JP2010277987A - 乾電池からのマンガン酸化物回収方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の乾電池からのマンガン酸化物回収方法は、乾電池を破砕処理した後に篩い分け処理をして、マンガン酸化物粒子と亜鉛酸化物粒子を含む破砕物を篩下物として得る破砕・篩い分け処理工程と、破砕・篩い分け処理工程後の前記篩下物を液体に入れ、この液体中に存在するマンガン酸化物粒子と亜鉛酸化物粒子を含む粒子の凝集体を、各粒子に分離して、各粒子を前記液体中に分散させる分散処理工程と、分散処理工程後の前記液体から、磁力によりマンガン酸化物粒子を分離する磁力選別処理工程と、を有する。
【選択図】図1
Description
下記の特許文献1には、廃乾電池を一軸せん断タイプの破砕機で破砕し、破砕物を篩い分け処理して篩上物を磁力選別処理し、鉄成分含有粒片と亜鉛成分および銅成分含有粒片とに分類することが記載されている。篩下物は、そのまま亜鉛および銅成分含有粒片に分類している。そして、得られた鉄成分含有粒片は鉄源原料とし、亜鉛成分および銅成分含有粒片は、非鉄精錬プロセス向けの亜鉛および銅源原料としている。この方法において、二酸化マンガンは、外装鉄缶、亜鉛缶、集電棒、合剤とともに、篩い分け処理によって篩上物とされるが、二酸化マンガンを単独で回収することについては記載されていない。
本発明の課題は、コストの低い方法で乾電池から二酸化マンガン(MnO2 )などのマンガン酸化物を回収することである。
本発明の方法で回収されたマンガン酸化物粒子に対して改質処理を行って得られた酸化マンガン(MnO)は、高炉製鉄方法で製鋼副原料として使用することができる。
図1は、本発明の一実施形態に相当する、乾電池からのマンガン酸化物回収方法を示す工程図である。
[破砕・篩い分け処理工程]
先ず、回収された使用済み乾電池の中に二次電池が入っていないかを確認し、入っていた場合には二次電池を取り出した残りの使用済み乾電池に対して、破砕処理を行う。この破砕処理では、一軸せん断タイプの破砕機を用いて乾電池を一次破砕する。次に、一次破砕により生じた乾電池の破砕物を篩い分け処理する。この篩い分け処理は、例えば、篩い目が5mm以下のものを用いて行う。篩上物は磁力選別処理して鉄片と残渣に分離する。篩下物は、ほとんどが1mm以下の粒子となる。
この篩下物に対して、さらに破砕する粉砕(二次破砕)処理を行う。この粉砕処理により、例えば、ほとんどが100μm以下の粒子となるようにする。
粉砕処理後の粒子を水(液体)に入れて、この水に超音波振動を付与する。粉砕処理後の粒子を水に入れると、マンガン酸化物粒子と亜鉛酸化物粒子を含む粒子の凝集体が水中に存在した状態となり、この凝集体が超音波振動により各粒子に分離され、各粒子が水中に分散した状態となる。
次に、この各粒子が分散している水に1000ガウス程度(低磁力)の磁石を入れて、強磁性体である鉄(Fe)を取り出す。これにより、この水中には弱磁性体であるマンガン酸化物(MnO2 など)粒子と、非磁性体である亜鉛酸化物(ZnO)粒子が存在することになる。
[高磁力選別処理工程]
次に、この水に1万ガウス程度(高磁力)の磁石を入れて、弱磁性体であるマンガン酸化物(MnO2 など)粒子を取り出す。
取り出したマンガン酸化物(MnO2 など)粒子は改質処理を行って酸化マンガン(MnO)とし、製鋼副原料として使用する。水中に残った亜鉛酸化物(ZnO)粒子は回収して、亜鉛精錬メーカーなどに提供する。
粉砕(二次破砕)処理工程および低磁力選別処理工程は省略してもよい。低磁力選別処理工程を省略すると、強磁性体である鉄(Fe)は、高磁力選別処理工程でマンガン酸化物とともに磁石で取り出されるため、改質処理工程の前にマンガン酸化物から分離する。
この実施形態の方法は、化学反応を伴わない手法で乾電池からマンガン酸化物(MnO2 など)を回収できるため、コストを低く抑えることができる。
この実施形態の方法は、例えば図3に示すように、回転磁石11,12と水槽21,22と超音波振動子3とスクレーパ4を用いて構成した装置で行うことができる。
上流側の水槽21の前段部分21Aには超音波振動子3が設置され、後段部分21Bには回転磁石11とスクレーパ4が設置されている。下流側の水槽22には超音波振動子3と回転磁石12とスクレーパ4が設置されている。水槽22の水面位置となる部分が、水槽21の後段部分21Bの底側部分と配管5で接続されている。水槽21の前段部分21Aおよび水槽22の水中には、超音波振動子3による超音波振動が付与されている。回転磁石11は1000ガウス程度(低磁力)の磁石であり、回転磁石12は1万ガウス程度(高磁力)の磁石である。
この実施形態の方法は、図4に示すように、水槽23と、超音波分散装置7と、湿式の高勾配磁気分離装置8からなる設備で行うこともできる。
水槽23には撹拌器23aが設置されている。超音波分散装置7は、チャンバー7aと超音波発振器7bとからなり、チャンバー7a内の液体に超音波振動を付与する。水槽23の液体排出口と超音波分散装置7のチャンバー7aの液体導入口71が、配管51で接続されている。この配管51に定量ポンプ51aが接続されている。高勾配磁気分離装置8は、電磁石81と、その磁界内に配置された筒体82と、筒体82内に配置されたフィルター83と、筒体82の下端に取り付けられた短管84と、その下に切替弁85を介して接続された液体排出管86,87とからなる。
粉砕(二次破砕)処理後の篩下物6を水の入った水槽23に投入し、水槽23内を撹拌器23aで撹拌することで、篩下物をスラリー状にする。このスラリーに、鉄粒子と、マンガン酸化物粒子と亜鉛酸化物粒子を含む粒子の凝集体が含まれている。定量ポンプ51aを作動させることで、このスラリーを超音波分散装置7のチャンバー7a内に入れ、スラリーに超音波振動を付与する。これにより、スラリーに含まれている前記凝集体がマンガン酸化物粒子と亜鉛酸化物粒子に分離され、各粒子が水中に分散した状態となる。
12 高磁力の回転磁石
21 上流側の水槽
21A 前段部分
21B 後段部分
22 下流側の水槽
23 水槽
23a 撹拌器
3 超音波振動子
4 スクレーパ
5 配管
51 配管
51a 定量ポンプ
52 配管
6 粉砕処理後の篩下物
7 超音波分散装置
7a チャンバー
7b 超音波発振器
71 液体導入口
72 液体排出口
8 高勾配磁気分離装置
81 電磁石
82 筒体
83 フィルター
84 短管
85 切替弁
86 磁着物回収用の液体排出管
87 非磁着物回収用の液体排出管
Claims (3)
- 乾電池を破砕処理した後に篩い分け処理をして、マンガン酸化物粒子と亜鉛酸化物粒子を含む破砕物を篩下物として得る破砕・篩い分け処理工程と、
破砕・篩い分け処理工程後の前記篩下物を液体に入れ、この液体中に存在するマンガン酸化物粒子と亜鉛酸化物粒子を含む粒子の凝集体を、各粒子に分離して、各粒子を前記液体中に分散させる分散処理工程と、
分散処理工程後の前記液体から、磁力によりマンガン酸化物粒子を分離する磁力選別処理工程と、
を有する乾電池からのマンガン酸化物回収方法。 - 前記分散処理工程後の前記液体から、低磁力により鉄粒子を分離する低磁力選別処理工程を行った後に、高磁力によりマンガン酸化物粒子を分離する高磁力選別処理工程を行う請求項1記載の乾電池からのマンガン酸化物回収方法。
- 前記分散処理工程は前記液体に超音波振動を付与して行う請求項1または2記載の乾電池からのマンガン酸化物回収方法。
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