(Poster session/Short oral-presentation) Mineral processing / Recycling

[2210-27-14] [Student presentation: Bachelor’s course] Study on fluorine removal methods for the purification of lithium carbonate

○Kaisei Ito¹, Shunsuke Kuzuhara¹, Osamu Terakado², Natuki Hosoya³, Ryo Kasuya⁴ (1. National Institute of Technology, Sendai College, 2. National Institute of Technology, Hakodate College, 3. Yamaguchi Prefectural Industrial Technology Institute, 4. National Institute of Advanced Industrial Science and Technology)

Chairperson: Keishi Oyama (Waseda University)

Keywords:lithium-ion secondary battery, lithium recovery, carbothermal reduction, fluorine removal, calcium salt

著者らは、リチウムイオン二次電池（LIB）正極材からのLi回収を目的として様々な検討を行ってきた。直近では正極材モデル試料(LiCoO₂)と活性炭、および廃LIB由来の正極材を焼成、水浸出することによりLiを90%以上回収できる条件を見いだしている。廃LIBでも高い浸出率を得ることができたのは、正極材のバインダー成分であるPVDF(ポリフッ化ビニリデン)の炭素分が還元材として作用するためと考察した。一方、電解液及びバインダー由来のFが原因で、回収物である炭酸Liの純度低下を招くことから、Fの浸出抑制及び除去が必要不可欠と判明した。
　本研究では、上記プロセスで回収した炭酸Liの精製を目的とし、LiF水溶液にCa(OH)₂及びCa系副産物を添加し、難水溶性のCaF₂として析出させることで水溶液中のFを除去した。F除去後の溶液にCO₂を通気した後、蒸発乾固することで炭酸Liを得た。
　その結果、Ca(OH)₂を添加することで溶液中の90%以上のFを除去できることがわかった。また、CO₂の通気はLiの炭酸化には欠かすことができないことがXRDの結果から明らかとなった。当日はF除去の最適条件について報告する。