[发明专利]回收有价金属的方法

说明书

本发明提供能够严格控制将原料熔融时所需的氧分压，由此能够更高效地回收有价金属的方法。一种回收有价金属(Cu、Ni、Co)的方法，具有以下工序：作为原料，准备至少包含磷(P)以及有价金属的装入物的工序；将原料加热熔融而形成熔体后，使熔体成为含有合金和熔渣的熔融物的工序；以及从熔融物中分离熔渣并回收包含有价金属的合金的工序，将原料加热熔融时，使用氧分析计直接测定熔体中的氧分压，根据得到的测定结果来控制氧分压。

技术领域

本发明涉及回收有价金属的方法。

背景技术

近年来，锂离子电池作为轻量且大输出的电池已得到普及。众所周知的锂离子电池具有在外装罐内封入负极材料、正极材料、间隔体以及电解液的结构。此处，外装罐由铁(Fe)或铝(Al)等金属构成。负极材料由固定于负极集电体(铜箔等)的负极活性物质(石墨等)构成。正极材料由固定于正极集电体(铝箔等)的正极活性物质(镍酸锂、钴酸锂等)构成。间隔体由聚丙烯的多孔质树脂膜等构成。电解液包含六氟磷酸锂(LiPF₆)等电解质。

锂离子电池的主要用途之一是混合动力汽车或电动汽车。因此，可以预见根据汽车的生命周期，搭载的锂离子电池将被大量废弃。另外，在制造中存在作为次品废弃的锂离子电池。要求将这种使用完的电池或制造中产生的次品的电池(以下，“废锂离子电池”)作为资源再利用。

作为再利用的方法，以往提出了将废锂离子电池在高温炉(熔融炉)中全部熔解的干式冶炼工艺。干式冶炼工艺是将破碎后的废锂离子电池进行熔融处理，并利用以钴(Co)、镍(Ni)和铜(Cu)为代表的作为回收对象的有价金属与以铁(Fe)、铝(Al)为代表的附加值低的金属之间的氧亲和力的差而将它们分离回收的方法。在该方法中，对于附加值低的金属，将其极力氧化而作为熔渣，另一方面，对于有价金属，极力抑制其氧化而作为合金进行回收。

如上所述，在利用氧亲和力的差而将有价金属分离回收的干式冶炼工艺中，对熔融处理时的氧化还原度的控制非常重要。即，如果控制不充分，就会产生在应该作为有价金属回收的合金中混入杂质、或者在应该作为杂质回收的熔渣中掺入氧化的有价金属这样的问题，这会使有价金属的回收率降低。因此，在干式冶炼工艺中，以往向熔融炉中导入空气、氧等氧化剂或还原剂来控制氧化还原度。

例如，专利文献1中记载了关于用于从包含锂离子电池或电池废料的炉料中存在的锂中分离钴的工艺，优选调节对浴池(bath)的氧输入以达到10^-18～10^-14atm的目标氧压力，通过上限(10^-14atm)排除熔渣中的钴氧化物的形成以及损失，另外，通过下限(10^-18atm)保证铝和碳等元素的氧化(专利文献1的权利要求1和[0018])。

另外，专利文献2中记载了关于从含有镍和钴的锂离子废电池中回收有价金属的方法，通过预备氧化工序中的氧量、氧化时间以及温度的调整等能够进行严格的氧化度的调整，通过调整氧化度能够在熔渣分离工序中将氧化铝的大致总量作为熔渣进行分离，在熔融工序中进行微小时间的追加氧化处理，通过追加氧化工序能够更微细地调整适当的氧化度(专利文献2的权利要求1、[0033]以及[0036])。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第6542354号公报；

专利文献2：日本专利第5853585号公报。

发明内容

发明要解决的问题

如上所述，虽然提出了在干式冶炼工艺中的有价金属回收中，在熔融处理时导入空气或氧来控制氧化还原度，但是该方法还有改良的余地。即，重要的是为了高效地回收有价金属，更严格地进行氧化还原度(氧分压)的控制。