CH682305A5 - Mechanical sepn. of nickel-cadmium batteries - by cooling and crushing, washing and removing electrolyte, then drying, grinding and sieving - Google Patents

Mechanical sepn. of nickel-cadmium batteries - by cooling and crushing, washing and removing electrolyte, then drying, grinding and sieving Download PDF

Info

Publication number
CH682305A5
CH682305A5 CH3466/91A CH346691A CH682305A5 CH 682305 A5 CH682305 A5 CH 682305A5 CH 3466/91 A CH3466/91 A CH 3466/91A CH 346691 A CH346691 A CH 346691A CH 682305 A5 CH682305 A5 CH 682305A5
Authority
CH
Switzerland
Prior art keywords
fraction
iii
scrap
coarse
fine
Prior art date
Application number
CH3466/91A
Other languages
German (de)
Inventor
Bahman Salami
Original Assignee
Eidgenoess Ptt
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Eidgenoess Ptt filed Critical Eidgenoess Ptt
Priority to CH3466/91A priority Critical patent/CH682305A5/en
Publication of CH682305A5 publication Critical patent/CH682305A5/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09BDISPOSAL OF SOLID WASTE
    • B09B3/00Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03BSEPARATING SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS
    • B03B9/00General arrangement of separating plant, e.g. flow sheets
    • B03B9/06General arrangement of separating plant, e.g. flow sheets specially adapted for refuse
    • B03B9/061General arrangement of separating plant, e.g. flow sheets specially adapted for refuse the refuse being industrial
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/54Reclaiming serviceable parts of waste accumulators
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03BSEPARATING SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS
    • B03B9/00General arrangement of separating plant, e.g. flow sheets
    • B03B9/06General arrangement of separating plant, e.g. flow sheets specially adapted for refuse
    • B03B2009/066General arrangement of separating plant, e.g. flow sheets specially adapted for refuse the refuse being batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/52Mechanical processing of waste for the recovery of materials, e.g. crushing, shredding, separation or disassembly
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/62Plastics recycling; Rubber recycling
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/84Recycling of batteries or fuel cells

Abstract

Mechanical sepn. of NiCd batteries, or NiCd scrap as part of a recycling process, comprises cooling the scrap and crushing it. The electrolytes are washed and removed. The crushed components are dried, ground and sieved. A coarse fraction (I) and a fine fraction (II) are obtd.; (I) is magnetically removed and the metallic components isolated as coarse fraction (II), which is ground and sieved. A coarse fraction (III) and a fine fraction (II) are obtd. Fine fraction (II) is added to fine fraction (I) to give a fine fraction (III). Partial amts. can then be chemically and/or thermally treated. Cooling is carried out using liq. N2. Crushing is carried out in a shredder. Drying is at 80-90 deg.C. Fine fractions (I), (II) and (III) contain NI- and Cd-hydroxides, Ni and Cd, and Fe. Coarse fraction (I) contains metallic Ni and Fe, paper, card, and plastic. Coarse fractions (II) and (III) contain Ni and Fe. ADVANTAGE - The materials are easily disposed of.

Description

       

  
 



  Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur mechanischen Auftrennung und zur mechanischen Aufbereitung von NiCd-Batterien, bzw. NiCd-Schrottmengen, um anschliessend die aufgetrennten und aufbereiteten Batterie-, bzw. Schrottmengen in einem chemischen und/oder thermischen Verfahren weiter zu verarbeiten und die so aufbereiteten Stoffe entweder als Wertstoffe verwerten zu können oder als Schadstoffe verwerten oder entsorgen zu können. 



  Damit die NiCd-Batterien, bzw. NiCd-Schrottmengen zweckmässig aufbereitet werden können, müssen diese vorerst möglichst optimal mechanisch in ihre Bestandteile zerlegt werden. Die bisher bekannte Technik für das Aufarbeiten von NiCd-Batterien, bzw. NiCd-Schrottmengen erfolgt unter Verwendung von Verfahren, bei welchen mechanische, chemische und thermische Verfahrensschritte meistens kombiniert verwendet werden, wobei chemische und thermische Verfahrensschritte schwergewichtig vertreten sind. 



  Entsprechend schlägt die PS-DD 282 925 ein Verfahren zur Rückgewinnung von Wertstoffen aus NiCd-haltigem Schrott u.a. aus verbrauchten Ni/Cd-Sammlern vor. Dieses Verfahren sieht vor, den Schrott mit Mineralsäuren bzw. Mineralsäuregemischen zu versetzen, die genannten Metalle aus der Lauge abzutrennen und anschliessend zu fällen, wobei das Cadmium in Gegenwart von Chloridionen mittels Anionentauscher aus der Lauge entfernt wird. Nachteilig hierbei ist, dass die Gesamtheit des vorliegenden Schrotts in Säure aufgelöst werden muss. 



  Nach PS-EP 75 978 ist ein thermisches Verfahren zur Metallrückgewinnung aus Schrott von elektrischen NiCd-Akkumulatorbatterien bekannt, wobei die Batterien geöffnet werden, ihr freier Elektro lyt entleert wird, der Schrott getrocknet wird, ünd die organischen Stoffe und das Cadmium in einem mehrstufigen pyrolytischen Prozess weiterbehandelt werden. Nachteilig hierbei ist, dass hohe Energiekosten anfallen und die Kontrolle der Dampfdrucke von Cadmium zusätzliche kostspielige Massnahmen erfordern. 



  Im weiteren ist nach PS-EP 2 44 901 ein Verfahren bekannt, welches sich mit der Aufarbeitung von Klein-Batterien durch mechanische Zertrümmerung und Trennung in verschiedene Fraktionen befasst. Hierbei wird nach der Zertrümmerung der Metallumhüllung der Klein-Batterien das zertrümmerte Material in oxidierender Atmosphäre bei 500-1000 DEG C geröstet und durch Siebung werden verschiedene Fraktionen gewonnen. 



  Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein mechanisches Auftrennverfahren für die Zerlegung von NiCd-Batterien, bzw. NiCd-Schrottmengen vorzuschlagen, welches mehrere Fraktionen liefert und mittels welchem die Auftrennung weitestgehend auf mechanischem Wege erfolgt, so dass die chemischen und thermischen Anteile des Verfahrens nur eine untergeordnete Rolle spielen. Dabei soll auf kostspielige Vorsichtsmassnahmen verzichtet werden können und gleichzeitig eine höhere Wirtschaftlichkeit erreicht werden, als bei den bis heute bekannten Verfahren. 



  Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe mittels eines Verfahrens gemäss den Patentansprüchen 1-10 gelöst. 



  Das erfindungsgemässe Verfahren wird unter Bezug auf die beigefügten Flussdiagramme näher erläutert, wobei im Diagramm 1 die allgemeinen Schritte und im Diagramm 2 ein Ausführungsbeispiel dargestellt sind. 



  Dabei werden für die Bezeichnung der verschiedenen Verfahrensschritte diejenigen Referenzzahlen der Flussdiagramme verwendet, die für die Gliederung der einzelnen Schritte angeführt sind. 


 1. Abkühlen mit flüssigem Stickstoff 
 



  Die aufzutrennenden NiCd-Batterien, bzw. NiCd-Schrottmengen, werden in einem Stahlbehälter mit flüssigem Stickstoff abgekühlt, wobei das Schrottgut verspröded, was für ein Zerkleinern vorteilhaft ist. 


 2. Zerkleinern, 5-8 mm 
 



  Das abgekühlte Schrottgut wird einer Schredderanlage zugeführt und in dieser zerkleinert, wobei an deren Ausgang Teile in 5-8 mm Grösse vorliegen, welche mit den alkalischen Elektrolytbestandteilen, insbesondere mit KOH, vermengt sind. 



  Als Schredderanlagen haben sich solche mit zwei parallelliegenden und gegeneinander rotierenden Wellen als besonders vorteilhaft erwiesen, wobei sich durch die mit Zähnen versehenen Scheibenmesser, welche sich beim Drehen gegenseitig kreuzen, eine Scherwirkung ergibt. 


 3. Waschen 
 



  Die zerkleinerten NiCd-Batterien, bzw. die zerkleinerten Schrottmengen werden anschliessend in einem Behälter mit Wasser gewaschen, wobei die wasserlöslichen Elektrolyte von den metallischen Bestandteilen aufgelöst werden. 


 4. Filtration 
 



  Durch eine anschliessende Filtration werden sämtliche löslichen Bestandteile abgetrennt. Das Filtrat besteht im wesentlichen aus einer KOH-haltigen Lösung, aus welcher KOH zurückgewonnen werden kann, was hier nicht näher beschrieben wird. 


 5. Trocknen, 80-90 DEG C 
 



  Das Filtriergut, bestehend im wesentlichen aus den Bestandteilen der NiCd-Batterien sowie aus Ni- und Cd-Hydroxiden, wird einem Ofen zugeführt und bei 80-90 DEG C getrocknet, was sich für das anschliessende Mahlen als vorteilhaft erwiesen hat. 


 6. Mahlen I 
 



  Das getrocknete Filtriergut wird anschliessend in einer Kugelmühle unter gleichzeitigem Schütteln ein erstes Mal gemahlen, wobei im wesentlichen ein Trennprozess derart stattfindet, dass die kleinen an den grösseren Teilen haftenden Partikel von diesen getrennt und vereinzelt werden. 


 7. Sieben I, 0,5-1 mm 
 



  Das Mahlgut wird auf ein feines Sieb I gegeben mit einer typischen Maschenweite von 1 mm, wobei sich als Siebgut eine Feinfraktion I von 0,5-1 mm grossen Bestandteilen ergibt, welche im wesentlichen aus Ni- und Cd-Hydroxiden besteht. Als Siebrückstand ergibt sich eine Grobfraktion I mit typischen Teilchengrössen von grösser als 1 mm, welche im wesentlichen aus metallischem Nickel und Eisen, aus Papier, aus Watte und aus Kunststoff besteht. 


 8. Magnetische Trennung 
 



  Die Grobfraktion I wird auf eine magnetische Trennvorrichtung gegeben, welche in der Lage ist, die Papier-, Watte- und Kunststoffteile von den metallischen Bestandteilen zu trennen, wobei als Grobfraktion II die metallischen Bestandteile Nickel, Eisen und in geringerem Masse noch etwas Cadmium anfallen. Auf die weitere Verarbeitung der nichtmagnetischen Stoffe, wie Papier, Watte und Kunststoffe, nach der magnetischen Trennung soll hier nicht näher eingegangen werden. 


 9. Mahlen II 
 



   Die Grobfraktion II wird ein zweites Mal in einer gleichen Kugelmühle gemahlen, wobei der bereits beschriebene Trennprozess erneut stattfindet und noch unvollständig getrennte kleine Partikel weitergehend vereinzelt werden. 


 10. Sieben II, 0,5-1 mm 
 



  Das Mahlgut II wird auf ein zweites Sieb mit gleicher Beschaffenheit wie Sieb I gegeben, wobei sich analog zum Sieben I eine Feinfraktion II und eine Grobfraktion III ergibt. Die Feinfraktion II wird der Feinfraktion I beigefügt und ergibt als Summe die Feinfraktion III. Die Grobfraktion III enthält nur noch wenig Cd, und auf jeden Fall jedoch weniger Cd als die Grobfraktion II. Sowohl die Grobfraktion III als auch die Feinfraktion III wird im weiteren chemisch und/oder thermisch weiterverarbeitet, worauf hier aber nicht eingegangen wird. 



  In Diagramm 2 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, wobei der Verfahrensablauf in Diagramm 2 analog demjenigen in Diagramm 1 ist. 



  Dabei wurde eine Schrottmenge von 5 kg NiCd-Batterien in einem Stahlbehälter mit 8 l flüssigem Stickstoff übergossen, wobei sämtliche NiCd-Batterien mit flüssigem Stickstoff überdeckt waren. Nach ca. 20 min war der grösste Teil des flüssigen Stickstoffs verdampft. Die auf diese Weise abgekühlte Menge von NiCd-Batterien, deren Oberflächen nun eine Materialversprödung aufwiesen, wurde einem Schredder vom Typ RS 242/2 (Fa. R. Guth & Co., Basel) zugeführt und während ca. 10 min in Teile von 5-8 mm zerkleinert. Das geschredderte Material wurde in 10 l Wasser, welches Raumtemperatur aufwies, gegeben, wobei unter gelegentlichem Rühren die enthaltene Elektrolytmenge, im wesentlichen KOH in Lösung ging.

  Bei der anschliessenden  Filtration mittels einer 30 cm Vakuumfilternutsche wurde ein Filtrat erhalten, welches 0,25 kg KOH (oder 5% der ursprünglichen Schrottmenge von 5 kg) enthielt, während im Filterrückstand 4,6 kg (oder 92% der ursprünglichen Schrottmenge) zerkleinerte Bestandteile der NiCd-Batterien vorlagen. Diese wurden in einem Trockenofen bei 80 DEG C während 1 h getrocknet und dann in einer Achatmühle mit Silikatkugeln von 1,5 cm Durchmesser (Fa. Fritsch) während 1 h gemahlen. Das Mahlgut wurde anschliessend auf ein Metallsieb mit einer Maschenweite von 1 mm gebracht. Dieser Siebprozess lieferte nach 20 min als Siebrückstand eine Grobfraktion I von einer Teilchengrösse im wesentlichen grösser als 1 mm und bestehend aus 2,88 kg (oder 57,6% der ursprünglichen Schrottmenge) Nickel- und Eisenteilchen, sowie Papier, Watte und Kunststoffe.

  Als Siebgut wurde eine Feinfraktion I mit einer Teilchengrösse von 0,5-1 mm erhalten, bestehend aus 1,72 kg (oder 34,4% der ursprünglichen Schrottmenge) metallischem Ni und Cd, sowie Ni- und Cd-Hydroxiden. Die Grobfraktion I wurde mittels eines rotierenden Elektromagneten, welcher unterhalb einer schrägen Kunststoffplatte angebracht war, weiterbehandelt, wobei 0,25 kg (oder 5% der ursprünglichen Schrottmenge) Papier-, Watte- und Kunststoffanteile abgetrennt wurden, während eine Gorbfraktion von 2,63 kg (oder 52,6% der ursprünglichen Schrottmenge), bestehend im wesentlichen aus einer Ni/Fe-Fraktion mit einem kleinen Cd-Anteil, verblieb.

  Diese Ni/Fe-Fraktion wurde ein zweites Mal in einer gleichen Achatmühle gemahlen und anschliessend wieder gesiebt (0,5-1 mm), wobei noch ein Anteil von 0,4 kg (oder 8% der ursprünglichen Schrottmenge) einer Feinfraktion II erhalten wurde, welche der Menge der Feinfraktion I von 1,72 kg beigefügt wurde, womit sich die Gesamtmenge einer Feinfraktion III von 2,12 kg (oder 42,4% der ursprünglichen Schrottmenge) ergab. Als Siebrückstand verblieb letztlich eine Grobfraktion III von 2,23 kg (oder 44,6% der ursprünglichen Schrottmenge), bestehend aus einer Ni/Fe-Fraktion mit ca. 3% verbleibendem Cadmium als Verunreinigung. Sowohl die Grobfraktion III als auch die Feinfraktion III wurde im weiteren chemisch und/oder thermisch weiterverarbeitet, was  hier aber nicht näher beschrieben wird. 



  Der in den Flussdiagrammen aufgezeichnete Verfahrensablauf zeigt eine mögliche beispielsweise erfindungsgemässe Ausführungsvariante, die selbstverständlich in verschiedenster Art und Weise abgeändert, modifiziert oder ergänzt werden kann. So ist es selbstverständlich möglich, die Siebgrösse, die Mahldauer, die Drehzahl des Magneten zu variieren. 



   Auch die in Diagramm 1 angeführten Verfahrensschritte können in x-beliebiger Art und Weise variiert resp. modifiziert werden. Es ist schliesslich eine Frage der Anforderungen des Gesetzgebers und der Wirtschaftlichkeit über den gesamten Recyclingprozess für NiCd-Batterien, welcher auch die chemischen und thermischen Verfahrensschritte enthält, inwieweit die aufbereiteten Materialien zurückgeführt werden. 



  Erfindungswesentlich ist die Tatsache, dass für die Aufbereitung von NiCd-Batterien, bzw. NiCd-Schrottmengen vorrangig eine Reihe von mechanischen Verfahrensschritten so gewählt wird, dass die nachfolgenden chemischen und thermischen Verfahrensschritte bis zur Aufarbeitung von metallischem Ni, Cd und Ferronickel möglichst wenig Energie benötigen und sich möglichst umweltfreundlich gestalten lassen, damit der gesamte Recyclingprozess wirtschaftlich aufgebaut werden kann. 



  
 



  The present invention relates to a method for mechanical separation and mechanical processing of NiCd batteries, or NiCd scrap amounts, in order to subsequently process the separated and processed battery or scrap amounts in a chemical and / or thermal process and so on processed substances can either be recycled or recycled or disposed of as pollutants.



  So that the NiCd batteries or NiCd scrap quantities can be properly processed, they first have to be mechanically broken down into their components as optimally as possible. The previously known technique for processing NiCd batteries or NiCd scrap amounts is carried out using processes in which mechanical, chemical and thermal process steps are mostly used in combination, chemical and thermal process steps being predominantly represented.



  Accordingly, PS-DD 282 925 proposes a process for the recovery of valuable materials from NiCd-containing scrap, among others. from used Ni / Cd collectors. This process provides for the scrap to be mixed with mineral acids or mineral acid mixtures, for the metals mentioned to be separated from the alkali and then to be precipitated, the cadmium being removed from the alkali in the presence of chloride ions by means of anion exchangers. The disadvantage here is that all of the scrap must be dissolved in acid.



  According to PS-EP 75 978, a thermal process for metal recovery from scrap from NiCd electric accumulator batteries is known, the batteries being opened, their free electrolyte being emptied, the scrap being dried, and the organic substances and the cadmium in a multi-stage pyrolytic Process to be treated further. The disadvantage here is that high energy costs are incurred and the control of the vapor pressure of cadmium requires additional costly measures.



  Furthermore, according to PS-EP 2 44 901, a process is known which deals with the processing of small batteries by mechanical destruction and separation into different fractions. After smashing the metal casing of the small batteries, the smashed material is roasted in an oxidizing atmosphere at 500-1000 ° C and various fractions are obtained by sieving.



  It is therefore an object of the present invention to propose a mechanical separation process for the disassembly of NiCd batteries or NiCd scrap quantities, which delivers several fractions and by means of which the separation takes place largely mechanically, so that the chemical and thermal components of the Process only play a subordinate role. It should be possible to dispense with costly precautionary measures and at the same time achieve greater economic efficiency than with the methods known to date.



  According to the invention, this object is achieved by means of a method according to claims 1-10.



  The method according to the invention is explained in more detail with reference to the attached flow diagrams, the general steps being shown in diagram 1 and an exemplary embodiment being shown in diagram 2.



  For the description of the different process steps, those reference numbers of the flow diagrams are used which are given for the structure of the individual steps.


 1. Cool down with liquid nitrogen
 



  The NiCd batteries or NiCd scrap quantities to be separated are cooled in a steel container with liquid nitrogen, the scrap material becoming brittle, which is advantageous for comminution.


 2. Crush, 5-8 mm
 



  The cooled scrap material is fed to a shredder and comminuted in it, parts of which are 5-8 mm in size, which are mixed with the alkaline electrolyte components, in particular with KOH, at the outlet.



  As shredder systems, those with two parallel shafts rotating against each other have proven to be particularly advantageous, the shear effect resulting from the toothed disc knives which cross each other during rotation.


 3. Wash
 



  The comminuted NiCd batteries or the comminuted scrap amounts are then washed in a container with water, the water-soluble electrolytes being dissolved by the metallic components.


 4. Filtration
 



  Subsequent filtration removes all soluble components. The filtrate consists essentially of a KOH-containing solution, from which KOH can be recovered, which is not described in more detail here.


 5. Drying, 80-90 ° C
 



  The material to be filtered, consisting essentially of the constituents of the NiCd batteries and Ni and Cd hydroxides, is fed to an oven and dried at 80-90 ° C., which has proven to be advantageous for the subsequent grinding.


 6. Grinding I
 



  The dried filter material is then ground for the first time in a ball mill with simultaneous shaking, a separation process essentially taking place in such a way that the small particles adhering to the larger parts are separated from them and separated.


 7. Seven I, 0.5-1 mm
 



  The millbase is placed on a fine sieve I with a typical mesh size of 1 mm, which results in a fine fraction I of 0.5-1 mm constituents, which consists essentially of Ni and Cd hydroxides. A coarse fraction I with typical particle sizes of greater than 1 mm results from the sieve residue, which essentially consists of metallic nickel and iron, of paper, of cotton wool and of plastic.


 8. Magnetic separation
 



  The coarse fraction I is placed on a magnetic separator, which is able to separate the paper, cotton and plastic parts from the metallic components, whereby the metallic components nickel, iron and to a lesser extent some cadmium are obtained as coarse fraction II. The further processing of the non-magnetic materials, such as paper, cotton wool and plastics, after the magnetic separation will not be discussed in more detail here.


 9. Milling II
 



   The coarse fraction II is ground a second time in an identical ball mill, the separation process already described taking place again and small particles which are still incompletely separated being separated further.


 10. Seven II, 0.5-1 mm
 



  The regrind II is placed on a second sieve with the same properties as sieve I, with a fine fraction II and a coarse fraction III being obtained analogously to sieving I. The fine fraction II is added to the fine fraction I and results in the sum of the fine fraction III. The coarse fraction III contains only a little Cd, and in any case less Cd than the coarse fraction II. Both the coarse fraction III and the fine fraction III are further processed chemically and / or thermally, but this is not dealt with here.



  An exemplary embodiment is shown in diagram 2, the process sequence in diagram 2 being analogous to that in diagram 1.



  A scrap amount of 5 kg NiCd batteries in a steel container was poured with 8 liters of liquid nitrogen, all NiCd batteries being covered with liquid nitrogen. After about 20 minutes, most of the liquid nitrogen had evaporated. The quantity of NiCd batteries cooled in this way, the surfaces of which were now embrittled, was fed to a RS 242/2 shredder (R. Guth & Co., Basel) and divided into parts of 5 for approx. 10 min -8 mm crushed. The shredded material was placed in 10 l of water which was at room temperature, the amount of electrolyte contained, essentially KOH, dissolving with occasional stirring.

  In the subsequent filtration using a 30 cm vacuum filter, a filtrate was obtained which contained 0.25 kg of KOH (or 5% of the original amount of scrap of 5 kg), while in the filter residue 4.6 kg (or 92% of the original amount of scrap) crushed components of the NiCd batteries. These were dried in a drying oven at 80 ° C. for 1 h and then milled in an agate mill with silicate balls of 1.5 cm in diameter (from Fritsch) for 1 h. The ground material was then placed on a metal sieve with a mesh size of 1 mm. After 20 minutes, this sieving process produced a coarse fraction I with a particle size essentially larger than 1 mm and consisting of 2.88 kg (or 57.6% of the original amount of scrap) nickel and iron particles, as well as paper, cotton wool and plastics.

  A fine fraction I with a particle size of 0.5-1 mm, consisting of 1.72 kg (or 34.4% of the original amount of scrap), of metallic Ni and Cd, and Ni and Cd hydroxides was obtained as screenings. The coarse fraction I was further treated by means of a rotating electromagnet, which was attached underneath an inclined plastic plate, with 0.25 kg (or 5% of the original amount of scrap) paper, cotton wool and plastic parts being separated off, while a gorb fraction of 2.63 kg (or 52.6% of the original amount of scrap) consisting essentially of a Ni / Fe fraction with a small amount of Cd remained.

  This Ni / Fe fraction was ground a second time in an identical agate mill and then sieved again (0.5-1 mm), a fraction of 0.4 kg (or 8% of the original amount of scrap) of a fine fraction II being obtained , which was added to the amount of fine fraction I of 1.72 kg, which resulted in the total amount of fine fraction III of 2.12 kg (or 42.4% of the original amount of scrap). Ultimately, a coarse fraction III of 2.23 kg (or 44.6% of the original amount of scrap) remained as sieve residue, consisting of an Ni / Fe fraction with about 3% remaining cadmium as an impurity. Both the coarse fraction III and the fine fraction III were further processed chemically and / or thermally, but this is not described in more detail here.



  The process sequence recorded in the flow diagrams shows a possible embodiment variant, for example according to the invention, which of course can be changed, modified or supplemented in a wide variety of ways. So of course it is possible to vary the sieve size, the grinding time and the speed of the magnet.



   The process steps shown in diagram 1 can be varied or varied in any way. be modified. Finally, it is a question of the requirements of the legislator and the economic efficiency of the entire recycling process for NiCd batteries, which also includes the chemical and thermal process steps, to what extent the processed materials are recycled.



  Essential to the invention is the fact that for the treatment of NiCd batteries or NiCd scrap quantities, a number of mechanical process steps are selected so that the subsequent chemical and thermal process steps up to the processing of metallic Ni, Cd and ferronickel require as little energy as possible and can be designed to be as environmentally friendly as possible so that the entire recycling process can be set up economically.


    

Claims (10)

1. Verfahren zum mechanischen Auftrennen von NiCd-Batterien, bzw. NiCd-Schrottmengen als Teil eines Recyclingverfahrens, dadurch gekennzeichnet, dass die NiCd-Batterien, bzw. die NiCd-Schrottmengen abgekühlt und zerkleinert werden, dass die Elektrolyte ausgewaschen und abgetrennt werden, dass die zerkleinerten Bestandteile getrocknet, gemahlen und gesiebt werden, wobei eine Grobfraktion I und eine Feinfraktion I erhalten werden, dass die Grobfraktion I magnetisch getrennt wird, wobei die metallischen Bestandteile als Grobfraktion II isoliert werden, dass letztere ein zweites Mal gemahlen und gesiebt wird, wodurch eine Grobfraktion III und eine Feinfraktion II erhalten werden, wobei die Feinfraktion II der Feinfraktion I beigefügt wird und eine Feinfraktion III ergeben,       1. Process for the mechanical separation of NiCd batteries or NiCd scrap quantities as part of a recycling process, characterized in that the NiCd batteries or NiCd scrap quantities are cooled and crushed, that the electrolytes are washed out and separated, that the comminuted constituents are dried, ground and sieved, a coarse fraction I and a fine fraction I being obtained, the coarse fraction I being separated magnetically, the metallic constituents being isolated as coarse fraction II, the latter being ground and sieved a second time, whereby a coarse fraction III and a fine fraction II are obtained, the fine fraction II being added to the fine fraction I and giving a fine fraction III, und dass die auf diese Weise bereitgestellten Teilmengen einer weiteren chemischen und/oder thermischen Behandlung zur Verfügung gestellt werden.  and that the partial quantities provided in this way are made available for further chemical and / or thermal treatment. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Abkühlen mittels flüssigem Stickstoff erfolgt. 2. The method according to claim 1, characterized in that the cooling takes place by means of liquid nitrogen. 3. Verfahren nach den Ansprüchen 1-2, dadurch gekennzeichnet, dass das Zerkleinern in einer Schredderanlage erfolgt, wobei die resultierenden Bestandteile 5-8 mm gross sind. 3. The method according to claims 1-2, characterized in that the shredding takes place in a shredder, the resulting components being 5-8 mm in size. 4. Verfahren nach den Ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass das Trocknen bei einer Temperatur von 80-90 DEG C erfolgt. 4. The method according to claims 1-3, characterized in that the drying takes place at a temperature of 80-90 ° C. 5. Verfahren nach den Ansprüchen 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass das Mahlen unter gleichzeitigem Schütteln erfolgt, wobei im wesentlichen ein Trennprozess derart stattfindet, dass die kleinen an den grösseren Teilen haftenden Partikel von diesen getrennt und vereinzelt werden. 5. The method according to claims 1-4, characterized in that the grinding is carried out with simultaneous shaking, with a separation process taking place in such a way that the small particles adhering to the larger parts are separated from them and separated. 6. 6. Verfahren nach den Ansprüchen 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass das Sieben derart erfolgt, dass die entstehende Feinfraktion 0,5-1 mm grosse Bestandteile aufweist, während jene der Grobfraktion im wesentlichen grösser als 1 mm sind. Method according to claims 1-5, characterized in that the screening is carried out in such a way that the resulting fine fraction has 0.5-1 mm components, while those of the coarse fraction are essentially larger than 1 mm. 7. Verfahren nach den Ansprüchen 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass die Feinfraktionen I, II und III im wesentlichen aus Ni- und Cd-Hydroxiden, aus metallischem Ni und Cd und aus wenig Eisen bestehen, dass die Grobfraktion I im wesentlichen aus metallischem Ni und Fe, aus Papier, Watte und Kunststoffen besteht und dass die Grobfraktionen II und III im wesentlichen aus metallischem Ni und Fe besteht. 7. The method according to claims 1-6, characterized in that the fine fractions I, II and III consist essentially of Ni and Cd hydroxides, metallic Ni and Cd and little iron, that the coarse fraction I consists essentially of metallic Ni and Fe, made of paper, cotton wool and plastics and that the coarse fractions II and III essentially consist of metallic Ni and Fe. 8. 8th. Verfahren nach den Ansprüchen 1-7, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem zweiten Siebprozess 5-12% der ursprünglichen Schrottmenge als Feinfraktion II noch ausgeschieden werden, womit gesamthaft 40-45% der ursprünglichen Schrottmenge als Feinfraktion III anfallen.  Method according to claims 1-7, characterized in that after the second screening process 5-12% of the original amount of scrap is still separated out as fine fraction II, so that a total of 40-45% of the original amount of scrap is obtained as fine fraction III. 9. Verfahren nach den Ansprüchen 1-8, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem zweiten Siebprozess 42-48% als Grobfraktion III anfallen, welche weniger als 4% Cadmium enthält. 9. The method according to claims 1-8, characterized in that after the second screening process 42-48% are obtained as coarse fraction III, which contains less than 4% cadmium. 10. Verfahren nach den Ansprüchen 1-9, dadurch gekennzeichnet, dass die Folge der Schritte Mahlen und Sieben wiederholt zur Anwendung gelangen. 10. The method according to claims 1-9, characterized in that the sequence of steps grinding and sieving are used repeatedly.  
CH3466/91A 1991-11-27 1991-11-27 Mechanical sepn. of nickel-cadmium batteries - by cooling and crushing, washing and removing electrolyte, then drying, grinding and sieving CH682305A5 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH3466/91A CH682305A5 (en) 1991-11-27 1991-11-27 Mechanical sepn. of nickel-cadmium batteries - by cooling and crushing, washing and removing electrolyte, then drying, grinding and sieving

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH3466/91A CH682305A5 (en) 1991-11-27 1991-11-27 Mechanical sepn. of nickel-cadmium batteries - by cooling and crushing, washing and removing electrolyte, then drying, grinding and sieving

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CH682305A5 true CH682305A5 (en) 1993-08-31

Family

ID=4256566

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CH3466/91A CH682305A5 (en) 1991-11-27 1991-11-27 Mechanical sepn. of nickel-cadmium batteries - by cooling and crushing, washing and removing electrolyte, then drying, grinding and sieving

Country Status (1)

Country Link
CH (1) CH682305A5 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0854530A1 (en) * 1996-12-24 1998-07-22 Canon Kabushiki Kaisha Process and apparatus for recovering constituent components of battery
EP1049190A1 (en) * 1998-10-27 2000-11-02 Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd Method and system for recovering valuable metal from waste storage battery
EP1408575A2 (en) 1996-03-05 2004-04-14 Canon Kabushiki Kaisha Process and apparatus for recovering components of sealed type battery
WO2008043162A1 (en) * 2006-10-09 2008-04-17 Lg Eletronics De São Paulo Ltda Battery-cutting device
CN110124815A (en) * 2019-04-29 2019-08-16 浙江华友钴业股份有限公司 A kind of lithium ion battery electrification pre-processing device and method

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1408575A2 (en) 1996-03-05 2004-04-14 Canon Kabushiki Kaisha Process and apparatus for recovering components of sealed type battery
EP1408575A3 (en) * 1996-03-05 2008-01-23 Canon Kabushiki Kaisha Process and apparatus for recovering components of sealed type battery
EP0854530A1 (en) * 1996-12-24 1998-07-22 Canon Kabushiki Kaisha Process and apparatus for recovering constituent components of battery
EP1049190A1 (en) * 1998-10-27 2000-11-02 Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd Method and system for recovering valuable metal from waste storage battery
EP1049190A4 (en) * 1998-10-27 2005-05-25 Mitsui Mining & Smelting Co Method and system for recovering valuable metal from waste storage battery
WO2008043162A1 (en) * 2006-10-09 2008-04-17 Lg Eletronics De São Paulo Ltda Battery-cutting device
CN110124815A (en) * 2019-04-29 2019-08-16 浙江华友钴业股份有限公司 A kind of lithium ion battery electrification pre-processing device and method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0585701B1 (en) Method of treating nickel-cadmium of nickel-hydride cells
AT265393B (en) Process for separating the metallic parts from the active and inactive components of used accumulators
DE1021691B (en) Process for processing battery scrap and device for carrying out this process
DE19500224A1 (en) Process for the preparation of mixed plastics
DE3103030A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR REGENERATING USED FOUNDRY SAND
WO2018036825A1 (en) Method for processing dandelion plant components
DE4400796A1 (en) Recovery of precious metals from non-oxidised (semi-) refractory ores
DE2829086C2 (en)
DE3208704A1 (en) METHOD FOR CHEMICAL REMOVAL OF THE ASH FROM COAL AND DEVICES FOR CARRYING OUT THIS METHOD
DE4130531A1 (en) Mechanically treating waste imaging tube material - by breaking up tubes in coarse comminuting stage, sepg. metallic frame, attrition grinding the balance, sieving and screening
DE2830574A1 (en) METHOD FOR TREATING ALUMINUM SALT SLAG
CH682305A5 (en) Mechanical sepn. of nickel-cadmium batteries - by cooling and crushing, washing and removing electrolyte, then drying, grinding and sieving
DE19519516C2 (en) Method and device for processing fiber components and fiber materials containing foreign components, in particular waste mineral wool
DE2827924B2 (en) Process for processing floatable minerals and ores
DE19512498A1 (en) Extraction of metals, e.g. copper@ and gold@, from ores
EP4084910B1 (en) Method and system for separating dust-containing material mixtures from the process of recycling electric or electronic devices
DE2406404A1 (en) PROCESS FOR RECOVERY OF RECYCLABLE COMPONENTS FROM WASTE MATERIAL
DE3206562C2 (en) Process for separating carbon from a composite
DE1496281B2 (en) PROCESS AND DEVICE FOR THE MACHINE RECOVERY OF THE METALLIC PARTS AND THE ACTIVE DIMENSIONS OF ACCUMULATORS
DE2930976C2 (en) Process for separating coal from a composite in which rock is combined with the coal
DE1086051B (en) Process and device for the extraction of titanium of high purity
AT215164B (en) Process for the comminution and pulverization of sintered hard metals in a chemical-physical way
DE19727880B4 (en) Process for recovering valuable materials from nickel-metal hydride cells
AT351477B (en) METHOD AND DEVICE FOR THE ACTIVATING CRUSHING OF FLOTABLE MINERALS AND FLOTATION CONCENTRATES
AT401482B (en) METHOD FOR TREATING OIL WASTE

Legal Events

Date Code Title Description
PUE Assignment

Owner name: GESELLSCHAFT ZUR FOERDERUNG DER INDUSTRIEORIENTIER

PL Patent ceased