JP2002167626A - リチウム回収装置および方法 - Google Patents

リチウム回収装置および方法

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JP2002167626A
JP2002167626A JP2000361153A JP2000361153A JP2002167626A JP 2002167626 A JP2002167626 A JP 2002167626A JP 2000361153 A JP2000361153 A JP 2000361153A JP 2000361153 A JP2000361153 A JP 2000361153A JP 2002167626 A JP2002167626 A JP 2002167626A
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JP
Japan
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adsorbent
lithium
liquid
treated
desorption
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JP2000361153A
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English (en)
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Kenta Oi
健太 大井
Hirobumi Kano
博文 加納
Yoshitaka Miyai
良孝 宮井
Atsushi Honda
淳 本田
Hirotatsu Kameyama
寛達 亀山
Katsuaki Takahashi
克章 高橋
Katsuyuki Kuroiwa
勝征 黒岩
Yasuhiro Miyashita
康博 宮下
Soichiro Kondo
壮一郎 近藤
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KAWASAKI HAISAN SHORI CENTER KK
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Tokyo Gas Co Ltd
Tsukishima Kikai Co Ltd
Original Assignee
KAWASAKI HAISAN SHORI CENTER KK
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Tokyo Gas Co Ltd
Tsukishima Kikai Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 廃液等からリチウム金属またはその化合物を
回収することができる回収装置を提供する。 【解決手段】 リチウムイオンを選択的に吸着する吸着
剤Ｍによって内部に流動床３Ｂが形成されるとともに被
処理液が注入される吸着槽３と、この吸着槽３から取り
出された吸着剤Ｍ’と被処理液とを分離する固液分離器
４と、被処理液から分離された吸着剤Ｍ’が入れられて
この吸着剤Ｍ’を酸性水溶液と接触させることにより吸
着剤Ｍ’に吸着されているリチウムイオンを酸性水溶液
中に放出させる脱着槽５と、この脱着槽５から取り出さ
れた吸着剤Ｍとこの吸着剤Ｍから脱着されたリチウムイ
オンを含む酸性水溶液とを分離する固液分離器６とを備
えている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、廃液等からリチ
ウムを回収するための装置および方法に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】近年、セラミックスや
電池，冷媒吸収剤，医薬品などの多くの分野においてリ
チウム金属およびその化合物の需要が増大してきてい
る。
【０００３】そして、このリチウム金属およびその化合
物は、将来、大容量電池やアルミニウム合金材料，核融
金燃料などへの利用が期待されており、その需要がさら
に飛躍的に増大することが予想されている。
【０００４】このリチウム金属は希少金属であって、世
界的にも産出量が少なく、日本においてはこのリチウム
金属を含むリチウム鉱石資源が発見されていない。
【０００５】しかしながら、従来、例えば液晶ガラスの
製造工程から排出される廃塩や廃棄されるリチウム電
池，冷温水機に冷媒として使用される臭化リチウム化合
物の廃液などに含まれるリチウム化合物は、ほとんど回
収されることなくそのまま廃棄されている。このため、
希少金属であり日本ではほとんど産出されない重要なリ
チウム金属を廃液等から回収して再利用する技術の開発
が、以前から強く望まれていた。
【０００６】この発明は、上記のような要望に応えるた
めに為されたものである。すなわち、この発明は、廃液
等からリチウム金属またはその化合物を回収することが
できる装置を提供することを第１の目的とする。
【０００７】さらに、この発明は、廃液等からリチウム
金属またはその化合物を回収することができる方法を提
供することを第２の目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】第１の発明によるリチウ
ム回収装置は、上記第１の目的を達成するために、リチ
ウムイオンを選択的に吸着する吸着剤によって内部に流
動床が形成されるとともに被処理液が注入される吸着槽
と、この吸着槽から取り出された吸着剤と被処理液とを
分離する第１固液分離部材と、この固液分離部材によっ
て被処理液から分離された吸着剤が入れられてこの吸着
剤を脱着用水溶液と接触させることにより吸着剤に吸着
されているリチウムイオンを脱着用水溶液中に放出させ
る脱着槽と、この脱着槽から取り出された吸着剤とこの
吸着剤から脱着されたリチウムイオンを含む脱着用水溶
液とを分離する第２固液分離部材とを備えていることを
特徴としている。
【０００９】この第１の発明によるリチウム回収装置
は、吸着槽内において、リチウムイオンを選択的に吸着
する吸着剤と被処理液を互いに接触させることにより、
被処理液に含まれるリチウムイオンを吸着剤に吸着させ
る。
【００１０】そして、このリチウムイオンを吸着した吸
着剤を第１固液分離部材によって被処理液から固液分離
した後、脱着用水溶液とともに脱着槽内に入れて互いに
接触させる。これによって、吸着剤に吸着されていたリ
チウムイオンが脱着用水溶液中に放出されて、回収され
る。
【００１１】以上のように、上記第１の発明によれば、
液晶ガラスの製造工程から排出される廃塩やリチウムイ
オン電池の製造時に出来るコバルトイオン等を含んだリ
チウムイオン廃液，吸収熱温水器の熱吸収剤として使用
された重金属インヒビタなどを含む臭化リチウムや沃化
リチウムの廃液などのように、従来はほとんどそのまま
廃棄されていたような廃棄物から、希少金属であり将来
需要の増加が見込まれるリチウムを容易にかつ効果的に
回収することが出来るようになる。
【００１２】そして、この発明によれば、例えば液晶ガ
ラスの製造工程において使用される硝酸ナトリウム等の
ように、製造工程において溶けだしたリチウムイオンが
不純物となるために廃棄されていた廃棄物を、リチウム
イオンを回収することによって、製品として再生するこ
とが出来るようになる。
【００１３】第２の発明によるリチウム回収装置は、前
記第１の目的を達成するために、第１の発明の構成に加
えて、前記吸着剤が、中性またはアルカリの環境下にお
いてリチウムイオンを吸着し、酸性の環境下において吸
着していたリチウムイオンを放出する性質を備えている
ことを特徴としている。
【００１４】この第２の発明によるリチウム回収装置に
よれば、被処理液を中性またはアルカリになるようにペ
ーハ調整することによって、吸着剤によるリチウムイオ
ンの吸着が行われ、脱着用水溶液を酸性になるようにペ
ーハ調整することによって、吸着剤からのリチウムイオ
ンの脱着が行われる。
【００１５】第３の発明によるリチウム回収装置は、前
記第１の目的を達成するために、第２の発明の構成に加
えて、前記吸着剤が、リチウムと酸化マンガンのスピネ
ル構造からなる物質のリチウムイオンを酸による処理に
よって水素イオンと置き換えることにより得られる物質
であることを特徴としている。
【００１６】この第３の発明によるリチウム回収装置に
よれば、吸着剤が、アルカリ性の被処理液と接触する
と、酸による処理によってリチウムイオンと置き換わっ
ていた吸着剤中の水素イオンがアルカリの水酸基と反応
して、これにより生成されるホール内に被処理液中のリ
チウムイオンを吸着し、リチウムイオンをアルカリ水溶
液から分離させる。
【００１７】そして、このリチウムイオンを吸着してい
る吸着剤が酸性水溶液と接触すると、この吸着剤に吸着
されているリチウムイオンが、酸性水溶液に含まれる水
素イオンと置き換えられて酸性水溶液中に放出されるこ
とにより吸着剤から脱着される。
【００１８】第４の発明によるリチウム回収装置は、前
記第１の目的を達成するために、第１の発明の構成に加
えて、前記吸着槽と脱着槽が兼用されていることを特徴
としており、これによって、一つの槽によって吸着と脱
着を行うことが出来るようになる。
【００１９】第５の発明によるリチウム回収装置は、前
記第１の目的を達成するために、第１の発明の構成に加
えて、前記第１固液分離部材と第２固液分離部材が兼用
されていることを特徴としており、これによって、一つ
の固液分離部材によって、吸着剤と被処理液との固液分
離および吸着剤と脱着用水溶液との固液分離を行うこと
が出来るようになる。
【００２０】第６の発明によるリチウム回収装置は、前
記第１の目的を達成するために、第１の発明の構成に加
えて、前記吸着槽が、アルカリ投入部と被処理液のペー
ハ測定部材を備えていることを特徴としている。
【００２１】この第６の発明によるリチウム回収装置に
よれば、ペーハ測定部材によって被処理液のペーハを測
定しながらアルカリ投入部から被処理液にアルカリを投
入することによって、被処理液のペーハ値をリチウムイ
オンの吸着に必要な値になるように容易に調整すること
が出来る。
【００２２】第７の発明によるリチウム回収装置は、前
記第１の目的を達成するために、第１の発明の構成に加
えて、前記吸着槽が、吸着剤によって形成される流動床
を攪拌する攪拌部材を備えていることを特徴としてお
り、この攪拌部材によって流動床の吸着剤を攪拌しなが
ら被処理液と接触させることによって、吸着剤による被
処理液からのリチウムイオンの吸着を十分に行わせるこ
とが出来るようになる。
【００２３】第８の発明によるリチウム回収装置は、前
記第１の目的を達成するために、第１の発明の構成に加
えて、前記吸着槽が、吸着剤によって形成される流動床
の下方から流動床に向けて被処理液を噴出させる注入口
を備えていることを特徴としており、これによって、被
処理液が吸着槽内に注入される際に流動床を形成する吸
着剤を攪拌するので、吸着剤と被処理液が十分に接触さ
れて、吸着剤による被処理液からのリチウムイオンの吸
着が十分に行われるようになる。
【００２４】第９の発明によるリチウム回収装置は、前
記第１の目的を達成するために、第１の発明の構成に加
えて、前記脱着槽が、酸注入部と脱着用水溶液のペーハ
測定部材を備えていることを特徴としている。
【００２５】この第９の発明によるリチウム回収装置に
よれば、ペーハ測定部材によって脱着用水溶液のペーハ
を測定しながら酸注入部から脱着用水溶液に酸を注入す
ることによって、脱着用水溶液のペーハ値をリチウムイ
オンの脱着に必要な値になるように容易に調整すること
が出来る。
【００２６】第１０の発明によるリチウム回収装置は、
前記第１の目的を達成するために、第１の発明の構成に
加えて、前記脱着槽が、吸着剤によって形成される流動
床を攪拌する攪拌部材を備えていることを特徴としてお
り、この攪拌部材によって流動床の吸着剤を攪拌しなが
ら脱着用水溶液と接触させることによって、吸着剤から
のリチウムイオンの脱着を十分に行わせることが出来る
ようになる。
【００２７】第１１の発明によるリチウム回収装置は、
前記第１の目的を達成するために、第１の発明の構成に
加えて、前記脱着槽が、吸着剤によって形成される流動
床の下方から流動床に向けて脱着用水溶液を噴出させる
注入口を備えていることを特徴としており、これによっ
て、脱着用水溶液が脱着槽内に注入される際に流動床を
形成する吸着剤を攪拌するので、吸着剤と脱着用水溶液
が十分に接触されて、吸着剤からのリチウムイオンの脱
着が十分に行われるようになる。
【００２８】第１２の発明によるリチウム回収装置は、
前記第１の目的を達成するために、第１の発明の構成に
加えて、固形の被処理物を溶解させて液状にした後、前
記被処理液として吸着槽に供給する溶解槽をさらに備え
ていることを特徴としている。
【００２９】この第１２の発明によるリチウム回収装置
によれば、リチウムイオン回収の対象物が固形である場
合でも、溶解槽において溶解されて液状にされるので、
吸着槽内において吸着剤と十分に接触させることが出来
るようになる。
【００３０】第１３の発明によるリチウム回収装置は、
前記第１の目的を達成するために、第１の発明の構成に
加えて、前記被処理液を濾過した後に吸着槽に供給する
濾過部材をさらに備えていることを特徴としており、こ
の濾過部材によって吸着槽への注入前にあらかじめ被処
理液内の固形物が取り除かれるので、吸着剤に異物が混
じるのを防止することが出来る。
【００３１】第１４の発明によるリチウム回収装置は、
前記第１の目的を達成するために、第１の発明の構成に
加えて、前記第１固液分離部材によって吸着剤と分離さ
れた被処理液を乾燥させる乾燥部材をさらに備えている
ことを特徴としており、これによって、被処理液がリチ
ウムイオンを不純物として含む廃棄物であるような場合
には、リチウムイオンが回収された被処理液を乾燥部材
によって乾燥させることによって、粉末製品として再生
させることが出来る。
【００３２】第１５の発明によるリチウム回収方法は、
前記第２の目的を達成するために、吸着槽内にリチウム
イオンを選択的に吸着する吸着剤と被処理液を入れて互
いに接触させることにより被処理液に含まれるリチウム
イオンを吸着剤に吸着させ、このリチウムイオンを吸着
した吸着剤を被処理液から固液分離し、脱着槽内に被処
理液から分離された吸着剤と脱着用水溶液を入れて互い
に接触させることにより吸着剤に吸着されているリチウ
ムイオンを脱着用水溶液中に放出させることを特徴とし
ている。
【００３３】この第１５の発明によるリチウム回収方法
によれば、吸着槽内においてリチウムイオンを選択的に
吸着する吸着剤と被処理液とが互いに接触することによ
り、被処理液に含まれるリチウムイオンが吸着剤に吸着
される。
【００３４】そして、このリチウムイオンを吸着した吸
着剤が被処理液から固液分離された後、脱着槽内におい
て脱着用水溶液と接触されて、この吸着剤に吸着されて
いたリチウムイオンが脱着用水溶液中に放出されること
により、回収される。
【００３５】以上のように、上記第１５の発明によれ
ば、液晶ガラスの製造工程から排出される廃塩やリチウ
ムイオン電池の製造時に出来るコバルトイオン等を含ん
だリチウムイオン廃液，吸収熱温水器の熱吸収剤として
使用された重金属インヒビタなどを含む臭化リチウムや
沃化リチウムの廃液などのように、従来はほとんどその
まま廃棄されていたような廃棄物から、希少金属であり
将来需要の増加が見込まれるリチウムを容易にかつ効果
的に回収することが出来るようになる。
【００３６】そして、この発明によれば、例えば液晶ガ
ラスの製造工程において使用される臭化ナトリウム等の
ように、製造工程において溶けだしたリチウムイオンが
不純物となるために廃棄されていた廃棄物を、リチウム
イオンを回収することによって、製品として再生するこ
とが出来るようになる。
【００３７】第１６の発明によるリチウム回収方法は、
前記第２の目的を達成するために、第１５の発明の構成
に加えて、前記吸着剤が、中性またはアルカリの環境下
においてリチウムイオンを吸着し酸性の環境下において
吸着していたリチウムイオンを放出する性質を備えてお
り、被処理液を中性またはアルカリ性になるようにペー
ハ調節した後に吸着剤に接触させ、リチウムイオンを吸
着した吸着剤に酸性の脱着用水溶液を接触させることを
特徴としている。
【００３８】この第１６の発明によるリチウム回収方法
によれば、中性またはアルカリになるようにペーハ調整
された被処理液から吸着剤によってリチウムイオンの吸
着が行われ、酸性になるようにペーハ調整された脱着用
水溶液によって、吸着剤からのリチウムイオンの脱着が
行われる。
【００３９】第１７の発明によるリチウム回収方法は、
前記第２の目的を達成するために、第１６の発明の構成
に加えて、前記吸着剤が、リチウムと酸化マンガンのス
ピネル構造からなる物質のリチウムイオンを酸による処
理によって水素イオンと置き換えることによって得られ
る物質であることを特徴としている。
【００４０】この第１７の発明によるリチウム回収方法
によれば、吸着剤が、アルカリ性の被処理液と接触する
と、酸による処理によってリチウムイオンと置き換わっ
ていた吸着剤中の水素イオンがアルカリの水酸基と反応
して、これにより生成されるホール内に被処理液中のリ
チウムイオンを吸着し、リチウムイオンをアルカリ水溶
液から分離させる。
【００４１】そして、このリチウムイオンを吸着してい
る吸着剤が酸性水溶液と接触すると、この吸着剤に吸着
されているリチウムイオンが、酸性水溶液に含まれる水
素イオンと置き換えられて酸性水溶液に放出されること
により吸着剤から脱着される。
【００４２】第１８の発明によるリチウム回収方法は、
前記第２の目的を達成するために、第１５の発明の構成
に加えて、前記吸着剤によって吸着槽内に流動床を形成
し、この流動床を攪拌しながら被処理液と接触させるこ
とを特徴としており、この攪拌によって流動床の吸着剤
が被処理液と十分に接触されることになるので、吸着剤
による被処理液からのリチウムイオンの吸着が確実に行
われるようになる。
【００４３】第１９の発明によるリチウム回収方法は、
前記第２の目的を達成するために、第１５の発明の構成
に加えて、前記リチウムイオンを吸着した吸着剤によっ
て脱着槽内に流動床を形成し、この流動床を攪拌しなが
ら脱着用水溶液と接触させることを特徴としており、こ
の攪拌によって流動床の吸着剤が脱着用水溶液と十分に
接触されることになるので、吸着剤からのリチウムイオ
ンの脱着が確実に行われるようになる。
【００４４】第２０の発明によるリチウム回収方法は、
前記第２の目的を達成するために、第１５の発明の構成
に加えて、前記脱着槽においてリチウムイオンが脱着さ
れた吸着剤を吸着槽に再度投入して被処理液と接触させ
ることを特徴としており、これにより、リチウムイオン
の脱着によって再生された吸着剤が再利用されるように
なる。
【００４５】
【発明の実施の形態】以下、この発明の最も好適と思わ
れる実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説
明を行う。
【００４６】図１は、この発明によるリチウム回収装置
の実施形態における一例を示す構成図である。
【００４７】この図１において、リチウム回収装置は、
被処理対象物であるリチウム含有物を溶かして水溶液
（以下、被処理液という）にする溶解槽１と、この溶解
槽１から供給される被処理液から固形物を取り除く濾過
器２と、内部に後述するような吸着剤を収容するととも
に濾過器２を通過した被処理液が注入されてこの被処理
液中に含まれるリチウムイオンを吸着剤に吸着させる吸
着槽３と、この吸着槽３においてリチウムイオンを吸着
した吸着剤を被処理液から分離して回収する固液分離器
４と、この固液分離器４によって分離された吸着剤から
リチウムイオンを脱着させる脱着槽５と、この脱着槽５
において脱着されたリチウムイオンを含む水溶液を吸着
剤から分離する固液分離器６とを備えている。
【００４８】さらに、このリチウム回収装置は、固液分
離器４において吸着剤と分離された被処理液を乾燥させ
る乾燥機７を備えている。
【００４９】上記の吸着剤としては種々のものが使用可
能であるが、この例においては、リチウムと酸化マンガ
ンのスピネル構造からなる物質を酸によって処理したも
のが使用されている。
【００５０】すなわち、このリチウムと酸化マンガンの
スピネル構造からなる物質は、酸による処理によって物
質中のリチウムイオンが酸の水素イオンと置き換わって
いるために、この吸着剤がアルカリ水溶液と接触する
と、リチウムイオンと置き換わっていた水素イオンがア
ルカリの水酸基と反応して、吸着剤にリチウムイオンが
入るホールが生成されるので、アルカリ水溶液中にリチ
ウムイオンが含まれている場合には、このリチウムイオ
ンを水素イオンが抜けたホール内に吸着して、アルカリ
水溶液から分離させることが出来る。
【００５１】吸着槽３は、図２に示されるように、内部
に床３Ａが設けられ、この床３Ａの上に吸着剤Ｍによっ
て流動床３Ｂが形成される構造になっており、底部に排
出口３Ｃが形成されている。
【００５２】そして、この吸着槽３には、流動床３Ｂ内
に位置するとともに図示しない電動モータによって回転
される攪拌機３Ｄが取り付けられている。さらに、この
吸着槽３には、その壁部に、注入される被処理液のペー
ハを測定するＰＨ測定器３Ｅが取り付けられている。
【００５３】固液分離器４は、図３に示されるように、
濾布４Ａが中空円筒状に形成されたものであって、吸着
槽３から取り出された吸着剤Ｍ’（リチウムイオンを吸
着している吸着剤）をその内部に収容して、この吸着剤
Ｍ’に付着している被処理液を濾過する構造になってい
る。
【００５４】脱着槽５は前述した吸着槽３と同様の構造
を有しており、固液分離器６も固液分離器４と同様の構
造を有している。従って、吸着槽３が脱着槽５を兼用
し、固液分離器４が固液分離器６を兼用するようにして
も良い。
【００５５】乾燥機７は、図４に示されるように、スプ
レドライヤ方式のものであって、ケーシング７Ａの天井
部に配置された散水管７Ｂと、ケーシング７Ａの壁部に
取り付けられた温風発生機７Ｃと、ケーシング７Ａの底
部に形成された排出口７Ｄとを備えている。
【００５６】次に、上記リチウム回収装置によるリチウ
ムの回収の方法について説明を行う。
【００５７】先ず、リチウムの回収を行う被処理物が溶
解槽１内に入れられる。そして、この被処理物が固形ま
たは粉末状のものである場合には、溶解槽１内に純水が
注入されて、被処理物が溶解される。
【００５８】この被処理物としては、液晶ガラスの製造
工程から排出される廃塩（不純物としてリチウムイオン
を含む臭化ナトリウム），リチウムイオン電池の製造時
に出来るコバルトイオン等を含んだリチウムイオン廃
液，吸収熱温水器の熱吸収剤として使用された重金属イ
ンヒビタなどを含む臭化リチウムや沃化リチウムの廃液
などが代表例として挙げられるが、その他、リチウムイ
オンを含むものであれば、どのような種類のものでも、
処理の対象となる。
【００５９】次に、溶解槽１内の被処理物である廃液や
被処理物が純水によって溶解された被処理液は、濾過器
２を通されて、被処理液中の固形分が除去された後、吸
着槽３内に注入される。
【００６０】この吸着槽３内には、あらかじめ吸着剤Ｍ
が入れられていて、床３Ａ上に流動床３Ｂが形成されて
いる。
【００６１】そして、この吸着槽３に被処理液が注入さ
れる際に、被処理液にアルカリ（水酸化ナトリウムまた
は揮発性のアルカリ）が加えられて、そのペーハが７以
上（中性またはアルカリ性）になるように調節される。
【００６２】このペーハ調節された被処理液は、吸着槽
３内において、攪拌機３Ｄによって流動床３Ｂを形成す
る吸着剤Ｍとともに攪拌され、このとき、被処理液内に
含まれるリチウムイオンが吸着剤Ｍに吸着される。
【００６３】すなわち、前述したように、吸着剤Ｍは、
リチウムと酸化マンガンのスピネル構造からなる物質の
リチウムイオンが酸による処理によって水素イオンと置
き換えられたものであって、アルカリ水溶液と接触する
と、リチウムイオンと置き換わっていた水素イオンがア
ルカリの水酸基と反応し、これによって生成されるホー
ル内に被処理液中のリチウムイオンを吸着して、アルカ
リ水溶液から分離させる。
【００６４】このようにして、吸着剤Ｍにリチウムイオ
ンが十分に吸着される所要の時間が経過した後、リチウ
ムイオンを吸着した吸着剤Ｍ’とリチウムイオンが除去
された被処理液は、吸着槽３の排出口３Ｃから取り出さ
れて、固液分離器４内に送り込まれる。
【００６５】そして、この固液分離器４において、被処
理液のみが濾布４Ａを通過して濾過されることにより、
リチウムイオンを吸着している吸着剤Ｍ’と分離され
る。
【００６６】次に、被処理液と分離された吸着剤Ｍ’は
脱着槽５内に投入され、この脱着槽５内において、吸着
槽３の場合と同様に、吸着剤Ｍ’によって流動床が形成
される。そして、この吸着剤Ｍ’によって流動床が形成
された脱着槽５内に酸性水溶液（ＰＨ＜７）が注入され
て、吸着剤Ｍ’と攪拌される。
【００６７】このとき、前述したリチウムと酸化マンガ
ンのスピネル構造からなる物質を酸によって処理する場
合と同様に、吸着剤Ｍ’に吸着されているリチウムイオ
ンが酸性水溶液に含まれる水素イオンと置き換えられ
て、吸着剤Ｍ’から脱着される。
【００６８】このようにして、吸着剤Ｍ’からリチウム
イオンが十分に脱着される所要の時間が経過した後、リ
チウムイオンが脱着された吸着剤Ｍおよび吸着剤Ｍ’か
ら脱着されたリチウムイオンを含んだ酸性水溶液は、吸
着槽５の排出口から取り出されて、固液分離器６内に送
り込まれる。
【００６９】そして、この固液分離器６内において、固
液分離器４の場合と同様に、リチウムイオンを含んだ酸
性水溶液のみが濾布を通過して濾過されることにより、
リチウムイオンが脱着された吸着剤Ｍと分離される。
【００７０】以上のようにして、被処理液中に含まれて
いたリチウムは、酸性水溶液中にリチウムイオンとして
含まれた状態で、または、このリチウムイオンを含む酸
性水溶液がそのまま乾燥されたり、その濃度によっては
炭酸塩が添加されて炭酸リチウムとして分離されること
により、回収される。
【００７１】また、酸性水溶液と分離された吸着剤Ｍ
は、酸性水溶液によって酸性処理されることにより、リ
チウムイオンを吸着するホール内に水素イオンが入り込
んでいる元の状態に再生されているので、吸着槽３に投
入されて次の被処理液の処理に再度使用される。
【００７２】なお、固液分離器４において吸着剤Ｍと分
離された処理済みの被処理液は、不純物であるリチウム
イオンが除去されることによって、そのまま製品として
再利用されたり、または、乾燥機７において散水管７Ｂ
から散水されながら温風発生機７Ｃからの温風によって
乾燥されることによって、粉末製品として再生される。
【００７３】上記の例において、吸着槽３において注入
されるＰＨ調整用のアルカリと脱着槽５に注入されるＰ
Ｈ調整用の酸との組み合わせとしては、例えば、以下の
表１に示されるような組み合わせが考えられる。
【００７４】
【表１】
【００７５】上記のリチウム回収装置において、固液分
離器としては、図３に示されるような濾布を用いた濾過
器の他、遠心分離器や沈降分離器なども使用することが
出来る。
【００７６】また、乾燥機としては、図４に示されるよ
うなスプレドライヤの他に、多重管式蒸発機も使用する
ことが出来る。
【００７７】図５は、吸着槽の他の例を示す概略断面図
である。この吸着槽３’は、内部に網目状の床３Ａ’が
取り付けられ、その上に吸着剤Ｍによって流動床３Ｂ’
が形成される構造になっている。
【００７８】そして、底部に被処理液の注入口３Ｃ’が
設けられ、天井部に排気口３Ｄ’が設けられており、さ
らに、壁部に、アルカリ溶液の投入口３Ｅ’とＰＨ測定
器３Ｆ’が設けられている。
【００７９】この吸着槽３’は、図２の吸着槽３のよう
な攪拌機は備えていないが、注入口３Ｃ’から被処理液
が上方に向かって注入される際に、床３Ａ’上に流動床
３Ｂ’を形成している吸着剤Ｍが被処理液によって巻き
上げられて攪拌されることにより、吸着剤Ｍと被処理液
とを十分に接触させて、被処理液中のリチウムイオンを
吸着剤Ｍに吸着させることが出来る。なお、この吸着槽
３’は図２の吸着槽３と同様に、脱着槽としても使用が
可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態における一例を示す構成図で
ある。
【図２】同例における吸着槽の一例を示す概略側断面図
である。
【図３】同例における固液分離器の一例を示す斜視図で
ある。
【図４】同例における乾燥機の一例を示す概略側断面図
である。
【図５】同例における吸着槽の他の例を示す概略側断面
図である。
【符号の説明】
１ …溶解槽 ２ …濾過器（濾過部材） ３ …吸着槽 ３Ａ …床 ３Ｂ …流動床 ３Ｃ …排出口 ３Ｄ …攪拌機（攪拌部材） ３Ｅ …ＰＨ測定器（ペーハ測定部材） ３’ …吸着槽 ３Ａ’ …床 ３Ｂ’ …流動床 ３Ｃ’ …注入口 ３Ｄ’ …排気口 ３Ｅ’ …投入口（アルカリ注入部） ３Ｆ’ …ＰＨ測定器（ペーハ測定部材） ４ …固液分離器（第１固液分離部材） ５ …脱着槽 ６ …固液分離器（第２固液分離部材） ７ …乾燥機（乾燥部材） Ｍ，Ｍ’…吸着剤
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０２Ｆ 1/28 Ｃ０２Ｆ 1/28 Ｅ ５Ｈ０３１ Ｃ２２Ｂ 3/24 Ｃ２２Ｂ 7/00 Ｃ 3/04 Ｈ０１Ｍ 6/52 7/00 10/54 Ｈ０１Ｍ 6/52 Ｃ２２Ｂ 3/00 Ｋ 10/54 Ａ (71)出願人 000165273 月島機械株式会社 東京都中央区佃２丁目17番15号 (74)上記３名の代理人 100063565 弁理士 小橋 信淳 (72)発明者 大井 健太 香川県高松市林町2217番14 工業技術院四 国工業技術研究所内 (72)発明者 加納 博文 香川県高松市林町2217番14 工業技術院四 国工業技術研究所内 (72)発明者 宮井 良孝 香川県高松市林町2217番14 工業技術院四 国工業技術研究所内 (72)発明者 本田 淳 東京都港区海岸一丁目５番20号 東京瓦斯 株式会社内 (72)発明者 亀山 寛達 東京都港区海岸一丁目５番20号 東京瓦斯 株式会社内 (72)発明者 高橋 克章 東京都港区海岸一丁目５番20号 東京瓦斯 株式会社内 (72)発明者 黒岩 勝征 神奈川県川崎市川崎区浅野町１番３号 株 式会社川崎廃酸処理センター内 (72)発明者 宮下 康博 神奈川県川崎市川崎区浅野町１番３号 株 式会社川崎廃酸処理センター内 (72)発明者 近藤 壮一郎 東京都中央区佃２丁目17番15号 月島機械 株式会社内 Ｆターム(参考） 4D017 AA01 AA20 BA12 CA05 CB01 DA08 DB01 EA03 EB01 4D024 AA04 AB15 BA14 BB01 BC05 CA01 DA03 DA04 DA07 DA08 DB03 4G066 AA13A AA26B BA32 CA45 DA08 FA11 FA36 GA11 GA22 GA25 GA34 4K001 AA34 BA21 BA22 CA02 DB07 DB34 DB35 DB37 GA09 GB05 GB11 5H025 AA03 BB02 BB08 BB17 MM10 5H031 AA02 BB00 BB01 BB09 EE01 RR04

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 リチウムイオンを選択的に吸着する吸着
    剤によって内部に流動床が形成されるとともに被処理液
    が注入される吸着槽と、 この吸着槽から取り出された吸着剤と被処理液とを分離
    する第１固液分離部材と、 この固液分離部材によって被処理液から分離された吸着
    剤が入れられてこの吸着剤を脱着用水溶液と接触させる
    ことにより吸着剤に吸着されているリチウムイオンを脱
    着用水溶液中に放出させる脱着槽と、 この脱着槽から取り出された吸着剤とこの吸着剤から脱
    着されたリチウムイオンを含む脱着用水溶液とを分離す
    る第２固液分離部材と、 を備えていることを特徴とするリチウム回収装置。
  2. 【請求項２】 前記吸着剤が、中性またはアルカリの環
    境下においてリチウムイオンを吸着し、酸性の環境下に
    おいて吸着していたリチウムイオンを放出する性質を備
    えている請求項１に記載のリチウム回収装置。
  3. 【請求項３】 前記吸着剤が、リチウムと酸化マンガン
    のスピネル構造からなる物質のリチウムイオンを酸によ
    る処理によって水素イオンと置き換えることにより得ら
    れる物質である請求項２に記載のリチウム回収装置。
  4. 【請求項４】 前記吸着槽と脱着槽が兼用されている請
    求項１に記載のリチウム回収装置。
  5. 【請求項５】 前記第１固液分離部材と第２固液分離部
    材が兼用されている請求項１に記載のリチウム回収装
    置。
  6. 【請求項６】 前記吸着槽が、アルカリ投入部と被処理
    液のペーハ測定部材を備えている請求項１に記載のリチ
    ウム回収装置。
  7. 【請求項７】 前記吸着槽が、吸着剤によって形成され
    る流動床を攪拌する攪拌部材を備えている請求項１に記
    載のリチウム回収装置。
  8. 【請求項８】 前記吸着槽が、吸着剤によって形成され
    る流動床の下方から流動床に向けて被処理液を噴出させ
    る注入口を備えている請求項１に記載のリチウム回収装
    置。
  9. 【請求項９】 前記脱着槽が、酸注入部と注入された脱
    着用水溶液のペーハ測定部材を備えている請求項１に記
    載のリチウム回収装置。
  10. 【請求項１０】 前記脱着槽が、吸着剤によって形成さ
    れる流動床を攪拌する攪拌部材を備えている請求項１に
    記載のリチウム回収装置。
  11. 【請求項１１】 前記脱着槽が、吸着剤によって形成さ
    れる流動床の下方から流動床に向けて脱着用水溶液を噴
    出させる注入口を備えている請求項１に記載のリチウム
    回収装置。
  12. 【請求項１２】 固形の被処理物を溶解させて液状にし
    た後、前記被処理液として吸着槽に供給する溶解槽をさ
    らに備えている請求項１に記載のリチウム回収装置。
  13. 【請求項１３】 前記被処理液を濾過した後に吸着槽に
    供給する濾過部材をさらに備えている請求項１に記載の
    リチウム回収装置。
  14. 【請求項１４】 前記第１固液分離部材によって吸着剤
    と分離された被処理液を乾燥させる乾燥部材をさらに備
    えている請求項１に記載のリチウム回収装置。
  15. 【請求項１５】 吸着槽内にリチウムイオンを選択的に
    吸着する吸着剤と被処理液を入れて互いに接触させるこ
    とにより被処理液に含まれるリチウムイオンを吸着剤に
    吸着させ、 このリチウムイオンを吸着した吸着剤を被処理液から固
    液分離し、 脱着槽内に被処理液から分離された吸着剤と脱着用水溶
    液を入れて互いに接触させることにより吸着剤に吸着さ
    れているリチウムイオンを脱着用水溶液中に放出させ
    る、 ことを特徴とするリチウム回収方法。
  16. 【請求項１６】 前記吸着剤が、中性またはアルカリの
    環境下においてリチウムイオンを吸着し酸性の環境下に
    おいて吸着していたリチウムイオンを放出する性質を備
    えており、被処理液を中性またはアルカリ性になるよう
    にペーハ調節した後に吸着剤に接触させ、リチウムイオ
    ンを吸着した吸着剤に酸性の脱着用水溶液を接触させる
    請求項１５に記載のリチウム回収方法。
  17. 【請求項１７】 前記吸着剤が、リチウムと酸化マンガ
    ンのスピネル構造からなる物質のリチウムイオンを酸に
    よる処理によって水素イオンと置き換えることによって
    得られる物質である請求項１６に記載のリチウム回収方
    法。
  18. 【請求項１８】 前記吸着剤によって吸着槽内に流動床
    を形成し、この流動床を攪拌しながら被処理液と接触さ
    せる請求項１５に記載のリチウム回収方法。
  19. 【請求項１９】 前記リチウムイオンを吸着した吸着剤
    によって脱着槽内に流動床を形成し、この流動床を攪拌
    しながら脱着用水溶液と接触させる請求項１５に記載の
    リチウム回収方法。
  20. 【請求項２０】 前記脱着槽においてリチウムイオンが
    脱着された吸着剤を吸着槽に再度投入して被処理液と接
    触させる請求項１５に記載のリチウム回収方法。
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