황산용액에서 용매추출에 의한 코발트(II), 니켈(II) 및 구리(II) 분리

• Published in: Resources recycling Vol. 31; no. 1; pp. 21 - 28
• Main Authors: 문현승, 송시정, 이만승, Moon, Hyun Seung, Song, Si Jeong, Tran, Thanh Tuan, Lee, Man Seung
• Format: Journal Article
• Language: Korean
• Published: 한국자원리싸이클링학회 01.02.2022
• Subjects: 자원공학
• ISSN: 2765-3439; 2765-3447
• DOI: 10.7844/kirr.2022.31.1.21

The smelting reduction of spent lithium-ion batteries results in metallic alloys of cobalt, nickel, and copper. To develop a process to separate the metallic alloys, leaching of the metallic mixtures of these three metals with H2SO4 solution containing 3% H2O2 dissolved all the cobalt and nickel, together with 9.6% of the copper. Cyanex 301 selectively extracted Cu(II) from the leaching solution, and copper ions were completely stripped with 30% aqua regia. Selective extraction of Co(II) from a Cu(II)-free raffinate was possible using the ionic liquid ALi-SCN. Three-stage cross-current stripping of the loaded ALi-SCN by a 15% NH3 solution resulted in the complete stripping of Co(II). A process was proposed to separate the three metal ions from the sulfuric acid leaching solutions of metallic mixtures by employing solvent extraction. 폐리튬이온배터리를 고온에서 용융환원시키면 코발트, 니켈 및 구리 금속합금상을 얻을 수 있다. 이러한 금속합금상으로부터 금속을 분리회수하기 위한 공정을 개발하기 위해 코발트, 니켈 및 구리 금속을 혼합한 금속혼합물을 3% 과산화수소를 함유한 2 M 황산용액으로 침출하면 9.6%의 구리와 함께 코발트와 니켈이 모두 침출된다. 침출용액에서 Cyanex 301로 구리(II)가 선택적으로 추출되었으며, 30% 왕수로 구리(II)를 탈거했다. 구리가 분리된 여액에서 이온성액체인 ALi-SCN으로 Co(II)를 선택적으로 추출했으며, 15%의 암모니아용액으로 3단의 교차식 탈거를 통해 모두 탈거했다. 본 연구를 통해 코발트, 니켈 및 구리 금속혼합물의 황산침출액에서 용매추출로 세 금속을 분리할 수 있는 공정을 제안했다.