말레산을 이용한 폐리튬이차전지의 유가금속 회수 방법
Valuable metal recovering method from exhausted lithium secondary batteries by using the maleic acid
특허 요약
본 발명은 폐리튬이차전지의 양극활물질로부터 유가금속을 회수하기 위한 방법을 제공한다. 구체적으로, 본 발명은 종래에 비해 황산의 사용량을 줄이면서도, 유가금속의 침출 효율이 더 높은 말레산, 황산, 과산화수소 및 과산화물 안정제를 포함하는 혼합 용액을 제공함으로써, 환경오염을 줄여 공정 지속성을 늘리고 자원의 회수율을 높일 수 있는 방법을 제공한다.
청구항
번호청구항
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말레산 용액과 황산 용액을 혼합하여 산 용액을 제조하되, 상기 말레산 용액과 황산 용액의 몰 농도가 하기 관계식 1을 만족하는 산 용액을 제조하는 단계;상기 산 용액 100 중량부에 대하여 과산화수소를 1 내지 10 중량부 첨가하여 혼합 용액을 제조하는 단계; 및폐양극활물질 분말을 혼합용액에 첨가하고 교반 및 가열하여 유가금속을 침출시켜 침출 용액을 제조하는 단계;를 포함하되,상기 산 용액에 아스코르브산을 더 포함하고,상기 혼합 용액에 과산화물 안정제를 더 포함하며,상기 침출 용액에 있어서,하기 계산식 1로 표기되는 유가금속의 침출 효율이 90% 이상인 것을 특징으로 하는 폐양극활물질로부터 유가금속을 회수하는 방법.[관계식 1][관계식 2](관계식 1 및 2에서,상기 HO2CCH=CHCO2H는 말레산, [HO2CCH=CHCO2H]는 말레산의 몰 농도(mol L-1), [H2SO4]는 황산의 몰 농도(mol L-1)를 의미한다.)[계산식 1]유가금속의 침출 효율(%)=(침출 용액으로 추출된 유가금속의 중량)/(폐양극활물질 내 유가금속의 중량) * 100(이때, 상기 유가금속은 리튬, 니켈, 코발트, 망간, 알루미늄 및 철 중 선택되는 어느 하나인 금속이다.)

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3

제1항에 있어서,상기 말레산 용액의 농도는 0.20 내지 0.40M인 것을 특징으로 하는 폐양극활물질로부터 유가금속을 회수하는 방법.

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제1항에 있어서,상기 황산 용액의 농도는 0.4M 내지 1.0M인 것을 특징으로 하는 폐양극활물질로부터 유가금속을 회수하는 방법.

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제1항에 있어서,상기 산 용액의 pH는 0.1 내지 0.5인 것을 특징으로 하는 폐양극활물질로부터 유가금속을 회수하는 방법.

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제1항에 있어서,상기 폐양극활물질은 리튬, 니켈 및 코발트 중 선택되는 어느 하나 이상과, 망간, 알루미늄 및 철 중 선택되는 어느 하나 이상을 유가금속으로써 포함하는 것으로, 상기 침출 용액 내에 상기 유가금속을 적어도 하나 이상을 포함하는 것인 폐양극활물질로부터 유가금속을 회수하는 방법.

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제1항에 있어서,상기 침출은 50 내지 120℃의 온도를 유지하며 수행하는 것인 폐양극활물질로부터 유가금속을 회수하는 방법.

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제1항, 제3항 내지 제5항, 제8항 및 제10항 중 선택되는 어느 한 항에 따른 폐양극활물질로부터 유가금속을 회수하는 방법을 포함하는 폐양극활물질로부터 유가금속을 침전하는 방법.

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제1항, 제3항 내지 제5항, 제8항 및 제10항 중 선택되는 어느 한 항에 따른 폐양극활물질로부터 유가금속을 회수하는 방법을 포함하는 폐양극활물질로부터 유가금속을 정제하는 방법.