[发明专利]钴及镍的分离方法

说明书

本发明的方法包括：热处理工序(S1)，加热锂离子二次电池而进行热处理；粉碎分选工序(S2)，对热处理后的锂离子二次电池进行粉碎及分级，获得至少含有钴、镍、铜及锂的电极材料；浸出工序(S3)，将电极材料浸渍于含有硫酸及过氧化氢的处理液中而获得浸出液；铜分离工序(S4)，向浸出液中加入硫化氢化合物并搅拌之后，进行固液分离，获得含有钴和镍的洗脱液及含有硫化铜的残渣；及钴‑镍分离工序(S5)，向洗脱液中加入碱金属氢氧化物调整pH之后，加入硫化氢化合物进行搅拌及固液分离，获得含有硫化钴和硫化镍的沉淀物及含有锂的残液。

技术领域

本发明涉及一种钴及镍的分离方法，该钴及镍的分离方法能够从其他金属准确地分离及回收锂离子二次电池中所含的钴及镍。

本申请基于2020年9月3日于日本申请的特愿2020-148388号及2021年8月26日于日本申请的特愿2021-138132号主张优先权，将其内容援用于此。

背景技术

锂离子二次电池被用作从各种电子设备等小型物体到电动汽车等大型物体的广泛领域的电源。当废弃这些锂离子二次电池时，需要回收并再利用有用的金属。

锂离子二次电池是将负极材料和正极材料用多孔质的聚丙烯等隔板划分并重叠成层状，与六氟化磷酸锂(LiPF₆)等电解质及电解液一起封入铝或不锈钢等壳体中而形成的。

锂离子二次电池的负极材料是在由铜箔等构成的负极集电体上涂布混合有粘合剂的石墨等负极活性物质而形成的。并且，正极材料是在由铝箔等构成的正极集电体上涂布混合有粘合剂的锰酸锂、钴酸锂、镍酸锂等正极活性物质而形成的。

如此在锂离子二次电池的正极活性物质中大量含有钴及镍，但在再生(recycle)过程中预先被粉碎分离的正极活性物质中，除了钴、镍以外，还含有锰、铜、铝、锂等。因此，为了以高产率从锂离子二次电池分离、回收钴及镍，需要准确地除去它们以外的金属。

以往，作为分离、回收锂离子二次电池中所含的钴及镍的方法，例如，在专利文献1、2中，作为从使用完毕的锂离子二次电池中回收有价金属的方法，公开了从锂离子二次电池中取出正极材料活性物质，通过酸浸出从该正极活性物质获得浸出了金属的浸出液，并通过溶剂萃取从该浸出液分离钴和镍的回收方法。

专利文献1：日本特开2016-113672号公报(A)

专利文献2：日本特开2016-186118号公报(A)

在专利文献1、2中所公开的回收方法中，作为杂质元素的去除方法，通过氧化剂的添加或pH调整以形成含有氢氧化物的沉淀物而进行固液分离。然而，此时，由于钴和镍及除此以外的金属(铜、铝、锰、铁等)同时被去除，因此需要在之后的多个工序中分离钴和镍及除此以外的金属，导致分离工序复杂且耗费劳力和时间，存在钴及镍的回收成本变高的问题。

发明内容

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种钴及镍的分离方法，其能够以较少的工序以高精度分离锂离子二次电池中所含的钴和镍及除此以外的金属，能够以低成本从锂离子二次电池回收钴及镍。

为了解决上述课题，本发明的一方式的钴及镍的分离方法(以下，称为“本发明的钴及镍的分离方法”)从锂离子二次电池中分离钴及镍，该钴及镍的分离方法的特征在于，包括：粉碎分选工序，对所述锂离子二次电池进行粉碎及分级，获得至少含有钴、镍、铜及锂的电极材料；浸出工序，将所述电极材料浸渍于含有硫酸及过氧化氢的处理液中而获得浸出液；铜分离工序，向所述浸出液中加入硫化氢化合物并搅拌之后，进行固液分离，获得含有钴和镍的洗脱液及含有硫化铜的残渣；及钴-镍分离工序，向所述洗脱液中加入碱金属氢氧化物调整pH之后，加入硫化氢化合物进行搅拌及固液分离，获得含有硫化钴和硫化镍的沉淀物及含有锂的残液。