JP2706220B2 - 乾式精錬による鉛中のニッケル除去方法 - Google Patents
乾式精錬による鉛中のニッケル除去方法Info
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- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/84—Recycling of batteries or fuel cells
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- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Description
除去方法に関し、特に、乾式精錬による鉛中のニッケル
除去方法に関する。
ら鉛を工業的に製造するには、シャフト炉または反射炉
による還元精錬で粗鉛とし、さらに精製を要するものは
乾式または電解精錬を行なって純度の高い鉛地金を得る
ようにしている。
IS H 2105,1955)に関して規定されてい
る化学成分には、不純物としてのNiの規定はない。
を精錬原料として再利用する場合、すなわち廃鉛電池の
電極部分等を原料とするリサイクル鉛の精錬では、得ら
れる粗鉛中には、Niが0.006〜0.025%(重
量%、以下同じ)存在することが知られている。そし
て、図1のNi−Pbの状態図からも明らかなように、
金属鉛中では常温でNiは0.023%程度固溶可能で
ある。
する鉛を鉛電池の電極に形成すると、Niは再充電時に
ガス発生の原因となり、電解液中に溶出して汚染する元
素となる。したがって、鉛地金中のNi成分は、可及的
に低くするべきであり、具体的には、鉛電池用電極とな
る鉛地金については、特に、Niの含有量を0.001
0%以下とすることが好ましい。
含有量が低い精錬方法としては、電解精錬法があるが、
これより製造効率のよい精錬方法である乾式精錬におけ
るNiを除去する技術については、これまでに開示され
ていない。
技術の問題点を解決して、乾式精錬によって鉛中のニッ
ケル含有量を可及的に低レベル化できるようにし、ま
た、Niの含有量を0.0010%以下とすることが可
能である乾式精錬による鉛中のニッケル除去方法とする
ことである。
め、この発明においては、ニッケル含有の鉛原料を還元
精錬して粗鉛を製造し、この溶融状態の粗鉛に硫黄また
は硫黄と硫化鉄の混合物を添加混合し、上層に分離生成
した硫化ニッケルを除去することからなる乾式精錬によ
る鉛中のニッケル除去方法としたのである。
して粗鉛を製造し、溶融状態の粗鉛に硫黄または硫黄と
硫化鉄の混合物を混合し、次いで酸化剤を混合し加熱昇
温して上層に分離したニッケルの酸化物を除去すること
からなる乾式精錬による鉛中のニッケル除去方法とした
のである。
た後、さらに硝酸ナトリウムおよび水酸化ナトリウムを
混合して上層に分離したニッケルの複合酸化物を除去す
ることからなる乾式精錬による鉛中のニッケル除去方法
としたのである。
処理を行なった後、さらにリンまたは金属−リン化合物
を混合して上層に分離したニッケルのリン化物を除去す
ることからなる乾式精錬による鉛中のニッケル除去方法
としたのである。
けるニッケル含有の鉛原料は、主として鉛蓄電池の電極
部分等のリサイクル原料の他、これとホウエン鉱などの
鉱石との混合物その他であってもよく、特に限定して用
いるものではない。
元精錬方法としては、焙焼反応法、または焙焼還元法と
いったいずれも周知の粗鉛の精製方法を採用すればよ
い。収率のよい後者の場合では、シャフト炉、反射炉に
より脱硫と還元を行ない、さらに石灰石、ケイ酸塩鉱、
鉄鉱、クズ鉄、コークスなどと共に溶融すると、カラ
ミ、カワ、ヒカワ、粗鉛の順に4層に分離するので、最
下槽の粗鉛をサイフォン式に流出させて得ることができ
る。
黄、または硫黄と硫化鉄の混合物のうち、硫化鉄は、F
eS、Fe2 S3 、FeS2 のいずれの化合物であって
もよい。硫黄(S)と前記硫化鉄の混合比率は、粗鉛中
のNi含有量(予想量)に対応して適宜に変更するの
で、限定されるものではないが、主として鉛蓄電池の電
極部分を原料とした場合に、硫黄:硫化鉄=1:3(重
量比)として好ましい結果を得ている。
する硫黄、または硫黄と硫化鉄の混合物の配合量は、限
定されるものではないが、主として鉛蓄電池の電極部分
を原料とした粗鉛1000重量部に対して、0.5〜
2.0重量部の硫黄または硫黄と硫化鉄の1:3混合物
を添加して好ましい結果を得ている。
と硫化鉄の混合物を添加混合し、続いて添加する酸化剤
は、前記硫黄などの添加混合により生じた硫化ニッケル
を酸化するために添加するものであり、たとえば、硝酸
ナトリウム、硝酸カリウム、二酸化鉛(PbO2 )を具
体例として挙げることができる。このような酸化剤の粗
鉛に対する配合量は、前述のとおり、粗鉛中のNi含有
量(予想量)に対応して適宜に変更するので、限定され
るものではないが、前記同じ材料からなる粗鉛1000
重量部に対して、1〜2重量部を添加して好ましい結果
を得ている。
30〜420℃の溶融粗鉛を480〜520℃に昇温す
る。なぜなら、480℃未満の低温では、酸化反応が遅
くて実用性が低く、520℃を越える高温では、鉛の酸
化が過度に進むので好ましくないからである。
らに硝酸ナトリウムおよび水酸化ナトリウムを混合して
上層に分離したニッケルの酸化物を除去する方法は、通
常、脱アンチモン、脱錫、脱砒素に適用するハリス法と
呼ばれる複合酸化物の生成反応による精製方法を応用し
たものである。この方法により、Na−Ni−Oの複合
酸化物が生成され、Niを含む化合物として分離除去で
きるようになる。
さらに添加するリンとしては、リンの同素体である赤リ
ン(白リンと黒リンの固溶体)、紅リン(赤リンの微細
なもの)、紫リン、黒リンなどを挙げることができる。
また、このようなリンを溶融粗鉛中に添加すると、酸化
して消耗しやすく、また刺激臭が発生して作業に不都合
であるため、前記したリンに代えて金属−リン化合物を
用いることが好ましい。このような金属−リン化合物と
しては、たとえば、リン化カルシウム(Ca3P2 )、
リン化鉛(PbP5 )が挙げられる。
粗鉛中への配合割合は、粗鉛1000重量部に対して
0.1〜0.2重量部である。なぜなら、0.1重量部
未満の少量では、通常の攪拌では接触反応が遅くなり、
0.2重量部を越えて多量に添加すると、リンの損失が
多くなって好ましくないからである。
方法において、粗鉛に硫黄または硫黄を添加混合する
と、Ni3 S2 などのニッケルの硫化物が生成し、溶融
粗鉛中の上層に分離したものを除去できる。
添加混合すると、さらに効率よくニッケルの硫化物が生
成し、溶融粗鉛中の上層に分離したものを除去(除滓)
できる。
熱昇温し、酸化剤を添加混合すると、粗鉛中に残留する
硫化物以外のニッケル成分が、2NiS+O2 →2Ni
O+S2 の反応にしたがい、酸化ニッケルとなって溶融
粗鉛中の上層に分離し、これを除去できる。
2MO+S2 (式中、MはNiまたはPbを表わす。)
反応の標準自由エネルギー変化と温度の関係図におい
て、2PbS−2PbOと2NiS−2NiOのΔF°
〔kcal〕の差を利用した処理法であるといえる。
た後、粗鉛中にさらに硝酸ナトリウムおよび水酸化ナト
リウムを混合すると、分離していない酸化ニッケルおよ
び未酸化のニッケル成分が、Na−Ni−Oの複合酸化
物となって、溶融粗鉛中の上層に分離し、これを除去で
きる。
合物を混合すると、Na−Ni−Oの複合酸化物以外の
ニッケル成分が、Ni−P化合物となって、溶融粗鉛中
の上層に分離し、これを除去できる。(参考のため、図
3にNi−P化合物生成の自由エネルギー変化ΔG°/
kcalと温度の関係を示した。)
シャフト炉により脱硫と還元を行ない、さらに石灰石、
ケイ酸塩鉱、鉄鉱、クズ鉄、コークスと共に溶融し、最
下槽の粗鉛をサイフォン式に流出させて分離した。
鉛1000重量部に対して0.5〜2.0重量部の硫黄
を添加し、20〜30分間攪拌して溶融粗鉛中の上層に
分離したニッケルの硫化物を除去した。なお、前記硫黄
の添加量は、Ni3 S2 としてニッケル化合物を除去す
ると仮定した理論量の10〜50倍量であるが、粗鉛中
に銅を共存させてもよい場合は、前記硫黄の混合量より
低い量であってもよい。
いて行ない、処理前の粗鉛中のNi%と処理後のNi%
を調べて表1に示した。
いて、粗鉛を330〜380℃に保持し、粗鉛1000
重量部に対して0.5〜2.0重量部の硫黄と硫化鉄の
1:3(重量比)混合物を添加すること以外は全く同様
にして粗鉛中の上層に分離したニッケルの硫化物を除去
した。
いて行ない、処理前の粗鉛中のNi%と処理後のNi%
を調べて表2に示した。
2のNi除去処理は、実施例1に比べてニッケル含有量
を可及的に低レベル化できることがわかる。
溶融粗鉛を480〜520℃に加熱昇温し、硝酸ナトリ
ウムからなる酸化剤10を溶融粗鉛1000重量部に対
して1.0〜2.0重量部を添加し、粗鉛中の上層に分
離したニッケルの酸化物を除去した。
いて行ない、処理前(硫化処理後)の粗鉛中のNi%と
処理後のNi%を調べて表3に示した。
3のNi除去処理は、硫化処理による実施例2に比べて
ニッケル含有量を低レベル化できることがわかる。ま
た、処理効率からみると、硫化処理のほうが有効であっ
た。
溶融粗鉛を480〜520℃に保持し、硝酸ナトリウム
および水酸化ナトリウムの5:3(重量比)混合物を溶
融粗鉛1000重量部に対して8〜10重量部を数回に
分けて添加し、攪拌して粗鉛中の上層に分離したNa−
Ni−Oの複合酸化物を除去した。
いて行ない、処理前(硫化処理後)の粗鉛中のNi%と
処理後のNi%を調べて表3に示した。
4のNi除去処理は、実施例1、実施例2および硝酸ナ
トリウムを用いた酸化処理によりNi除去を行なった実
施例3に比べて、ニッケル含有量を可及的に低レベル化
できることがわかる。
溶融粗鉛を480〜520℃に保持し、赤リン粉末を溶
融粗鉛1000重量部に対して0.1〜0.2重量部を
添加し、5〜15分攪拌して粗鉛中の上層に分離したN
i−P化合物を除去した。なお、前記赤リンの添加量
は、Ni3 Pとして化合する理論量の20〜60倍量と
した。
いて行ない、リン化処理前(酸化処理後)の粗鉛中のN
i%と処理後のNi%を調べて表5に示した。
5のNi除去処理は、アルカリ混合物を用いた酸化処理
による実施例4に比べてニッケル含有量を可及的に低レ
ベル化でき、Niの含有量を全て0.0010%以下と
することが可能になることがわかる。
または硫黄と硫化鉄の混合物を添加混合する処理、次い
で酸化剤を混合し加熱昇温する処理、硝酸ナトリウムお
よび水酸化ナトリウムを混合する処理、さらには上記各
処理を行なった後、さらにリンまたは金属−リン化合物
を混合する処理を行ない、各処理毎または所定の一連の
処理後に溶融粗鉛中に分離したニッケル化合物を除去す
るようにしたので、乾式精錬によって鉛中のニッケル含
有量を可及的に低レベル化できる利点がある。
うことにより、Niの含有量を0.0010%以下とす
ることが可能になる利点もある。
由エネルギー変化と温度の関係を示す図表
と温度の関係を示す図表
Claims (3)
- 【請求項1】 ニッケル含有の鉛原料を還元精錬して粗
鉛を製造し、この溶融状態の粗鉛に硫黄または硫黄と硫
化鉄の混合物を添加混合し、上層に分離生成した硫化ニ
ッケルを除去し、さらにリンまたは金属−リン化合物を
混合して上層に分離したニッケルのリン化物を除去する
ことからなる乾式精錬による鉛中のニッケル除去方法。 - 【請求項2】 ニッケル含有の鉛原料を還元精錬して粗
鉛を製造し、溶融状態の粗鉛に硫黄または硫黄と硫化鉄
の混合物を混合し、次いで酸化剤を混合し加熱昇温して
上層に分離したニッケルの酸化物を除去し、さらにリン
または金属−リン化合物を混合して上層に分離したニッ
ケルのリン化物を除去することからなる乾式精錬による
鉛中のニッケル除去方法。 - 【請求項3】 ニッケル含有の鉛原料を還元精錬して粗
鉛を製造し、溶融状態の粗鉛に硫黄または硫黄と硫化鉄
の混合物を混合し、次いで酸化剤を混合し加熱昇温して
上層に分離したニッケルの酸化物を除去し、次に硝酸ナ
トリウムおよび水酸化ナトリウムを混合して上層に分離
したニッケルの複合酸化物を除去し、さらにリンまたは
金属−リン化合物を混合して上層に分離したニッケルの
リン化物を除去することからなる乾式精錬による鉛中の
ニッケル除去方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6205265A JP2706220B2 (ja) | 1994-08-30 | 1994-08-30 | 乾式精錬による鉛中のニッケル除去方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6205265A JP2706220B2 (ja) | 1994-08-30 | 1994-08-30 | 乾式精錬による鉛中のニッケル除去方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0867922A JPH0867922A (ja) | 1996-03-12 |
JP2706220B2 true JP2706220B2 (ja) | 1998-01-28 |
Family
ID=16504124
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6205265A Expired - Lifetime JP2706220B2 (ja) | 1994-08-30 | 1994-08-30 | 乾式精錬による鉛中のニッケル除去方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2706220B2 (ja) |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FI49186C (fi) * | 1972-01-07 | 1975-04-10 | Outokumpu Oy | Menetelmä arvometallien erottamiseksi emäksistä tai ultraemäksisistä m almeista diffuusiomenetelmällä |
JPH0235014B2 (ja) * | 1982-10-25 | 1990-08-08 | Sumitomo Metal Mining Co | Namarinokanshikiseiseiho |
JP3261473B2 (ja) * | 1992-08-05 | 2002-03-04 | 住友金属鉱山株式会社 | 低鉛高純度金属ニッケルの製造法 |
-
1994
- 1994-08-30 JP JP6205265A patent/JP2706220B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0867922A (ja) | 1996-03-12 |
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