专利名称：铝的反提取方法以及除去方法
技术领域：
本发明涉及一种铝的反提取方法以及应用该方法的铝的除去方法。
背景技术：
锂离子电池作为混合动カ汽车用的用途正在迅速扩展，进而可以推测由単元的高容量化而带来的大型电池的生产量骤増。另外，对于锂离子电池的需求扩大，要求确立来自锂离子电池的有价金属回收方法。该锂离子电池主要由正极、负极、间隔件、筐体构成，正极的结构为将包含锰、钴、镍、锂的正极活性物质和碳黑等导电剂在氟系等的粘合剂中进行混炼并涂布在铝箔的集电体上。正极材料由厚度15微米左右的铝箔和包含正极活性物质的粘合剂层构成，外观是在铝箔上涂布黑色的正极活性物质。 作为锂离子电池的回收方法，提出有如下方法焚烧·粉碎废旧锂离子电池，用挑选后的原料进行酸浸出之后，通过溶剂提取从得到的浸出液中提取分离各种金属。但是，在原料中以杂质的形式包含正极材料的铝时，铝通过酸浸出被浸出，会对溶剂提取中的提取分离产生不良影响。因此，在对原料进行酸浸出而得到的浸出液中包含铝的情况下，需要除去招。作为酸性溶液中的铝的除去方法，提出有中和法、硫酸铝法、溶剂提取法等。作为中和法，如专利文献1(日本特开2004-33984)所公开的那样，提出添加氢氧化钠等中和剂而将pH中和至6 8的范围的方法。另外，作为硫酸铝法，如专利文献2 (日本特开平1-153517)所记载的那样，提出以S04/A1摩尔比为3/2 9/2来进行减压浓缩、冷却而使硫酸铝析出的方法。作为使用有溶剂提取的铝的提取方法，如专利文献3 (日本特开昭63-25217)所公开的那样，报道了利用酸性磷酸酯的铝的提取分离，可以提取无机酸溶液中的铝的99%以上。专利文献专利文献I :日本特开2004-33984号公报专利文献2 :日本特开平1-153517号公报专利文献3 :日本特开昭63-25217号公报
发明内容
在废旧锂离子电池回收中存在有铝含量高的原料。浸出铝含量高的原料时，有时会存在浸出液中包含高浓度铝这样的问题。锂离子电池回收中的回收对象金属为锰、钴、镍、锂，铝作为杂质需要进行分离。但是，在专利文献I或2中记载的中和法中，析出的氢氧化铝发生凝胶化而使过滤性变差，除此以外，还存在因中和时的共沉淀作用而使液体中的钴或镍也沉淀这样的问题。硫酸铝法也存在需要大量的硫酸的课题。
另ー方面，在专利文献3中记载的溶剂提取法中，虽然可以回收铝，但是，没有报道铝和其它金属的分离方法。因此，本发明的课题在于，提供ー种可以以高效率从包含铝的溶液中提取、除去铝的铝的反提取方法。为了解决所述课题而进行了潜心研究，结果发现，通过对包含铝的有机溶剂加入酸性溶液调节为规定的PH来进行反提取，可以以高效率提取、除去铝。在本说明书中，“反提取”是指从溶解有铝的有机溶剂中取出铝的操作，而与其前阶段有无从包含铝的溶液中提取铝的操作无关。以以上见解为基础而完成的本发明的ー个方面为ー种铝的反提取方法，其特征在于，在包含铝的有机溶剂中加入酸性溶液，调节平衡pH为O O. 5的范围，使铝反提取到酸性溶液中。 在本发明的铝的反提取方法的一个实施方式中，所述包含铝的有机溶剂是通过从至少包含铝的硫酸酸性溶液中进行溶剂提取而得到的。在本发明的铝的反提取方法的另ー个实施方式中，有机溶剂为包含2-こ基己基膦酸单-2-こ基己酯的有机溶剤。在本发明的铝的反提取方法的另ー个实施方式中，酸性溶液为硫酸溶液。在本发明的铝的反提取方法的另ー个实施方式中，所述铝以外的金属为选自锰、钴、镍、锂中的至少ー种。本发明的另ー个方面为ー种铝的除去方法，其包含如下エ序提取エ序，在至少包含铝的硫酸酸性溶液中，调节平衡PH至I 3的范围，对铝进行溶剂提取；反提取エ序，在所述提取エ序得到的包含铝的有机溶剂中加入酸性溶液，调节平衡pH至O O. 5的范围，使铝反提取到酸性溶液中。根据本发明，可以提供ー种可以以高效率从包含铝的溶液中提取、除去铝的铝的反提取方法。
图I表示在本发明的实施方式的铝的除去方法中，以2-こ基己基膦酸单-2-こ基己酯为提取剂进行溶剂提取的情况下的锰、钴、镍、锂、铝的PH-提取率曲线。图2表示在应用于本发明的实施方式的铝的除去方法中的反提取方法中，从提取了铝的溶剂中，对使用了硫酸溶液的铝进行反提取情况下的PH-反提取率曲线。
具体实施例方式本发明的实施方式的铝的除去方法可优选用于从废旧锂离子电池本体中回收有价金属的方法，更详细地而言，可优选用于通过溶剂提取以及反提取以高效率从对锂离子电池中包含的正极材料进行处理时产生的溶液中除去作为杂质的铝的方法。下面，对通过溶剂提取对锂离子电池回收中的浸出液中的铝进行提取分离、并且提取后的溶剂进行反提取的情况进行说明，但是本发明并不受下面的例子的限制，当然也可用于其以外的用于分离提取或除去铝的各种用途。本发明的实施方式的铝的除去方法可以将锂离子电池回收中得到的含有铝的浸出液作为处理对象。即，作为原料的处理对象液为除包含铝以外还包含作为回收对象金属的锰、钴、镍、锂或者其它金属的硫酸溶液。该处理对象液包含例如O. OOl 300g/L的硫酸、O. 001 20g/L 的铝、O. 001 30g/L 的锰、O. 001 30g/L 的钴、O. 001 30g/L 的镍、
O.001 30g/L 的锂。通过溶剂提取法从该浸出液中提取分离铝。提取剂使用2-こ基己基膦酸单-2-乙基己酷。混合用烃系溶剂对该提取剂进行稀释并制备而成的溶剂和包含铝的上述硫酸溶液并进行铝的溶剂提取。2-こ基己基膦酸单-2-こ基己酯和溶剂的混合比优选为I : 3。作为烃系溶剂，可利用芳香族系、链烷烃系、环烷系溶剂 等，其中优选环烷系溶剤。图I表示溶剂提取时的平衡pH和各元素的提取率的关系。就铝提取时的平衡pH而言，优选添加中和剂调节为1.8以上、优选2以上，以及调节为3以下、优选2.5以下、进一步优选2.3以下的范围。作为中和剂，可以使用氢氧化钠、碳酸钠等。平衡pH为I以上3以下时，溶液中包含钴、镍、锂等铝以外的金属的情况下，可抑制这些铝以外的金属和铝ー起被提取，结果可以更高效且选择性地提取铝，因此优选。特别是在溶液中包含锰的情况下，通过将平衡pH设为2以上2. 5以下、优选2.3以下，可抑制锰和铝一起被提取，结果可以更加高效且选择性地提取铝，因此优选。对于提取エ序中提取了铝的溶剂，可用酸性溶液进行反提取。作为酸性溶液，可使用硫酸溶液、盐酸溶液等。图2表示反提取时的平衡pH和铝的提取率的关系。反提取时的平衡PH优选调节为O O. 5的范围。pH高于O. 5时，铝的反提取不彻底，有时溶剂中会残留铝。另外，PH低于O时，酸浓度高，之后的处理变困难。需要说明的是，在本实施方式中，对在反提取エ序的前阶段用特定的有机溶剂进行溶剂提取来抑制铝以外的金属包含于有机溶剂中之后进行铝的反提取的例子进行说明，但是即使假如铝以外的金属、例如锰、钴、镍、锂包含于作为反提取处理的对象的溶液中，对铝的反提取、除去也几乎没有影响。实施例下面，对本发明实施例进行说明，但实施例用于示例并不意味着限定本发明。(实施例I)对包含表I记载的各种金属的硫酸溶液(H2SO4浓度10g/L)和用环烷系溶剂(Shell Chemicals商品名shellsol D70)将2-こ基己基勝酸单-2-こ基己酷(大八化学商品名PC-88A)稀释调节为25ν01%的溶剂以有机相/水相=I (体积比)的方式进行混合搅拌，用氢氧化钠进行调节以使平衡PH为2. 3，同时进行铝的提取。将各元素的提取率示于表2。表I
权利要求
1.一种铝的反提取方法，其特征在于，在包含铝的有机溶剂中加入酸性溶液，调节平衡pH至O O. 5的范围，使铝反提取到酸性溶液中。
2.根据权利要求I所述的方法，其中，所述包含铝的有机溶剂是通过从至少包含铝的硫酸酸性溶液中进行溶剂提取而得到的。
3.根据权利要求I或2所述的方法，其中，所述有机溶剂为包含2-こ基己基膦酸単-2-こ基己酯的有机溶剤。
4.根据权利要求I 3中任一项所述的方法，其中，所述酸性溶液为硫酸溶液。
5.根据权利要求I 4中任一项所述的方法，其中，所述铝以外的金属为选自锰、钴、镍、锂中的至少ー种。
6.一种铝的除去方法，其特征在于，所述方法包含如下エ序 提取エ序，在至少包含铝的硫酸酸性溶液中，调节平衡PH至I 3的范围，并对铝进行溶剂提取； 反提取エ序，在所述提取エ序得到的包含铝的有机溶剂中加入酸性溶液，调节平衡PH至O O. 5的范围，使铝反提取到酸性溶液中。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述有机溶剂为包含2-こ基己基膦酸单-2-乙基己酯的有机溶剤。
8.根据权利要求6或7所述的方法，其中，所述酸性溶液为硫酸溶液。
9.根据权利要求6 8中任一项所述的方法，其中，所述铝以外的金属为选自锰、钴、镍、锂中的至少ー种。
全文摘要
本发明提供一种可以以高效率从包含铝的溶液中提取、除去铝的方法。本发明的铝的反提取方法的特征在于，在包含铝的有机溶剂中加入酸性溶液，调节平衡pH为0～0.5的范围，使铝反提取到酸性溶液中。
文档编号C22B47/00GK102690954SQ201210074048
公开日2012年9月26日 申请日期2012年3月20日 优先权日2011年3月23日
发明者荒川淳一 申请人:吉坤日矿日石金属株式会社