウム箔であることを特徴とする請求項１記載の有価金属の浸出方法。
【請求項３】
上記有価金属は、ニッケル及びコバルトであることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の有価金属の浸出方法。
【請求項４】
リチウムイオン電池の正極材に含まれる上記有価金属を回収する有価金属の回収方法であって、
酸性溶液に上記正極材を浸漬させ、正極活物質及びこの正極活物質が固着した正極基板を溶解させて、上記正極活物質から上記有価金属を浸出させる浸出工程を有することを特徴とする有価金属の回収方法。
【請求項５】
上記正極基板は、アルミニウム箔であることを特徴とする請求項４記載の有価金属の回収方法。
【請求項６】
上記有価金属は、ニッケル及びコバルトであることを特徴とする請求項４又は請求項５記載の有価金属の回収方法。
【請求項７】
更に、上記浸出工程で得られた浸出液に硫化剤を添加して、上記有価金属の混合硫化物を形成する硫化工程を有することを特徴とする請求項４乃至請求項６のいずれか１項記載の有価金属の回収方法。
【請求項８】
更に、上記硫化工程の前に、上記浸出工程で得られた浸出液を中和剤で中和し、上記浸出液に含まれている不純物の金属を沈澱物として分離回収する中和工程を有することを特徴とする請求項７記載の有価金属の回収方法。
【図１】
【公開番号】特開２０１２−１５３９５６（Ｐ２０１２−１５３９５６Ａ）
【公開日】平成２４年８月１６日（２０１２．８．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１５４０４（Ｐ２０１１−１５４０４）
【出願日】平成２３年１月２７日（２０１１．１．２７）
【出願人】（０００１８３３０３）住友金属鉱山株式会社 (2,015)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月１６日（２０１２．８．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月２７日（２０１１．１．２７）
【出願人】（０００１８３３０３）住友金属鉱山株式会社 (2,015)
【Ｆターム（参考）】
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