日本鋰電池回收現況(下)

刊登日期:2015/11/18
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馮芳瑞/工研院材化所

2.鈷-鎳金屬的精煉回收
由於日本近年來對於小型家電製品等所含有的稀有金屬進行特別研究,其中包含鈮、鏑等高效馬達所需之稀土磁性材料與鈷、鉭、鎳等戰略性金屬材料。其藉由開發高效馬達回收技術、鉭電容器回收鉭技術、從鋰離子電池回收鈷與鎳等技術,推動從小型廢棄家電中的稀有金屬回收。

執行回收的體制由 JOGMEC(金屬鑛業資源機構)受經濟產業省委託執行相關事業。其中鉭與鈷的回收分別由三井金屬礦業著手開發回收鉭的技術,JX日礦日石金屬負責鈷的回收技術開發,以該二間公司為中心執行相關計畫,而早稻田大學、東北大學、產總研與相關研究機關則提供開發回收技術上所必要的技術能量,才能順利完成計畫。

在松田實驗與太平洋水泥的計畫中,鈷回收技術的開發是相當重要的一環,目前松田實業僅能從鋰電池中透過物理挑選方式將鈷分離出來,並將其製成鈷-鎳混合金屬渣與高濃度鈷錯化物。而從得到的高濃度鈷錯化物回收金屬純鈷的技術,則是利用酸鹼反應與電化學電解技術回收金屬純鈷。

在分工上,物理挑選方式取得高濃度鈷原料的輔助單位為早稻田大學,初步訂定物理挑選製程中,鈷回收量可達80%;而以電化學純化方式回收金屬純鈷的輔助單位,則為 JX 日鑛日石金屬,初步訂定的回收率可達 90%。由圖十可看出,JX 日鑛日石金屬之主要生產流程接續物理性破碎之後,其酸溶萃取技術示意圖如圖十一所示。


圖十、JX日鑛日石金屬公司之化學萃取稀有金屬流程


圖十一、JX日鑛日石金屬公司之化學萃取概念圖

事實上,JX 日礦日石金屬並非自已進行所有的稀有金屬純化製程,濕式酸萃取製程主要委託中國與韓國的公司進行,鈷、鎳與貴重金屬等稀有金屬,則由JX 日礦日石金屬之直屬事業辦理,其相關工廠位置如圖十二所示。

鈷系鋰電池正極材料回收事業之設備來源主要向 Umicore, Akkuser(OMG Kokkola) 二個國外公司採購(生產流程如圖十三所示),鎳金屬回收事業之設備來源則是向 Olen, Norilsk, Xstrata(Falconbridge)(生產流程如圖十四所示)採購。

總合物理篩選與化學純化製程,在松田實驗與太平洋水泥所執行的計畫,將金屬純鈷之回收率訂在72% ---以上為部分節錄資料,完整內容請見下方附檔。

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