폐리튬이온전지로부터 유가금속을 회수하는 방법

NaClO 단계적 산화침전과 옥살레이트 침전을 결합한 폐배터리 합금 유가금속 분리 공정

본 기술은 용융환원처리된 폐배터리 합금을 산성 침출액으로 용해한 뒤, 철 분말에 의한 구리 치환, Fe(Ⅲ)의 다단계 용매 추출, 망간·코발트의 선택적 산화 침전, 니켈의 옥살레이트 침전을 순차적으로 수행하여 유가금속을 분리·회수하는 공정 기술입니다.

기존 습식 공정에서 사용되던 일부 추출제는 금속 선택성이 낮고 환경 유해성이 커 활용에 제약이 있었습니다. 또한 금속 이온 간 분리 효율이 떨어지고 미세 침전물이 생성되어 여과 공정이 까다롭다는 한계가 존재했습니다.

본 기술은 Fe(Ⅲ)을 제거한 여액에 NaClO 산화제를 투입하여 Mn(Ⅱ)을 MnO2로, Co(Ⅱ)를 Co2O3로 단계적으로 산화 침전시키고, 마지막으로 Ni(Ⅱ)를 옥살레이트와 반응시켜 NiC2O4로 침전시키도록 구성됩니다. 건식-습식 복합 배터리 리사이클링 플랜트와 니켈·코발트 전구체 원료 재생 사업에 적용될 수 있어, 금속별 고순도 중간산물을 순차적으로 확보하면서 유해 추출제 사용을 줄일 수 있습니다.

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Key Features:

• 폐리튬전지를 용융환원처리하여 만들어지는 합금상으로부터 염화제2철 또는 황산제2철 추출액으로 구리, 니켈, 코발트 및 망간을 용해하는 침출용액 준비 단계
• 침출용액에 철 분말을 투입하여 치환 반응으로 구리 이온을 철 분말에 석출시켜 회수하는 구리 회수 단계
• 제1 산화제로 Fe(Ⅱ) 이온을 Fe(Ⅲ) 이온으로 산화시킨 후 용매 추출법으로 Fe(Ⅲ) 이온을 제거하는 철 제거 단계
• Mn(Ⅱ) 대비 몰비 3.0~4.5의 NaClO로 MnO2를, Co(Ⅱ) 대비 4.5~7.5의 NaClO로 Co2O3를 산화 침전시키는 순차 침전 단계

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본 발명은 산업통상자원부의 중대형 폐리튬이차전지 내 유가금속 회수를 위한 2000톤년 급 고온환원용융 상용화 및 농축분리 기술개발 지원을 통해 개발되었습니다.

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