鋁的反提取方法以及除去方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種可以以高效率從包含鋁的溶液中提取、除去鋁的方法。本發(fā)明的鋁的反提取方法的特征在于，在包含鋁的有機(jī)溶劑中加入酸性溶液，調(diào)節(jié)平衡pH為0～0.5的范圍，使鋁反提取到酸性溶液中。
【專利說明】鋁的反提取方法以及除去方法
[0001]本申請是 申請人:于2012年03月20日提交的國際申請?zhí)柕纳暾執(zhí)?01210074048.8、發(fā)明名稱為“鋁的反提取方法以及除去方法”的申請的分案申請。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及一種鋁的反提取方法以及應(yīng)用該方法的鋁的除去方法。

【背景技術(shù)】
[0003]鋰離子電池作為混合動力汽車用的用途正在迅速擴(kuò)展，進(jìn)而可以推測由單元的高容量化而帶來的大型電池的生產(chǎn)量驟增。另外，對于鋰離子電池的需求擴(kuò)大，要求確立來自鋰離子電池的有價(jià)金屬回收方法。
[0004]該鋰離子電池主要由正極、負(fù)極、間隔件、筐體構(gòu)成，正極的結(jié)構(gòu)為:將包含錳、鈷、鎳、鋰的正極活性物質(zhì)和碳黑等導(dǎo)電劑在氟系等的粘合劑中進(jìn)行混煉并涂布在鋁箔的集電體上。正極材料由厚度15微米左右的鋁箔和包含正極活性物質(zhì)的粘合劑層構(gòu)成，外觀是在鋁箔上涂布黑色的正極活性物質(zhì)。
[0005]作為鋰離子電池的回收方法，提出有如下方法:焚燒.粉碎廢舊鋰離子電池，用挑選后的原料進(jìn)行酸浸出之后，通過溶劑提取從得到的浸出液中提取分離各種金屬。但是，在原料中以雜質(zhì)的形式包含正極材料的鋁時(shí)，鋁通過酸浸出被浸出，會對溶劑提取中的提取分離產(chǎn)生不良影響。因此，在對原料進(jìn)行酸浸出而得到的浸出液中包含鋁的情況下，需要除去招。
[0006]作為酸性溶液中的鋁的除去方法，提出有中和法、硫酸鋁法、溶劑提取法等。作為中和法，如專利文獻(xiàn)1(日本特開2004-33984)所公開的那樣，提出添加氫氧化鈉等中和劑而將pH中和至6~8的范圍的方法。另外，作為硫酸鋁法，如專利文獻(xiàn)2 (日本特開平1-153517)所記載的那樣，提出以S04/A1摩爾比為3/2~9/2來進(jìn)行減壓濃縮、冷卻而使硫酸鋁析出的方法。
[0007]作為使用有溶劑提取的鋁的提取方法，如專利文獻(xiàn)3 (日本特開昭63-25217)所公開的那樣，報(bào)道了利用酸性磷酸酯的鋁的提取分離，可以提取無機(jī)酸溶液中的鋁的99%以上。
[0008]專利文獻(xiàn)
[0009]專利文獻(xiàn)1:日本特開2004-33984號公報(bào)
[0010]專利文獻(xiàn)2:日本特開平1-153517號公報(bào)
[0011]專利文獻(xiàn)3:日本特開昭63-25217號公報(bào)


【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]在廢舊鋰離子電池回收中存在有鋁含量高的原料。浸出鋁含量高的原料時(shí)，有時(shí)會存在浸出液中包含高濃度鋁這樣的問題。鋰離子電池回收中的回收對象金屬為錳、鈷、鎳、鋰，鋁作為雜質(zhì)需要進(jìn)行分離。
[0013]但是，在專利文獻(xiàn)I或2中記載的中和法中，析出的氫氧化鋁發(fā)生凝膠化而使過濾性變差，除此以外，還存在因中和時(shí)的共沉淀作用而使液體中的鈷或鎳也沉淀這樣的問題。硫酸鋁法也存在需要大量的硫酸的課題。
[0014]另一方面，在專利文獻(xiàn)3中記載的溶劑提取法中，雖然可以回收鋁，但是，沒有報(bào)道鋁和其它金屬的分離方法。
[0015]因此，本發(fā)明的課題在于，提供一種可以以高效率從包含鋁的溶液中提取、除去鋁的鋁的反提取方法。
[0016]為了解決所述課題而進(jìn)行了潛心研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過對包含鋁的有機(jī)溶劑加入酸性溶液調(diào)節(jié)為規(guī)定的PH來進(jìn)行反提取，可以以高效率提取、除去鋁。
[0017]在本說明書中，“反提取”是指從溶解有鋁的有機(jī)溶劑中取出鋁的操作，而與其前階段有無從包含鋁的溶液中提取鋁的操作無關(guān)。
[0018]以以上見解為基礎(chǔ)而完成的本發(fā)明的一個(gè)方面為一種鋁的反提取方法，其特征在于，在包含鋁的有機(jī)溶劑中加入酸性溶液，調(diào)節(jié)平衡PH為O~0.5的范圍，使鋁反提取到酸性溶液中。
[0019]在本發(fā)明的鋁的反提取方法的一個(gè)實(shí)施方式中，所述包含鋁的有機(jī)溶劑是通過從至少包含鋁的硫酸酸性溶液中進(jìn)行溶劑提取而得到的。
[0020]在本發(fā)明的鋁的反提取方法的另一個(gè)實(shí)施方式中，有機(jī)溶劑為包含2-乙基己基膦酸單-2-乙基己酯的有機(jī)溶劑。
[0021]在本發(fā)明的鋁的反提取方法的另一個(gè)實(shí)施方式中，酸性溶液為硫酸溶液。
[0022]在本發(fā)明的鋁的反提取方法的另一個(gè)實(shí)施方式中，所述鋁以外的金屬為選自錳、鈷、鎳、鋰中的至少一種。
[0023]本發(fā)明的另一個(gè)方面為一種鋁的除去方法，其包含如下工序:提取工序，在至少包含鋁的硫酸酸性溶液中，調(diào)節(jié)平衡PH至I~3的范圍，對鋁進(jìn)行溶劑提??；反提取工序，在所述提取工序得到的包含鋁的有機(jī)溶劑中加入酸性溶液，調(diào)節(jié)平衡pH至O~0.5的范圍，使鋁反提取到酸性溶液中。
[0024]根據(jù)本發(fā)明，可以提供一種可以以高效率從包含鋁的溶液中提取、除去鋁的鋁的反提取方法。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1表示在本發(fā)明的實(shí)施方式的鋁的除去方法中，以2-乙基己基膦酸單-2-乙基己酯為提取劑進(jìn)行溶劑提取的情況下的錳、鈷、鎳、鋰、鋁的PH-提取率曲線。
[0026]圖2表示在應(yīng)用于本發(fā)明的實(shí)施方式的鋁的除去方法中的反提取方法中，從提取了鋁的溶劑中，對使用了硫酸溶液的鋁進(jìn)行反提取情況下的PH-反提取率曲線。

【具體實(shí)施方式】
[0027]本發(fā)明的實(shí)施方式的鋁的除去方法可優(yōu)選用于從廢舊鋰離子電池本體中回收有價(jià)金屬的方法，更詳細(xì)地而言，可優(yōu)選用于通過溶劑提取以及反提取以高效率從對鋰離子電池中包含的正極材料進(jìn)行處理時(shí)產(chǎn)生的溶液中除去作為雜質(zhì)的鋁的方法。下面，對通過溶劑提取對鋰離子電池回收中的浸出液中的鋁進(jìn)行提取分離、并且提取后的溶劑進(jìn)行反提取的情況進(jìn)行說明，但是本發(fā)明并不受下面的例子的限制，當(dāng)然也可用于其以外的用于分離提取或除去鋁的各種用途。
[0028]本發(fā)明的實(shí)施方式的鋁的除去方法可以將鋰離子電池回收中得到的含有鋁的浸出液作為處理對象。即，作為原料的處理對象液為除包含鋁以外還包含作為回收對象金屬的錳、鈷、鎳、鋰或者其它金屬的硫酸溶液。該處理對象液包含例如0.001~300g/L的硫酸、0.001 ~20g/L 的鋁、0.001 ~30g/L 的錳、0.001 ~30g/L 的鈷、0.001 ~30g/L 的鎳、
0.001 ~30g/L 的鋰。
[0029]通過溶劑提取法從該浸出液中提取分離鋁。提取劑使用2-乙基己基膦酸單-2-乙基己酯?；旌嫌脽N系溶劑對該提取劑進(jìn)行稀釋并制備而成的溶劑和包含鋁的上述硫酸溶液并進(jìn)行鋁的溶劑提取。2-乙基己基膦酸單-2-乙基己酯和溶劑的混合比優(yōu)選為1:3。作為烴系溶劑，可利用芳香族系、鏈烷烴系、環(huán)烷系溶劑等，其中優(yōu)選環(huán)烷系溶劑。
[0030]圖1表不溶劑提取時(shí)的平衡pH和各兀素的提取率的關(guān)系。就招提取時(shí)的平衡pH而言，優(yōu)選添加中和劑調(diào)節(jié)為1.8以上、優(yōu)選2以上，以及調(diào)節(jié)為3以下、優(yōu)選2.5以下、進(jìn)一步優(yōu)選2.3以下的范圍。作為中和劑，可以使用氫氧化鈉、碳酸鈉等。平衡pH為I以上3以下時(shí)，溶液中包含鈷、鎳、鋰等鋁以外的金屬的情況下，可抑制這些鋁以外的金屬和鋁一起被提取，結(jié)果可以更高效且選擇性地提取鋁，因此優(yōu)選。特別是在溶液中包含錳的情況下，通過將平衡pH設(shè)為2以上 2.5以下、優(yōu)選2.3以下，可抑制錳和鋁一起被提取，結(jié)果可以更加高效且選擇性地提取鋁，因此優(yōu)選。
[0031]對于提取工序中提取了鋁的溶劑，可用酸性溶液進(jìn)行反提取。作為酸性溶液，可使用硫酸溶液、鹽酸溶液等。圖2表示反提取時(shí)的平衡pH和鋁的提取率的關(guān)系。反提取時(shí)的平衡PH優(yōu)選調(diào)節(jié)為O~0.5的范圍。pH高于0.5時(shí)，鋁的反提取不徹底，有時(shí)溶劑中會殘留鋁。另外，pH低于O時(shí)，酸濃度高，之后的處理變困難。
[0032]需要說明的是，在本實(shí)施方式中，對在反提取工序的前階段用特定的有機(jī)溶劑進(jìn)行溶劑提取來抑制鋁以外的金屬包含于有機(jī)溶劑中之后進(jìn)行鋁的反提取的例子進(jìn)行說明，但是即使假如鋁以外的金屬、例如錳、鈷、鎳、鋰包含于作為反提取處理的對象的溶液中，對鋁的反提取、除去也幾乎沒有影響。
[0033]實(shí)施例
[0034]下面，對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說明，但實(shí)施例用于示例并不意味著限定本發(fā)明。
[0035](實(shí)施例1)
[0036]對包含表1記載的各種金屬的硫酸溶液(H2SO4濃度10g/L)和用環(huán)烷系溶劑(Shell Chemicals商品名:shellsol D70)將2-乙基己基勝酸單-2-乙基己酷(大八化學(xué)商品名:PC-88A)稀釋調(diào)節(jié)為25ν01%的溶劑以有機(jī)相/水相=I (體積比)的方式進(jìn)行混合攪拌，用氫氧化鈉進(jìn)行調(diào)節(jié)以使平衡PH為2.3，同時(shí)進(jìn)行鋁的提取。將各元素的提取率示于表2。
[0037]表1
[0038]

【權(quán)利要求】
1.一種鋁的反提取方法，其特征在于，在包含鋁的有機(jī)溶劑中加入酸性溶液，調(diào)節(jié)平衡pH至O~0.5的范圍，使鋁反提取到酸性溶液中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述包含鋁的有機(jī)溶劑是通過從至少包含鋁的硫酸酸性溶液中進(jìn)行溶劑提取而得到的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，所述有機(jī)溶劑為包含2-乙基己基膦酸單-2-乙基己酯的有機(jī)溶劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1~3中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述酸性溶液為硫酸溶液。
5.根據(jù)權(quán)利要求1~4中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述鋁以外的金屬為選自錳、鈷、鎳、鋰中的至少一種。
6.一種鋁的除去方法，其特征在于，所述方法包含如下工序: 提取工序，在至少包含鋁的硫酸酸性溶液中，調(diào)節(jié)平衡PH至I~3的范圍，并對鋁進(jìn)行溶劑提?。? 反提取工序，在所述提取工序得到的包含鋁的有機(jī)溶劑中加入酸性溶液，調(diào)節(jié)平衡PH至O~0.5的范圍，使鋁反提 取到酸性溶液中。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述有機(jī)溶劑為包含2-乙基己基膦酸單-2-乙基己酯的有機(jī)溶劑。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的方法，其中，所述酸性溶液為硫酸溶液。
9.根據(jù)權(quán)利要求6~8中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述鋁以外的金屬為選自錳、鈷、鎳、鋰中的至少一種。
【文檔編號】C22B23/00GK104178635SQ201410421533
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2012年3月20日 優(yōu)先權(quán)日:2011年3月23日
【發(fā)明者】荒川淳一 申請人:吉坤日礦日石金屬株式會社