JP2805492B2 - ニッケル―カドミウム廃材料からのカドミウムの回収方法 - Google Patents
ニッケル―カドミウム廃材料からのカドミウムの回収方法Info
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- JP2805492B2 JP2805492B2 JP7429789A JP7429789A JP2805492B2 JP 2805492 B2 JP2805492 B2 JP 2805492B2 JP 7429789 A JP7429789 A JP 7429789A JP 7429789 A JP7429789 A JP 7429789A JP 2805492 B2 JP2805492 B2 JP 2805492B2
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- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、ニッケル−カドミウム廃電池等のニッケル
とカドミウムを主成分とする廃材料からカドミウムを比
較的高純度の金属カドミウムとして回収する方法に関す
る。
とカドミウムを主成分とする廃材料からカドミウムを比
較的高純度の金属カドミウムとして回収する方法に関す
る。
（従来技術とその問題点） 蓄電池として汎用されているニッケル−カドミウム電
池をはじめとするニッケル−カドミウムを主成分とする
材料が工業材料として広く使用されている。該材料中に
含有されるカドミウムは、比較的高価でありかつそのま
ま廃棄すると環境汚染を引き起こすため、使用済の廃材
料中から回収し再利用することが公害防止上及び経済上
望ましい。
池をはじめとするニッケル−カドミウムを主成分とする
材料が工業材料として広く使用されている。該材料中に
含有されるカドミウムは、比較的高価でありかつそのま
ま廃棄すると環境汚染を引き起こすため、使用済の廃材
料中から回収し再利用することが公害防止上及び経済上
望ましい。
従来からこの見地に立って、ニッケル−カドミウムを
主とする廃材料からのカドミウムの回収が試みられてい
る。該回収方法としては、例えばニッケル−カドミウム
−鉄から成る廃材料を処理する場合には、該廃材料スク
ラップをカドミウムの沸点以上に加熱してカドミウムを
蒸留分離し金属カドミウム又は酸化カドミウムとして回
収しニッケル−鉄は混合スクラップとして回収する蒸留
回収法、及び高品位スクラップを主とする廃材料を硫酸
溶液で浸出してカドミウム、ニッケル及び鉄を含む溶液
とし、該溶液に有機化合物を添加してニッケルを沈澱と
して分離し、その後カドミウムを亜鉛末で置換してスポ
ンジ状カドミウムとして回収する硫酸溶解法等がある。
主とする廃材料からのカドミウムの回収が試みられてい
る。該回収方法としては、例えばニッケル−カドミウム
−鉄から成る廃材料を処理する場合には、該廃材料スク
ラップをカドミウムの沸点以上に加熱してカドミウムを
蒸留分離し金属カドミウム又は酸化カドミウムとして回
収しニッケル−鉄は混合スクラップとして回収する蒸留
回収法、及び高品位スクラップを主とする廃材料を硫酸
溶液で浸出してカドミウム、ニッケル及び鉄を含む溶液
とし、該溶液に有機化合物を添加してニッケルを沈澱と
して分離し、その後カドミウムを亜鉛末で置換してスポ
ンジ状カドミウムとして回収する硫酸溶解法等がある。
しかしこれらの方法はいずれも欠点があり、前記蒸留
回収法では、有害なカドミウム蒸気を取り扱うため作業
員の健康管理に問題が生じかつ設備も大がかりになり、
又前記硫酸溶解法では、ニッケル分離のために高価な有
機試薬が必要となりかつカドミウム回収に亜鉛末が必要
となるという欠点がある。
回収法では、有害なカドミウム蒸気を取り扱うため作業
員の健康管理に問題が生じかつ設備も大がかりになり、
又前記硫酸溶解法では、ニッケル分離のために高価な有
機試薬が必要となりかつカドミウム回収に亜鉛末が必要
となるという欠点がある。
（発明の目的） 本発明は、安価な試薬を使用して比較的容易にニッケ
ル−カドミウムを主とする廃材料からカドミウムを電解
操作を利用して選択的に回収するための方法を提供する
ことを目的とする。
ル−カドミウムを主とする廃材料からカドミウムを電解
操作を利用して選択的に回収するための方法を提供する
ことを目的とする。
（問題点を解決するための手段） 本発明は、ニッケル−カドミウムを含む廃材料を硫酸
アンモニウムを含有する溶液に浸してカドミウムを浸出
させるとともにニッケルを含む成分を残渣として分離
し、前記浸出液を電解液として電解を行い電解槽の陰極
上にカドミウムを電析させ回収する方法である。
アンモニウムを含有する溶液に浸してカドミウムを浸出
させるとともにニッケルを含む成分を残渣として分離
し、前記浸出液を電解液として電解を行い電解槽の陰極
上にカドミウムを電析させ回収する方法である。
以下本発明を詳細に説明する。
本発明は、ニッケル−カドミウムを含む廃材料を硫酸
アンモニウムを含有する溶液で浸出して廃材料中のカド
ミウムをほぼ選択的に浸出させた後、該浸出液を電解し
電解槽の陰極に高純度の金属カドミウムを電析させ、該
カドミウムを回収することを特徴とする。
アンモニウムを含有する溶液で浸出して廃材料中のカド
ミウムをほぼ選択的に浸出させた後、該浸出液を電解し
電解槽の陰極に高純度の金属カドミウムを電析させ、該
カドミウムを回収することを特徴とする。
本発明に使用するニッケル−カドミウム廃材料中に
は、ニッケル及びカドミウムの他に、鉄やステンレス等
の金属や合金、及び繊維屑等が含まれていてもよい。又
各金属は金属単体の形態だけでなく金属酸化物等の化合
物の形態で含有されていてもよく、特に前記ニッケル−
カドミウム電池の場合には各金属は殆どの場合対応する
金属酸化物の形態で存在している。本発明に係わる回収
方法では、カドミウム以外の金属として後述する硫酸ア
ンモニウムに溶解する金属が含有されていると浸出液中
の不純物濃度が増加するが、若干量の不純物であれば後
述する電解操作により殆ど除去できるため、実質的には
問題にならない。
は、ニッケル及びカドミウムの他に、鉄やステンレス等
の金属や合金、及び繊維屑等が含まれていてもよい。又
各金属は金属単体の形態だけでなく金属酸化物等の化合
物の形態で含有されていてもよく、特に前記ニッケル−
カドミウム電池の場合には各金属は殆どの場合対応する
金属酸化物の形態で存在している。本発明に係わる回収
方法では、カドミウム以外の金属として後述する硫酸ア
ンモニウムに溶解する金属が含有されていると浸出液中
の不純物濃度が増加するが、若干量の不純物であれば後
述する電解操作により殆ど除去できるため、実質的には
問題にならない。
このような廃材料を硫酸アンモニウムを含有する浸出
液で浸出させる。使用する廃材料は浸出に先立って、切
断、粉砕、洗浄等の前処理を行って該廃材料内の金属等
が十分浸出液と接触できるようにすることが好ましい。
硫酸アンモニウムを浸出液として使用すると、廃材料中
の金属組成にも依存するが、例えばカドミウム約60重量
％、ニッケル約７重量％、鉄約18重量％（残部繊維等）
から成る市販のニッケル−カドミウム電池廃材料100gを
硫酸アンモニウム１で浸出させると、該浸出液中に浸
出するカドミウム、ニッケル及び鉄の濃度はそれぞれ約
60.0g/l、約0.01g/l及び約0.01g/l未満となり、ほぼ選
択的にカドミウムを浸出することができる。又硫酸アン
モニウムの代わりに希硫酸１を使用すると同一条件で
浸出するカドミウム、ニッケル及び鉄の濃度はそれぞれ
約44g/l、約12g/l及び約5g/lとなる。いずれの場合にも
浸出残渣としてはニッケル及び鉄を主成分とする混合物
が得られる。
液で浸出させる。使用する廃材料は浸出に先立って、切
断、粉砕、洗浄等の前処理を行って該廃材料内の金属等
が十分浸出液と接触できるようにすることが好ましい。
硫酸アンモニウムを浸出液として使用すると、廃材料中
の金属組成にも依存するが、例えばカドミウム約60重量
％、ニッケル約７重量％、鉄約18重量％（残部繊維等）
から成る市販のニッケル−カドミウム電池廃材料100gを
硫酸アンモニウム１で浸出させると、該浸出液中に浸
出するカドミウム、ニッケル及び鉄の濃度はそれぞれ約
60.0g/l、約0.01g/l及び約0.01g/l未満となり、ほぼ選
択的にカドミウムを浸出することができる。又硫酸アン
モニウムの代わりに希硫酸１を使用すると同一条件で
浸出するカドミウム、ニッケル及び鉄の濃度はそれぞれ
約44g/l、約12g/l及び約5g/lとなる。いずれの場合にも
浸出残渣としてはニッケル及び鉄を主成分とする混合物
が得られる。
続いてこのカドミウムが溶解した浸出液の電解を行
う。電解は通常の水電解に準じて行えば良く、陽極とし
ては例えば二酸化鉛、貴金属酸化物、鉛−銀電極等を、
又陰極としはチタン、ステンレス、アルミニウム、ニッ
ケル電極等を使用することができる。隔膜は使用しても
しなくても良く、液抵抗の増大等を考慮すれば使用しな
いことが望ましい。電流及び電圧も通常の水電解とほぼ
同様に維持すれば良く、特別な制限はない。
う。電解は通常の水電解に準じて行えば良く、陽極とし
ては例えば二酸化鉛、貴金属酸化物、鉛−銀電極等を、
又陰極としはチタン、ステンレス、アルミニウム、ニッ
ケル電極等を使用することができる。隔膜は使用しても
しなくても良く、液抵抗の増大等を考慮すれば使用しな
いことが望ましい。電流及び電圧も通常の水電解とほぼ
同様に維持すれば良く、特別な制限はない。
この電解条件で前記浸出液を電解液として電解を行う
と、陰極において該浸出液中に溶解しているカドミウム
イオン（II）の還元が生じて還元された金属カドミウム
が陰極上に析出する。又陽極では通常の水電解と同様に
水酸イオンの酸化により酸素ガスが発生する。
と、陰極において該浸出液中に溶解しているカドミウム
イオン（II）の還元が生じて還元された金属カドミウム
が陰極上に析出する。又陽極では通常の水電解と同様に
水酸イオンの酸化により酸素ガスが発生する。
陰極上に電析される金属カドミウムの品位は浸出液と
して硫酸アンモニウム含有溶液を使用した場合は99.95
重量％以上であり、該金属カドミウム中のニッケル及び
鉄の不純物量はともに0.01重量％未満となり、又浸出液
として硫酸を使用した場合には、電析される金属カドミ
ウムの品位は同様に99.95重量％以上であり、該金属カ
ドミウム中のニッケル及び鉄の不純物量はともに0.005
〜0.02重量％程度となる。
して硫酸アンモニウム含有溶液を使用した場合は99.95
重量％以上であり、該金属カドミウム中のニッケル及び
鉄の不純物量はともに0.01重量％未満となり、又浸出液
として硫酸を使用した場合には、電析される金属カドミ
ウムの品位は同様に99.95重量％以上であり、該金属カ
ドミウム中のニッケル及び鉄の不純物量はともに0.005
〜0.02重量％程度となる。
なお前記浸出液として希硫酸を使用すると、該浸出液
つまり電解液にニッケルや鉄が溶解し、該電解液が酸性
になっているため、ニッケルと鉄が電析されず電解液中
に濃縮されるので、分離除去する必要がある。又電解液
中に存在する鉄イオンがFe（II）とFe（III）の間で酸
化還元され電流が消費されるためカドミウム電析の電流
効率が減少する。従って浸出液としては硫酸アンモニウ
ムを使用することが好ましい。
つまり電解液にニッケルや鉄が溶解し、該電解液が酸性
になっているため、ニッケルと鉄が電析されず電解液中
に濃縮されるので、分離除去する必要がある。又電解液
中に存在する鉄イオンがFe（II）とFe（III）の間で酸
化還元され電流が消費されるためカドミウム電析の電流
効率が減少する。従って浸出液としては硫酸アンモニウ
ムを使用することが好ましい。
又ニッケル−カドミウムの他に鉄等の他の磁性金属を
含有する廃材料の使用すると、浸出残渣としてニッケル
と前記磁性金属を含有する浸出残渣が得られるが、該残
渣は機械的攪拌後、磁力選別等の手段により鉄系と他の
金属つまりニッケル系とに分離することができる。又例
えば蓄電池廃材料の場合には、該ニッケル系残渣にはア
クリル繊維や未溶解のカドミウムが含有され、該カドミ
ウムは再度硫酸アンモニウム溶液で浸出することにより
分離することができる。
含有する廃材料の使用すると、浸出残渣としてニッケル
と前記磁性金属を含有する浸出残渣が得られるが、該残
渣は機械的攪拌後、磁力選別等の手段により鉄系と他の
金属つまりニッケル系とに分離することができる。又例
えば蓄電池廃材料の場合には、該ニッケル系残渣にはア
クリル繊維や未溶解のカドミウムが含有され、該カドミ
ウムは再度硫酸アンモニウム溶液で浸出することにより
分離することができる。
（実施例） 以下実施例により本発明をより詳細に説明するが、本
発明は該実施例により限定されるものではない。
発明は該実施例により限定されるものではない。
実施例１ 使用済の市販のニッケル−カドミウム蓄電池中のニッ
ケル（ニッケルめっき鉄板）−カドミウム廃極板１（カ
ドミウム60.4重量％、ニッケル7.4重量％、鉄18.2重量
％）1500gを取り出して30×50mmのサイズに切断し、図
示の通り側板及び底板に未溶解金属や有機物の後述する
電解液への混入を防止するための濾布２を装着した容量
3lの浸出槽３に充填し該浸出槽３に濃度100g/lの硫酸ア
ンモニウム水溶液に加えて前記廃極板中のカドミウムを
浸出させた。
ケル（ニッケルめっき鉄板）−カドミウム廃極板１（カ
ドミウム60.4重量％、ニッケル7.4重量％、鉄18.2重量
％）1500gを取り出して30×50mmのサイズに切断し、図
示の通り側板及び底板に未溶解金属や有機物の後述する
電解液への混入を防止するための濾布２を装着した容量
3lの浸出槽３に充填し該浸出槽３に濃度100g/lの硫酸ア
ンモニウム水溶液に加えて前記廃極板中のカドミウムを
浸出させた。
該浸出液を、二酸化鉛から成る１対の陽極４と該陽極
間に位置するチタンから成る陰極５を有する容量12lの
無隔膜電解槽６に電解液として導入し、電解電流2.5〜2
0.0A/dm2、陰極電流密度0.5〜4A/dm2、電解電圧1.4〜2.
6V、室温の条件で電解を行い、200時間掛けて前記陰極
５上にカドミウムを電析させた。該電解槽６内の電解液
は、ポンプ７により前記浸出槽３へ循環させ、再度浸出
液として使用した。
間に位置するチタンから成る陰極５を有する容量12lの
無隔膜電解槽６に電解液として導入し、電解電流2.5〜2
0.0A/dm2、陰極電流密度0.5〜4A/dm2、電解電圧1.4〜2.
6V、室温の条件で電解を行い、200時間掛けて前記陰極
５上にカドミウムを電析させた。該電解槽６内の電解液
は、ポンプ７により前記浸出槽３へ循環させ、再度浸出
液として使用した。
前記硫酸アンモニウムによる浸出後に前記浸出槽３内
に残る浸出残渣は濾布ごと槽外へ取り出した後、機械攪
拌し、極板材料（ニッケルめっき鉄板）を分離し、残渣
を硫酸アンモニウム100g/l溶液で再度カドミウムを浸出
し、ニッケル残渣を回収した。
に残る浸出残渣は濾布ごと槽外へ取り出した後、機械攪
拌し、極板材料（ニッケルめっき鉄板）を分離し、残渣
を硫酸アンモニウム100g/l溶液で再度カドミウムを浸出
し、ニッケル残渣を回収した。
このような条件で行ったカドミウム回収操作の結果
を、表１及び表２に示す。表１は電析した金属カドミウ
ム、分離された極板材料及び硫酸アンモニウム処理前の
ニッケル残渣中のカドミウム、ニッケル及び鉄の品位及
び分配率（η）を示し、表２は浸出液中の各金属濃度を
示している。なおカドミウム回収の電流効率は93〜99％
であった。
を、表１及び表２に示す。表１は電析した金属カドミウ
ム、分離された極板材料及び硫酸アンモニウム処理前の
ニッケル残渣中のカドミウム、ニッケル及び鉄の品位及
び分配率（η）を示し、表２は浸出液中の各金属濃度を
示している。なおカドミウム回収の電流効率は93〜99％
であった。
表１から、電析により得られる金属カドミウム はほぼ純品に近く、廃材料中のニッケルは、分離された
極板材料上及びニッケル残渣中に存在し、又廃材料中の
鉄は全て分離された極板材料として回収されることが分
かる。
極板材料上及びニッケル残渣中に存在し、又廃材料中の
鉄は全て分離された極板材料として回収されることが分
かる。
比較例１ 硫酸アンモニウムを100g/lの希硫酸に換えたこと、及
び電解電圧が1.5〜2.5Vとなったこと以外は実施例１と
同一条件で廃材料からのカドミウム回収を行ったとこ
ろ、表３及び表４に示す結果が得られた。表３は電析し
た金属カドミウム、分離された極板材料及び硫酸アンモ
ニウム処理前のニッケル残渣中のカドミウム、ニッケル
及び鉄の品位及び分配率（η）を示し、表４は浸出液中
の各金属濃度を示している。なおカドミウム回収の電流
効率は62〜75％であった。
び電解電圧が1.5〜2.5Vとなったこと以外は実施例１と
同一条件で廃材料からのカドミウム回収を行ったとこ
ろ、表３及び表４に示す結果が得られた。表３は電析し
た金属カドミウム、分離された極板材料及び硫酸アンモ
ニウム処理前のニッケル残渣中のカドミウム、ニッケル
及び鉄の品位及び分配率（η）を示し、表４は浸出液中
の各金属濃度を示している。なおカドミウム回収の電流
効率は62〜75％であった。
表３から、電析により得られる金属カドミウムはほぼ
純品に近く、廃材料中のニッケルは、分離された極板材
料上及びニッケル残渣中に存在し、又廃材料中の鉄は殆
ど全て分離された極板材料として回収されたことが分か
る。
純品に近く、廃材料中のニッケルは、分離された極板材
料上及びニッケル残渣中に存在し、又廃材料中の鉄は殆
ど全て分離された極板材料として回収されたことが分か
る。
（発明の効果） 本発明は、ニッケル−カドミウムを含む廃材料からカ
ドミウムを回収するにあたり、該廃材料を硫酸アンモニ
ウム含有溶液で浸出することによりカドミウムをほぼ選
択的に浸出させ、該浸出されたカドミウムを含有する溶
液を電解して金属カドミウムを陰極に電析させ回収する
ようにしている。
ドミウムを回収するにあたり、該廃材料を硫酸アンモニ
ウム含有溶液で浸出することによりカドミウムをほぼ選
択的に浸出させ、該浸出されたカドミウムを含有する溶
液を電解して金属カドミウムを陰極に電析させ回収する
ようにしている。
従って従来の蒸留法や硫酸溶解法と比較して、第１に
高価な試薬を使用する必要がなく又第２に容易な操作で
かつ第３に高純度のカドミウムを回収することができる
ため、回収単価が大幅に減少するとともに、回収カドミ
ウムの商品価値が大幅に向上する。しかもカドミウム蒸
気のような有害物質が発生することがなく作業環境の劣
悪化を防止することができる。
高価な試薬を使用する必要がなく又第２に容易な操作で
かつ第３に高純度のカドミウムを回収することができる
ため、回収単価が大幅に減少するとともに、回収カドミ
ウムの商品価値が大幅に向上する。しかもカドミウム蒸
気のような有害物質が発生することがなく作業環境の劣
悪化を防止することができる。
更に浸出液（電解液）として硫酸アンモニウムを使用
すると該浸出液中に金属が蓄積されることがなく循環使
用しても液組成には殆ど変化が生じないため、付加的な
操作を必要とすることなく長期に亘る回収操作を行うこ
とが可能になる。
すると該浸出液中に金属が蓄積されることがなく循環使
用しても液組成には殆ど変化が生じないため、付加的な
操作を必要とすることなく長期に亘る回収操作を行うこ
とが可能になる。
図面は本発明における回収方法の一例を示す概略図であ
る。 １……廃材料、２……濾布 ３……浸出槽、４……陽極 ５……陰極、６……電極槽 ７……ポンプ
る。 １……廃材料、２……濾布 ３……浸出槽、４……陽極 ５……陰極、６……電極槽 ７……ポンプ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C25C 1/16 C22B 7/00,17/04 H01M 10/54
Claims (1)
- 【請求項１】ニッケル−カドミウムを含む廃材料を硫酸
アンモニウムを含有する浸出液に浸してカドミウムを浸
出させるとともにニッケルを含む成分を残渣として分離
し、前記浸出液を電解液として電解を行い電解槽の陰極
上にカドミウムを電析させ回収する方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7429789A JP2805492B2 (ja) | 1989-03-27 | 1989-03-27 | ニッケル―カドミウム廃材料からのカドミウムの回収方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7429789A JP2805492B2 (ja) | 1989-03-27 | 1989-03-27 | ニッケル―カドミウム廃材料からのカドミウムの回収方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02254190A JPH02254190A (ja) | 1990-10-12 |
| JP2805492B2 true JP2805492B2 (ja) | 1998-09-30 |
Family
ID=13543065
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7429789A Expired - Lifetime JP2805492B2 (ja) | 1989-03-27 | 1989-03-27 | ニッケル―カドミウム廃材料からのカドミウムの回収方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2805492B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101952608B1 (ko) * | 2018-06-14 | 2019-02-27 | 주식회사 지엠텍 | 폐 니켈-카드뮴 전지를 이용한 카드뮴 회수 방법 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4663053B2 (ja) * | 2000-01-18 | 2011-03-30 | Ｊｘ日鉱日石金属株式会社 | インジウムの回収方法 |
| KR101351523B1 (ko) * | 2012-02-14 | 2014-01-15 | 한국지질자원연구원 | 폐혼합전지로부터 카드뮴 회수방법 |
| CN112981104B (zh) * | 2021-02-05 | 2023-04-25 | 桐乡市思远环保科技有限公司 | 一种处理含镉废渣并回收金属镉的方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5099916A (ja) * | 1974-01-08 | 1975-08-08 | ||
| JPS50101220A (ja) * | 1974-01-12 | 1975-08-11 | ||
| SE387962B (sv) * | 1975-01-28 | 1976-09-20 | Jungner Ab Nife | Sett att selektivt atervinna kadmium ur kadmiumhaltigt avfall |
-
1989
- 1989-03-27 JP JP7429789A patent/JP2805492B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101952608B1 (ko) * | 2018-06-14 | 2019-02-27 | 주식회사 지엠텍 | 폐 니켈-카드뮴 전지를 이용한 카드뮴 회수 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02254190A (ja) | 1990-10-12 |
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