아세트산을 이용한 폐리튬이차전지의 유효금속 회수 방법
Effective metal recovering method from exhausted lithium secondary batteries
특허 요약
본 발명은 폐리튬이차전지의 양극활물질로부터 유효한 금속 성분을 회수하기 위한 방법으로, 종래에 비해 낮은 농도의 아세트산과 황산의 혼합 산 용액을 사용하여 황산의 단독 사용과 유사한 수준의 침출 효율을 갖는 방법을 제공한다.
청구항
번호청구항
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아세트산 용액과 황산 용액을 혼합하되, 아세트산 용액 : 황산 용액의 몰 농도 비가 1 : 0.25 초과 2.5 이하인 두 용액을 혼합하여 산 용액을 제조하는 단계;상기 산 용액 100 중량부에 대하여 과산화수소수를 1 내지 10 중량부 첨가하여 혼합 용액을 제조하는 단계; 및폐양극활물질 분말을 혼합용액에 첨가하고 교반 및 가열하여 유효금속을 침출시켜 침출 용액을 제조하는 단계;를 포함하되,상기 아세트산 용액의 농도는 적어도 0.2M 이상, 1.0M 이하이며,상기 황산 용액의 농도는 적어도 0.2M 이상, 1.0M 이하이고,상기 산 용액의 몰 농도는 0.5M 이상 2.0M 이하이며,상기 산 용액의 pH는 0.1 내지 1.5이고,상기 폐양극활물질은 리튬, 니켈 및 코발트 중 어느 하나 이상과, 망간, 알루미늄 및 철 중 어느 하나 이상을 유효금속으로써 포함하며,하기 식 1로 표현되는 유효금속의 침출 효율이 80% 이상인 폐양극활물질로부터 유효금속을 회수하는 방법.[식 1]유효금속의 침출효율(%)=(침출 용액으로 추출된 유효금속의 총량)/(폐양극활물질 내 유효금속의 총량) * 100

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

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

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제1항에 있어서,상기 침출 용액을 건조하여 분말화하는 단계를 더 포함하는 폐양극활물질로부터 유효금속을 회수하는 방법.

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제9항에 있어서,상기 침출 용액을 건조하는 방법은 열풍 건조, 진공 건조, 분무 건조, 동결 건조 및 감압 건조 중 선택되는 1종의 방법으로 수행되는 폐양극활물질로부터 유효금속을 회수하는 방법.