混合溶液的處理方法技術

提供能夠安全地且經濟地處理包含特定的含氟電解質和碳酸酯類的混合溶液的方法。在包含選自由六氟磷酸鋰、四氟硼酸鋰、六氟磷酸鈉、六氟砷酸鋰和六氟銻酸鋰組成的組中的一種以上的化合物和碳酸酯類的混合溶液中添加四甲基銨化合物(但不包括氟配位的四甲基銨鹽。)，使氟配位的四甲基銨鹽析出之后，去除所得析出物。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】混合溶液的處理方法
本專利技術涉及混合溶液的處理方法，尤其涉及能夠有利地處理用作鋰電池等的電解液的混合溶液的方法。
技術介紹
一直以來，將碳酸酯類作為溶劑且包含六氟磷酸鋰等電解質的混合溶液在鋰電池、鋰離子電池、鋰離子電容器等中被廣泛地用作電解液，所述混合溶液在鋰離子電池等的制造工序中，或者在制造種類的替換、缺陷產品的產生等時，作為廢液大量地排出。此處，包含于上述電解液中的、六氟磷酸鋰等電解質(以下，稱為含氟電解質)在熱和化學上為不穩定的化合物，因此將包含其的混合溶液直接供于焚燒處置時，會產生有毒且腐蝕性高的氟化氫氣體。然而，截至目前，除了焚燒處置以外還沒有有效的處置(處理)方法，因此作為電解液的廢液等排出的、包含含氟電解質的混合溶液以與其它的廢液、燃料等混合的狀態被每次少量地供于焚燒處置。在所述現狀的焚燒處置中，氟化氫氣體的處理能力成為瓶頸(阻礙)，因此例如一次產生大量的混合溶液時，出現因接納限制等而無法處理總量的情況、無法找到替代的處理方式等問題。另外，即使在將包含含氟電解質的混合溶液以與其它的廢液、燃料等混合的狀態每次少量地供于焚燒處置的情況下，也無法避免產生的氟化氫氣體引起的設備(焚燒爐等)的腐蝕、劣化等，因此存在與通常相比短期內設備損壞的問題。另一方面，作為對氟化氫氣體具有耐性的焚燒爐，已知有能夠將包含氟化合物的污泥作為固體燃料利用的類型的焚燒爐，被水泥制造廠等采用。在使用這種焚燒爐的情況下，為了將包含含氟電解質和碳酸酯類的混合溶液制成固體燃料，需要用消石灰處理所述混合溶液從而改變為反應性低的穩定的鹽的形態。然而，如上述那樣使用消石灰的處理不僅使混合溶液中的含氟電解質極其快速地分解，還使作為含氟電解質的溶劑的碳酸酯類也極其快速地分解，因上述反應熱而成為高溫狀態從而著火等危險性增加，因此蘊含操作非常困難的問題。另外，在使用消石灰的處理方法中，前述分解反應導致能量的釋放損失大，作為反應產物得到燃料熱量小的氟化鈣、碳酸鈣，鑒于能量回收的觀點，關于使用消石灰來處理包含含氟電解質和碳酸酯類的混合溶液，不得不說其利用價值是極低的。另一方面，含氟電解質還會因與水的接觸而發生分解，產生水溶性的氫氟酸。也可以考慮利用該性質來處理包含含氟電解質的混合溶液，但在所述處理中，需要將產生的氫氟酸用消石灰等堿進行固定化以實施無害化處理。另外，通常因與水的接觸引起的含氟電解質的分解的速度慢，需要大量的水和時間，因此在成本方面也存在問題。另外，在專利文獻1(日本特開平6-170380號公報)中，作為包含氟磷酸根離子的廢液的氟固定方法，提出了組合使用硫酸和鈣化合物的方法。然而，如上述那樣，使用鈣化合物的、包含含氟電解質和碳酸酯類的混合溶液的處理方法蘊含難以將所得產物用作燃料的問題，作為所述混合溶液的處理方法，現在期望確立一種焚燒處置以外的、安全且經濟的方法。現有技術文獻專利文獻專利文獻1：日本特開平6-170380號公報
技術實現思路
專利技術要解決的問題此處，本專利技術是以所述事實為背景作出的，其要解決的課題在于，提供能夠將作為鋰電池等的廢液排出的、包含特定的含氟電解質和碳酸酯類的混合溶液安全地并且經濟地處理的方法。用于解決問題的方案于是，本專利技術人等對于包含特定的含氟電解質和碳酸酯類的混合溶液的處理方法進行深入研究，結果發現，通過在所述混合溶液中添加規定的四甲基銨化合物，由此能夠抑制碳酸酯類的分解，并且能夠將混合溶液中包含的含氟電解質以穩定的氟配位的四甲基銨鹽的固體的形式析出，從而完成得了本專利技術。即，本專利技術的要旨在于，一種混合溶液的處理方法，其特征在于，在包含選自由六氟磷酸鋰、四氟硼酸鋰、六氟磷酸鈉、六氟砷酸鋰和六氟銻酸鋰組成的組中的一種以上的化合物和碳酸酯類的混合溶液中添加四甲基銨化合物(但不包括氟配位的四甲基銨鹽。)，使氟配位的四甲基銨鹽析出之后，去除所得析出物。需要說明的是，在這種根據本專利技術的混合溶液的處理方法中的優選的第一方案中，前述四甲基銨化合物為強堿性化合物，將所述強堿性化合物以被調制成pH小于14的水溶液的形態添加到前述混合溶液中。另外，在根據本專利技術的混合溶液的處理方法中的優選的第二方案中，前述四甲基銨化合物為強堿性化合物，將所述強堿性化合物以被調制成當與水以1：1(體積比)的比例混合時的水相的pH小于14的、將有機溶劑作為溶劑的溶液的形態添加。此處，在上述本專利技術的優選的各方案中，有利的是，前述強堿性化合物為氫氧化四甲基銨。另外，在根據本專利技術的混合溶液的處理方法中的優選的第三方案中，一邊加熱添加有前述四甲基銨化合物的前述混合溶液，一邊使前述氟配位的四甲基銨鹽析出，通過過濾處理而去除析出的該氟配位的四甲基銨鹽，并且通過蒸餾由該過濾處理得到的濾液來回收前述碳酸酯類。而且，在根據本專利技術的混合溶液的處理方法中的優選的第四方案中，通過過濾處理而去除析出的前述氟配位的四甲基銨鹽，并且加熱由該過濾處理得到的濾液，并通過蒸餾所述加熱后的濾液來回收前述碳酸酯類。專利技術的效果如此，根據本專利技術的混合溶液的處理方法在包含特定的含氟電解質和碳酸酯類的混合溶液中添加規定的四甲基銨化合物，能夠抑制碳酸酯類的分解，并且能夠使含氟電解質以穩定的氟配位的四甲基銨鹽的固體形式析出。因此，通過去除所述固體的析出物，能夠有效地從被處理物的混合溶液去除來自含氟電解質的氟成分，與以往的每次少量地進行焚燒處理的方法相比，本專利技術的處理方法安全且經濟。另外，將以固體的形式析出的氟配位的四甲基銨鹽、以及來自特定的含氟電解質的氟成分被去除的混合溶液(主要成分為碳酸酯類)這兩者作為燃料的熱量均比較高，從以上方面考慮，它們均可以作為燃料來有效利用。如此，根據本專利技術的混合溶液的處理方法從能量的再利用的觀點出發也是非常優異的。具體實施方式此處，根據本專利技術的混合溶液的處理方法中，作為其處理對象的溶液為包含特定的含氟電解質和碳酸酯類的混合溶液(以下，也可以適當地稱為“被處理溶液”。)。此處，被處理溶液中包含的含氟電解質為選自由六氟磷酸鋰(LiPF6)，四氟硼酸鋰(LiBF4)，六氟磷酸鈉(NaPF6)，六氟砷酸鋰(LiAsF6)和六氟銻酸鋰(LiSbF6)組成的組中的一種以上的化合物。另外，作為被處理溶液中包含的碳酸酯類，可以例示出碳酸亞乙酯、碳酸亞丙酯、碳酸亞丁酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸二正丙酯、碳酸二異丙酯、碳酸正丙基異丙基酯、碳酸甲乙酯、碳酸甲基正丙基酯、碳酸正丁基甲基酯、碳酸異丁基甲基酯、碳酸叔丁基甲基酯、碳酸乙基正丙基酯、碳酸正丁基乙基酯、碳酸異丁基乙基酯、碳酸叔丁基乙基酯等。本專利技術中，包含特定的含氟電解質和碳酸酯類各一種以上的混合溶液成為處理對象。更具體而言，作為所述混合溶液，可以例示出在鋰電池、鋰離子電池、鋰離子電容器等中被廣泛用作電解液的混合溶液，可以對這些電池等的制造過程，廢棄處理等時排出的混合溶液有利地應用本專利技術的處理方法。需要說明的是，即使對于包含特定的含氟電解質和碳酸酯類以外的成分的混合溶液，只要所述成分不阻礙本專利技術的效果，而且其含量不阻礙本專利技術的效果，就可以根據本專利技術的處理方法來進行處理。而且，本專利技術的混合溶液的處理方法顯著的技術特征在于，如上述那樣對被處理溶液添加除氟配位的四甲基銨鹽以外的四甲基銨化合物。即，若在被處理溶液中添加四甲基銨化合物(但不本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種混合溶液的處理方法，其特征在于，在包含選自由六氟磷酸鋰、四氟硼酸鋰、六氟磷酸鈉、六氟砷酸鋰和六氟銻酸鋰組成的組中的一種以上的化合物和碳酸酯類的混合溶液中添加四甲基銨化合物，使氟配位的四甲基銨鹽析出之后，去除所得析出物，其中，所述四甲基銨化合物不包括氟配位的四甲基銨鹽。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2013.09.18 JP 2013-1925261.一種混合溶液的處理方法，其特征在于，在包含選自由六氟磷酸鋰、四氟硼酸鋰、六氟磷酸鈉、六氟砷酸鋰和六氟銻酸鋰組成的組中的一種以上的化合物和碳酸酯類的混合溶液中添加四甲基銨化合物，使氟配位的四甲基銨鹽析出之后，去除所得析出物，其中，所述四甲基銨化合物不包括氟配位的四甲基銨鹽。2.根據權利要求1所述的混合溶液的處理方法，其中，所述四甲基銨化合物為強堿性化合物，將所述強堿性化合物以被調制成pH小于14的水溶液的形態添加到所述混合溶液中。3.根據權利要求1所述的混合溶液的處理方法，其中，所述四甲基銨化合物為強堿性化合物，將所述強堿性化合物以被調制成當與水以體積比計1：1的...

【專利技術屬性】
技術研發人員：內野雄貴，鳥居寬三，森本亞季，
申請(專利權)人：三和油化工業株式會社，
類型：發明
國別省市：日本;JP