JP2014201784A - Metal recovery method - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a metal recovery method in which appearance quality of the metal is high.SOLUTION: A metal recovery method in which a manganese clinker (a first mixture) including manganese as a main component is recovered from a waste dry cell including a manganese cell and/or an alkali manganese cell, includes: a screening step in which the manganese cell and/or the alkali manganese cell is performed by screening from the waste dry cell; a crush step in which the screened manganese cell and/or manganese cell is crushed to obtain a crushed object; a sieve separation step in which the crushed object is performed by sieve separation to obtain a particulate matter; and a calcination step in which zinc included in the particulate matter is reduced to be thereby vaporized, the particulate matter is performed by calcination, and the manganese clinker (the first mixture) including manganese as a main component is obtained.

Description

本発明は、廃棄された乾電池(廃乾電池)からマンガンを回収する金属回収方法に関する。   The present invention relates to a metal recovery method for recovering manganese from a discarded dry battery (waste dry battery).

廃乾電池からマンガン等の金属を回収する方法として、例えば、特許文献1の技術が提案されている。具体的には、廃乾電池からマンガン電池及びアルカリ電池を主体とする部分を選別、破砕、篩い分けし、二酸化マンガンと塩化亜鉛とを分離回収する技術である。   As a method for recovering a metal such as manganese from a waste dry battery, for example, the technique of Patent Document 1 has been proposed. Specifically, it is a technique of separating, recovering and recovering manganese dioxide and zinc chloride by sorting, crushing, and sieving the parts mainly composed of manganese batteries and alkaline batteries from waste dry batteries.

特開2004−871号公報JP 2004-871 A

このような廃乾電池からマンガン等の金属の回収において、回収対象である金属の品位(金属の割合)を高めることは重要である。   In recovering metals such as manganese from such waste batteries, it is important to increase the quality of the metal that is the object of recovery (the proportion of metal).

そこで、本発明は、金属の品位の高い金属回収方法を提供することを課題とする。   Then, this invention makes it a subject to provide the metal recovery method with the high quality of a metal.

前記課題を解決するための手段として、本発明は、マンガン電池及び/又はアルカリマンガン電池を含む廃乾電池から、マンガンを主成分とする第1混合物を回収する金属回収方法であって、廃乾電池から、マンガン電池及び/又はアルカリマンガン電池を選別する選別工程と、選別したマンガン電池及び/又はアルカリマンガン電池を破砕し、破砕物を得る破砕工程と、破砕物を篩い分けし、粉粒体を得る篩い分け工程と、粉粒体に含まれる亜鉛を還元することで揮発させ、粉粒体をか焼し、マンガンを主成分とする第1混合物を得るか焼工程と、を含むことを特徴とする金属回収方法である。   As a means for solving the above-mentioned problems, the present invention provides a metal recovery method for recovering a first mixture containing manganese as a main component from a waste battery including a manganese battery and / or an alkaline manganese battery. A sorting process for sorting manganese batteries and / or alkaline manganese batteries, a crushing process for crushing the sorted manganese batteries and / or alkaline manganese batteries to obtain a crushed material, and sieving the crushed material to obtain a granular material Characterized by comprising a sieving step, and volatilizing by reducing zinc contained in the granular material, calcining the granular material, and obtaining a first mixture mainly comprising manganese. This is a metal recovery method.

このような構成によれば、か焼工程において、粉粒体に含まれる亜鉛を還元することで揮発させることにより、粉粒体から亜鉛を除去できる。これにより、第1混合物において、第1混合物においてマンガン(二酸化マンガン)が高品位となる。   According to such a structure, in a calcination process, zinc can be removed from a granular material by volatilizing by reducing the zinc contained in a granular material. Thereby, in the 1st mixture, manganese (manganese dioxide) becomes high quality in the 1st mixture.

前記金属回収方法において、前記か焼工程において、前記粉粒体を常温から1200℃以上に加熱することが好ましい。   In the metal recovery method, it is preferable that in the calcination step, the granular material is heated from room temperature to 1200 ° C. or higher.

このような構成によれば、か焼工程において、粉粒体を常温から1200℃以上に加熱することにより、亜鉛を還元して良好に揮発できる。   According to such a structure, in a calcination process, by heating a granular material from normal temperature to 1200 degreeC or more, zinc can be reduce | restored and it can volatilize favorably.

前記金属回収方法において、前記か焼工程においてか焼によって発生したガスを、800℃以上に加熱後200℃以下に冷却し、亜鉛を主成分とする第2混合物を得ることが好ましい。   In the metal recovery method, it is preferable that the gas generated by calcination in the calcination step is heated to 800 ° C. or higher and then cooled to 200 ° C. or lower to obtain a second mixture mainly composed of zinc.

このような構成によれば、か焼工程においてか焼によって発生したガスを、800℃以上に加熱後200℃以下に冷却することにより、亜鉛を主成分とする第2混合物を得ることができる。   According to such a structure, the gas which generate | occur | produced by the calcination in the calcination process can be obtained by heating to 800 ° C. or higher and then cooling to 200 ° C. or lower to obtain a second mixture containing zinc as a main component.

前記金属回収方法において、前記か焼工程において残渣を回収して前記第1混合物を得ることが好ましい。   In the metal recovery method, it is preferable to recover the residue in the calcination step to obtain the first mixture.

このような構成によれば、か焼工程において残渣を回収することで、第1混合物を得ることができる。   According to such a structure, a 1st mixture can be obtained by collect | recovering residues in a calcination process.

前記金属回収方法において、前記第1混合物と当該第1混合物に対して2〜50質量%の結合剤とを混合後、加圧成形して、固形化された第1混合物体を得る固形化工程を含むことが好ましい。   In the metal recovery method, after mixing the first mixture and 2 to 50% by mass of the binder with respect to the first mixture, press forming and solidifying step to obtain a solidified first mixed object It is preferable to contain.

このような構成によれば、固形化工程において、第1混合物と第1混合物に対して2〜50質量%の結合剤とを混合後、加圧成形することにより、固形化された第1混合物体を得ることができる。   According to such a configuration, in the solidification step, after mixing the first mixture and 2 to 50% by mass of the binder with respect to the first mixture, the first mixture is solidified by pressure molding. You can get a body.

本発明によれば、金属の品位の高い金属回収方法を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a metal recovery method with high metal quality.

本実施形態に係る選別粉砕篩別工程S100(選別工程、破砕工程、篩い分け工程)の工程図である。It is process drawing of the selection grinding | pulverization sieving process S100 (selection process, crushing process, sieving process) which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る水洗処理工程S200の工程図である。It is process drawing of the water washing process S200 which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る還元揮発処理工程S300(か焼工程、固形化工程)の工程図である。It is process drawing of the reduction | restoration volatilization process S300 (calcination process, solidification process) which concerns on this embodiment.

本発明の一実施形態について、図1〜図3を参照して説明する。   An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

本実施形態に係る金属回収方法は、廃乾電池からマンガンを主成分とするマンガン・ブリケット(第1混合物体)と、亜鉛を主成分とする亜鉛ダスト(ZnO、第2混合物)とを回収するものである。金属回収方法は、選別粉砕篩別工程S100(選別工程、破砕工程、篩い分け工程、図1参照)と、水洗処理工程S200(図2)と、還元揮発処理工程S300(か焼工程、固形化工程、図3)と、を含む。なお、マンガン・ブリケット(第1混合物体)は、後記するように、マンガン・クリンカー(第1混合物)を、加圧成形して固形化したものである。   The metal recovery method according to the present embodiment recovers manganese briquette (first mixed object) mainly composed of manganese and zinc dust (ZnO, second mixture) mainly composed of zinc from a waste dry battery. It is. The metal recovery method includes a selection pulverization sieving step S100 (selection step, crushing step, sieving step, see FIG. 1), a water washing treatment step S200 (FIG. 2), and a reduction volatile treatment step S300 (calcination step, solidification). Process, FIG. 3). In addition, manganese briquette (1st mixed object) is solidified by pressure-molding manganese clinker (1st mixture) so that it may mention later.

<廃乾電池>
廃乾電池は、使用済みの乾電池であって、マンガン電池及びアルカリマンガン電池を含むものである。マンガン電池等の大きさは、単1〜単5のいずれでもよい。ただし、マンガン電池又はアルカリマンガン電池を含むものでもよい。
<Waste battery>
The waste dry battery is a used dry battery, and includes a manganese battery and an alkaline manganese battery. The size of the manganese battery or the like may be any of single to single. However, a manganese battery or an alkaline manganese battery may be included.

マンガン電池は、正極を二酸化マンガン(MnO)、負極を亜鉛(Zn)、電解液を塩化亜鉛(ZnCl)、で構成される。そして、マンガン電池の電池反応式は式(1)で与えられる。
8MnO+8HO+ZnCl+4Zn→8MnO(OH)+ZnCl・4Zn(OH) …(1)
The manganese battery is composed of manganese dioxide (MnO 2 ) as a positive electrode, zinc (Zn) as a negative electrode, and zinc chloride (ZnCl 2 ) as an electrolytic solution. And the battery reaction formula of a manganese battery is given by Formula (1).
8MnO 2 + 8H 2 O + ZnCl 2 + 4Zn → 8MnO (OH) + ZnCl 2 .4Zn (OH) 2 (1)

アルカリマンガン電池は、正極を二酸化マンガン(MnO)、負極を亜鉛(Zn)、電解液を水酸化カリウム水溶液(KOH)及び酸化亜鉛(ZnCl)、で構成される。そして、アルカリマンガン電池の電池反応式は式(2)で与えられる。
MnO+HO+Zn→Mn(OH)+ZnO …(2)
The alkaline manganese battery is composed of manganese dioxide (MnO 2 ) as a positive electrode, zinc (Zn) as a negative electrode, and an aqueous potassium hydroxide solution (KOH) and zinc oxide (ZnCl 2 ) as an electrolytic solution. And the battery reaction formula of an alkaline manganese battery is given by Formula (2).
MnO 2 + H 2 O + Zn → Mn (OH) 2 + ZnO (2)

<選別粉砕篩別工程S100>
図1を参照して、選別粉砕篩別工程S100を説明する。
<Selective grinding and sieving step S100>
With reference to FIG. 1, the selective pulverization sieving step S100 will be described.

ステップS101において、手選別(選別工程)を行う。
具体的には、目視及び手作業にて、廃乾電池からマンガン電池及びアルカリマンガン電池を選別する。言い換えると、廃乾電池から、異物(ごみ等)、異種電池(ボタン電池等)、腐食電池を除去する。
In step S101, hand sorting (sorting process) is performed.
Specifically, a manganese battery and an alkaline manganese battery are selected from waste dry batteries by visual inspection and manual work. In other words, foreign substances (such as dust), foreign batteries (such as button batteries), and corrosion batteries are removed from the waste dry battery.

ステップS102において、サイズ選別を行う。
具体的には、異物等が除去された廃乾電池(マンガン電池、アルカリマンガン電池)を、単1、単2、単3サイズ、その他電池(角型等)、に選別する。
In step S102, size selection is performed.
Specifically, waste dry batteries (manganese batteries, alkaline manganese batteries) from which foreign substances and the like have been removed are sorted into single 1, single 2, single 3 size, and other batteries (square type, etc.).

ステップS103において、タイプ(品種)選別を行う。
具体的には、それぞれの電池サイズにおいて、マンガン電池、アルカリマンガン電池、その他電池、に選別する。その他電池は、例えば、ニッケルカドミウム電池(Ni−Cd電池)、ニッケル水素電池(Ni−H電池)である。
In step S103, type (product type) selection is performed.
Specifically, for each battery size, selection is made into a manganese battery, an alkaline manganese battery, and other batteries. Other batteries are a nickel cadmium battery (Ni-Cd battery) and a nickel hydride battery (Ni-H battery), for example.

ステップS104において、粉砕(破砕工程)を行う。
具体的には、適宜な破砕機を使用して、それぞれの電池サイズにおいて破砕し破砕物を得る。
In step S104, pulverization (crushing step) is performed.
Specifically, using an appropriate crusher, the crushed material is obtained by crushing at each battery size.

ステップS105において、磁選別を行う。
例えば、特開2000−229269号公報に記載される磁選機を使用し、磁選機の磁力によって、鉄等の磁性体からなる鉄皮(鉄スクラップ)を選別し除去する。鉄皮は乾電池の外殻を構成するものである。
In step S105, magnetic sorting is performed.
For example, a magnetic separator described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-229269 is used, and an iron skin (iron scrap) made of a magnetic material such as iron is selected and removed by the magnetic force of the magnetic separator. The iron skin constitutes the outer shell of the dry battery.

ステップS106において、篩別(篩い分け工程)を行う。
具体的には、適宜な目開き(例えば3mm)の篩を使用して、鉄皮を除去した粉砕品を、篩上品と、篩下品(粉粒品)と、に分ける。
In step S106, sieving (sieving step) is performed.
Specifically, using a sieve having an appropriate mesh (for example, 3 mm), the pulverized product from which the iron skin has been removed is divided into a sieved product and a sieved product (powdered product).

ステップS107において、風力選別を行う。
具体的には、適宜な風力選別機を使用して、篩上品から金属粒等の風選品を選別する。なお、樹脂等が残ることになる。
In step S107, wind power selection is performed.
Specifically, using a suitable wind sorter, wind-selected products such as metal particles are selected from the sieved product. Resin or the like will remain.

<水洗処理工程S200>
図2を参照して、水洗処理工程S200を説明する。
<Washing treatment step S200>
With reference to FIG. 2, the washing process S200 will be described.

ステップS201において、原料混合を行う。
具体的には、原料混合槽において、図1のステップS106で得た粉粒品と、苛性ソーダ(水酸化ナトリウム水溶液)とを混合し、混合液(スラリー)を得る。
In step S201, the raw materials are mixed.
Specifically, in the raw material mixing tank, the granular product obtained in step S106 of FIG. 1 and caustic soda (sodium hydroxide aqueous solution) are mixed to obtain a mixed solution (slurry).

ステップS202において、篩を行う。
具体的には、ステップS201で得た粉粒品である原料と、苛性ソーダ(水酸化ナトリウム)との混合液を、トロンメル(円筒状の篩網)で篩い、混合液から大径の異物を除去する。このように、苛性ソーダ(水酸化ナトリウム)によって、粉粒品をアルカリ洗浄することにより、粉粒品に付着する塩化物を除去できる。よって、後記する還元揮発処理工程S300への塩素分の持込を削減できる。
In step S202, sieving is performed.
Specifically, a mixture of the raw material, which is the granular product obtained in step S201, and caustic soda (sodium hydroxide) is sieved with a trommel (cylindrical sieve screen) to remove large-diameter foreign matter from the mixture. To do. Thus, the chloride adhering to a granular product can be removed by carrying out alkali washing of the granular product with caustic soda (sodium hydroxide). Therefore, it is possible to reduce the amount of chlorine brought into the reduction volatile treatment step S300 described later.

ステップS203において、第1洗浄を行う。
具体的には、ステップS202においてトロンメルを通過した混合液を、第1洗浄槽に投入する。次いで、撹拌羽根を回転させ、第1洗浄槽内で混合液を撹拌混合する。
そうすると、粉粒品に含まれている塩化亜鉛(ZnCl、式(1)参照)が、溶媒である水に溶出する。これにより、粉粒品の脱塩素が進み、洗浄が進む。
なお、第1洗浄及び後記する第2洗浄は、例えば、事前試験等で求められた所定時間にて行われる。また、塩化亜鉛は潮解性があり水溶し易いので、苛性ソーダ(水酸化ナトリウム水溶液)によるアルカリ洗浄で、塩化亜鉛は水酸化亜鉛としても回収可能となる。
In step S203, the first cleaning is performed.
Specifically, the liquid mixture that has passed through the trommel in step S202 is charged into the first cleaning tank. Next, the stirring blade is rotated, and the mixed solution is stirred and mixed in the first cleaning tank.
Then, zinc chloride (ZnCl 2 , see formula (1)) contained in the granular product is eluted in water as a solvent. Thereby, dechlorination of a granular product advances and washing | cleaning advances.
Note that the first cleaning and the second cleaning described later are performed at a predetermined time obtained by a preliminary test or the like, for example. In addition, since zinc chloride is deliquescent and easily soluble in water, zinc chloride can be recovered as zinc hydroxide by alkaline washing with caustic soda (sodium hydroxide aqueous solution).

ステップS204において、第1沈降を行う。
具体的には、ステップS203での撹拌後の混合液を、第1沈降槽(シックナー)に投入した後、沈降剤を添加し、第1沈降槽のかきとり羽根(レーキ)を低速回転させる。そうすると、二酸化マンガン(MnO、式(1)参照)が、沈降する。
なお、第1沈降及び後記する第2沈降は、例えば、事前試験等で求められた所定時間にて行われる。
In step S204, first sedimentation is performed.
Specifically, after the mixed liquid after the stirring in step S203 is put into a first settling tank (thickener), a settling agent is added, and the scraping blade (rake) of the first settling tank is rotated at a low speed. Then, manganese dioxide (MnO 2 , see formula (1)) settles.
Note that the first sedimentation and the second sedimentation described below are performed, for example, at a predetermined time obtained by a preliminary test or the like.

ステップS205において、第2洗浄を行う。
具体的には、ステップS203における第1沈降槽に沈降し、二酸化マンガン(MnO)を含む沈降物(スラリー、アンダーフロー液)を、第2洗浄槽に投入する。なお、第1沈降槽及び後記する第2沈降槽のオーバーフロー液(上澄み液)は、中和槽に搬送され、希硫酸等の酸によって中和される。
In step S205, the second cleaning is performed.
Specifically, the sediment (slurry, underflow liquid) that settles in the first sedimentation tank in step S203 and contains manganese dioxide (MnO 2 ) is charged into the second cleaning tank. In addition, the overflow liquid (supernatant liquid) of a 1st sedimentation tank and the 2nd sedimentation tank mentioned later is conveyed to the neutralization tank, and is neutralized with acids, such as dilute sulfuric acid.

次いで、撹拌羽根を回転させ、第2洗浄槽内で沈降物を撹拌混合する。この場合において、脱塩素を進めるために苛性ソーダを添加してもよい。
そうすると、粉粒品(篩下品)に含まれている塩化亜鉛(ZnCl、式(1)参照)が、溶媒である水に溶出する。これにより、粉粒品(篩下品)の脱塩素が進み、洗浄が進む。
このように第1洗浄、第2洗浄の2段階で粉粒品(篩下品)を洗浄することにより、塩素を良好に除去できる。よって、洗浄工程を3段階以上としてもよい。
Next, the stirring blade is rotated, and the precipitate is stirred and mixed in the second cleaning tank. In this case, caustic soda may be added to promote dechlorination.
Then, zinc chloride (ZnCl 2 , see formula (1)) contained in the granular product (under sieve product) is eluted in water as a solvent. As a result, dechlorination of the granular product (under sieve product) proceeds and cleaning proceeds.
Thus, chlorine can be removed satisfactorily by washing the granular product (under sieve product) in two stages of the first washing and the second washing. Therefore, the cleaning process may be three or more stages.

ステップS206において、第2沈降を行う。
具体的には、ステップS205での撹拌後の混合液を、第2沈降槽(シックナー)に投入する。次いで、第2沈降槽のかきとり羽根(レーキ)を低速回転させる。そうすると、粉粒品(篩下品)中の二酸化マンガン(MnO、式(1)参照)が、沈降する。また、ステップS203と同様に、マンガン電池の電解液であって潮解性を有する塩化亜鉛は、水酸化亜鉛としても回収される。
In step S206, second sedimentation is performed.
Specifically, the mixed liquid after stirring in step S205 is put into a second settling tank (thickener). Next, the scraping blade (rake) of the second settling tank is rotated at a low speed. Then, manganese dioxide (MnO 2 , see formula (1)) in the granular product (under sieve product) settles. Similarly to step S203, zinc chloride having deliquescence that is an electrolytic solution of a manganese battery is also recovered as zinc hydroxide.

ステップS207において、濾布ベルトを備える脱水機を使用して、脱水を行う。
具体的には、不織布等で形成された無端状の濾布ベルトの上面に、ステップS206における第2沈降槽に沈降している沈降物(スラリー、アンダーフロー液)を、搬送する。そして、沈降物中の水分が沈降物から除去され、つまり、脱水され、濾布ベルト上に二酸化マンガン(MnO)を主成分とする洗浄品を得る。
In step S207, dehydration is performed using a dehydrator equipped with a filter cloth belt.
Specifically, the sediment (slurry, underflow liquid) that has settled in the second sedimentation tank in step S206 is conveyed onto the upper surface of an endless filter cloth belt formed of nonwoven fabric or the like. Then, moisture in the sediment is removed from the sediment, that is, dehydrated, to obtain a cleaned product whose main component is manganese dioxide (MnO 2) on filter cloth belt.

なお、無端状の濾布ベルトは、例えば、特許第3711222号公報に記載されるように、脱水機において、複数のロールに案内されながら走行している。濾布ベルトの下面には吸引ポンプに接続する吸引ボックスが配置されており、沈降物中の水分が吸引ボックスに吸引されるようになっている。
また、このような脱水処理は、2機以上の脱水機を使用して、2回以上繰り返すことが好ましい。
Note that the endless filter cloth belt runs while being guided by a plurality of rolls in a dehydrator as described in, for example, Japanese Patent No. 3711222. A suction box connected to a suction pump is disposed on the lower surface of the filter cloth belt so that moisture in the sediment is sucked into the suction box.
Such dehydration treatment is preferably repeated twice or more using two or more dehydrators.

<還元揮発処理工程S300>
図3を参照して、還元揮発処理工程(か焼工程、固形化工程)を説明する。
<Reduction Volatilization Process S300>
With reference to FIG. 3, the reduction volatilization process (calcination process, solidification process) will be described.

マンガン及びアルカリ電池の粉砕品、粉粒品及び洗浄品をか焼するか焼工程について説明する。
ステップS301において、原料受入ホッパーに、ステップS105で得た粉砕品、ステップS107で得た風選品、ステップS207で得た洗浄品、を投入する。
The calcination process for calcining the pulverized, granular and washed products of manganese and alkaline batteries will be described.
In step S301, the pulverized product obtained in step S105, the wind-selected product obtained in step S107, and the washed product obtained in step S207 are charged into the raw material receiving hopper.

ステップS302において、コークス受入ホッパーに、還元剤としてのコークス(炭素)を投入する。   In step S302, coke (carbon) as a reducing agent is charged into a coke receiving hopper.

ステップS303において、原料受入ホッパーの粉砕品、風選品及び洗浄品の混合物と、コークス受入ホッパーのコークスとを、キルン投入ホッパーに投入し、これらが混合してなる配合物(粉粒体)を調製する。
なお、前記混合物において、コークスは、前記配合物に対して、5〜30質量%であることが好ましく、特に10〜20質量%であることが好ましい。
In step S303, a mixture (pulverized material) formed by mixing a mixture of the pulverized product of the raw material receiving hopper, the air-selected product and the washed product and the coke of the coke receiving hopper into the kiln charging hopper. Prepare.
In addition, in the said mixture, it is preferable that coke is 5-30 mass% with respect to the said compound, and it is especially preferable that it is 10-20 mass%.

ステップS304において、ステップS303におけるキルン投入ホッパーの配合物をロータリーキルンに投入し、配合物を加熱する。なお、ここでは、ロータリーキルンの加熱源は、A重油を燃料とする重油バーナーである。   In step S304, the composition of the kiln charging hopper in step S303 is charged into the rotary kiln and the compound is heated. Here, the heating source of the rotary kiln is a heavy oil burner using A heavy oil as fuel.

ここで、ロータリーキルンにおいて、配合物を常温から1200℃以上に加熱する。
そうすると、配合物に含まれる亜鉛(Zn(OH)、ZnO、式(1)、(2)参照)が、コークス(炭素)で還元されることで揮発し、配合物がか焼される。つまり、亜鉛が配合物から除去され、亜鉛の品位は0〜0.6%となる(表1参照)。表1において、コークス添加率(%)は、コークス(g)/電池(g)×100、で与えられる。
なお、この配合物(残渣)は、二酸化マンガン(MnO、式(1)、(2)参照)を主成分とする。一方、揮発(ガス化)した亜鉛は排気ガスと共に、後記するステップS311における2次燃焼炉に供給される。
Here, in the rotary kiln, the blend is heated from room temperature to 1200 ° C. or higher.
Then, zinc (Zn (OH) 2 , ZnO, see formulas (1) and (2)) contained in the formulation is reduced by coke (carbon) and volatilizes, and the formulation is calcined. That is, zinc is removed from the formulation and the zinc grade is 0-0.6% (see Table 1). In Table 1, the coke addition rate (%) is given by coke (g) / battery (g) × 100.
In addition, this compound (residue) has manganese dioxide (MnO 2 , see formulas (1) and (2)) as a main component. On the other hand, the volatilized (gasified) zinc is supplied to the secondary combustion furnace in step S311 described later together with the exhaust gas.

Figure 2014201784
Figure 2014201784

具体的には、配合物に含まれる例えば酸化亜鉛(ZnO)は、コークス(炭素)で還元され、亜鉛ガスと二酸化炭素が生成し(式(3)参照)、亜鉛が除去され、二酸化マンガン(MnO)を主成分とする残渣が残る。そして、亜鉛ガスは、ロータリーキルン内の酸素と反応し再び酸化されて酸化亜鉛(ZnO、亜鉛ダスト)となり(式(4)参照)、二次燃焼炉(S311)に向かう。 Specifically, for example, zinc oxide (ZnO) contained in the blend is reduced with coke (carbon) to generate zinc gas and carbon dioxide (see formula (3)), zinc is removed, and manganese dioxide ( A residue containing MnO 2 ) as a main component remains. Then, the zinc gas reacts with oxygen in the rotary kiln and is oxidized again to become zinc oxide (ZnO, zinc dust) (see formula (4)), and goes to the secondary combustion furnace (S311).

ZnO(固)+C(固)→Zn(気)+CO(気) …(3)
Zn(気)+1/2O(気)→ZnO(固) …(4)
ZnO (solid) + C (solid) → Zn (gas) + CO 2 (gas) (3)
Zn (gas) + 1 / 2O 2 (gas) → ZnO (solid) (4)

これに対して、加熱温度(焼成温度)を例えば1000℃以下とすると、配合物に含まれる亜鉛が揮発せず、焼成後の配合物である残渣中に、亜鉛が残ってしまう。例えば、焼成前の亜鉛の品位(含有量%)が28%である電池に対して、コークスの添加量を0質量%、10質量%、20質量%と変化させた場合において、加熱温度を800℃としたとき、前記残渣における亜鉛の品位(含有量%)は、30%、27%、25%となるという試験結果を得ている(表1参照)。また、加熱温度を1000℃としたとき、前記残渣における亜鉛の品位(含有量%)は、7%、8%、10%となるという試験結果を得ている(表1参照)。   On the other hand, when the heating temperature (baking temperature) is, for example, 1000 ° C. or less, zinc contained in the blend does not volatilize, and zinc remains in the residue that is the blend after firing. For example, when the addition amount of coke is changed to 0% by mass, 10% by mass, and 20% by mass with respect to a battery in which the grade (content%) of zinc before firing is 28%, the heating temperature is set to 800%. Test results have been obtained in which the quality (content%) of zinc in the residue is 30%, 27%, and 25% when the temperature is set to 0 ° C. (see Table 1). Moreover, when heating temperature was 1000 degreeC, the test result that the quality (content%) of zinc in the said residue was set to 7%, 8%, and 10% was obtained (refer Table 1).

ステップS305において、か焼後の配合物である残渣を回収した後、この残渣をロータリークーラーで冷却し、マンガン・クリンカー(第1混合物)を得る。マンガン・クリンカーは、二酸化マンガン(MnO)を主成分としている(例えば63質量%以上)。一方、前記したように亜鉛は揮発除去されているので、マンガン・クリンカーにおける亜鉛の含有量は、例えば、0.4〜2.1質量%以下となる。 In step S305, after collecting the residue which is the compound after calcination, the residue is cooled with a rotary cooler to obtain manganese clinker (first mixture). Manganese clinker contains manganese dioxide (MnO 2 ) as a main component (for example, 63% by mass or more). On the other hand, as described above, since zinc is volatilized and removed, the content of zinc in the manganese clinker is, for example, 0.4 to 2.1% by mass or less.

マンガン・クリンカーを固形化する固形化工程について説明する。
ステップS306において、ステップS306で得たマンガン・クリンカーをマンガンホッパーに投入する。
A solidification process for solidifying manganese clinker will be described.
In step S306, the manganese clinker obtained in step S306 is put into a manganese hopper.

ステップS307において、結合剤を結合剤ホッパーに投入する。結合剤は、例えば、ポリスチレン(融点:70℃)、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル等から選択される少なくとも一種を使用できる。   In step S307, the binder is charged into the binder hopper. As the binder, for example, at least one selected from polystyrene (melting point: 70 ° C.), polyethylene, polypropylene, polyester and the like can be used.

ステップS308において、マンガンホッパーのマンガン・クリンカーと、結合剤ホッパーの結合剤とを、固化機に投入する。この場合において、結合剤は、マンガン・クリンカーに対して、2〜50質量%(好ましくは10質量%)とする。なお、固化機は、例えば、特許第3490904号公報に記載されるように、被投入物を混合し加圧成形する装置である。   In step S308, manganese clinker of the manganese hopper and binder of the binder hopper are charged into the solidifying machine. In this case, the binder is 2 to 50% by mass (preferably 10% by mass) with respect to the manganese clinker. In addition, a solidification machine is an apparatus which mixes and press-molds a to-be-charged object, for example, as described in patent 3490904 gazette.

具体的には、固化機において、マンガン・クリンカーと結合剤とを混合した後、この混合物を加圧成形することにより、前記ポリスチレン等からなる結合剤が加圧摩擦熱によって溶融し、マンガン・クリンカーが固形化されてなるマンガン・ブリケット(第1混合物体)を得る。この場合において、マンガン・ブリケット中のマンガンは35質量%以上となり、高品位である。   Specifically, in a solidifying machine, after mixing manganese clinker and a binder, the mixture is pressure-molded, whereby the binder made of polystyrene or the like is melted by pressure frictional heat, and the manganese clinker is melted. To obtain a manganese briquette (first mixed body). In this case, manganese in the manganese briquette is 35 mass% or more, which is high quality.

次に、ステップS304におけるロータリーキルンで発生し、揮発した亜鉛を含むガスの処理について説明する。   Next, processing of gas containing zinc generated and volatilized in the rotary kiln in step S304 will be described.

ステップS311において、ステップS304におけるロータリーキルンからのガスを、2次燃焼炉を使用して、800℃以上に加熱する。なお、加熱不足のため生成した微量の亜鉛ダストは、後記するステップS313のバグフィルターで捕集された亜鉛ダストと混合される。   In step S311, the gas from the rotary kiln in step S304 is heated to 800 ° C. or higher using a secondary combustion furnace. Note that a small amount of zinc dust generated due to insufficient heating is mixed with zinc dust collected by a bag filter in step S313 described later.

ステップS312において、ステップS311における2次燃焼炉からのガスを、ガス冷却塔を使用して、200℃以下に冷却する。
このように、ロータリーキルンからのガスを800℃以上に加熱しダイオキシン粒を分解した後(S311)、200℃以下に急冷するので(S312)、ダイオキシン類の再生成を抑制できる。
In step S312, the gas from the secondary combustion furnace in step S311 is cooled to 200 ° C. or lower using a gas cooling tower.
As described above, the gas from the rotary kiln is heated to 800 ° C. or higher to decompose the dioxin particles (S311), and then rapidly cooled to 200 ° C. or lower (S312), so that the regeneration of dioxins can be suppressed.

ステップS313において、ステップS312からのガスを、バグフィルターに通す。そうすると、ガスに含まる亜鉛ダストがバグフィルターの濾布で捕集され、亜鉛ダストを得る。なお、この亜鉛ダスト(ZnO)中の亜鉛は75質量%以上となり、高品位である。   In step S313, the gas from step S312 is passed through the bag filter. Then, zinc dust contained in the gas is collected by the filter cloth of the bag filter, and zinc dust is obtained. In addition, zinc in this zinc dust (ZnO) becomes 75 mass% or more, and is high quality.

ステップS314において、ステップS313のバグフィルターを通過したガスを、NaOH−TCA(Turbulent Contact Absorber、気液接触ガス吸収装置)において、万全を期すため水酸化ナトリウム水溶液と気液接触させ、ダイオキシン類を吸収する。   In step S314, the gas that has passed through the bag filter in step S313 is brought into gas-liquid contact with an aqueous sodium hydroxide solution for completeness in NaOH-TCA (Turbulent Contact Absorber) to absorb dioxins. To do.

ステップS315において、ステップS314のNaOH−TCAを通過したガスを、更に水−TCAにおいて、水と気液接触させ、ダイオキシン類を吸収する。   In step S315, the gas that has passed through the NaOH-TCA in step S314 is further brought into gas-liquid contact with water in water-TCA to absorb dioxins.

ステップS316において、ステップS315で処理されたガスを、希釈塔で希釈した後、外部に排気する。   In step S316, the gas processed in step S315 is diluted in a dilution tower and then exhausted to the outside.

S100 選別粉砕篩別工程
S200 水洗処理工程
S300 還元揮発処理工程
S100 Screening and pulverizing process S200 Washing process S300 Reduction volatilization process

Claims (5)

マンガン電池及び/又はアルカリマンガン電池を含む廃乾電池から、マンガンを主成分とする第1混合物を回収する金属回収方法であって、
廃乾電池から、マンガン電池及び/又はアルカリマンガン電池を選別する選別工程と、
選別したマンガン電池及び/又はアルカリマンガン電池を破砕し、破砕物を得る破砕工程と、
破砕物を篩い分けし、粉粒体を得る篩い分け工程と、
粉粒体に含まれる亜鉛を還元することで揮発させ、粉粒体をか焼し、マンガンを主成分とする第1混合物を得るか焼工程と、
を含む
ことを特徴とする金属回収方法。
A metal recovery method for recovering a first mixture containing manganese as a main component from a waste battery including a manganese battery and / or an alkaline manganese battery,
A sorting step for sorting manganese batteries and / or alkaline manganese batteries from waste dry batteries;
Crushing step of crushing the selected manganese battery and / or alkaline manganese battery to obtain a crushed material;
Sieving the crushed material and obtaining a granular material; and
Reducing the zinc contained in the powder and volatilizing it, calcining the powder and obtaining a first mixture containing manganese as a main component,
A metal recovery method characterized by comprising:
前記か焼工程において、前記粉粒体を常温から1200℃以上に加熱する
ことを特徴とする請求項1に記載の金属回収方法。
In the said calcination process, the said granular material is heated from normal temperature to 1200 degreeC or more. The metal recovery method of Claim 1 characterized by the above-mentioned.
前記か焼工程においてか焼によって発生したガスを、800℃以上に加熱後200℃以下に冷却し、亜鉛を主成分とする第2混合物を得る
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の金属回収方法。
The gas generated by calcination in the calcination step is heated to 800 ° C or higher and then cooled to 200 ° C or lower to obtain a second mixture containing zinc as a main component. The metal recovery method described.
前記か焼工程において残渣を回収して前記第1混合物を得る
ことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の金属回収方法。
The metal recovery method according to any one of claims 1 to 3, wherein the first mixture is obtained by recovering a residue in the calcination step.
前記第1混合物と当該第1混合物に対して2〜50質量%の結合剤とを混合後、加圧成形して、固形化された第1混合物体を得る固形化工程を含む
ことを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の金属回収方法。
A solidification step of mixing the first mixture and 2 to 50% by mass of a binder with respect to the first mixture and then pressing to obtain a solidified first mixed object. The metal recovery method according to any one of claims 1 to 4.
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