CN110402294B

CN110402294B - 金属锰的制造方法

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Publication number: CN110402294B
Application number: CN201880017628.9A
Authority: CN
Inventors: 山口东洋司; 村井亮太; 鹫见郁宏; 杉森博一; 关口誓子; 森正浩
Original assignee: JFE Steel Corp; JFE Material Co Ltd
Current assignee: JFE Steel Corp; JFE Material Co Ltd
Priority date: 2017-03-15
Filing date: 2018-02-28
Publication date: 2022-05-03
Anticipated expiration: 2038-02-28
Also published as: JP6411001B1; WO2018168472A1; CN110402294A; JPWO2018168472A1

Abstract

一种高品质金属锰的制造方法，对粉粒体(含Mn物质)实施水洗处理，使所含的氯溶于水中后，实施固液分离处理，得到分离除去了氯的固体成分。对得到的固体成分实施干燥处理，接着，在实施了该干燥处理的上述固体成分中混合助熔剂，装入电弧熔化炉中，进行通电而加热，将固体成分中的锰进行熔渣化。接着，实施还原处理：将熔渣化而得的熔渣熔液移到浇包中，并且向该浇包中投入还原剂、助熔剂，将熔渣熔液还原，制成金属熔液(金属锰)。由此，可以制造高品质的金属锰。应予说明，作为原料使用的含Mn物质优选为从废干电池中挑选出锰干电池和/或碱锰干电池并进行粉碎、筛分而得到的粉粒体。

Description

金属锰的制造方法

技术领域

本发明涉及金属锰(以下也称为金属Mn)的制造方法，特别是涉及将从废干电池等回收的含锰物质作为原料而制造高品质的金属锰的方法。

背景技术

在钢铁领域，一直以来，锰是作为有用元素被广泛使用的元素，近年来，特别是在汽车用高张力钢板的制造中成为了重要的元素。

作为钢铁领域中使用的锰，有时在钢铁产品制造的最终阶段即成分调整阶段使用。此时，要求高纯度的锰。因此，通常，在该阶段使用的锰是通过电解法制造的电解金属锰。电解法是将锰矿石等锰原料(锰源)用硫酸等酸溶解，通过溶剂萃取等除去杂质后，进行电解而制成金属锰的方法，能够得到高纯度的金属锰。但是，该方法存在以下各种问题：电解成本高，另外由于剥离等问题而无法增大电极板，并且自动化困难需要手工，此外为了提高电解效率而添加的硒的废水处理困难等，因此需要确立一种代替制造法。

作为电解法以外的金属锰的常规制造方法，有高炉法、铝热法等。高炉法是将作为锰原料(锰源)的锰矿石与焦炭一起装入高炉进行精炼的方法，能够以较低廉的价格制造，但是存在以下问题：含有硅、碳等杂质；难以使用粉状的原料；无法使用含有锌、钠、钾等挥发性高的物质的原料等。另外，铝热法是在锰矿石等锰原料(锰源)中混合镁、铝等金属，使其发生铝热反应而得到金属锰的方法，但由于在还原和升温中使用镁、铝等高价的金属，所以存在制造成本高涨，对经济不利的问题。基于这样的状况，现状是工业上金属锰的制造仅用电解法进行。

在金属锰的制造中，作为用作锰原料(锰源)的物质，一般有氧化锰矿石、碳酸锰矿石等锰矿石，但这些天然资源是有限的，有可能枯竭。特别是在炼铁厂，由于消耗了大量的锰作为炼钢原料，所以锰源的确保在炼铁领域成为了极其重要的问题。并且，近年来，作为原料的锰矿石也因其枯竭而价格呈上升趋势。

近年来，由于这样的金属资源的枯竭、交易价格的上升等，开始尝试想要从低品质的原矿、精矿、炼铁厂副产物、产业废弃物等中积极地回收锰。例如，作为产业废弃物处置的干电池的一部分中存在锰含有率高的物质。作为一次电池的代表的锰干电池和碱锰干电池使用了二氧化锰作为正极材料。因此，如果能够确立从这些废干电池中回收锰并将其作为炼钢原料再利用的技术，则可期待有效地确保锰源。并且，在世界各国，生产、消耗、废弃了巨大量的干电池。应予说明，在干电池中，使用了锌作为负极材料。

然而，现状是对于放电结束后被废弃的锰干电池、碱锰干电池，仅有在锌精炼厂的锌的一部分的回收，或者在电弧熔化炉制造商的铁、碳的一部分的回收，不能说充分进行了资源循环利用。现状是仍有很多的资源没有被循环利用而直接以未利用的状态作为废料利用于填埋处理等。

因此，最近提出有从废干电池中不仅要回收锌、铁、碳，还要回收锰的各种技术。

在专利文献1中记载了含有二氧化锰和碳的混合物的回收方法，其具有下述工序：从废干电池中挑选出锰电池和碱锰电池的工序；通过粉碎、筛分而得到粉粒体的工序；将得到的粉粒体用稀盐酸或稀硫酸进行溶解处理的工序。根据专利文献1中记载的技术，能够在不产生大的损失的情况下简便地同时回收二氧化锰和碳成分，回收的混合物可用作锰铁制造的初始原料。

在专利文献2中记载了从废干电池中分离回收二氧化锰和氯化锌的方法。专利文献2中记载的技术是从废干电池中分离回收二氧化锰和氯化锌的方法，即，从废干电池中得到含有很多锰和锌的材料，根据需要对其进行水洗后溶于盐酸，通过提纯从该溶液中除去杂质成分后进行加热浓缩，在该浓缩物中加入高氯酸后加热，得到二氧化锰和氯化锌的固体混合物，将该固形混合物溶于水后过滤。在专利文献2所记载的技术中，将得到的氯化锌溶解于有机溶剂，除去了混在的不溶性的碱金属盐类而将氯化锌纯化。另外，回收的二氧化锰和氯化锌具有可再次用于干电池制造的纯度。

专利文献3中记载了金属回收方法。专利文献3中记载的技术是金属回收方法，即，使铁还原细菌作用于由金属氧化物和金属氢氧化物构成的群，将3价铁还原成2价铁，使用得到的2价铁，使由金属氧化物和金属氢氧化物构成的群中含有的钴、镍、锰等金属浸出，生成浸出液和残渣，将得到的浸出液和残渣分离，回收所需的金属。作为由金属氧化物和金属氢氧化物构成的群，可举出深海底矿物资源、含有金属的氧化矿(陆地上矿物)、含有金属的焚烧残渣等废弃物等。根据专利文献3中记载的技术，能够高速·高效率地回收金属氧化物、金属氢氧化物中含有的低品质的金属。另外，浸出液中含有的钴、镍、锰等金属可以使用通常的方法回收。

专利文献4中记载了金属锰的制造方法。专利文献4中记载的技术是金属锰的制造方法，即，在加热炉内与还原剂一起装入含有氧化锰的物质，加热至加热炉的炉内温度达到1200℃以上将氧化锰还原，其后冷却至700℃以下，排出到炉外。在专利文献4所记载的技术中，作为含有氧化锰的物质，可以使用废电池、锰矿石等，作为还原剂，使用了煤、焦炭、石墨等碳系还原剂。

专利文献5中记载了从废干电池中分离锰和锌的方法。专利文献5中记载的技术是从废干电池中分离锰和锌的方法，即，从废干电池中挑选出锰干电池和/或碱锰干电池，对挑选出的干电池进行粉碎、筛分而制成粉粒体，使用酸溶液对该粉粒体实施酸浸出处理，得到锰和锌浸出的浸出液以及含有锰的浸出残渣，进行固液分离后，使臭氧作用于所分离的浸出液，得到含有锰的沉淀物和含有锌离子的溶液，进行固液分离使废干电池中含有的锰成分变成浸出残渣和含有锰的沉淀物，将废干电池中含有的锌成分以含有锌离子的溶液的形式分离。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2007－12527号公报

专利文献2:日本特开平11－191439号公报

专利文献3:日本特开2007－113116号公报

专利文献4:日本特开2011－94207号公报

专利文献5:日本特开2015－206077号公报

发明内容

然而，在通过专利文献1～3所记载的各技术回收的含Mn物质中，含有的Mn变成了氧化物或氢氧化物，例如，为了制成可用作炼铁原料的状态，需要进一步将Mn还原，制造工序变得复杂，结果存在成本变高的问题。锰作为稀有金属绝不是高价的金属，但制造成本的增加妨碍其技术的实用化。应予说明，在专利文献3所记载的技术中，存在作为微生物的培养基以及成为微生物的营养源的络合剂进行添加的试剂为高价的问题。另外，通过专利文献4中记载的技术制造的金属Mn存在下述问题：作为还原剂使用的碳残留而使碳含量(浓度)变高的情况很多，作为金属Mn品质下降。另外，在专利文献5所记载的技术中，目前用于产生臭氧的设备(臭氧产生设备)是高价的，而且需要大量的电力，因此导致制造成本的高涨，在实用上仍有问题。

本发明的目的在于解决上述现有技术的问题，提供一种金属锰的制造方法，其能够低廉且简便地制造可用作炼铁原料的金属锰、以及能够与电解金属锰匹敌的金属锰。

本发明人等为了实现上述的目的，对金属锰的品质提高方法进行了深入研究。其结果想到了如果将含锰物质与还原剂、助熔剂一起装入电炉(作为代表例，有电弧熔化炉)，在电炉中进行还原处理，则能够低廉地制造可作为电解金属锰代替品使用的高纯度锰。此外，根据该方法，还发现“对废干电池进行挑选、粉碎、筛分而得到的物质”(粉粒体)可以直接用作锰源(含锰物质)。但是，发现在对废干电池进行挑选、粉碎、筛分而得到的粉粒体中除作为主成分的锰以外，有时还含有锌、碳，并且含有氯。

因此，进行了进一步的研究，结果想到了如果对粉粒体(含锰物质)实施加热处理作为前处理，则能够燃烧除去“含锰物质”(粉粒体)中含有的碳，能够容易地提高在其后的电炉中的还原处理中得到的金属锰的品质。应予说明，还认识到在还原处理时，粉粒体中含有的锌被还原而变成金属体(金属锌)。由于金属锌的沸点低，所以粉粒体中含有的锌在还原时能够挥发除去。

此外，本发明人等担心含锰物质(粉粒体)中含有氯的情况下，在还原处理、加热处理时，产生有害物质，因此，想到了需要预先对含锰物质(粉粒体)实施除去氯的处理作为前处理。本发明人等经过进一步的研究，发现作为“除去氯的处理”，有效的是对含锰物质(粉粒体)实施水洗处理。

如此，本发明人等发现通过对含锰物质(废干电池粉粒体)预先实施上述的前处理，能够容易地分离除去含锰物质(废干电池粉粒体)中含有的锰以外的各成分，能够低廉地制造(回收)高品质(高纯度)金属锰。

本发明人等为了制造更高品质的金属锰，想到了需要进一步尽量减少还原处理中的金属锰的污染。因此，本发明人等想到了在还原工序前实施将含锰物质与助熔剂一起装入电弧熔化炉中而将锰成分进行熔渣化的熔渣制造工序，此后，实施将熔渣化的锰(锰熔渣)还原的还原工序。发现由此能够使熔融金属锰(熔液)的污染少，得到的金属锰的品质进一步提高。

本发明是在上述认知的基础上进行进一步的研究而完成的。即，本发明的主旨如下。

[1]一种金属锰的制造方法，是将含锰物质还原而得到金属锰，

对上述含锰物质实施实施加入水而作为浆料进行水洗的水洗处理，

接着对经该水洗处理的上述浆料实施固液分离处理而分离出固体成分，

实施干燥处理：将得到的上述固体成分加热而除去上述固体成分中含有的水分，

实施熔渣制造处理：将经上述干燥处理的上述固体成分与助熔剂一起装入电炉中，在该电炉中实施通电加热，将上述固体成分中的锰制成锰熔渣，

将上述熔渣制造处理中得到的上述锰熔渣移送到浇包，并且在该浇包中投入还原剂，将上述锰熔渣进行还原处理而得到金属锰。

[2]根据[1]所述的金属锰的制造方法，其中，上述含锰物质是对废干电池进行挑选、粉碎、筛分而得到的物质。

[3]根据[1]或[2]所述的金属锰的制造方法，其中，上述水洗处理中的上述浆料的固体成分与液体的比以质量比计为1：10～5：10。

[4]根据[1]～[3]中任一项所述的金属锰的制造方法，其中，上述水洗处理的水洗时间为15分钟以上。

[5]根据[1]～[4]中任一项所述的金属锰的制造方法，其中，上述还原处理中使用的上述还原剂为金属铝和/或金属硅。

[6]根据[1]～[5]中任一项所述的金属锰的制造方法，其中，上述熔渣制造处理或者上述还原处理中使用的上述助熔剂是以CaO为主成分的物质。

根据本发明，能够低廉地制造可成为电解金属锰替代品的金属锰，在产业上具有显著的效果。

附图说明

图1是表示本发明的金属锰的制造方法的流程的说明图。

具体实施方式

本发明是以含锰物质为原料，对该原料实施还原处理而制得金属锰的金属锰的制造方法。本发明中，作为原料的含锰物质没有特别限定，优选为含有10质量％以上的锰、0.03质量％以上的锌、0.1质量％以上的碳的物。更优选使用对废干电池进行挑选、粉碎、筛分而得到的粉粒体(废干电池粉粒体)。

此处提及的“挑选”是指从废干电池中挑选出碱性干电池和/或碱锰干电池的处理。在该“挑选”工序中，从废弃·回收的干电池中挑选出碱性干电池和/或碱锰干电池。挑选方法只要为能够排除汞干电池、镍镉电池等的方法就不需要特别限定，可以使用手挑、或者利用形状、放射线等的机械挑选等常用的任何方法。

另外，此处提及的“粉碎”是指将挑选出的碱性干电池和/或碱锰干电池进行粉碎的处理。挑选出的废干电池的粉碎通常使用粉碎机。粉碎机的类型不需要特别限定，但优选为在粉碎后能够将构成干电池的包装材料等与粉粒体良好地分离开的类型的粉碎机，例如双轴旋转式的粉碎机。

如果这些干电池被粉碎，则包装材料(铁、塑料和纸等)、属于锰干电池的负极材料的锌罐、属于碱锰干电池的集电体的黄铜棒变成箔状、片状的固体物质。另一方面，属于锰干电池的正极材料的二氧化锰、属于锰干电池的集电体的碳棒、属于碱锰干电池的负极材料的锌粉、通过放电生成的MnO(OH)、Zn(OH)₂、Mn(OH)₂、ZnO等以及各种电解液成为比上述的箔状·片状的固体物质更细的粉粒体。

因此，在将挑选出的废干电池进行粉碎后，如果使用规定网眼的筛子进行筛分，则能够从挑选出的废干电池中除去包装材料等大的固体物质，得到作为锰干电池和/或碱锰干电池的主要构成材料的、二氧化锰、碳、氯化锌或氯化铵、铁、苛性钾以及通过放电生成的MnO(OH)、Zn(OH)₂、Mn(OH)₂、ZnO等混合而成的粉粒体(废干电池粉粒体)。应予说明，在粉碎物的筛分中使用的筛子的网眼优选为1mm～20mm左右，进一步优选为1mm～10mm左右。

该得到的废干电池粉粒体含有锰、锌和碳作为主要成分(元素)，此外还含有一定量的氯。因此，以废干电池粉粒体为原料制造金属锰时，锌、碳、氯的分离除去的程度是重要的。将本发明的金属锰的制造方法的流程示于图1。

在本发明中，在实施还原处理之前，对作为原料的含锰物质(废干电池粉粒体)作为前处理依次实施水洗处理、固液分离处理、干燥处理。

首先，对作为原料的含锰物质(废干电池粉粒体)作为前处理实施水洗处理。水洗处理是指在含锰物质(废干电池粉粒体)中加入水制成浆料，对该浆料进行水洗的处理。具体而言，水洗处理优选为在容器中装入含锰物质(废干电池粉粒体)后加入水制成浆料并搅拌一定时间的处理。由此，含锰物质(废干电池粉粒体)中含有的氯溶于添加的水中，能够从含锰物质(废干电池粉粒体)中除去氯。

在本发明的水洗处理中，含锰物质(废干电池粉粒体)量与添加的水量的比，即固液比以质量比计优选为5：10以下。如果超过上述的固液比，增加作为固体的含锰物质(废干电池粉粒体)量，则作为浆料的操作性变难。另一方面，如果减少固体的量使固液比变小，则需要增大水洗用的容器，对经济不利。因此，固液比优选为1：10～5：10的范围，更优选为1：10以上且3：10以下。

另外，为了确保氯向水中的溶解，水洗处理的时间优选为15分钟(以下记为“min”)以上。应予说明，长时间的水洗需要使容器大型化等，对经济不利，因此水洗时间优选为1小时(以下记为“hr”)以下左右。

接着对实施了水洗处理的含锰物质(废干电池粉粒体)实施固液分离处理。通过固液分离处理将水洗处理后的含锰物质(废干电池粉粒体)分离成固体成分和分离液(水)。分离液(水)中含有溶解的氯，由此，能够从含锰物质(废干电池粉粒体)中分离除去所含的氯。应予说明，本发明中的固液分离处理可以使用重力沉降分离、离心过滤、压滤机、膜分离等常用的方法进行。

接着，对经过水洗处理－固液分离处理得到的固体成分实施干燥处理。干燥处理是除去经过水洗处理－固液分离处理得到的固体成分中的水分的处理。干燥处理只要为能够除去固体成分中的水分使水分浓度达到可投入电炉的水分浓度即0.1质量％以下的处理，就没有特别限定。具体而言，优选为在加热至温度：300～600℃左右的干燥炉等中装入经过水洗处理－固液分离处理得到的固体成分并保持30min以上的处理。

接着对经过水洗处理－固液分离处理－干燥处理得到的固体成分(含锰物质)实施熔渣制造处理。熔渣制造工序是使用电炉的工序。此处，使用的电炉的代表例为电弧熔化炉，此外也可以使用电阻炉、感应熔炼炉等。以下，对电炉为电弧熔化炉的情况进行说明。另外，为了生成的熔融熔渣的排渣，优选为可倾动的炉。

将经过干燥处理得到的固体成分(含锰物质)与作为通电材料的微量的金属锰和助熔剂(造渣剂)配合，一起装入电弧熔化炉。然后，装入的原料介由电弧熔化炉的石墨制电极进行通电被加热·熔融。此时，熔液(将熔融状态的金属称为“金属熔液”或者“熔液”)的温度达到1600℃以上。含锰物质中含有的锰在800℃以上时变成MnO·Mn₂O₃(一般为Mn₃O₄)，因此加热至上述温度的含锰物质中含有的锰成为熔渣成分。另外含锰物质中含有的碳的大部分被燃烧除去。此时，碳将一部分所含的锰和锌还原。另外，被还原的很多锌变成金属锌，由于金属锌的沸点为907℃，所以金属锌变成气体，蒸发(挥发)。蒸发的锌与空气中的氧迅速反应而变成氧化锌，以粉尘的形式被袋式过滤器捕捉、回收。

另外，所含的碳的大部分被燃烧除去，但由于相较于熔渣成分而言，与金属成分更具亲和性，所以在为了通电而装入的金属锰熔液以及被还原的一部分锰的熔液中含有一部分的碳。此处，高品质的金属锰是指可作为锰钢的最终成分调整剂使用的锰，具体而言是指Mn+Al浓度为90质量％以上、碳(C)浓度为0.2质量％以下、磷(P)浓度为0.05质量％以下以及硫(S)浓度为0.05质量％的物质。

这样，在熔渣制造工序中，作为原料的固体成分(含锰物质)中的锰的大部分成为熔渣成分，一部分变成金属成分。另外，固体成分(含锰物质)中含有的碳的大部分被燃烧除去，仅一部分存在于金属成分中，在熔渣成分中几乎不存在碳。另外，固体成分(含锰物质)中含有的锌的大部分挥发被除去。

接着，实施还原处理。在还原工序中，首先，使完成了熔渣制造工序的电弧熔化炉倾动，仅将熔渣制造工序中得到的熔渣成分移动到其它的锅(浇包)中，使金属成分残留在电弧熔化炉中。由此，能够进行锰和碳的分离。应予说明，电弧熔化炉中残留的金属成分可以作为下次的熔渣制造工序中的通电用金属材料反复使用。在需要调整还原剂和CaO/Al₂O₃比时，在移至浇包的熔渣成分中配合助熔剂(造渣剂)，在浇包中进行熔渣成分的还原，得到金属锰熔液。在锰的还原时，从促进反应的观点考虑，优选通过吹入氩气等常用的方法进行搅拌。还原反应利用熔渣成分保持的热容和还原剂的反应热进行，热量不足时，可以通过电弧放电等方法加热。由此，熔渣熔液变成金属锰的熔液，能够回收高品质的锰。

作为本发明的还原工序中使用的还原剂，可例示金属铝、金属硅、碳，但在制造高品质金属锰时，容易混入金属锰(产品)中的碳不适合作为高品质金属锰制造用的还原剂，优选为金属铝和/或金属硅。应予说明，也可以使用低廉的硅铁代替金属硅。这种情况下，产品(金属锰)中的铁浓度变高，但作为炼铁原料使用时铁不是杂质，因此可以作为金属锰使用。

另外，在本发明的还原工序中，使用金属铝和/或金属硅作为还原剂时，优选将作为还原剂的金属铝和/或金属硅分成多次装入，即所谓的分批装入。由此，能够使铝热反应产生的发热均匀化，能够防止过度加热，抑制熔融金属(金属Mn)的蒸发(飞散损失)，提高Mn留着率。应予说明，在还原剂的分批装入时，为了使反应均匀化，优选助熔剂也分批装入。

还原剂的配合量当然需要为完全进行将作为锰熔渣中含有的氧化物或氢氧化物的锰还原成金属锰的还原反应所需的还原剂量(理论还原当量)以上，优选预先通过实验确定合适的量。

本发明的熔渣制造工序和还原工序中使用的助熔剂优选为以CaO为主成分的物质。作为以CaO为主成分的物质，可例示生石灰、石灰石、消石灰。应予说明，助熔剂的配合量使用CaO/Al₂O₃比调整。CaO/Al₂O₃比为0.55，但只要为0.4～1.0左右的范围内，就可获得良好的反应的进行。低于0.4时，熔渣中的氧化锰不会下降，另外如果超过1.0，则游离的生石灰变多，熔渣的熔点变得过高，并且熔渣量过度增加。由此，助熔剂的配合量优选按照以CaO换算的助熔剂量与以氧化物换算的还原剂量的比(质量比)、即CaO/Al₂O₃比成为0.4～1.0的范围内的方式调整。

实施例

以下，基于实施例对本发明进行进一步的说明。

从废干电池中挑选出锰干电池和/或碱锰干电池，使用双轴旋转式粉碎机将该挑选出的废干电池粉碎，用网眼：3mm的筛子进行筛分，得到粉粒体(废干电池粉粒体)。将得到的粉粒体的组成示于表1。应予说明，得到的粉粒体除含有表1所示的元素以外，还含有来自氧化物或氢氧化物的氧、水分。

[表1]

首先，实施水洗处理：将得到的粉粒体50g投入(装入)到容器(烧杯)中，向其中添加蒸馏水500mL，按照以质量比计的固液比1∶10进行水洗。应予说明，水洗是按照表2所示的水洗时间：5、15、30min，在容器内搅拌的处理。

接着对实施了水洗处理的粉粒体实施使用5C滤纸的过滤作为固液分离处理，分离成固体成分和分离液。对得到的固体成分实施氯分析。将其结果示于表2。

[表2]

由表2可知，粉粒体(废干电池粉粒体)中的氯含量通过处理时间：15min左右的水洗处理能够充分控制成低于0.1质量％。应予说明，低于0.1质量％的氯含量是在熔渣制造工序中能够投入电弧熔化炉的原料的目标氯含量。

接着，实施水洗处理：以固液比在1∶10～5∶10之间变化的方式，改变得到的粉粒体的投入量和蒸馏水的添加量，投入(装入)到容器(烧杯)中进行水洗。应予说明，水洗是指固定为处理时间：15min而在容器内搅拌的处理。接着对实施了水洗处理的粉粒体实施使用5C滤纸的过滤作为固液分离处理，分离成固体成分和分离液。对得到的固体成分实施氯分析。将其结果示于表3。

[表3]

根据表3，可以确认即便在固液比达到5：10而提高了固体成分的浆料中，通过水洗处理也能够将粉粒体(废干电池粉粒体)中的氯量充分控制成低于0.1质量％，固液比对水洗处理后的氯含量的影响小。应予说明，在该实验中，由于容器为小型容器，所以通过强力搅拌就能够进行充分的搅拌，但在容器大型化的情况下，直至固液比达到3∶10左右，均匀的搅拌较容易，但如果将固液比提高到5∶10左右，则可预料到难以进行均匀的搅拌。因此，当如下所述使装置为大型化(粉粒体超过20kg，数吨规模)时，从搅拌的容易性的观点考虑，固液比优选为3∶10左右。应予说明，实施以成为固液比3∶10的方式在粉粒体20kg中添加67kg的水进行搅拌清洗的水洗处理后，使用离心过滤器进行过滤，结果可以得到回收率92质量％、含水率20质量％的完成了水洗处理的粉粒体。确认了如果为这种程度的固液比，则在水洗处理、固液分离处理中可以没有问题地实施。

由此判断含锰物质(废干电池粉粒体)的水洗处理是固液比为5∶10以下左右、水洗时间为15min左右以上的处理就足够了。

接着，以固液比：3∶10对粉粒体(废干电池粉粒体)：70kg实施水洗时间：15min的水洗处理后，用离心过滤机实施固液分离处理，得到固体成分。接着，用干燥炉对得到的固体成分实施干燥处理(300℃×120min)后，与通电用金属锰：4kg和助熔剂(石灰)：10kg一起装入电弧熔化炉中，实施通电使其熔融的熔渣制造工序，得到熔融熔渣(锰熔渣)。将得到的熔融熔渣的组成示于表4。

[表4]

＊)作为锰氧化物的Mn

由表4可知，得到的熔融熔渣是以锰氧化物为主成分的熔渣，锌、碳均变成非常低的浓度。应予说明，氧化铝Al₂O₃是从炉体的耐火材料中混入的物质。

由此完成熔渣制造工序，使电弧熔化炉倾动，将得到的熔液熔渣：60kg移送到浇包中，接着在浇包中投入还原剂：金属铝15kg和助熔剂：石灰14kg进行还原反应，实施得到熔液金属(金属锰)的还原工序，作为本发明例。在还原工序结束后，排出熔融熔渣，接着将得到的熔液金属(金属锰)注入铸模使其凝固而制成产品。得到的产品(金属锰)为35.1kg。

将得到的金属锰(本发明例)的组成示于表5。

应予说明，作为比较，以固液比：3∶10对作为原料的粉粒体50kg实施水洗时间：15min的水洗处理后，用离心过滤机实施固液分离处理而得到固体成分。接着，用干燥炉将得到的固体成分加热而实施干燥处理(300℃×120min)后，与通电用金属锰：4kg、助熔剂(石灰)：15kg和作为还原剂的金属铝：10kg一起装入电弧熔化炉中，进行通电使其熔融，实施可进行还原反应的还原处理，得到熔液金属(金属锰熔渣)。除省略了熔渣制造工序以外，实施与本发明例相同的工序。将得到的金属锰(比较例)的组成一并记入表5。应予说明，作为比较，还一并示出了现有的电解锰、极低磷极低碳锰铁的组成。

[表5]

^＊)团块

^＊＊)块(代替金属锰)

由表5可知，本发明例中，几乎除去了锌、碳，几乎没有残留。应予说明，为了维持强还原状态，进行了以在熔液金属中残留一定程度的金属铝的方式调整的制造，因此本发明例中，铝浓度变高。但是，在炼铁领域，在锰浓度的最终调整阶段，添加铝作为脱氧剂，因此只要知道铝浓度，金属锰中的铝残留就不是问题。因此，可知本发明例(金属锰)可以作为电解金属锰替代品使用。另一方面，省略了熔渣制造工序的比较例中，Mn+Al浓度为90质量％以上(94.0质量％)，与本发明例几乎同等级别，但作为杂质的碳(C)量变高。

Claims

1.一种金属锰的制造方法，将含锰物质还原而得到金属锰，其中，所述含锰物质是对废干电池进行挑选、粉碎、筛分而得到的物质，

对所述含锰物质实施加入水而作为浆料进行水洗的水洗处理，

接着，对经该水洗处理的所述浆料实施固液分离处理而分离出固体成分，

实施将得到的所述固体成分加热而除去所述固体成分中含有的水分的干燥处理，

实施熔渣制造处理：将经所述干燥处理的所述固体成分与助熔剂一起装入电炉，在该电炉中实施通电加热，将所述固体成分中的锰制成锰熔渣，

将所述熔渣制造处理中得到的所述锰熔渣移送到浇包，并且，向该浇包中投入还原剂，将所述锰熔渣进行还原处理而得到金属锰。

2.根据权利要求1所述的金属锰的制造方法，其中，所述水洗处理中的所述浆料的固体成分与液体的比以质量比计为1：10～5：10。

3.根据权利要求1或2所述的金属锰的制造方法，其中，所述水洗处理的水洗时间为15分钟以上。

4.根据权利要求1或2所述的金属锰的制造方法，其中，所述还原处理中使用的所述还原剂为金属铝和/或金属硅。

5.根据权利要求1或2所述的金属锰的制造方法，其中，所述熔渣制造处理或者所述还原处理中使用的所述助熔剂是以CaO为主成分的物质。