專利名稱：用于從鋰二次電池中回收貴重物質(zhì)的回收裝置和回收方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及從鋰二次電池中回收貴重物質(zhì)、特別是鋰(Li)和鈷(Co)等貴重金屬的回收裝置和回收方法。

背景技術(shù)：
鋰二次電池的正極材料使用含有鋰的過(guò)渡金屬氧化物，特別是使用比較容易合成的鈷酸鋰(LiCoO2)與碳(C)的復(fù)合材料。鋰二次電池的其它的正極材料有LiNiO2、LiCoxNi(1-x)O2(x＝1～0)、LiMn2O4等。
如上所述，鋰二次電池的正極材料中含有稀有的貴重物質(zhì)鈷等或鋰，因此，人們希望從使用完畢的鋰二次電池中回收這些貴重物質(zhì)?；厥盏馁F重物質(zhì)例如可以再次作為鋰二次電池的電極材料回收利用。
以往，正極材料的回收處理通常是通過(guò)濕式法，經(jīng)過(guò)多步驟的氧化物處理步驟回收鈷化合物等。
例如，日本國(guó)特開(kāi)平10-158751號(hào)公報(bào)中所記載的從使用完畢的鋰二次電池中回收貴重金屬的方法中，是將使用完畢的鋰二次電池進(jìn)行焙燒，用碳還原，容易形成鈷金屬粉末顆?；蜴嚱饘俜勰╊w粒等金屬濃縮物，然后將焙燒物粉碎、過(guò)篩，分為富含貴重金屬的部分和貴重金屬少的部分。貴重金屬濃縮物與鈣化合物混合，加熱至1500℃以上進(jìn)行熔融，將鋁成分混入到鈣化合物的爐渣中除去。由此可以回收鈷或鎳等貴重金屬。
另外，日本國(guó)特開(kāi)平10-287864號(hào)公報(bào)中記載的貴重金屬回收方法中，是在鋰二次電池用的正極活性物質(zhì)中加入鹽酸、硫酸等無(wú)機(jī)酸或無(wú)機(jī)酸與過(guò)氧化氫水的混合液，分離洗脫液。然后將該洗脫液與含有雙(1，1，3，3-四甲基丁基)膦酸化合物等特殊的金屬提取劑的溶劑接觸，提取分離，使無(wú)機(jī)酸與提取液溶劑相接觸，反向提取分離，由此回收貴重金屬。
如上所述，以往的貴重金屬回收方法中，氧化物處理步驟包括酸溶解、溶劑提取、沉淀處理、酸處理、熱處理等多個(gè)步驟，系統(tǒng)復(fù)雜，設(shè)備龐大，并且處理溫度高，處理時(shí)間長(zhǎng)。此外，在前一步驟的碳燃燒除去步驟中，需要大量的能量，處理必須要兩個(gè)小時(shí)左右的較長(zhǎng)時(shí)間。
并且，上述以往的回收方法中，還有無(wú)法有效回收貴重金屬鋰的問(wèn)題。在對(duì)其它含有稀有貴重金屬成分的電極材料進(jìn)行處理時(shí)，必須采用另外的適合其它金屬的處理方法。
關(guān)于這些問(wèn)題，在本申請(qǐng)人作為共同申請(qǐng)人之一的日本國(guó)特開(kāi)2005-11698號(hào)公報(bào)中，為解決以往回收方法的上述問(wèn)題而公開(kāi)了以比以往更簡(jiǎn)單的步驟、更短的時(shí)間即可處理的鋰二次電池電極材料的回收處理方法和裝置。該回收處理方法和裝置適合進(jìn)行以往回收方法難以進(jìn)行的鋰的回收。
具體來(lái)說(shuō)，該日本國(guó)特開(kāi)2005-11698號(hào)公報(bào)中記載的回收處理方法和裝置中，是使鋰二次電池的正極材料鈷酸鋰(LiCoO2)與金屬鋰(Li)一起在氯化鋰熔融鹽(LiCl)中發(fā)生還原反應(yīng)(還原反應(yīng)步驟)。由此生成氧化鋰(Li2O)，使氧化鈷(CoO)、鈷(Co)等沉淀分離。然后，在氯化鋰熔融鹽內(nèi)電解氧化鋰(Li2O)，使金屬鋰(Li)在陰級(jí)沉積并回收。如上所述，該回收處理方法和裝置采用Li-LiCl工藝作為主要工藝。
但是，上述回收處理方法和裝置中，在還原反應(yīng)步驟處理后，必須將要回收的氧化鈷、鈷等貴重金屬及其化合物在反應(yīng)槽內(nèi)沉淀分離，且將分離的物質(zhì)從高溫槽中回收。該高溫環(huán)境下的回收作業(yè)困難，并且，必須有用于回收的專用結(jié)構(gòu)、設(shè)備，其裝置復(fù)雜、大型。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)上述以往技術(shù)的問(wèn)題而設(shè)，其目的在于使從鋰二次電池中回收貴重物質(zhì)的回收裝置的結(jié)構(gòu)以及該回收方法的操作順序簡(jiǎn)單化。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的用于從鋰二次電池中回收貴重物質(zhì)的回收裝置的特征在于具備反應(yīng)槽、帶孔的處理容器和容器搬運(yùn)裝置，其中所述反應(yīng)槽是用于將鋰二次電池的電極材料浸泡在含有金屬鋰的氯化鋰熔融鹽中、使其與金屬鋰進(jìn)行還原反應(yīng)的反應(yīng)槽；所述帶孔的處理容器是盛載上述電極材料、與所盛載的上述電極材料一起浸泡在上述反應(yīng)槽內(nèi)的氯化鋰熔融鹽中的可搬運(yùn)式的帶孔的處理容器，該帶孔的處理容器具備填充有上述電極材料的容器本體，在構(gòu)成上述容器本體的容器壁上形成將存留氯化鋰熔融鹽的上述反應(yīng)槽的內(nèi)部空間與盛載上述電極材料的上述容器本體的內(nèi)部空間連通的多個(gè)貫通孔；所述容器搬運(yùn)裝置是將盛載上述電極材料的上述帶孔的處理容器浸泡在上述反應(yīng)槽內(nèi)的氯化鋰熔融鹽中，處理后，將上述帶孔的處理容器從上述反應(yīng)槽內(nèi)的氯化鋰熔融鹽中提起的裝置。
優(yōu)選上述容器本體中，填充有上述電極材料的內(nèi)部空間的厚度設(shè)定為氯化鋰熔融鹽對(duì)填充的上述電極材料的滲透距離的約2倍或2倍以下。
優(yōu)選上述容器本體中，上述內(nèi)部空間的厚度在約60mm以下的范圍內(nèi)。
優(yōu)選上述容器本體中，其內(nèi)部空間由具有長(zhǎng)方形水平截面的矩形結(jié)構(gòu)構(gòu)成。
優(yōu)選上述容器本體中，其內(nèi)部空間由具有環(huán)狀水平截面的環(huán)形結(jié)構(gòu)構(gòu)成。
優(yōu)選上述貫通孔的孔徑約1mm。
優(yōu)選進(jìn)一步具有導(dǎo)向管，該導(dǎo)向管是在內(nèi)部形成的、在通過(guò)上述容器搬運(yùn)裝置將上述帶孔的處理容器浸泡在上述反應(yīng)槽內(nèi)的氯化鋰熔融鹽中時(shí)的通路，上述導(dǎo)向管配置成其下端位于比存留在上述反應(yīng)槽內(nèi)的氯化鋰熔融鹽的液面下方的位置。
優(yōu)選上述容器本體的上述容器壁由網(wǎng)狀材料或沖孔金屬形成。
優(yōu)選進(jìn)一步具有電沉積裝置，該電沉積裝置是對(duì)在上述反應(yīng)槽內(nèi)的氯化鋰熔融鹽中生成的氧化鋰進(jìn)行電解，使金屬鋰在陰極上沉積的裝置。
優(yōu)選進(jìn)一步具有鋰電沉積槽，該鋰電沉積槽與上述反應(yīng)槽分開(kāi)設(shè)置，并配置了上述電沉積裝置。
優(yōu)選進(jìn)一步具有排出管路，該排出管路是為了回收聚集在上述鋰電沉積槽內(nèi)的氯化鋰熔融鹽液面上的金屬鋰而在氯化鋰熔融鹽液面的緊挨上方位置形成排出口。
優(yōu)選上述電沉積裝置的陽(yáng)極和上述陰極浸泡在上述反應(yīng)槽內(nèi)的氯化鋰熔融鹽中。
優(yōu)選在上述反應(yīng)槽內(nèi)設(shè)有分隔部件，該分隔部件用于將浮于上述反應(yīng)槽內(nèi)的氯化鋰熔融鹽液面上的金屬鋰與上述電沉積裝置的上述陽(yáng)極分隔開(kāi)。
優(yōu)選進(jìn)一步具有排出管路，該排出管路是為了回收聚集在上述反應(yīng)槽內(nèi)的氯化鋰熔融鹽液面上的金屬鋰而在氯化鋰熔融鹽液面緊挨上方位置形成排出口。
優(yōu)選進(jìn)一步具有水槽，該水槽是用于將從上述反應(yīng)槽內(nèi)的氯化鋰熔融鹽中提起的上述帶孔的處理容器浸泡在水中，除去附著物。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的用于由鋰二次電池中回收貴重物質(zhì)的回收方法的特征在于具備以下步驟浸泡步驟，該浸泡步驟是將具有填充了鋰二次電池的電極材料的容器本體的可搬運(yùn)式的帶孔的處理容器浸泡在存留在反應(yīng)槽中的、含有金屬鋰的氯化鋰熔融鹽中，其中，在構(gòu)成上述容器本體的容器壁上形成將存留氯化鋰熔融鹽的上述反應(yīng)槽的內(nèi)部空間與盛載上述電極材料的上述容器本體的內(nèi)部空間連通的多個(gè)貫通孔；還原反應(yīng)步驟，該還原反應(yīng)步驟是在上述反應(yīng)槽內(nèi)，使上述電極材料與金屬鋰發(fā)生還原反應(yīng)，其中，經(jīng)由上述容器本體的上述多個(gè)貫通孔，流通溶解有作為還原劑的金屬鋰和反應(yīng)產(chǎn)物氧化鋰的氯化鋰熔融鹽；提起步驟，該提起步驟是在上述還原反應(yīng)步驟結(jié)束后，將上述帶孔的處理容器從上述反應(yīng)槽內(nèi)的氯化鋰熔融鹽中提起的步驟。
優(yōu)選上述容器本體設(shè)定成填充有上述電極材料的內(nèi)部空間的厚度為氯化鋰熔融鹽對(duì)填充的上述電極材料的滲透距離的約2倍或2倍以下，上述還原反應(yīng)步驟中，氯化鋰熔融鹽幾乎滲透填充在上述容器本體內(nèi)的上述電極材料的全體。
還優(yōu)選在上述浸泡步驟和上述提起步驟中，上述帶孔的處理容器配置成經(jīng)由導(dǎo)向管內(nèi)部浸泡在上述反應(yīng)槽內(nèi)的氯化鋰熔融鹽或者從其中提起，上述導(dǎo)向管的下端位于比存留在上述反應(yīng)槽內(nèi)的氯化鋰熔融鹽液面下方的位置。
優(yōu)選進(jìn)一步具備準(zhǔn)備步驟，該準(zhǔn)備步驟是在上述浸泡步驟之前，向上述反應(yīng)槽的內(nèi)部供給氯化鋰熔融鹽和金屬鋰的步驟，首先，將氯化鋰熔融鹽供給上述反應(yīng)槽內(nèi)，直至其液面位于比上述導(dǎo)向管的上述下端上方的位置，然后在上述導(dǎo)向管的外側(cè)，將金屬鋰供給上述反應(yīng)槽內(nèi)的氯化鋰熔融鹽的液面上。
優(yōu)選進(jìn)一步具備電沉積步驟，該電沉積步驟是在上述還原反應(yīng)步驟中，將在上述反應(yīng)槽內(nèi)的氯化鋰熔融鹽中生成的氧化鋰進(jìn)行電解，使金屬鋰在陰極上沉積。
還優(yōu)選上述電沉積步驟使用與上述反應(yīng)槽分開(kāi)設(shè)置的、配置于鋰電沉積槽內(nèi)的一對(duì)電極進(jìn)行實(shí)施。
進(jìn)一步優(yōu)選上述電沉積步驟使用設(shè)置于上述反應(yīng)槽內(nèi)的一對(duì)電極進(jìn)行實(shí)施。
優(yōu)選將在上述陰極上沉積、并在氯化鋰熔融鹽液面上漂浮、堆積的金屬鋰經(jīng)由在氯化鋰熔融鹽液面的緊挨上方位置形成排出口的排出管路排出。
優(yōu)選進(jìn)一步具有水洗步驟，該水洗步驟是將通過(guò)上述提起步驟從上述反應(yīng)槽內(nèi)的氯化鋰熔融鹽中提起的上述帶孔的處理容器浸泡在水中，除去附著物。
優(yōu)選進(jìn)一步具備填充步驟，該填充步驟是在上述浸泡步驟之前，將粉末狀的上述電極材料壓縮填充到上述容器本體的內(nèi)部。
優(yōu)選在上述還原反應(yīng)步驟中，與上述電極材料的還原反應(yīng)消耗金屬鋰，在存留在上述反應(yīng)槽內(nèi)的氯化鋰熔融鹽液面上漂浮的金屬鋰溶解于氯化鋰熔融鹽中進(jìn)行補(bǔ)給，以保持化學(xué)平衡。
根據(jù)具備上述特征的本發(fā)明，可以使從鋰二次電池中回收貴重物質(zhì)的裝置的結(jié)構(gòu)和該回收方法的操作順序簡(jiǎn)便。
附圖簡(jiǎn)述

圖1是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案-從鋰二次電池中回收貴重物質(zhì)的裝置的構(gòu)成的方框圖。
圖2是將圖1所示的貴重物質(zhì)回收裝置的主要部分放大表示的圖。
圖3A是將圖2所示的帶孔的筐集合體部分放大表示的側(cè)視圖。
圖3B是將圖2所示的帶孔的筐集合體部分放大表示的正視圖。
圖4是將構(gòu)成圖3A和圖3B所示的帶孔的筐集合體的筐單元放大表示的圖，(a)是側(cè)視圖，(b)是正視圖，(c)是俯視圖，(d)是仰視圖。
圖5是將構(gòu)成圖4所示的筐單元的帶孔的筐放大表示的圖，(a)是側(cè)視圖，(b)是正視圖，(c)是俯視圖，(d)是仰視圖。
圖6是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案-從鋰二次電池中回收貴重物質(zhì)的方法的流程圖。
圖7A是表示在圖1所示的貴重物質(zhì)回收裝置中，將帶孔的筐集合體放入到還原反應(yīng)槽中的情形的圖。
圖7B是表示在圖1所示的貴重物質(zhì)回收裝置中，將帶孔的筐集合體裝載在還原反應(yīng)槽內(nèi)的狀態(tài)的圖。
圖7C是表示在圖1所示的貴重物質(zhì)回收裝置中，將帶孔的筐集合體從還原反應(yīng)槽中提起的情形的圖。
圖8A是表示在圖1所示的貴重物質(zhì)回收裝置中，向還原反應(yīng)槽的內(nèi)部供應(yīng)氯化鋰熔融鹽的情形的圖。
圖8B是表示在圖1所示的貴重物質(zhì)回收裝置中，向還原反應(yīng)槽的內(nèi)部填充氯化鋰熔融鹽至規(guī)定水平的狀態(tài)的圖。
圖8C是表示在圖1所示的貴重物質(zhì)回收裝置中，向填充在還原反應(yīng)槽內(nèi)部的氯化鋰熔融鹽的液面上供給金屬鋰的狀態(tài)的圖。
圖9A是表示圖1所示的貴重物質(zhì)回收裝置中的帶孔的筐的優(yōu)選例子的側(cè)視圖。
圖9B是圖9A所示的帶孔的筐的正視圖。
圖10A是表示圖1所示的貴重物質(zhì)回收裝置中的帶孔的筐的另一個(gè)例子的斜視圖。
圖10B是圖10A所示帶孔的筐的俯視圖。
圖10C是圖10A所示帶孔的筐的仰視圖。
圖11是表示圖1所示的貴重物質(zhì)回收裝置的一個(gè)變形例-單槽式回收裝置的圖。
實(shí)施發(fā)明的最佳方式 以下，參照附圖，對(duì)于本發(fā)明的從鋰二次電池中回收貴重物質(zhì)的回收裝置和回收方法的一個(gè)實(shí)施方案進(jìn)行說(shuō)明。
如圖1所示，本實(shí)施方案的貴重物質(zhì)回收裝置具備還原反應(yīng)槽1和鋰電沉積槽2。
還原反應(yīng)槽1是用于將鋰二次電池的電極材料的一個(gè)例子-鈷酸鋰(LiCoO2)浸泡在含有金屬鋰(Li)的氯化鋰熔融鹽(LiCl)中，使其與金屬鋰(Li)進(jìn)行還原反應(yīng)的裝置。還原反應(yīng)槽1中設(shè)置有用于攪拌槽內(nèi)液體的攪拌機(jī)3。氯化鋰熔融鹽(LiCl)溶解還原劑(Li)和還原產(chǎn)物(Li2O)，因此，對(duì)還原反應(yīng)的均勻化、穩(wěn)定化起作用。
鋰電沉積槽2是用于將在還原反應(yīng)槽1內(nèi)的氯化鋰熔融鹽中生成的氧化鋰進(jìn)行電解，使金屬鋰在陰極上沉積的裝置。鋰電沉積槽2的內(nèi)部設(shè)有用于將氯化鋰熔融鹽中的氧化鋰進(jìn)行電解的陽(yáng)極4和陰極5，通過(guò)電解，金屬鋰在陰極5上沉積。在陰極5上沉積的金屬鋰浮于氯化鋰熔融鹽中，聚集在氯化鋰熔融鹽的液面上。
金屬鋰與大氣成分中的氧和氮反應(yīng)，因此，還原反應(yīng)槽1和鋰電沉積槽2的氣相空間的氣氛是用氬氣等惰性氣體密封。密封氣體通過(guò)循環(huán)裝置6循環(huán)利用。循環(huán)裝置6與用于除去運(yùn)送到密封氣體中的熔融鹽霧的捕霧器7、以及用于除去在鋰電沉積槽2中產(chǎn)生的氧氣的氧化銅床8連接。循環(huán)裝置6、捕霧器7、以及氧化銅床8構(gòu)成了密封氣體循環(huán)系統(tǒng)9。
如圖2所示，本實(shí)施方案的貴重物質(zhì)回收裝置具備可搬運(yùn)式的帶孔的筐集合體10(帶孔的處理容器)。該可搬運(yùn)式的帶孔的筐集合體10盛載鋰二次電池的電極材料-鈷酸鋰(LiCoO2)，與盛載的鈷酸鋰一起浸泡在還原反應(yīng)槽1內(nèi)的氯化鋰熔融鹽(LiCl)中。
帶孔的筐集合體10通過(guò)具備夾持結(jié)構(gòu)11的吊具12(容器搬運(yùn)裝置)搬運(yùn)。即，吊具12使盛載有處理前的鈷酸鋰的帶孔的筐集合體10浸泡在還原反應(yīng)槽1內(nèi)的氯化鋰熔融鹽中，進(jìn)行了規(guī)定處理后，將帶孔的筐集合體10從還原反應(yīng)槽1內(nèi)的氯化鋰熔融鹽中提起。此時(shí)，帶孔的筐集合體10的內(nèi)部殘留塊狀的作為反應(yīng)產(chǎn)物的回收對(duì)象物(鈷、氧化鈷)。
還原反應(yīng)槽1中設(shè)置導(dǎo)向管13，該導(dǎo)向管13是在內(nèi)部形成的、在通過(guò)吊具12將帶孔的筐集合體10浸泡在還原反應(yīng)槽1內(nèi)的氯化鋰熔融鹽時(shí)的通路。配置成導(dǎo)向管13的下端13a位于比存留在還原反應(yīng)槽1內(nèi)的氯化鋰熔融鹽(LiCl)的液面下方的位置。
如圖1所示，本實(shí)施方案的貴重物質(zhì)回收裝置具備水槽14。在還原反應(yīng)槽1中進(jìn)行規(guī)定時(shí)間的處理后，通過(guò)吊具12從還原反應(yīng)槽1內(nèi)的氯化鋰熔融鹽中提起的帶孔的筐集合體10被浸泡在水槽14內(nèi)的水中，水洗氯化鋰(LiCl)等附著物。
如圖3A和圖3B所示，帶孔的筐集合體10由經(jīng)由間隔物15上下連接的三個(gè)筐單元16構(gòu)成。如圖4所示，各筐單元16是將4個(gè)帶孔的筐(容器本體)17通過(guò)蓋板18互相連接構(gòu)成。應(yīng)說(shuō)明的是，構(gòu)成帶孔的筐集合體10的筐單元16的數(shù)目(本實(shí)施方案中為3個(gè))或構(gòu)成各筐單元16的帶孔的筐17的數(shù)目(本實(shí)施方案中為4個(gè))可以根據(jù)所需處理量適當(dāng)變更。
帶孔的筐17構(gòu)成填充有鈷酸鋰的容器，帶孔的筐17的容器壁由具有多個(gè)貫通孔18的網(wǎng)狀材料形成。除網(wǎng)狀材料之外，還可以通過(guò)沖孔金屬形成帶孔的筐17的容器壁。帶孔的筐17的容器壁由耐熱性、耐腐蝕性優(yōu)異的材料形成，優(yōu)選由不銹鋼材料(SUS316等)形成。
填充在帶孔的筐17中的鈷酸鋰(LiCoO2)粉末的粒徑有數(shù)十μm左右，本發(fā)明人通過(guò)試驗(yàn)確認(rèn)，該鈷酸鋰的壓粉體不會(huì)被孔徑1mm左右的篩篩落。因此，優(yōu)選帶孔的筐17的容器壁貫通孔18的孔徑設(shè)定為約1mm。
如上所述，帶孔的筐17的容器壁其全體上形成多個(gè)貫通孔18，因此，在將帶孔的筐集合體10裝載到還原反應(yīng)槽1內(nèi)時(shí)，存留氯化鋰熔融鹽的還原反應(yīng)槽1的內(nèi)部空間與盛載鈷酸鋰的帶孔的筐17的內(nèi)部空間經(jīng)由多個(gè)貫通孔18整體連通。
如圖5所示，帶孔的筐17的外形和內(nèi)部空間形成具有長(zhǎng)方形水平截面的矩形結(jié)構(gòu)。另外，帶孔的筐17中，填充有鈷酸鋰的內(nèi)部空間的厚度t(圖5(c))設(shè)定為氯化鋰熔融鹽對(duì)填充的鈷酸鋰的滲透距離的約2倍或2倍以下。優(yōu)選帶孔的筐17的內(nèi)部空間厚度t在約60mm以下的范圍內(nèi)。
帶孔的筐17優(yōu)選如圖9A和圖9B所示，具備朝向上部開(kāi)口擴(kuò)開(kāi)的錐形。在該錐形的帶孔的筐17中，帶孔的筐17的內(nèi)部空間的上部厚度、即水平截面最大的部分的厚度tmax(圖9A)設(shè)定為氯化鋰熔融鹽對(duì)填充的鈷酸鋰的滲透距離的約2倍或2倍以下。
通過(guò)上述錐形，在進(jìn)行規(guī)定處理后，可以將殘留在帶孔的筐17內(nèi)的回收對(duì)象物(鈷、氧化鈷)的塊容易地從帶孔的筐17中取出。
帶孔的筐的其它例子如圖10A、圖10B、圖10C所示，可以使用其內(nèi)部空間由具有環(huán)狀水平截面的環(huán)形結(jié)構(gòu)形成的帶孔的筐17A。
上述環(huán)形結(jié)構(gòu)的帶孔的筐17中，分割環(huán)狀內(nèi)部空間的小直徑內(nèi)周壁與大直徑內(nèi)周壁之間的厚度t設(shè)定為氯化鋰熔融鹽對(duì)填充的鈷酸鋰的滲透距離的約2倍或2倍以下。
下面，使用本實(shí)施方案的貴重物質(zhì)回收裝置，對(duì)于從使用完畢的鋰二次電池中回收貴重物質(zhì)的貴重物質(zhì)回收方法進(jìn)行說(shuō)明。
如圖6所示，首先，作為準(zhǔn)備步驟，將收集的鋰離子電池M1以100℃～150℃的較低溫進(jìn)行熱處理1小時(shí)左右，由此除去樹(shù)脂制的包裝殼(S1)，用粉碎機(jī)粉碎(S2)，過(guò)篩，選擇小顆粒材料(S3)。
接著，將所選擇的材料進(jìn)一步在300℃～500℃稍高溫下進(jìn)行熱處理1小時(shí)左右，分離除去集電金屬或電極粘合劑(S4)，過(guò)振動(dòng)篩(S5)，分離成鎳、銅、鋁等金屬材料M2和鈷酸鋰(LiCoO2)以及電極碳(C)的混合物M3。
金屬材料M2通過(guò)比重篩選、磁性篩選等，按照各元素分離并收集，進(jìn)行分別對(duì)各金屬有效的回收(S6)。
另一方面，鈷酸鋰和碳的混合物M3通過(guò)漂浮篩選(S7)，分離成鈷酸鋰M4和電極碳M5。
分離的鈷酸鋰(LiCoO2)M4成為本實(shí)施方案的貴重物質(zhì)回收方法的處理對(duì)象，大致分成鋰金屬(Li)和鈷(Co)成分，作為電極材料或其它材料應(yīng)用。
具體來(lái)說(shuō)，將分別回收的鈷酸鋰(LiCoO2)的粉末壓縮填充在帶孔的筐集合體10的各帶孔的筐17的內(nèi)部(填充步驟S8)。
接著，如圖7A所示，將由填充有鈷酸鋰的多個(gè)帶孔的筐17形成的帶孔的筐集合體10經(jīng)由導(dǎo)向管13、通過(guò)吊具12裝載到還原反應(yīng)槽1的內(nèi)部(浸泡步驟)。還原反應(yīng)槽1內(nèi)的氯化鋰(LiCl)被加熱至比其熔點(diǎn)610℃稍高的溫度，保持熔融狀態(tài)。
如圖7B所示，帶孔的筐集合體10裝載在還原反應(yīng)槽1的內(nèi)部，如上所述，在帶孔的筐17的容器壁上形成了多個(gè)貫通孔18，因此，還原反應(yīng)槽1的內(nèi)部的溶解有還原劑Li的氯化鋰熔融鹽(LiCl)經(jīng)由這些貫通孔18流入到帶孔的筐17的內(nèi)部，滲透到鈷酸鋰的內(nèi)部。
這時(shí)，如上所述，帶孔的筐17的內(nèi)部空間厚度t設(shè)定為氯化鋰熔融鹽對(duì)填充的鈷酸鋰的滲透距離的約2倍或2倍以下，因此，氯化鋰熔融鹽可滲透填充在帶孔的筐17內(nèi)的鈷酸鋰的全體。
由此，在還原反應(yīng)槽1的內(nèi)部，帶孔的筐17內(nèi)的鈷酸鋰全體與金屬鋰發(fā)生還原反應(yīng)(還原反應(yīng)步驟S10)。該還原反應(yīng)步驟S10中，溶解有作為還原劑的金屬鋰(Li)和反應(yīng)產(chǎn)物氧化鋰(Li2O)的氧化鋰熔融鹽(LiCl)經(jīng)由帶孔的筐17的多個(gè)貫通孔流通。
應(yīng)說(shuō)明的是，以往作為前處理，是將復(fù)合材料中的碳加施加1100℃以上的熱，使其燃燒除去，本實(shí)施方案的回收方法中，取而代之的前處理是將粉碎的電極材料直接在熔融鹽中濕潤(rùn)，通過(guò)鼓入氧或空氣對(duì)碳進(jìn)行氧化處理。
無(wú)法將鈷酸鋰和電極碳(C)充分分離時(shí)，或者是省略了漂浮篩選(S7)時(shí)，將鈷酸鋰加入到還原反應(yīng)槽1中后，作為前處理，可以吹入氧O2，邊用攪拌機(jī)3攪拌邊發(fā)生反應(yīng)，使碳(C)以二氧化碳(CO2)的形式釋放。應(yīng)說(shuō)明的是，氣氛壓力可以是大氣壓。吹入的氣體是氬(Ar)或氮(N2)等惰性氣體與氧混合的氣體，也可以使用空氣。
然后，將二氧化碳或氧與氬等密封氣體一起運(yùn)送，使還原反應(yīng)槽1用惰性氣體密封，加熱至比熔點(diǎn)高的650℃左右，然后添加金屬鋰(Li)，邊攪拌邊進(jìn)行還原反應(yīng)。
應(yīng)說(shuō)明的是，在還原反應(yīng)槽1中焚燒碳作為前處理時(shí)，由于產(chǎn)生二氧化碳，因此，優(yōu)選在密封氣體循環(huán)系統(tǒng)9中具備二氧化碳吸附劑并除去。也可以通過(guò)冷捕獲使其固化并除去。
圖6所示的鋰還原反應(yīng)(S10)是在加入了鈷酸鋰(LiCoO2)的3倍當(dāng)量的金屬鋰(Li)時(shí)，根據(jù)下述的化學(xué)反應(yīng)式，生成鈷(Co)和氧化鋰(Li2O)。
LiCoO2+3Li→Co+2Li2O…(1) 在鋰還原反應(yīng)步驟(S10)中，金屬鋰漂浮于氯化鋰熔融鹽的液面上，在650℃下約溶解0.1％wt。因此，為了保持化學(xué)平衡，上述化學(xué)反應(yīng)所消耗的溶解鋰立即接受來(lái)自熔融鹽液面上的金屬鋰的補(bǔ)給。由此可以自動(dòng)地使化學(xué)反應(yīng)持續(xù)，直至鈷酸鋰或金屬鋰被消耗。
通過(guò)還原反應(yīng)生成的鈷(Co)難以溶解于氯化鋰熔融鹽(LiCl)中，另外，填充在帶孔的筐17中的鈷酸鋰在發(fā)生還原反應(yīng)(發(fā)熱反應(yīng))之后也幾乎全部保留其原形。而氧化鋰在氯化鋰熔融鹽中、在650℃下約溶解8.8％wt。因此，可容易地將溶解于氯化鋰熔融鹽中的氧化鋰和殘留在帶孔的筐17內(nèi)的鈷分離。
應(yīng)說(shuō)明的是，可一批處理的鈷酸鋰的量受氧化鋰的溶解量限制，由氯化鋰熔融鹽的量和氧化鋰的溶解率決定。
規(guī)定的還原反應(yīng)步驟(S10)結(jié)束后，使用吊具12，如圖7C所示，將帶孔的筐集合體10與其內(nèi)部殘留的回收對(duì)象物(鈷成分)一起從還原反應(yīng)槽1內(nèi)提起(提起步驟S11)。
接著，使用吊具12直接將帶孔的筐集合體10浸泡在圖1所示的水槽14的水中，除去附著物(水洗步驟S12)?；厥盏拟挸煞质菍⒏鱾€(gè)帶孔的筐集合體10從還原反應(yīng)槽1中提起回收，因此氯化鋰熔融鹽(LiCl)伴隨在帶孔的筐集合體10中。
另外，通過(guò)燃燒步驟不能完全除去的碳成分和殘留粘合劑(氟系樹(shù)脂)與還原反應(yīng)槽1內(nèi)的金屬鋰(Li)反應(yīng)，由此可能分別生成LiC(C+Li→LiC)和LiF(F+Li→LiF)。因此，在水洗步驟(S12)中，通過(guò)將帶孔的筐集合體10在水槽14中水洗，氯化鋰(LiCl)溶解于水中，可以除去，LiC與水反應(yīng)，生成乙炔，可以除去(LiC+H2O→0.5C2H2+LiOH)，LiF溶解于水，可以除去。
應(yīng)說(shuō)明的是，利用回收的鈷成分作為電極材料的原料時(shí)，以氧化鈷的形式回收在加工上有利。這種情況下，如果相對(duì)于鈷酸鋰的供給量添加大致等當(dāng)量的金屬鋰，通過(guò) LiCoO2+Li→CoO+Li2O… (2) 的還原反應(yīng)，可以得到氧化鋰和氧化鈷。氧化鈷也不溶解于氯化鋰熔融鹽中，而是殘留于帶孔的筐17的內(nèi)部。
通過(guò)還原反應(yīng)生成的還原反應(yīng)槽1內(nèi)的氧化鋰對(duì)氯化鋰幾乎飽和時(shí)，將溶解有氧化鋰的氯化鋰熔融鹽運(yùn)送到鋰電沉積槽2中，實(shí)施鋰電沉積步驟(S13)。
在鋰電沉積槽2中插入電解用的陽(yáng)極4和陰極5，兩極4、5與直流電源連接。將混有在還原反應(yīng)槽1中生成的氧化鋰的氯化鋰熔融鹽轉(zhuǎn)移至鋰電沉積槽2中，將電極4、5浸入熔融鹽中，在兩電極4、5中施加2.47V～3.46V的電位差。由此，發(fā)生氧化鋰的電解，金屬鋰在陰極5上沉積，在陽(yáng)極4產(chǎn)生氧氣。
在陰極5上沉積的金屬鋰飄浮，以熔融狀態(tài)聚集在熔融鹽液面，因此，在鋰電沉積槽2內(nèi)的熔融鹽液面的緊挨上方位置，經(jīng)由與鋰電沉積槽2連接的排出管(排出管路)20，可以使漂浮的金屬鋰流出或吸出到鋰電沉積槽2的外部，進(jìn)行回收。
產(chǎn)生的氧氣浮于熔融鹽表面，與密封氣體一起運(yùn)送。
電解電壓為2.47V以上，則氧化鋰分解為金屬鋰和氧氣，為3.46V以上，則氯化鋰分解，開(kāi)始產(chǎn)生氯氣。因此，電解電壓調(diào)節(jié)為約2.47V～3.46V之間，這樣可以抑制不需要的氯氣的生成，更可選擇性地進(jìn)行氧化鋰的分解。
由生成的金屬鋰供給在還原反應(yīng)中使用的鋰時(shí)，從鋰電沉積槽2中使大約3/4的鋰回流到還原反應(yīng)槽1中，取出1/4回收。
鋰電沉積中，氯化鋰熔融鹽中的氧化鋰溶解度過(guò)低，則電解效率降低，因此，達(dá)到適當(dāng)?shù)臐舛葧r(shí)即結(jié)束，其余的熔融鹽返回至還原反應(yīng)槽1中，再次加入原料鈷酸鋰，添加金屬鋰，反復(fù)進(jìn)行還原反應(yīng)。
下面，參照?qǐng)D8A～圖8C，對(duì)將作為反應(yīng)溶劑的氯化鋰熔融鹽(LiCl)和作為還原劑的金屬鋰(Li)供給還原反應(yīng)槽1內(nèi)時(shí)的順序(準(zhǔn)備步驟)進(jìn)行說(shuō)明。
在上述圖6所示的浸泡步驟(S9)之前，如圖8A所示，只將氯化鋰熔融鹽供給還原反應(yīng)槽1內(nèi)，如圖8B所示，如果該液面到達(dá)比導(dǎo)向管13的下端13a上方的位置即停止供給。之后，在導(dǎo)向管13的外側(cè)，向還原反應(yīng)槽1內(nèi)的氯化鋰熔融鹽液面上供給作為還原劑的金屬鋰。
由此，飄浮在氯化鋰熔融鹽液面上的金屬鋰不會(huì)進(jìn)入到導(dǎo)向管13內(nèi)部。由此，如圖7C所示，在將處理完畢的帶孔的筐集合體10從還原反應(yīng)槽1內(nèi)提起時(shí)，可以防止金屬鋰與帶孔的筐集合體10伴隨提起。這在防止富于反應(yīng)性的金屬鋰與空氣接觸方面有效。
如上所述，根據(jù)本實(shí)施方案的貴重物質(zhì)的回收裝置和回收方法，在將含有鈷酸鋰的處理對(duì)象物加入到還原反應(yīng)槽1內(nèi)、還原反應(yīng)處理、以及由還原反應(yīng)槽1回收的所有步驟中，可以通過(guò)共同的帶孔的筐集合體10進(jìn)行連續(xù)操作。這樣，可以實(shí)現(xiàn)貴重物質(zhì)回收裝置的結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)單化、小型化，還可以大幅縮短貴重物質(zhì)回收的作業(yè)時(shí)間。
本實(shí)施方案的貴重物質(zhì)回收裝置和回收方法除了可回收鈷之外，還可以確實(shí)地回收以往較難回收的鋰。
由于采用了使用氯化鋰熔融鹽的干式反應(yīng)，因此處理簡(jiǎn)單，且還原反應(yīng)均勻、穩(wěn)定。此外，排水或廢棄物容易處理。
廢棄物基本上只是在鋰電沉積槽2內(nèi)產(chǎn)生的氧氣。在以往的濕式法中，產(chǎn)生較多的廢水、離子交換樹(shù)脂、有機(jī)溶劑等廢棄物，而本實(shí)施方案的處理方法中，廢棄物的種類和量少，有利。
基本的系統(tǒng)是通過(guò)還原反應(yīng)和電解兩個(gè)步驟內(nèi)完成，因此，與以往方法的多步級(jí)聯(lián)式處理相比，裝置簡(jiǎn)單且小型。
在濕式法中，在還原反應(yīng)中，為了使溶劑水不沸騰，必須抑制處理量或者是考慮冷卻裝置，而本實(shí)施方案中，反應(yīng)速度迅速，但是熔融鹽的熱容量大，因此充分吸收還原反應(yīng)熱，可以大量處理。
上述本實(shí)施方案中，可以干式回收鋰二次電池的電極材料，步驟簡(jiǎn)單且可短時(shí)間內(nèi)處理，因此，結(jié)合使用上述的有效的筐集合體10，可以實(shí)現(xiàn)裝置的小型化和運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用的削減。還可以削減廢水量和廢棄物量。
作為上述實(shí)施方案的一個(gè)變形例子，如圖11所示，通過(guò)在還原反應(yīng)槽1內(nèi)安裝電解電極4、5，可以使Li電沉積槽與還原反應(yīng)槽1共通使用，制成單槽式。
該例子中，可以在反應(yīng)槽1內(nèi)設(shè)置分隔部件19，該分隔部件19用于將漂浮于反應(yīng)槽1內(nèi)的氯化鋰熔融鹽液面上的金屬鋰與電沉積裝置的陽(yáng)極4分隔開(kāi)。
用于將漂浮于氯化鋰熔融鹽液面上的金屬鋰排出到槽外的排出管20與氯化鋰熔融鹽液面的緊挨上方位置與反應(yīng)槽1連接。
如本例所示，還原反應(yīng)槽1與Li電沉積槽2共通，則用于將氯化鋰熔融鹽從還原反應(yīng)槽1運(yùn)送到Li電沉積槽2的結(jié)構(gòu)以及Li電沉積槽2本身均可以省略，并且運(yùn)輸時(shí)熔融鹽的溫度不會(huì)降低，因此可以減少用于保持熔融鹽溫度的能量損失。
另外，通過(guò)電沉積生成的金屬鋰可以直接用于還原反應(yīng)，因此，無(wú)需象兩槽分離的形式那樣，在吸出金屬鋰后另外配置將規(guī)定量分配給還原反應(yīng)槽1的裝置。
上述實(shí)施方案中，對(duì)于鋰二次電池的正極材料為鈷酸鋰(LiCoO2)的情形進(jìn)行了說(shuō)明，但本發(fā)明的貴重物質(zhì)回收裝置和回收方法也適用于鈷酸鋰以外的正極材料，例如LiNiO2、LiCoxNi(1-x)O2(x＝1～0)、LiMn2O4等。以這些正極材料作為處理對(duì)象時(shí)的反應(yīng)式如下。
-電極材料為L(zhǎng)iNiO2時(shí) LiNiO2+3Li→2Li2O+Ni或 LiNiO2+Li→Li2O+NiO -電極材料為L(zhǎng)iCoxNi(1-x)O2時(shí) LiCoxNi(1·x)O2+3Li→2Li2O+CoxNi(1·x)或 LiCoxNi(1·x)O2+Li→Li2O+CoxNi(1·xO -電極材料為L(zhǎng)iMn2O4時(shí) LiMn2O4+7Li→4Li2O+2Mn或 LiMn2O4+3Li→2Li2O+2MnO 以上對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選例子進(jìn)行了某種程度的特定性說(shuō)明，但很明確，它們可以進(jìn)行各種變更。因此，應(yīng)理解為在不脫離本發(fā)明的范圍和精神的基礎(chǔ)上，也可以通過(guò)與本說(shuō)明書中特定記載的方案不同的方案實(shí)施本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.用于從鋰二次電池中回收貴重物質(zhì)的回收裝置，其特征在于具備反應(yīng)槽、帶孔的處理容器和容器搬運(yùn)裝置，其中，所述反應(yīng)槽是用于將鋰二次電池的電極材料浸泡在含有金屬鋰的氯化鋰熔融鹽中、使其與金屬鋰進(jìn)行還原反應(yīng)的反應(yīng)槽；所述帶孔的處理容器是盛載上述電極材料、與所盛載的上述電極材料一起浸泡在上述反應(yīng)槽內(nèi)的氯化鋰熔融鹽中的可搬運(yùn)式的帶孔的處理容器，該帶孔的處理容器具備填充有上述電極材料的容器本體，在構(gòu)成上述容器本體的容器壁上形成將存留氯化鋰熔融鹽的上述反應(yīng)槽的內(nèi)部空間與盛載上述電極材料的上述容器本體的內(nèi)部空間連通的多個(gè)貫通孔；所述容器搬運(yùn)裝置是將盛載有上述電極材料的上述帶孔的處理容器浸泡在上述反應(yīng)槽內(nèi)的氯化鋰熔融鹽中，處理后，將上述帶孔的處理容器從上述反應(yīng)槽內(nèi)的氯化鋰熔融鹽中提起的裝置。
2.權(quán)利要求1的從鋰二次電池中回收貴重物質(zhì)的回收裝置，其特征在于上述容器本體中，填充有上述電極材料的內(nèi)部空間的厚度設(shè)定為氯化鋰熔融鹽對(duì)填充的上述電極材料的滲透距離的約2倍或2倍以下。
3.權(quán)利要求2的從鋰二次電池中回收貴重物質(zhì)的回收裝置，其特征在于上述容器本體的上述內(nèi)部空間的厚度在約60mm以下的范圍內(nèi)。
4.權(quán)利要求1～3中任一項(xiàng)的從鋰二次電池中回收貴重物質(zhì)的回收裝置，其特征在于上述容器本體中，其內(nèi)部空間由具有長(zhǎng)方形水平截面的矩形結(jié)構(gòu)構(gòu)成。
5.權(quán)利要求1～3中任一項(xiàng)的從鋰二次電池中回收貴重物質(zhì)的回收裝置，其特征在于上述容器本體中，其內(nèi)部空間由具有環(huán)狀水平截面的環(huán)形結(jié)構(gòu)構(gòu)成。
6.權(quán)利要求1～5中任一項(xiàng)的從鋰二次電池中回收貴重物質(zhì)的回收裝置，其特征在于上述貫通孔的孔徑約為1mm。
7.權(quán)利要求1～6中任一項(xiàng)的從鋰二次電池中回收貴重物質(zhì)的回收裝置，該裝置進(jìn)一步具有導(dǎo)向管，該導(dǎo)向管是在內(nèi)部形成的、在通過(guò)上述容器搬運(yùn)裝置將上述帶孔的處理容器浸泡在上述反應(yīng)槽內(nèi)的氯化鋰熔融鹽中時(shí)的通路，上述導(dǎo)向管配置成其下端位于比存留在上述反應(yīng)槽內(nèi)的氯化鋰熔融鹽的液面下方的位置。
8.權(quán)利要求1～7中任一項(xiàng)的從鋰二次電池中回收貴重物質(zhì)的回收裝置，其中，上述容器本體的上述容器壁由網(wǎng)狀材料或沖孔金屬形成。
9.權(quán)利要求1～8中任一項(xiàng)的從鋰二次電池中回收貴重物質(zhì)的回收裝置，該裝置進(jìn)一步具有電沉積裝置，該電沉積裝置是對(duì)在上述反應(yīng)槽內(nèi)的氯化鋰熔融鹽中生成的氧化鋰進(jìn)行電解，使金屬鋰在陰極上沉積的裝置。
10.權(quán)利要求9的從鋰二次電池中回收貴重物質(zhì)的回收裝置，其特征在于該裝置進(jìn)一步具有鋰電沉積槽，該鋰電沉積槽與上述反應(yīng)槽分開(kāi)設(shè)置，并配置了上述電沉積裝置。
11.權(quán)利要求10的從鋰二次電池中回收貴重物質(zhì)的回收裝置，其特征在于該裝置進(jìn)一步具有排出管路，該排出管路是為了回收聚集在上述鋰電沉積槽內(nèi)的氯化鋰熔融鹽液面上的金屬鋰而在氯化鋰熔融鹽液面的緊挨上方位置形成排出口。
12.權(quán)利要求9的從鋰二次電池中回收貴重物質(zhì)的回收裝置，其特征在于上述電沉積裝置的陽(yáng)極和上述陰極浸泡在上述反應(yīng)槽內(nèi)的氯化鋰熔融鹽中。
13.權(quán)利要求12的從鋰二次電池中回收貴重物質(zhì)的回收裝置，其特征在于在上述反應(yīng)槽內(nèi)設(shè)有分隔部件，該分隔部件用于將浮于上述反應(yīng)槽內(nèi)的氯化鋰熔融鹽液面上的金屬鋰與上述電沉積裝置的上述陽(yáng)極分隔開(kāi)。
14.權(quán)利要求13的從鋰二次電池中回收貴重物質(zhì)的回收裝置，其特征在于該裝置進(jìn)一步具有排出管路，該排出管路是為了回收聚集在上述反應(yīng)槽內(nèi)的氯化鋰熔融鹽液面上的金屬鋰而在氯化鋰熔融鹽液面的緊挨上方位置形成排出口。
15.權(quán)利要求1～14中任一項(xiàng)的從鋰二次電池中回收貴重物質(zhì)的回收裝置，該裝置進(jìn)一步具有水槽，該水槽用于將從上述反應(yīng)槽內(nèi)的氯化鋰熔融鹽中提起的上述帶孔的處理容器浸泡在水中，除去附著物。
16.用于從鋰二次電池中回收貴重物質(zhì)的回收方法，其特征在于具備以下步驟
浸泡步驟，該浸泡步驟是將具有填充了鋰二次電池的電極材料的容器本體的可搬運(yùn)式的帶孔的處理容器浸泡在存留在反應(yīng)槽中的、含有金屬鋰的氯化鋰熔融鹽中，其中，在構(gòu)成上述容器本體的容器壁上形成將存留氯化鋰熔融鹽的上述反應(yīng)槽的內(nèi)部空間與盛載上述電極材料的上述容器本體的內(nèi)部空間連通的多個(gè)貫通孔；
還原反應(yīng)步驟，該還原反應(yīng)步驟是在上述反應(yīng)槽內(nèi)，使上述電極材料與金屬鋰發(fā)生還原反應(yīng)，其中，經(jīng)由上述容器本體的上述多個(gè)貫通孔，流通溶解有作為還原劑的金屬鋰和反應(yīng)產(chǎn)物氧化鋰的氯化鋰熔融鹽；
提起步驟，該提起步驟是在上述還原反應(yīng)步驟結(jié)束后，將上述帶孔的處理容器從上述反應(yīng)槽內(nèi)的氯化鋰熔融鹽中提起的步驟。
17.權(quán)利要求16的從鋰二次電池中回收貴重物質(zhì)的回收方法，其特征在于上述容器本體設(shè)定成填充有上述電極材料的內(nèi)部空間的厚度為氯化鋰熔融鹽對(duì)填充的上述電極材料的滲透距離的約2倍或2倍以下，上述還原反應(yīng)步驟中，氯化鋰熔融鹽幾乎滲透填充在上述容器本體內(nèi)的上述電極材料的全體。
18.權(quán)利要求16或17的從鋰二次電池中回收貴重物質(zhì)的回收方法，其特征在于在上述浸泡步驟和上述提起步驟中，上述帶孔的處理容器配置成經(jīng)由導(dǎo)向管內(nèi)部浸泡在上述反應(yīng)槽內(nèi)的氯化鋰熔融鹽中或者從其中提起，上述導(dǎo)向管的下端位于比存留在上述反應(yīng)槽內(nèi)的氯化鋰熔融鹽液面下方的位置。
19.權(quán)利要求18的從鋰二次電池中回收貴重物質(zhì)的回收方法，其特征在于該方法進(jìn)一步具備準(zhǔn)備步驟，該準(zhǔn)備步驟是在上述浸泡步驟之前，向上述反應(yīng)槽的內(nèi)部供給氯化鋰熔融鹽和金屬鋰的步驟，首先，將氯化鋰熔融鹽供給上述反應(yīng)槽內(nèi)，直至其液面位于比上述導(dǎo)向管的上述下端上方的位置，然后在上述導(dǎo)向管的外側(cè)，將金屬鋰供給上述反應(yīng)槽內(nèi)的氯化鋰熔融鹽的液面上。
20.權(quán)利要求16～19中任一項(xiàng)的從鋰二次電池中回收貴重物質(zhì)的回收方法，其特征在于該方法進(jìn)一步具備電沉積步驟，該電沉積步驟是在上述還原反應(yīng)步驟中，將在上述反應(yīng)槽內(nèi)的氯化鋰熔融鹽中生成的氧化鋰進(jìn)行電解，使金屬鋰在陰極上沉積的步驟。
21.權(quán)利要求20的從鋰二次電池中回收貴重物質(zhì)的回收方法，其特征在于上述電沉積步驟使用與上述反應(yīng)槽分開(kāi)設(shè)置的、配置于鋰電沉積槽內(nèi)的一對(duì)電極進(jìn)行實(shí)施。
22.權(quán)利要求20的從鋰二次電池中回收貴重物質(zhì)的回收方法，其特征在于上述電沉積步驟使用設(shè)置于上述反應(yīng)槽內(nèi)的一對(duì)電極進(jìn)行實(shí)施。
23.權(quán)利要求20～22中任一項(xiàng)的從鋰二次電池中回收貴重物質(zhì)的回收方法，其特征在于將在上述陰極上沉積、并在氯化鋰熔融鹽液面上漂浮、堆積的金屬鋰經(jīng)由在氯化鋰熔融鹽液面的緊挨上方位置形成排出口的排出管路排出。
24.權(quán)利要求16～23中任一項(xiàng)的從鋰二次電池中回收貴重物質(zhì)的回收方法，其特征在于該方法進(jìn)一步具有水洗步驟，該水洗步驟是將通過(guò)上述提起步驟從上述反應(yīng)槽內(nèi)的氯化鋰熔融鹽中提起的上述帶孔的處理容器浸泡在水中，除去附著物。
25.權(quán)利要求16～24中任一項(xiàng)的從鋰二次電池中回收貴重物質(zhì)的回收方法，其特征在于該方法進(jìn)一步具備填充步驟，該填充步驟是在上述浸泡步驟之前，將粉末狀的上述電極材料壓縮填充到上述容器本體的內(nèi)部。
26.權(quán)利要求16～25中任一項(xiàng)的從鋰二次電池中回收貴重物質(zhì)的回收方法，其特征在于在上述還原反應(yīng)步驟中，與上述電極材料的還原反應(yīng)消耗金屬鋰，在存留在上述反應(yīng)槽內(nèi)的氯化鋰熔融鹽液面上漂浮的金屬鋰溶解于氯化鋰熔融鹽中進(jìn)行補(bǔ)給，以保持化學(xué)平衡。
全文摘要
本發(fā)明具備反應(yīng)槽(1)、帶孔的處理容器(10)和容器搬運(yùn)裝置，其中，所述反應(yīng)槽(1)是用于將鋰二次電池的電極材料浸泡在含有金屬鋰的氯化鋰熔融鹽中、使其與金屬鋰進(jìn)行還原反應(yīng)的反應(yīng)槽；所述帶孔的處理容器(10)是與所盛載的上述電極材料一起浸泡在上述反應(yīng)槽(1)內(nèi)的氯化鋰熔融鹽中的可搬運(yùn)式的帶孔的處理容器；所述容器搬運(yùn)裝置是將盛載上述電極材料的上述帶孔的處理容器(10)浸泡在上述反應(yīng)槽(1)內(nèi)的氯化鋰熔融鹽中，處理后從上述反應(yīng)槽(1)中提起的裝置。構(gòu)成帶孔的處理容器(10)的容器本體的容器壁上，形成將存留氯化鋰熔融鹽的反應(yīng)槽(1)的內(nèi)部空間與盛載電極材料的容器本體的內(nèi)部空間連通的多個(gè)貫通孔。
文檔編號(hào)H01M10/54GK101346851SQ20058005240
公開(kāi)日2009年1月14日 申請(qǐng)日期2005年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月27日
發(fā)明者角田俊也, 山崎誠(chéng)一郎 申請(qǐng)人:川崎設(shè)備系統(tǒng)株式會(huì)社