锂化合物的溶解方法及碳酸锂的制造方法、以及由锂离子二次电池废料回收锂的方法技术

本发明专利技术的锂化合物的溶解方法中，使锂化合物接触水或酸性溶液，并且与上述锂化合物分开地另行向上述水或酸性溶液中供给碳酸根离子而产生碳酸，使锂化合物与上述碳酸反应而生成碳酸氢锂。

The dissolution method of lithium compounds, the manufacturing method of lithium carbonate and the recovery method of lithium from the waste of lithium ion secondary battery

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】锂化合物的溶解方法及碳酸锂的制造方法、以及由锂离子二次电池废料回收锂的方法
本专利技术涉及锂化合物的溶解方法及使用其的碳酸锂的制造方法，特别是提出可以有效地溶解锂化合物、有助于制造高品位的碳酸锂的技术。另外，本专利技术涉及从锂离子二次电池废料回收锂的方法，特别是提出可以有效地回收锂离子二次电池废料中所含的锂的技术。
技术介绍
例如，对于从规定的电气·电子设备等废弃物回收金属的湿式工艺等而言，有时会得到碳酸锂等锂化合物，在该锂化合物的锂品位低的情况下，有时为了提高锂品位而对锂化合物实施纯化处理。该纯化处理具体为：在对锂化合物进行再浆化洗涤的同时，向其中吹入二氧化碳，然后，通过固液分离从溶解有锂的溶液中分离作为杂质的钙、镁等。然后，在进行脱酸·浓缩后，通过固液分离而分离为纯化碳酸锂和滤液。在由此得到的纯化碳酸锂中的溶解性杂质的品位高时，也有时进一步重复进行洗涤。例如，在通过湿式处理等从锂离子二次电池废料等中回收包含在其中的镍、钴等有价金属时，有时进行如上所述的纯化处理。近年来，从资源的有效利用的观点出发，正在广泛研究从因为制品寿命等其它理由而废弃的这种锂离子二次电池废料等中回收有价金属的技术。例如，在从锂离子二次电池废料中回收有价金属时，通常对锂离子二次电池废料进行焙烧而除去有害的电解液，然后依次进行破碎、筛分，接下来将筛分时在筛下得到的粉末状的电池粉添加到酸浸出液中来进行浸出，使其中可能包含的锂、镍、钴、锰、铁、铜、铝等溶解在液体中。并且，在此之后，将溶解于浸出后液体的各金属元素中的铁、铜及铝等依次或同时除去，回收钴、锰及镍等有价金属。具体而言，针对浸出后液体，实施与要分离的金属相对应的多阶段的溶剂提取或中和等，进一步地，针对各阶段所得到的各溶液实施反萃取、电解、碳酸化等处理。由此得到包含锂离子的含锂溶液。对于如此得到的含锂溶液，通常进行下述操作：通过碳酸盐的添加或二氧化碳的吹入等进行碳酸化，从而将含锂溶液中所含的锂离子以碳酸锂的形式回收。需要说明的是，作为这种技术，专利文献1中记载了：根据锂离子的提取中所使用的酸性系溶剂提取剂，将包含锂离子的水溶液的pH调整到pH4～10的范围，与该酸性系溶剂提取剂接触而提取锂离子后，使该溶剂提取剂与pH3.0以下的水溶液接触而进行锂离子的反萃取，使用得到的锂离子水溶液反复进行上述反萃取操作而对锂离子进行浓缩，将得到的高浓度锂离子水溶液以保持在60℃以上的状态与水溶性碳酸盐混合，由此将锂离子以固体的碳酸锂的形式回收。在从如上所述对锂离子二次电池废料进行酸浸出、溶剂提取等各种处理而得到的含锂溶液中，通过碳酸化而回收碳酸锂时，至得到碳酸锂为止的工艺极复杂，从而处理、设备的成本高涨，并且有处理效率差的问题。与此相关地，专利文献2提出了“一种锂回收方法，其特征在于，将相对于钴酸锂100质量份混合1质量份以上的碳而成的混合物在大气气氛下、氧化气氛下及还原性气氛下中的任一气氛下焙烧，将所形成的含有氧化锂的焙烧物用水浸出”等。并且记载了：根据该方法，“可以提供可从作为锂离子二次电池的正极材料的钴酸锂中高效地回收锂、可进行锂离子二次电池的再利用的锂回收方法”。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利第4581553号公报专利文献2：日本专利第5535717号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题但是，在上述的针对锂化合物的纯化处理中，由于通常碳酸锂等锂化合物在水中的溶解度低，因此，很难说通过纯化处理中的再浆化洗涤而溶解了足够多的锂化合物。因此，到目前为止，关于通过纯化来提高锂化合物的锂品位的技术有改善的余地。另外，就焙烧锂离子二次电池废料而得到的电池粉末而言，目前为止，在进行使其所含的各种金属成分中的大部分浸出的酸浸出后，实施溶剂提取、中和等，由此最终得到了碳酸锂，但是我们认为，如果可以通过使用水等的溶解从电池粉末中仅预先回收锂，则会使锂的回收工艺大幅简化。但是，到目前为止，由于锂化合物对水的溶解度低的缘故，不能有效地溶解电池粉末中所含的锂化合物。另外，专利文献2所提出的技术中，通过将在规定的气氛下焙烧而成的焙烧物用水浸出，从而可以高效地回收锂，但是仅单纯用水浸出时，在焙烧物中可能大量包含的规定的锂的化合物没有充分浸出，从而不能显著提高锂的回收率。本专利技术的课题在于解决这样的问题，其目的之一在于提供：可以改善锂化合物在水等中的溶解、有效地溶解锂化合物的锂化合物的溶解方法；以及使用其的碳酸锂的制造方法。另外，本专利技术的另一目的在于，提供由锂离子二次电池废料回收锂的方法，其可以通过比较简单的工艺从锂离子二次电池废料中有效地回收锂。用于解决课题的方案专利技术人进行了深入研究，结果发现：在与锂化合物接触的水或酸性溶液中，与锂化合物分开地另行供给碳酸根离子而产生碳酸，然后通过该碳酸与锂化合物的反应而生成碳酸氢锂，由此，锂化合物的溶解量大幅增大。需要说明的是，向水或酸性溶液中供给碳酸根离子的时期没有特别限定，在向水或酸性溶液中添加锂化合物的情况下，可以为水或酸性溶液与锂化合物的添加前、添加中和/或添加后的任一时期。基于这样的见解，本专利技术的锂化合物的溶解方法如下：使锂化合物与水或酸性溶液接触，并且与上述锂化合物分开地另行向上述水或酸性溶液中供给碳酸根离子而产生碳酸，使锂化合物与上述碳酸反应而生成碳酸氢锂。本专利技术的锂化合物的溶解方法中，优选按照维持水或酸性溶液中的碳酸的饱和状态的方式来供给碳酸根离子。另外，本专利技术的锂化合物的溶解方法中，锂化合物优选为选自氢氧化锂、氧化锂及碳酸锂中的至少一种。并且，本专利技术的锂化合物的溶解方法中，优选通过吹入二氧化碳来进行碳酸根离子向上述水或酸性溶液的供给。本专利技术的锂化合物的溶解方法中，生成碳酸氢锂时的上述水或酸性溶液的液温优选设为5℃～25℃。本专利技术的碳酸锂的制造方法使用上述任一种的锂化合物的溶解方法，在生成上述碳酸氢锂之后，使碳酸从该碳酸氢锂溶液脱离，使该碳酸氢锂溶液中的锂离子碳酸锂的形式析出。本专利技术的碳酸锂的制造方法中，优选在生成碳酸氢锂之后，对上述碳酸氢锂溶液进行加热，使碳酸以二氧化碳的形式从该碳酸氢锂溶液脱离。这种情况下，优选在生成碳酸氢锂之后，将上述碳酸氢锂溶液加热到50℃～90℃的温度。本专利技术的碳酸锂的制造方法中，上述锂化合物包含粗碳酸锂，可以利用上述粗碳酸锂来制造锂品位高的碳酸锂。另外，专利技术人发现：使对锂离子二次电池废料进行焙烧而得到的电池粉末与水或酸性溶液接触，并且除电池粉末之外向该水或酸性溶液供给碳酸根离子，由此，电池粉末中的形成规定形态的锂变得极易溶解于水或酸性溶液。这种情况下，可以从如此而溶解了较多的锂的锂溶解液中有效地回收锂。需要说明的是，向水或酸性溶液中供给碳酸根离子的时期没有特别限定，可以是向水或酸性溶液中添加电池粉末的添加前、添加中和/或添加后中的任一时期。基于上述见解，本专利技术的由锂离子二次电池废料回收锂的方法包括下述工序：本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂化合物的溶解方法，使锂化合物与水或酸性溶液接触，并且与所述锂化合物分开地另行向所述水或酸性溶液中供给碳酸根离子而产生碳酸，使锂化合物与所述碳酸反应而生成碳酸氢锂。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170802 JP 2017-150167;20170802 JP 2017-1501681.一种锂化合物的溶解方法，使锂化合物与水或酸性溶液接触，并且与所述锂化合物分开地另行向所述水或酸性溶液中供给碳酸根离子而产生碳酸，使锂化合物与所述碳酸反应而生成碳酸氢锂。


2.根据权利要求1所述的锂化合物的溶解方法，其中，按照维持水或酸性溶液中的碳酸的饱和状态的方式供给碳酸根离子。


3.根据权利要求1或2所述的锂化合物的溶解方法，其中，锂化合物为选自氢氧化锂、氧化锂及碳酸锂中的至少一种。


4.根据权利要求1～3中任一项所述的锂化合物的溶解方法，其中，通过吹入二氧化碳来进行碳酸根离子向所述水或酸性溶液的供给。


5.根据权利要求1～4中任一项所述的锂化合物的溶解方法，其中，将生成碳酸氢锂时的所述水或酸性溶液的液温设为5℃～25℃。


6.一种碳酸锂的制造方法，其使用权利要求1～5中任一项所述的锂化合物的溶解方法来制造碳酸锂，
在生成所述碳酸氢锂之后，使碳酸从该碳酸氢锂溶液脱离，使该碳酸氢锂溶液中的锂离子以碳酸锂的形式析出。


7.根据权利要求6所述的碳酸锂的制造方法，其中，在生成碳酸氢锂之后，对所述碳酸氢锂溶液进行加热，使碳酸以二氧化碳的形式从该碳酸氢锂溶液脱离。


8.根据权利要求7所述的碳酸锂的制造方法，其中，在生成碳酸氢锂之后，将所述碳酸氢锂溶液加热到50℃～90℃的温度。


9.根据权利要求6～8中任一项所述的碳酸锂的制造方法，其中，所述锂化合物包含粗碳酸锂，利用所...

【专利技术属性】
技术研发人员：有吉裕贵，富田功，阿部洋，
申请(专利权)人：捷客斯金属株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP