JP2000067935A

JP2000067935A - 廃ニッケル・水素二次電池からの有価物回収方法

Info

Publication number: JP2000067935A
Application number: JP23860298A
Authority: JP
Inventors: Hironori Tateiwa; 宏則立岩; Minoru Kahata; 実加畑; Takuji Yoshida; 卓司吉田
Original assignee: Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
Current assignee: Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
Priority date: 1998-08-25
Filing date: 1998-08-25
Publication date: 2000-03-03

Abstract

(57)【要約】【課題】使用済みのニッケル・水素二次電池からニッ
ケル，コバルト等の有価元素を簡易に回収するを提供す
る。【解決手段】使用済みの廃ニッケル・水素二次電池１
１を破砕・解砕・篩分し、プラスチック，紙，鉄等１２
を物理的分別方法によって除き、有価物１３を回収する
有価物分別処理工程101 と、該回収した有価物１３を電
気炉内で酸化雰囲気下において加熱する酸化処理工程10
2 と、次いで還元雰囲気中で加熱溶解して溶融金属とす
る溶融還元工程103 とからなり、該溶融した金属を回収
メタル１４として回収するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、使用済みのニッケ
ル・水素二次電池（以下「廃ニッケル・水素二次電池」
という）からのニッケル，コバルト，レアアース等の有
価元素を簡易に回収する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】廃ニッ
ケル・水素二次電池から有価物であるニッケル，コバル
ト等の元素を回収する方法として、廃ニッケル・水素二
次電池を破砕・解砕・篩分し、粗粒部（プラスチック，
鉄，発泡ニッケル等）と、細粒部（水酸化ニッ−ル，水
素吸蔵合金）とに分離し、細粒部をアルカリ金属を含ん
だ硫酸溶解し、ニッケル（コバルト含有）溶解液と、レ
アアースの硫酸複塩とに分離し、ニッケル（コバルト含
有）溶解液から不純物を除去した後、電解処理して、Ｎ
ｉ（−Ｃｏ）メタルを回収する方法が提案されている
（特開平９−０８２３７１号公報参照）。

【０００３】しかしながら、廃ニッケル・水素二次電池
からの有価物の回収工程が複雑であり、より簡易な回収
方法が望まれている。

【０００４】上記問題に鑑み、廃ニッケル・水素二次電
池から有価物を簡易に且つ効率的に回収する方法を提供
することを課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を達成する［請
求項１］の発明は、使用済みのニッケル・水素二次電池
を破砕・解砕・篩分し、プラスチック，紙，鉄等を除い
た有価物を回収する有価物分別処理工程と、該回収した
有価物を電気炉で還元雰囲気中で加熱溶融して溶融金属
とする還元・溶融処理工程とからなることを特徴とす
る。

【０００６】［請求項２］の発明は、請求項１の有価物
回収方法において、還元・溶融処理工程の前工程若しく
は後工程に有価金属を電気炉で酸化雰囲気中で加熱する
酸化処理工程を設けたことを特徴とする。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明するが、本発明はこれに限定されるものではな
い。

【０００８】［第１の実施の形態］図１は第１の廃ニッ
ケル・水素二次電池からの有価物回収方法のフローチャ
ートを示す。図１に示すように、第１の廃ニッケル・水
素二次電池からの有価物回収方法は、使用済みの廃ニッ
ケル・水素二次電池１１を破砕・解砕・篩分し、プラス
チック，紙，鉄等１２を物理的分別方法によって除き、
有価物１３を回収する有価物分別処理工程101 と、該回
収した有価物１３を電気炉内で酸化雰囲気下において加
熱して脱Ｃを行う酸化処理工程102 と、次いで還元雰囲
気中で加熱溶解して溶融金属とする溶融還元工程103 と
からなり、該溶融した金属を回収メタル１４として回収
するものである。なお、本実施の形態においては、酸化
処理工程102 を設けているが、廃棄物の種類によって必
ずしも脱Ｃを行う必要がない場合等には、上記酸化処理
工程102を設けなくもよい。

【０００９】ここで、使用済みのニッケル・水素二次電
池を破砕・解砕・篩分けする有価物分別処理工程101
は、いわゆる物理分別によりプラスチック，紙，鉄等１
２と、水酸化ニッケル，水素吸蔵合金，発泡ニッケル等
の有価物13とを分別する方法であり、例えば剪断破砕機
等を用いて破砕し、解砕機（例えば３枚羽，５段）を用
いて、湿式法で解砕を行い、篩（例えば２８メッシュ程
度）で分級した。篩の上に残った非分級物を磁力（２０
００〜３０００ガウス）で磁力選別してプラスチック，
紙等の非着磁物を除去した後、微量のプラスチック，紙
を燃焼除去するようにしている。また、燃焼後の残渣を
振動ミルを用いて、粉砕し、篩（例えば２４メッシュ程
度）で分級することにより、金属鉄と発泡ニッケルとを
分離し、発泡ニッケルを２４メッシュ以下の細粒部に濃
縮・回収するようにして有価物１３としてもよい。一
方、解砕機で湿式解砕・分級されて得られた上記２８メ
ッシュ以下の細粒部にも、電池の活物質であるニッケル
・水素及び水酸化ニッケル等の有価物が濃縮されてい
る。なお、上述した篩のメッシュは何ら限定されるもの
ではない。

【００１０】これらの物理的に分別した有価物１３を高
温で酸化処理して脱カーボン（脱Ｃ）を行う（酸化処理
工程102 ）。この際の酸化処理温度は脱Ｃ反応を良好に
進行させる温度とすればよく、一般には約８００℃以上
で１時間程度行えばよい。

【００１１】次いで酸化工程102 が終了した後、高温の
還元雰囲気下で還元・溶融処理を行う（還元・溶融処理
工程103 ）。この還元・溶融処理工程103 では、Ｈ₂を
吹込むか、Ｍｍ（ミッシュメタル），Ａｌ等の還元剤を
導入することによって還元処理を行う。また、還元・溶
融処理温度は、合金組成に応じて溶融する融点温度以上
に加熱すればよいが、一般には１０００℃以上好ましく
は１５００℃程度とすればよい。なお、Ｎｉ含有量が
多い場合には、溶融温度を高くする必要がある（好まし
くは１５００℃程度）が、Ｎｉ含有量が少ない場合に
は、Ｎｉ含有量が高い場合よりも低い温度（１５００℃
以下）で処理することができ、組成に応じて適宜設定す
ればよい。

【００１２】溶融回収メタル１４はＮｉ合金の原料等に
利用される。

【００１３】［第２の実施の形態］図２は第２の廃ニッ
ケル・水素二次電池からの有価物回収方法のフローチャ
ートを示す。図２に示すように、第２の廃ニッケル・水
素二次電池からの有価物回収方法は、使用済みの廃ニッ
ケル・水素二次電池２１を破砕・解砕・篩分し、プラス
チック，紙，鉄等２２を除いた有価物２３を回収する物
理的分別による有価物分別処理工程201 と、該回収した
有価物２３を電気炉内で還元雰囲気下において加熱溶解
して溶融金属とする還元・溶融工程202 と、該溶融した
溶融メタル２４を電気炉内で酸化雰囲気下において加熱
して脱Ｃを行う酸化処理工程203 と、からなり、該脱Ｃ
後の溶融金属を冷却して回収メタル２５とするものであ
る。

【００１４】ここで、物理的分別処理による有価物分別
処理工程は上述した第１の実施の形態と同様であり、第
１の実施の形態と異なるのは、脱Ｃよりも先に還元・溶
融処理を行う点であり、該還元・溶融処理後に、該溶融
メタル２４中のカーボン量を除くようにしたものであ
る。溶融処理工程及び、酸化処理工程での温度，時間は
第１の実施の形態と同様である。

【００１５】

【実施例】以下本発明の好適な実施例について説明する
が、本発明はこれに限定されるものではない。

【００１６】［有価物分別処理工程］使用済みのニッケ
ル・水素二次電池１１を、例えば剪断破砕機（Alpine
A.G.Germany製のRotoplex Cutting Mill)を用いて、乾
式の破砕を行った。次いで解砕機（Attriction Machin
e, 例えば３枚羽，５段）を用いて、湿式法で解砕を行
い、その後、篩（例えば２８メッシュ）で分級した。篩
上の被分級物を磁力（２０００〜３０００ガウス）で磁
力選別してプラスチック，紙等の非着磁物を除去した
後、微量のプラスチック，紙を燃焼除去した。燃焼後の
残渣を振動ミル( 川崎重工業社製「Ｔ−100 型」）を用
いて、粉砕し、篩（例えば２４メッシュ）で分級するこ
とにより、金属鉄と発泡ニッケルとを分離し、発泡ニッ
ケルを２４メッシュ以下の細粒部に濃縮・回収した。一
方、解砕機で湿式解砕・分級されて得られた２８メッシ
ュ以下の分級物にも、電池の活物質であるニッケル・水
素及び水酸化ニッケル等の有価物１３が濃縮されてい
る。

【００１７】「表１」に実施例で用いた廃ニッケル・水
素二次電池の有価物１３の分析結果は、ニッケル：47.1
重量％、コバルト：9.6 重量％、セリウム：11.2重量
％、ランタン：6.8 重量％、ネオジム：3.0 重量％であ
った。

【００１８】［実施例１］上記有価物を用い、図１の処
理工程において、酸化処理工程を経ずに、還元・溶融処
理工程103 を行った。還元・溶融工程の条件は１％
Ｈ₂、１４００℃で１時間とした。その結果を「表１」
に示す。

【００１９】［実施例２］実施例１と同様の有価物を用
い、酸化処理工程102 及び還元溶融処理工程103を行っ
た。処理の条件は、図１の処理工程において、酸化処理
工程102 で１３００℃の条件にて１時間処理を行い、次
いで還元・溶融処理工程103 で１％Ｈ₂、１４００℃の
条件にて１時間とした。その結果を「表１」に示す。

【００２０】［実施例３］実施例１と同様の有価物を用
い、酸化処理工程102 及び還元溶融処理工程103を行っ
た。処理の条件は、図１の処理工程において、酸化処理
工程102 で８００℃の条件にて１時間処理を行い、次い
で還元・溶融処理工程103 でＭｍを還元剤として用い、
１２００℃の条件にて１時間とした。その結果を「表
１」に示す。

【００２１】［実施例４］実施例１と同様の有価物を用
い、図２に示すように、先ず還元溶融処理工程202 を行
った後、酸化処理工程203 を行った。処理の条件は、還
元溶融処理工程202 で１％Ｈ₂、１４００℃の条件にて
１時間処理を行い、次いで酸化処理工程203 で９００℃
の条件にて１時間とした。その結果を「表１」に示す。

【００２２】

【表１】

【００２３】「表１」に示すように、いずれの処理にお
いても、溶融回収メタルはＮｉ合金の原料等に利用する
ことができるものであった。

【００２４】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、廃ニッ
ケル・水素二次電池から簡易な方法によりニッケル，コ
バルト等の有価物を効率的に回収することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態の回収フロー図である。

【図２】第２の実施の形態の回収フロー図である。

【符号の説明】

１１廃ニッケル・水素二次電池１２プラスチック，紙，鉄等１３有価物１４回収メタル１０１有価物分別処理工程１０２酸化処理工程１０３還元・溶融処理工程２１使用済みの廃ニッケル・水素二次電池２２プラスチック，紙，鉄等２３有価物２４溶融メタル２５回収メタル２０１有価物分別処理工程２０２還元・溶融処理工程２０３酸化処理工程

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者吉田卓司埼玉県上尾市原市1333の２三井金属鉱業株式会社金属事業本部製錬技術開発センター内Ｆターム(参考） 4K001 AA07 AA19 AA39 BA24 CA01 CA02 CA15 CA16 5H031 BB00 BB09 RR02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】使用済みのニッケル・水素二次電池を破
砕・解砕・篩分し、プラスチック，紙，鉄等を除いた有
価物を回収する有価物分別処理工程と、該回収した有価物を電気炉で還元雰囲気中で加熱溶融し
て溶融金属とする還元・溶融処理工程とからなることを
特徴とする廃ニッケル・水素二次電池からの有価物回収
方法。
【請求項２】請求項１の有価物回収方法において、還元・溶融処理工程の前工程若しくは後工程に有価金属
を電気炉で酸化雰囲気中で加熱する酸化処理工程を設け
たことを特徴とする廃ニッケル・水素二次電池からの有
価物回収方法。