JP5533319B2 - NaS battery processing equipment and NaS battery pre-processing apparatus - Google Patents

NaS battery processing equipment and NaS battery pre-processing apparatus Download PDF

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Description

本発明は、使用済みのNaS電池を廃棄処分するためのNaS電池の処理設備及びこのNaS電池の処理設備に用いられるNaS電池の前加工装置に関するものである。   The present invention relates to a NaS battery processing facility for disposing of a used NaS battery, and a NaS battery pre-processing apparatus used in this NaS battery processing facility.

近年、電力貯蔵用システムとして、ナトリウムと硫黄との反応を利用したNaS電池の開発が進められている。
このNaS電池は、例えばアルミニウム等からなる正極容器の内部に、β―アルミナ固体電解質管が装入されており、正極容器とβ―アルミナ固体電解質管との間の空間に硫黄が充填され、β―アルミナ固体電解質管内にナトリウムが充填された構造とされている。なお、この正極容器は、内部が気密に保持された密閉容器とされており、この密閉容器内にナトリウムと硫黄とが収容されているのである。
そして、固体電解質を介してナトリウムと硫黄とが可逆反応することにより、充電と放電とが繰り返し行われる構成とされている。なお、正極容器及びβ―アルミナ固体電解質管は、取扱いを簡便にするために、通常、ステンレス等からなる外装容器内に収容されている。
In recent years, NaS batteries using a reaction between sodium and sulfur have been developed as power storage systems.
In this NaS battery, a β-alumina solid electrolyte tube is inserted into a positive electrode vessel made of, for example, aluminum, and a space between the positive electrode vessel and the β-alumina solid electrolyte tube is filled with sulfur. -Alumina solid electrolyte tube is filled with sodium. The positive electrode container is a sealed container whose inside is kept airtight, and sodium and sulfur are accommodated in the sealed container.
And it is set as the structure by which charge and discharge are repeatedly performed by reversible reaction of sodium and sulfur through a solid electrolyte. The positive electrode container and the β-alumina solid electrolyte tube are usually housed in an outer container made of stainless steel or the like for easy handling.

ところで、このNaS電池は、充電と放電とを繰り返すことにより劣化していくことから、その使用寿命は10年程度とされており、使用寿命を経過した使用済みのNaS電池を適切に処理する必要がある。
そこで、例えば特許文献1−3には、使用済みのNaS電池を処理するための各種技術が開示されている。
By the way, since this NaS battery deteriorates by repeating charging and discharging, its service life is assumed to be about 10 years, and it is necessary to appropriately treat a used NaS battery that has passed its service life. There is.
Thus, for example, Patent Documents 1-3 disclose various techniques for processing a used NaS battery.

特許文献1には、NaS電池の口部を切断して加熱油槽内に浸漬し、内部から溶融ナトリウムを流下させて回収する処理方法及び処理設備が開示されている
特許文献2には、使用済みのNaS電池を解体して、溶融ナトリウムをパラフィン槽内に取り出す方法及び解体が容易な構造のNaS電池が提案されている。
特許文献3には、使用済みNaS電池の電極キャップを切断した上で正極容器や固体電解質管を破壊し、これを過剰空気下で焼却する方法が提案されている。
Patent Document 1 discloses a processing method and processing equipment in which a mouth portion of a NaS battery is cut and immersed in a heated oil tank, and molten sodium is caused to flow down from the inside and recovered. Patent Document 2 is used. A NaS battery having a structure easy to disassemble and a method of disassembling the NaS battery and taking out molten sodium in a paraffin bath have been proposed.
Patent Document 3 proposes a method in which the electrode cap of a used NaS battery is cut, the positive electrode container and the solid electrolyte tube are destroyed, and this is incinerated under excess air.

特開平08−088029号公報Japanese Patent Laid-Open No. 08-088029 特開平10−144362号公報JP-A-10-144362 特開平06−060915号公報Japanese Patent Laid-Open No. 06-060915

ところで、最近では、NaS電池の実用化が進み、数多くのNaS電池が使用されるようになってきている。ここで、NaS電池の使用寿命は、前述のように10年程度とされていることから、将来、大量のNaS電池が廃棄処分されることが予想される。よって、NaS電池の廃棄処理を効率的に行うことが求められている。   By the way, recently, NaS batteries have been put into practical use, and many NaS batteries have been used. Here, since the service life of the NaS battery is about 10 years as described above, a large amount of NaS battery is expected to be disposed of in the future. Therefore, efficient disposal of NaS batteries is required.

しかしながら、特許文献1、2に記載された処理設備では、NaS電池を一つずつ解体して、内部から金属ナトリウムを回収していることから、大量のNaS電池を処理することは困難であった。
また、金属ナトリウムが酸素に触れると酸化反応によって発熱することから、ナトリウムの取り出しを、溶融パラフィン等に浸漬した状態で行う必要があった。さらに、ナトリウムを取り出した後に硫黄を回収することになるが、硫黄は酸化によってSOガスとなるため、取扱いが困難となる。このように、取扱いが困難なナトリウムや硫黄を個別に取り出すことから、これらに対応する設備や工程を設ける必要があり、NaS電池の処理を効率良く行うことができなかった。
However, in the processing facilities described in Patent Documents 1 and 2, since NaS batteries are disassembled one by one and metallic sodium is recovered from the inside, it is difficult to process a large amount of NaS batteries. .
Further, when metallic sodium comes into contact with oxygen, heat is generated by an oxidation reaction, so that it has been necessary to take out sodium in a state immersed in molten paraffin. Further, sulfur is recovered after sodium is taken out, but since sulfur becomes SO X gas by oxidation, handling becomes difficult. As described above, since sodium and sulfur that are difficult to handle are individually taken out, it is necessary to provide facilities and processes corresponding to these, and the treatment of the NaS battery cannot be performed efficiently.

また、特許文献3に記載された処理方法では、使用済みNaS電池を過剰空気下で焼却することにより、ナトリウムと硫黄とを反応させて同時に取り出すことから、前述のように金属ナトリウムを直接取り扱うことはない。
しかしながら、ナトリウムや硫黄を外部へと流下させるために、NaS電池の電極キャップを切断したり、正極容器及び固体電解質管を破壊したりすることから、切断時や破壊時に金属ナトリウムが焼却炉の外で漏れ出してしまうおそれがあった。また、このような切断加工等を行った際に、金属ナトリウムが外気に触れてしまい、酸化反応したり、水分と反応して水素が発生するおそれがあった。
また、焼却炉内に流出するナトリウム及び硫黄の存在比率によっては、NaSO等の中性物質に変換することができないおそれがあった。さらに、正極容器や固体電解質管等のナトリウムや硫黄以外の物質は、焼却灰として残存することになるため、この焼却灰をさらに処理する必要があった。
Moreover, in the processing method described in Patent Document 3, since sodium and sulfur are reacted and taken out simultaneously by incinerating a used NaS battery in excess air, the metal sodium is directly handled as described above. There is no.
However, in order to allow sodium or sulfur to flow outside, the electrode cap of the NaS battery is cut or the positive electrode container and the solid electrolyte tube are destroyed. There was a risk of leaking. Further, when such cutting processing or the like is performed, metal sodium may come into contact with the outside air, which may cause an oxidation reaction or a reaction with moisture to generate hydrogen.
Moreover, depending on the abundance ratio of sodium and sulfur flowing out into the incinerator, there is a possibility that it cannot be converted into a neutral substance such as Na 2 SO 4 . Furthermore, since substances other than sodium and sulfur such as the positive electrode container and the solid electrolyte tube remain as incineration ash, it is necessary to further process the incineration ash.

このように、特許文献1−3に記載された処理方法及び処理設備では、NaS電池を効率的に処理することができなかった。
本発明は、前述した状況に鑑みてなされたものであって、廃棄されたNaS電池を、大量に効率良く処理することができるNaS電池の処理設備及びこのNaS電池の処理設備に用いられるNaS電池の前加工装置を提供することを目的とする。
As described above, the processing method and the processing equipment described in Patent Literatures 1-3 cannot efficiently process the NaS battery.
The present invention has been made in view of the above-described situation, and is a NaS battery processing facility capable of efficiently processing a large amount of a discarded NaS battery, and a NaS battery used in this NaS battery processing facility. An object of the present invention is to provide a pre-processing apparatus.

この課題を解決するために、本発明に係るNaS電池の処理設備は、密閉容器内にナトリウムと硫黄とが収容されたNaS電池を処分するNaS電池の処理設備であって、前記NaS電池が投入される金属製錬炉と、この金属製錬炉に投入される前記NaS電池に前処理加工を行う前加工装置と、を有し、前記前加工装置は、前記NaS電池を収容する加工室と、この加工室内を不活性ガス雰囲気とする不活性ガス供給手段と、前記NaS電池の前記密閉容器に対して外部に連通する連通口を設ける加工手段と、このNaS電池を前記金属製錬炉に投入する投入部と、を備えていることを特徴としている。   In order to solve this problem, a NaS battery processing facility according to the present invention is a NaS battery processing facility that disposes of a NaS battery in which sodium and sulfur are contained in a hermetically sealed container. A metal smelting furnace, and a pre-processing device that performs pre-processing on the NaS battery charged in the metal smelting furnace, the pre-processing device including a processing chamber that houses the NaS battery; , An inert gas supply means for making the processing chamber an inert gas atmosphere, a processing means for providing a communication port communicating with the outside of the sealed container of the NaS battery, and the NaS battery in the metal smelting furnace And a charging unit for charging.

この構成のNaS電池の処理設備においては、NaS電池を金属製錬炉に投入することによって、ナトリウムや硫黄を回収する構成とされている。すなわち、NaS電池を金属製錬炉に投入することで、NaS電池の密閉容器等が溶融し、内部に充填されたナトリウムや硫黄が金属製錬炉に流出することになる。ここで、金属製錬炉内は酸化雰囲気とされていることから、ナトリウムは酸化されてスラグの中に吸収される。また、硫黄についても酸化によってSOガス等になり、金属製錬工程において生成する硫酸又は石膏に吸収される。
よって、NaS電池を解体してナトリウムや硫黄を個別に取り出す必要がなく、効率的にNaS電池を処理することができる。
In the NaS battery processing facility having this configuration, sodium or sulfur is recovered by introducing the NaS battery into a metal smelting furnace. That is, by putting the NaS battery into the metal smelting furnace, the sealed container of the NaS battery is melted, and sodium and sulfur filled therein flow out to the metal smelting furnace. Here, since the inside of the metal smelting furnace is an oxidizing atmosphere, sodium is oxidized and absorbed into the slag. Further, sulfur also becomes SO 2 gas or the like by oxidation and is absorbed by sulfuric acid or gypsum generated in the metal smelting process.
Therefore, it is not necessary to disassemble the NaS battery and take out sodium and sulfur separately, and the NaS battery can be processed efficiently.

また、NaS電池を金属製錬炉に投入していることから、金属ナトリウムを単体で取り扱う必要がない。また、金属製錬炉に附属している既存のスラグ回収手段及び硫黄分回収手段を利用してナトリウム成分及び硫黄成分を回収することができる。
さらに、単にナトリウムと硫黄とを反応させるのではなく、金属製錬炉内の反応を利用していることから、ナトリウムと硫黄との存在比率が安定していなくても、ナトリウム及び硫黄を確実に処理することができる。
また、外装容器、正極容器及び固体電解質管といった部材についても、前述のように、金属製錬炉で溶融されるため、金属製錬炉内で生成するスラグなどに回収されることになり、焼却灰等の廃棄物が発生しない。
Moreover, since the NaS battery is put into the metal smelting furnace, it is not necessary to handle metallic sodium alone. Moreover, a sodium component and a sulfur component can be collect | recovered using the existing slag collection | recovery means and sulfur content collection | recovery means attached to the metal smelting furnace.
Furthermore, since the reaction in the metal smelting furnace is used instead of simply reacting sodium and sulfur, even if the abundance ratio of sodium and sulfur is not stable, sodium and sulfur can be reliably Can be processed.
In addition, the members such as the outer container, the positive electrode container, and the solid electrolyte tube are also melted in the metal smelting furnace as described above, and thus are recovered in the slag generated in the metal smelting furnace, and incinerated. Waste such as ash is not generated.

ここで、高温の金属製錬炉に、密閉容器の内部にナトリウムと硫黄とが収容されたNaS電池をそのまま投入した場合には、密閉容器の内部圧力が異常に上昇することになる。
そこで、本発明のNaS電池の処理設備においては、金属製錬炉に投入される前記NaS電池に前処理加工を行う前加工装置を備えている。この前加工装置においては、前記NaS電池の前記密閉容器に対して外部に連通する連通口を設ける加工手段を備えているので、高温の金属製錬炉内に投入するNaS電池に対して予め連通口を設けておくことで、密閉容器内部の異常な圧力上昇を防止することができ、確実にNaS電池を処理することが可能となる。
さらに、この加工手段が、不活性ガス雰囲気とされた加工室内に配設されているので、密閉容器に連通口を設けたとしても、密閉容器内部のナトリウム等が酸化反応して発熱することを抑制できる
Here, when the NaS battery in which sodium and sulfur are accommodated in the closed vessel is put in the high-temperature metal smelting furnace as it is, the internal pressure of the closed vessel rises abnormally.
Therefore, the NaS battery processing facility of the present invention includes a pre-processing device that performs pre-processing on the NaS battery that is put into a metal smelting furnace. Since this pre-processing apparatus includes processing means for providing a communication port that communicates with the outside of the sealed container of the NaS battery, it communicates in advance with the NaS battery that is put into the high-temperature metal smelting furnace. By providing the mouth, an abnormal pressure increase inside the sealed container can be prevented, and the NaS battery can be reliably processed.
Furthermore, since this processing means is disposed in a processing chamber in an inert gas atmosphere, even if a communication port is provided in the sealed container, sodium and the like inside the sealed container are oxidized and generate heat. Can be suppressed

また、前記加工手段として、前記密閉容器に対して穴明けを行う穴明け加工機を備えていることが好ましい。
NaS電池の密封容器に対して穴明け加工を行うことで、前記連通口を設けることが可能となり、高温の金属製錬炉内に投入しても、密封容器の内部圧力が異常に上昇することを防止できる。また、予め穴明け加工を行うことで、内部のナトリウムに熔体が速やかに接触し、ナトリウムの酸化吸収を促進することができる。
Moreover, it is preferable to provide the drilling machine which drills with respect to the said airtight container as said process means.
By drilling the sealed container of the NaS battery, it is possible to provide the communication port, and the internal pressure of the sealed container rises abnormally even if it is put into a high-temperature metal smelting furnace. Can be prevented. In addition, by performing drilling in advance, the melt can quickly come into contact with the internal sodium, and the oxidation absorption of sodium can be promoted.

さらに、前記加工手段として、前記密閉容器に対して切断加工を行う切断機を備えていることが好ましい。
NaS電池の密封容器に対して切断加工を行うことで、前記連通口を設けることが可能となり、高温の金属製錬炉内に投入しても、密封容器の内部圧力が異常に上昇することを防止できる。また、密封容器の肉厚が厚い場合や溶融し難い材料で構成されていた場合等には、この密封容器に予め切断加工をしておくことで、密封容器の内容物の溶融を促進することができる。
Furthermore, it is preferable that the processing means includes a cutting machine that performs a cutting process on the sealed container.
By cutting the sealed container of the NaS battery, it becomes possible to provide the communication port, and the internal pressure of the sealed container rises abnormally even if it is put into a high-temperature metal smelting furnace. Can be prevented. Also, when the sealed container is thick or made of a material that is difficult to melt, etc., the melting of the contents of the sealed container should be promoted by cutting the sealed container in advance. Can do.

また、前記投入部には、前記加工室側に位置する第1開閉弁と、前記金属製錬炉側に位置する第2開閉弁と、が設けられており、この第1開閉弁と第2開閉弁との間の空間に、局所排気手段が接続されていることが好ましい。
この場合、金属製錬炉と加工室との間の投入部に第1開閉弁と第2開閉弁とが設けられており、さらに、これら第1開閉弁と第2開閉弁との間の空間に局所排気手段が接続されているので、金属製錬炉内部の高温ガスが投入部内に侵入することを防止でき、加工室内での加工を安定して行うことができる。
Further, the charging unit is provided with a first on-off valve located on the processing chamber side and a second on-off valve located on the metal smelting furnace side. A local exhaust means is preferably connected to the space between the on-off valve.
In this case, a first on-off valve and a second on-off valve are provided at the input portion between the metal smelting furnace and the processing chamber, and further, a space between the first on-off valve and the second on-off valve. Since the local exhaust means is connected to the metal smelting furnace, it is possible to prevent the high temperature gas inside the metal smelting furnace from entering the charging portion, and the processing in the processing chamber can be performed stably.

さらに、前記金属製錬炉は、内部の熔体を外部へと排出する熔体排出口と、上方から垂下されたランス列と、を備えており、前記投入部は、前記ランス列よりも前記熔体排出口から離間した位置にNaS電池を投入するように構成されていることが好ましい。
この場合、ランス列によって前記金属製錬炉内の熔体に空気が吹き込まれるため、熔体の流動によって炉内に投入されたNaS電池が熔体排出口から離間する方向に向けて移動することになり、炉内の滞留時間が確保される。よって、金属製錬炉内においてNaS電池を確実に溶融することができる。
Further, the metal smelting furnace includes a melt discharge port for discharging an internal melt to the outside, and a lance row hanging from above, and the charging unit is more than the lance row. It is preferable that the NaS battery is inserted at a position away from the melt outlet.
In this case, since air is blown into the melt in the metal smelting furnace by the lance row, the NaS battery charged in the furnace moves toward the direction away from the melt outlet due to the flow of the melt. Thus, the residence time in the furnace is secured. Therefore, the NaS battery can be reliably melted in the metal smelting furnace.

また、前記金属製錬炉は、連続製銅設備の溶錬炉であることが好ましい。
この場合、前記金属製錬炉が連続製銅設備の溶錬炉であることから、NaS電池を連続的に投入して処理しても、ナトリウム等をスラグの中に吸収することができ、このスラグが連続的に処理されることから、NaS電池の処理効率を大幅に向上することができる。また、既存の連続製銅設備の溶錬炉にNaS電池を投入することで、この連続製銅設備に附属するスラグ回収手段及び硫黄分回収手段(硫酸工場)を利用してナトリウムや硫黄を回収することができる。
The metal smelting furnace is preferably a smelting furnace of a continuous copper making facility.
In this case, since the metal smelting furnace is a smelting furnace of a continuous copper making facility, sodium or the like can be absorbed into the slag even if the NaS battery is continuously charged and processed. Since the slag is continuously processed, the processing efficiency of the NaS battery can be greatly improved. In addition, by introducing NaS batteries into the smelting furnace of an existing continuous copper production facility, sodium and sulfur can be recovered using the slag recovery means and sulfur content recovery means (sulfuric acid factory) attached to this continuous copper production facility. can do.

本発明のNaS電池の前加工装置は、前述のNaS電池の処理設備において用いられるNaS電池の前加工装置であって、前記NaS電池を収容する加工室と、この加工室内を不活性ガス雰囲気とする不活性ガス供給手段と、前記NaS電池の前記密閉容器に対して外部に連通する連通口を設ける加工手段と、このNaS電池を前記金属製錬炉に投入する投入部と、を備えていることを特徴としている。   A NaS battery pre-processing apparatus according to the present invention is a NaS battery pre-processing apparatus used in the above-described NaS battery processing equipment, a processing chamber for housing the NaS battery, and an inert gas atmosphere in the processing chamber. An inert gas supply means, a processing means for providing a communication port communicating with the outside of the sealed container of the NaS battery, and a charging section for charging the NaS battery into the metal smelting furnace. It is characterized by that.

この構成のNaS電池の前加工装置においては、金属製錬炉内に投入されるNaS電池の前記密閉容器に対して外部に連通する連通口を設ける加工手段を備えているので、金属製錬炉内にNaS電池を投入したとしても密閉容器内部の異常な圧力上昇を防止することができ、確実にNaS電池を処理することが可能となる。さらに、この加工手段が、不活性ガス雰囲気とされた加工室内に配設されているので、密閉容器に連通口を設けたとしても、密閉容器内部のナトリウム等の酸化反応を抑制することができる   In the NaS battery pre-processing apparatus having this configuration, the metal smelting furnace is provided with processing means for providing a communication port communicating with the outside of the sealed container of the NaS battery put into the metal smelting furnace. Even if a NaS battery is inserted, an abnormal pressure rise inside the sealed container can be prevented, and the NaS battery can be reliably processed. Furthermore, since this processing means is disposed in the processing chamber in an inert gas atmosphere, even if a communication port is provided in the sealed container, an oxidation reaction of sodium or the like inside the sealed container can be suppressed.

本発明によれば、廃棄されたNaS電池を、大量に効率良く処理することができるNaS電池の処理設備及びこのNaS電池の処理設備に用いられるNaS電池の前加工装置を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the processing equipment of the NaS battery which can process a discarded NaS battery efficiently in large quantities, and the NaS battery pre-processing apparatus used for this NaS battery processing equipment can be provided.

NaS電池の一例を示す断面説明図である。It is sectional explanatory drawing which shows an example of a NaS battery. 本発明の実施形態であるNaS電池の処理設備の金属製錬炉(溶錬炉)を備えた連続製銅設備の概略説明図である。It is a schematic explanatory drawing of the continuous copper making equipment provided with the metal smelting furnace (smelting furnace) of the processing equipment of the NaS battery which is an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態であるNaS電池の処理設備の金属製錬炉(溶錬炉)の概略説明図である。It is a schematic explanatory drawing of the metal smelting furnace (smelting furnace) of the processing equipment of the NaS battery which is an embodiment of the present invention. 図3に示す溶錬炉の上面図である。It is a top view of the smelting furnace shown in FIG. 本発明の実施形態であるNaS電池の処理設備に備えられたNaS電池の前加工装置の概略説明図である。It is a schematic explanatory drawing of the NaS battery pre-processing apparatus with which the processing facility of the NaS battery which is embodiment of this invention was equipped. 本発明の実施形態であるNaS電池の処理設備による処理フローを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the processing flow by the processing equipment of the NaS battery which is embodiment of this invention.

以下に、本発明の実施形態について添付した図面を参照にして説明する。
本実施形態であるNaS電池の処理設備10は、使用済みのNaS電池50を処分するためのものであり、使用済みのNaS電池50が投入される金属製錬炉11と、投入されるNaS電池50に対して前加工を行う前加工装置20と、を備えている。
まず、図1を参照して、本発明の実施形態において処理されるNaS電池50の一般的な構造について説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
The NaS battery processing facility 10 according to this embodiment is for disposing of a used NaS battery 50, and a metal smelting furnace 11 into which a used NaS battery 50 is charged, and a NaS battery to be charged. And a pre-processing device 20 that performs pre-processing on 50.
First, the general structure of the NaS battery 50 processed in the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

このNaS電池50は、密閉容器とされる正極容器53と、この正極容器53内に収容された固体電解質管55と、これら正極容器53と固体電解質管55を収容する外装容器51と、を備えている。ここで、外装容器51(すなわちNaS電池の外形)は、例えば直径90mm、長さ520mmの円筒状に形成されている。
正極容器53の上部には、径方向内方に向けて突出した支持部54が形成されており、この支持部54の上に、環状絶縁部材57が配置されており、この環状絶縁部材57は、正極容器53の内周面と固体電解質管55の外周面との間に嵌着された構成とされている。この環状絶縁部材57の上には、電極キャップ59が配設されている。
すなわち、本実施形態においては、正極容器53の開口部に電極キャップ59が配設されることにより、正極容器53の内部が気密に密閉される構成とされているのである。
The NaS battery 50 includes a positive electrode container 53 that is a sealed container, a solid electrolyte tube 55 that is accommodated in the positive electrode container 53, and an exterior container 51 that accommodates the positive electrode container 53 and the solid electrolyte tube 55. ing. Here, the outer container 51 (that is, the outer shape of the NaS battery) is formed in a cylindrical shape having a diameter of 90 mm and a length of 520 mm, for example.
A support portion 54 that protrudes inward in the radial direction is formed at the upper portion of the positive electrode container 53, and an annular insulating member 57 is disposed on the support portion 54. The inner peripheral surface of the positive electrode container 53 and the outer peripheral surface of the solid electrolyte tube 55 are fitted. An electrode cap 59 is disposed on the annular insulating member 57.
That is, in the present embodiment, the electrode cap 59 is disposed in the opening of the positive electrode container 53, whereby the inside of the positive electrode container 53 is hermetically sealed.

そして、固体電解質管55の内部には、ナトリウム65が充填されている。また、正極容器53と固体電解質管55との間の空間には、グラファイトフェルトに硫黄を含浸させた硫黄電極67が配設されている。
また、正極容器53の上端には、正極端子61が接続されており、電極キャップ59には、負極端子62が配設されている。
The solid electrolyte tube 55 is filled with sodium 65. In the space between the positive electrode container 53 and the solid electrolyte tube 55, a sulfur electrode 67 obtained by impregnating graphite felt with sulfur is disposed.
A positive electrode terminal 61 is connected to the upper end of the positive electrode container 53, and a negative electrode terminal 62 is disposed on the electrode cap 59.

ここで、正極容器53はアルミニウムで構成されており、外装容器51はニッケルを含有するステンレス鋼で構成されている。また、固体電解質管55は、β―アルミナで構成されている。さらに、環状絶縁部材57は、α―アルミナで構成されており、電極キャップ59は、アルミニウム等で構成されている。さらに、正極端子61及び負極端子62は、アルミニウム等で構成されている。   Here, the positive electrode container 53 is made of aluminum, and the outer container 51 is made of stainless steel containing nickel. The solid electrolyte tube 55 is made of β-alumina. Further, the annular insulating member 57 is made of α-alumina, and the electrode cap 59 is made of aluminum or the like. Further, the positive terminal 61 and the negative terminal 62 are made of aluminum or the like.

このNaS電池50では、固体電解質管55の内部に充填されたナトリウム(Na)と、固体電解質管55の外側に配置された硫黄(S)とが、β―アルミナからなる固体電解質管55を介して反応することによって、充電及び放電が行われる構成とされている。
すなわち、2Na+XS→Na(放電)、Na→2Na+XS(充電)の可逆反応によって、充電及び放電が繰り返し行われるのである。ここで、反応によって生成する多硫化ナトリウム(Na)は、前述の硫黄電極67内に存在することになる。
In this NaS battery 50, sodium (Na) filled inside the solid electrolyte tube 55 and sulfur (S) arranged outside the solid electrolyte tube 55 are passed through the solid electrolyte tube 55 made of β-alumina. By reacting with each other, charging and discharging are performed.
That is, charging and discharging are repeated by a reversible reaction of 2Na + XS → Na 2 S X (discharge) and Na 2 S X → 2Na + XS (charge). Here, sodium polysulfide (Na 2 S X ) produced by the reaction is present in the above-described sulfur electrode 67.

次に、本実施形態であるNaS電池の処理設備10で使用される銅製錬炉11について図2から図4を用いて説明する
この銅製錬炉11は、図2に示す連続製銅設備1において上流側(図2において左側)に設けられた溶錬炉11である。
Next, the copper smelting furnace 11 used in the NaS battery processing facility 10 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 2 to 4. The copper smelting furnace 11 is the same as the continuous copper smelting facility 1 shown in FIG. This is a smelting furnace 11 provided on the upstream side (left side in FIG. 2).

この連続製銅設備1は、原料である銅精鉱を加熱溶融してマットMとスラグSgとを有する熔体を生成する溶錬炉11と、この溶錬炉11で生成されたマットMとスラグSgとを分離する分離炉3と、この分離炉3で分離されたマットMをさらに酸化して粗銅CとスラグSgとを生成する製銅炉4と、この製銅炉4で生成された粗銅Cを精製して、より品位の高い銅を生成する精製炉5とを有する。これら溶錬炉11、分離炉3、製銅炉4、精製炉5は、樋6A、6B、6Cで連結されており、熔体が重力の作用によって溶錬炉11、分離炉3、製銅炉4、精製炉5の順に移動させられるように、この順に高低差をつけて設けられている。   The continuous copper making facility 1 includes a smelting furnace 11 that heats and melts a copper concentrate as a raw material to produce a melt having a mat M and a slag Sg, and a mat M produced in the smelting furnace 11. The separation furnace 3 for separating the slag Sg, the copper making furnace 4 for further oxidizing the mat M separated in the separation furnace 3 to produce crude copper C and slag Sg, and the copper making furnace 4 A refining furnace 5 for refining crude copper C to produce higher grade copper. These smelting furnace 11, separation furnace 3, copper making furnace 4, and refining furnace 5 are connected by firewood 6 </ b> A, 6 </ b> B, 6 </ b> C. In order that the furnace 4 and the refining furnace 5 are moved in this order, they are provided with a height difference in this order.

ここで、溶錬炉11及び製銅炉4には、銅精鉱、酸素富化空気、溶剤、冷剤等を炉内に供給するための複数の管からなるランス15、7が、これらの炉の天井を挿通して昇降自在に設けられており、また、炉内から発生するガスを排出するための排出口がこれらの炉の天井部に設けられており、この排出口にボイラー18、8が接続されている。
分離炉3は、溶錬炉11から送り込まれた熔体中のマットMとスラグSgとを比重差を利用して分離するものであって、比重の大きいマットMの層の上に比重の小さいスラグSgの層が形成されるようになっている。この分離炉3には、複数の電極9が下端をスラグ中に浸漬させた状態にして挿通されている。分離炉3では、これら電極9にトランスから三相交流を入力してジュール熱を発生させることで熔体の保温を行っている。
Here, the smelting furnace 11 and the copper making furnace 4 are provided with lances 15 and 7 composed of a plurality of pipes for supplying copper concentrate, oxygen-enriched air, a solvent, a coolant and the like into the furnace. The ceiling of the furnace is provided so that it can be moved up and down, and a discharge port for discharging the gas generated from the furnace is provided in the ceiling of these furnaces. 8 is connected.
The separation furnace 3 separates the mat M and the slag Sg in the melt fed from the smelting furnace 11 using a specific gravity difference, and has a small specific gravity on the layer of the mat M having a large specific gravity. A layer of slag Sg is formed. A plurality of electrodes 9 are inserted into the separation furnace 3 with the lower ends immersed in the slag. In the separation furnace 3, the three-phase alternating current is input to these electrodes 9 from a transformer to generate Joule heat to keep the temperature of the melt.

この連続製銅設備1で銅を製錬するには、乾燥した銅精鉱とフラックス(硅砂、石灰等)とを酸素富化空気と共に溶錬炉11の熔体中にランス15で吹き込む。溶錬炉11では、原料の溶解と酸化反応が進行し、主成分が硫化銅及び硫化鉄の混合物からなるマットMと、銅精鉱中の脈石、溶剤、酸化鉄等からなるスラグSgが生成される。このマットMとスラグSgは樋6Aにより分離炉3に送られ、ここで比重差により下層のマットMと上層のスラグSgとに分離される。
分離炉3において分離されたスラグSgは、既存のスラグ回収手段によって回収されることになる。また、溶錬炉11等で生成したSOガス等の含硫ガスは、硫酸工場に送られて硫酸又は石膏(CaSO)として回収される。
In order to smelt copper with this continuous copper making facility 1, dry copper concentrate and flux (eg, sand, lime, etc.) are blown into the melt of the smelting furnace 11 together with oxygen-enriched air with a lance 15. In the smelting furnace 11, melting of raw materials and oxidation reaction proceed, and a mat M whose main component is a mixture of copper sulfide and iron sulfide, and a slag Sg composed of gangue, solvent, iron oxide, etc. in copper concentrate. Generated. The mat M and the slag Sg are sent to the separation furnace 3 by the eaves 6A, where they are separated into the lower layer mat M and the upper layer slag Sg due to the difference in specific gravity.
The slag Sg separated in the separation furnace 3 is recovered by existing slag recovery means. Further, the sulfur-containing gas such as SO 2 gas generated in the smelting furnace 11 or the like is sent to a sulfuric acid factory and recovered as sulfuric acid or gypsum (CaSO 4 ).

なお、分離炉3で分離されたマットMは樋6Bを介して製銅炉4に送られる。製銅炉4では、さらに空気と共にフラックスを吹き込んでマットM中の硫黄と鉄分を酸化し、純度98.5%以上の粗銅Cを得る。製銅炉4において連続的に生成された粗銅Cは、樋6Cを介して精製炉5に注入され、銅原料となる。   Note that the mat M separated in the separation furnace 3 is sent to the copper making furnace 4 through the basket 6B. In the copper making furnace 4, a flux is blown together with air to oxidize sulfur and iron in the mat M to obtain crude copper C having a purity of 98.5% or more. Crude copper C continuously produced in the copper making furnace 4 is injected into the refining furnace 5 through the jar 6C and becomes a copper raw material.

次に、本実施形態であるNaS電池の処理設備10について、図3及び図5を参照して説明する。このNaS電池の処理設備10は、上述のように、溶錬炉11と、前加工装置20と、を備えている。
溶錬炉11は、炉本体12と、この炉本体12から熔体を排出する熔体排出口13と、ランス15が複数配列されたランス列16と、炉本体12内部から発生する排ガスを回収するアップテーク17及びボイラー18と、を備えている。
Next, the NaS battery processing facility 10 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 3 and 5. The NaS battery processing facility 10 includes the smelting furnace 11 and the pre-processing apparatus 20 as described above.
The smelting furnace 11 collects a furnace body 12, a melt outlet 13 for discharging a melt from the furnace body 12, a lance row 16 in which a plurality of lances 15 are arranged, and exhaust gas generated from the inside of the furnace body 12. An uptake 17 and a boiler 18.

前加工装置20は、図3及び図4に示すように、NaS電池50を搬送する搬送部21と、搬送されたNaS電池50を収容する加工室23と、この加工室23の後段に接続され、前加工されたNaS電池50を溶錬炉11内に投入する投入部30と、を備えている。
加工室23の内部には、図5に示すように、NaS電池50を保持する保持部材24と、NaS電池50の外装容器51等に対して切断加工を行う切断機25と、NaS電池50の外装容器51等に対して穴明け加工を行う穴明け加工機26と、が配設されている。
また、加工室23には、除湿した窒素ガス等の不活性ガスを導入する不活性ガス供給部27が接続されている。
さらに、加工室23と投入部30との間には、加工室23の出口を封止するシャッター部28が配設されている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the pre-processing apparatus 20 is connected to a transport unit 21 that transports the NaS battery 50, a processing chamber 23 that houses the transported NaS battery 50, and a subsequent stage of the processing chamber 23. And a charging unit 30 for charging the pre-processed NaS battery 50 into the smelting furnace 11.
As shown in FIG. 5, the processing chamber 23 includes a holding member 24 that holds the NaS battery 50, a cutting machine 25 that performs a cutting process on the outer container 51 of the NaS battery 50, and the NaS battery 50. A drilling machine 26 for drilling the outer container 51 and the like is disposed.
The processing chamber 23 is connected to an inert gas supply unit 27 for introducing an inert gas such as dehumidified nitrogen gas.
Further, a shutter portion 28 that seals the outlet of the processing chamber 23 is disposed between the processing chamber 23 and the input portion 30.

投入部30は、一端が加工室23に接続され、他端が溶錬炉11に接続されており、投入部30の一端側に第1開閉弁31が配設され、他端側に第2開閉弁32が配設されている。そして、第1開閉弁31と第2開閉弁32との間の空間には、局所排気装置33が接続されている。なお、本実施形態では、加工室23と第1開閉弁31との間の空間にも局所排気装置33が接続されている。   The charging unit 30 has one end connected to the processing chamber 23 and the other end connected to the smelting furnace 11. The first opening / closing valve 31 is disposed on one end of the charging unit 30, and the second on the other end. An on-off valve 32 is provided. A local exhaust device 33 is connected to the space between the first on-off valve 31 and the second on-off valve 32. In the present embodiment, the local exhaust device 33 is also connected to the space between the processing chamber 23 and the first on-off valve 31.

ここで、投入部30は、NaS電池50がランス列16よりも熔体排出口13から離間した位置に投入されるように配設されている。具体的には、熔体排出口13に対してランス列16を挟んで反対側に配置されたアップテーク17の近傍に、NaS電池50が投入されるように構成されているのである。
この前加工装置20においては、加工室23内にNaS電池50が連続して装入され、前加工後のNaS電池50が投入部30へと連続的に排出されるように構成されている。
Here, the charging unit 30 is disposed so that the NaS battery 50 is charged at a position farther from the melt outlet 13 than the lance row 16. Specifically, the NaS battery 50 is inserted in the vicinity of the uptake 17 disposed on the opposite side of the lance row 16 with respect to the melt outlet 13.
In the pre-processing apparatus 20, the NaS battery 50 is continuously charged in the processing chamber 23, and the NaS battery 50 after the pre-processing is continuously discharged to the input unit 30.

次に、この溶錬炉11を用いたNaS電池の処理方法について、図6のフロー図を参照して説明する。
使用済みのNaS電池50は、搬送部21によって加工室23へと搬送され、この加工室23において、切断機25及び穴明け加工機26を用いて外装容器51及び正極容器53に切断加工、電極キャップ59に穴明け加工が施される(前処理工程S1)。
なお、切断機25によって、外装容器51及び正極容器53の外周部分に切れ込みを複数形成してもよい。この場合、投入部30の第1開閉弁31と第2開閉弁32を閉止した状態で、加工室23と投入部30との間のシャッター部28を開放し、NaS電池50の一部が投入部30に位置した状態で、切断機25等で加工を行うことになる。
Next, a processing method of the NaS battery using the smelting furnace 11 will be described with reference to the flowchart of FIG.
The used NaS battery 50 is transported to the processing chamber 23 by the transport unit 21, and in this processing chamber 23, the outer container 51 and the positive electrode container 53 are cut and processed using the cutting machine 25 and the drilling machine 26. The cap 59 is drilled (pretreatment step S1).
Note that a plurality of cuts may be formed in the outer peripheral portions of the outer container 51 and the positive electrode container 53 by the cutting machine 25. In this case, with the first on-off valve 31 and the second on-off valve 32 of the input unit 30 closed, the shutter unit 28 between the processing chamber 23 and the input unit 30 is opened, and a part of the NaS battery 50 is input. Processing is performed by the cutting machine 25 or the like in a state where the part 30 is located.

切断加工及び穴明け加工が施されたNaS電池50は、投入部30を介して溶錬炉11内に投入される(投入工程S2)。まず、切断加工及び穴明け加工が施されたNaS電池50を投入部30内に移送した後に、シャッター部28を閉止して、加工室23と投入部30とを遮断する。その後、第1開閉弁31と第2開閉弁32とを同時に開放し、NaS電池50を溶錬炉11へと投入する。
また、この投入工程S2では、前述のように、熔体排出口13に対してランス列16を挟んで反対側に配置されたアップテーク17の近傍に、NaS電池50が投入されることになる。
The NaS battery 50 that has been subjected to the cutting process and the drilling process is input into the smelting furnace 11 through the input unit 30 (input process S2). First, after the NaS battery 50 that has been subjected to the cutting process and the drilling process is transferred into the input unit 30, the shutter unit 28 is closed and the processing chamber 23 and the input unit 30 are shut off. Thereafter, the first on-off valve 31 and the second on-off valve 32 are opened simultaneously, and the NaS battery 50 is put into the smelting furnace 11.
Further, in the charging step S2, as described above, the NaS battery 50 is charged in the vicinity of the uptake 17 disposed on the opposite side of the melt outlet 13 with the lance row 16 interposed therebetween. .

溶錬炉11内に投入されたNaS電池50は、例えば1220〜1240℃とされた高温の熔体中に浸漬されて溶融する(溶融工程S3)。これにより、NaS電池50の外装容器51、正極容器53、固体電解質管55が溶融し、内部に充填されていたナトリウム(Na)や硫黄(S)も溶錬炉11内に流出することになる。   The NaS battery 50 charged into the smelting furnace 11 is immersed and melted in a high-temperature melt of, for example, 1220 to 1240 ° C. (melting step S3). As a result, the outer container 51, the positive electrode container 53, and the solid electrolyte tube 55 of the NaS battery 50 are melted, and sodium (Na) and sulfur (S) filled therein also flow out into the smelting furnace 11. .

ここで、溶錬炉11内に流出したナトリウム(Na)は、溶錬炉11内の酸素によって酸化されて、溶錬炉11内において発生するスラグSgの中に吸収される。
また、溶錬炉11内に流出した硫黄(S)は、溶錬炉11内の酸素によって酸化されてSOガス等になる。
さらに、硫黄電極67に存在する多硫化ナトリウム(Na)は、ナトリウム分と硫黄分とに分解して、ナトリウム分がスラグSg中に吸収され、硫黄分がSOガス等になる。
Here, sodium (Na) flowing out into the smelting furnace 11 is oxidized by oxygen in the smelting furnace 11 and absorbed into the slag Sg generated in the smelting furnace 11.
Further, the sulfur (S) flowing out into the smelting furnace 11 is oxidized by oxygen in the smelting furnace 11 to become SO 2 gas or the like.
Further, sodium polysulfide (Na 2 S X ) present in the sulfur electrode 67 is decomposed into a sodium component and a sulfur component, the sodium component is absorbed in the slag Sg, and the sulfur component becomes SO 2 gas or the like.

また、ステンレスからなる外装容器51は、ニッケル分が粗硫酸ニッケルとして回収され、他の成分は酸化してスラグSgに吸収される。
アルミニウムからなる正極容器53、電極キャップ59、正極端子61及び負極端子62についても、酸化してスラグSgに吸収されることになる。
アルミナからなる固体電解質管55及び環状絶縁部材57は、そのままスラグSgに吸収される。
さらに、硫黄電極67を構成するグラファイトフェルトは、溶錬炉11内で燃焼し、排ガスとしてアップテーク17及びボイラー18を介して排出される。
Further, in the exterior container 51 made of stainless steel, nickel is recovered as crude nickel sulfate, and other components are oxidized and absorbed by the slag Sg.
The positive electrode container 53, the electrode cap 59, the positive electrode terminal 61, and the negative electrode terminal 62 made of aluminum are also oxidized and absorbed by the slag Sg.
The solid electrolyte tube 55 and the annular insulating member 57 made of alumina are directly absorbed by the slag Sg.
Further, the graphite felt constituting the sulfur electrode 67 burns in the smelting furnace 11 and is discharged as exhaust gas through the uptake 17 and the boiler 18.

溶錬炉11で発生したスラグSgは、熔体排出口13を介してマットMとともに分離炉3へと移送される。そして、前述のように、スラグSgは、分離炉3にてマットMから分離され、既存のスラグ回収手段によって回収される。このスラグSgは、溶融したスラグSgを水流中に落下させることによって急冷凝固させ、粒径約2mmの水砕スラグとし、セメント原料、サンドブラスト材、コンクリート用細骨材等として再利用される。
また、SOガスは、硫化銅や硫化鉄等から発生した含硫ガスとともに、硫黄分回収手段である硫酸工場に送られ、硫酸及び石膏として回収される。
こうして、NaS電池を構成するすべての部材が処理されることになる。
The slag Sg generated in the smelting furnace 11 is transferred to the separation furnace 3 together with the mat M through the melt outlet 13. As described above, the slag Sg is separated from the mat M in the separation furnace 3 and recovered by the existing slag recovery means. The slag Sg is rapidly cooled and solidified by dropping the molten slag Sg into a water stream to form a granulated slag having a particle size of about 2 mm, which is reused as a cement raw material, a sandblasting material, a fine aggregate for concrete, or the like.
In addition, the SO 2 gas is sent to a sulfuric acid factory, which is a sulfur content recovery means, together with sulfur-containing gas generated from copper sulfide, iron sulfide, etc., and is recovered as sulfuric acid and gypsum.
In this way, all members constituting the NaS battery are processed.

このような構成とされた本実施形態であるNaS電池の処理設備10及びNaS電池の前加工装置20によれば、NaS電池50を連続製銅設備1の溶錬炉11に投入することによって、ナトリウム(Na)や硫黄(S)を回収する構成とされているので、NaS電池50を解体してナトリウムや硫黄を個別に取り出す必要がなく、また、取扱いが困難な金属ナトリウムを取り扱う必要がないため、効率的にNaS電池50を処理することができる。
また、硫黄が酸化することによってSOガスが発生するが、連続製銅設備1においては恒常的にSOガスが発生するので、連続製銅設備1に設けられた既存の硫酸工場を利用することで、硫黄分を硫酸や石膏として回収することが可能となる。
According to the NaS battery processing equipment 10 and the NaS battery pre-processing device 20 of the present embodiment configured as described above, by introducing the NaS battery 50 into the smelting furnace 11 of the continuous copper making equipment 1, Since it is configured to collect sodium (Na) and sulfur (S), it is not necessary to disassemble the NaS battery 50 and take out sodium and sulfur separately, and it is not necessary to handle metallic sodium that is difficult to handle. Therefore, the NaS battery 50 can be processed efficiently.
Although SO 2 gas is generated by sulfur is oxidized, since constitutively SO 2 gas is generated in a continuous made of copper equipment 1 utilizes existing sulfuric acid plant, which is provided in a continuous made of a copper facility 1 Thus, it becomes possible to recover the sulfur content as sulfuric acid or gypsum.

さらに、溶錬炉11内でナトリウム及び硫黄を酸化させて処理しているので、ナトリウムと硫黄との存在比率が安定していなくても、ナトリウム及び硫黄を確実に処理することができる。
また、外装容器51、正極容器53、固体電解質管55、環状絶縁部材57、電極キャップ59、正極端子61及び負極端子62といった部材についても、溶錬炉11内で溶融されるため、スラグSgに回収されることになる。さらに、硫黄電極67を構成するグラファイトフェルトは、溶錬炉11内で燃焼されて、通常の排ガスとして排出されることになる。よって、NaS電池50をそのまま溶錬炉11に投入しても、焼却灰等の廃棄物が発生せず、通常の連続製銅工程によってすべて処理されることになる。
Furthermore, since sodium and sulfur are oxidized and processed in the smelting furnace 11, sodium and sulfur can be reliably processed even if the existing ratio of sodium and sulfur is not stable.
Further, since the outer container 51, the positive electrode container 53, the solid electrolyte tube 55, the annular insulating member 57, the electrode cap 59, the positive electrode terminal 61 and the negative electrode terminal 62 are also melted in the smelting furnace 11, the slag Sg It will be collected. Further, the graphite felt constituting the sulfur electrode 67 is burned in the smelting furnace 11 and discharged as normal exhaust gas. Therefore, even if the NaS battery 50 is put into the smelting furnace 11 as it is, waste such as incineration ash is not generated, and all are processed by a normal continuous copper making process.

また、NaS電池50は、熔体排出口13に対してランス列16を挟んで反対側に配置されたアップテーク17の近傍に投入されるように構成されているので、ランス15から吹き込まれた空気による熔体の流動により、投入されたNaS電池50が熔体排出口13から離間する方向に向けて移動することになり、熔体内の滞留時間が確保され、溶錬炉11内においてNaS電池50を確実に溶融することができる。
さらに、連続製銅設備1の溶錬炉11にNaS電池50を投入しているので、ナトリウム等が吸収されたスラグSgが連続的に処理されることになり、NaS電池50を連続的に投入することが可能となり、NaS電池50の処理効率を飛躍的に向上することができる。
Further, the NaS battery 50 is blown from the lance 15 because the NaS battery 50 is configured to be inserted in the vicinity of the uptake 17 arranged on the opposite side of the melt discharge port 13 with the lance row 16 interposed therebetween. Due to the flow of the melt by the air, the charged NaS battery 50 moves in a direction away from the melt discharge port 13, so that the residence time in the melt is secured, and the NaS in the smelting furnace 11. The battery 50 can be reliably melted.
Further, since the NaS battery 50 is charged into the smelting furnace 11 of the continuous copper making facility 1, the slag Sg in which sodium or the like is absorbed is continuously processed, and the NaS battery 50 is continuously charged. Thus, the processing efficiency of the NaS battery 50 can be dramatically improved.

そして、前加工装置20において、溶錬炉11に投入するNaS電池50の正極容器53や電極キャップ59に対して穴明け加工を行う構成としているので、1220〜1240℃といった高温の熔体内にNaS電池50を投入しても、正極容器53や固体電解質管55の内部圧力が異常に上昇することを防止することができ、処理作業を安定して行うことができる。また、予め穴明け加工を行うことで、固体電解質管55内のナトリウム65に熔体が速やかに接触し、ナトリウム65の酸化吸収を促進することができる。   And since it is set as the structure which drills with respect to the positive electrode container 53 and the electrode cap 59 of the NaS battery 50 thrown into the smelting furnace 11 in the pre-processing apparatus 20, it is set in the high temperature melt of 1220-1240 degreeC. Even if the NaS battery 50 is inserted, it is possible to prevent the internal pressure of the positive electrode container 53 and the solid electrolyte tube 55 from rising abnormally, and the processing operation can be performed stably. In addition, by performing drilling in advance, the melt quickly comes into contact with the sodium 65 in the solid electrolyte tube 55, and the oxidation absorption of the sodium 65 can be promoted.

さらに、前加工装置20において、溶錬炉11に投入するNaS電池50の外装容器51等に対して切断加工を行う構成としており、さらに、外装容器51の外周部分に複数の切れ込みを形成していることから、NaS電池50の外装容器51の肉厚が厚い場合や溶融し難い材料で構成されていた場合であっても、外装容器51及び正極容器53の内容物の溶融を促進することができ、確実にNaS電池50を処理することができる。   Further, the pre-processing apparatus 20 is configured to perform cutting processing on the outer container 51 of the NaS battery 50 put into the smelting furnace 11, and further, a plurality of cuts are formed in the outer peripheral portion of the outer container 51. Therefore, the melting of the contents of the outer container 51 and the positive electrode container 53 can be promoted even when the outer container 51 of the NaS battery 50 is thick or made of a material that is difficult to melt. The NaS battery 50 can be reliably processed.

また、本実施形態では、前加工装置20の加工室23に除湿した窒素ガス等の不活性ガスを導入する不活性ガス供給部27が接続されており、加工室23の内部が非酸化性雰囲気とされているので、万が一、切断加工や穴明け加工によって加工室23内にナトリウムが漏洩したとしても、ナトリウムの酸化反応や水分との反応が抑制されることになる。   Moreover, in this embodiment, the inert gas supply part 27 which introduces inert gas, such as dehumidified nitrogen gas, is connected to the process chamber 23 of the pre-processing apparatus 20, and the inside of the process chamber 23 is non-oxidizing atmosphere. Therefore, even if sodium leaks into the processing chamber 23 by cutting or drilling, the oxidation reaction of sodium and the reaction with moisture are suppressed.

また、投入部30の加工室23側に第1開閉弁31が配設され、溶錬炉11側に第2開閉弁32が配設されており、この第1開閉弁31と第2開閉弁32との間の空間に、局所排気装置33が接続されているので、第1開閉弁31と第2開閉弁32との間の空間に侵入した高温ガスを確実に除去することができる。
さらに、本実施形態では、第1開閉弁31と加工室23との間の空間にも局所排気装置33が接続されているので、万が一、第1開閉弁31と加工室23との間の空間に高温ガスが侵入したとしても、この高温ガスを局所排気装置33によって除去することができる。
Further, a first on-off valve 31 is disposed on the processing chamber 23 side of the charging unit 30, and a second on-off valve 32 is disposed on the smelting furnace 11 side. The first on-off valve 31 and the second on-off valve Since the local exhaust device 33 is connected to the space between the first on-off valve 31 and the second on-off valve 32, the high-temperature gas that has entered the space between the first on-off valve 31 and the second on-off valve 32 can be reliably removed.
Furthermore, in this embodiment, since the local exhaust device 33 is also connected to the space between the first on-off valve 31 and the processing chamber 23, the space between the first on-off valve 31 and the processing chamber 23 should be used. Even if the hot gas enters, the hot exhaust gas can be removed by the local exhaust device 33.

また、本実施形態では、加工室23と投入部30との間に、加工室23の出口を封止するシャッター部28が配設されており、投入部30の第1開閉弁31と第2開閉弁32を閉止した状態で、加工室23と投入部30との間のシャッター部28を開放することで、NaS電池50の任意の箇所に切断機25を用いて切れ込みを形成することができる。さらに、切断加工及び穴明け加工が施されたNaS電池50を投入部30内に移送した後に、シャッター部28を閉止することで、加工室23内への高温ガスの混入を防止することができる。   Further, in the present embodiment, a shutter portion 28 that seals the outlet of the processing chamber 23 is disposed between the processing chamber 23 and the input portion 30, and the first on-off valve 31 and the second valve 31 of the input portion 30 are disposed. By opening the shutter portion 28 between the processing chamber 23 and the loading portion 30 with the on-off valve 32 closed, a cut can be formed at any location of the NaS battery 50 using the cutting machine 25. . Furthermore, after the NaS battery 50 that has been subjected to the cutting process and the drilling process is transferred into the input unit 30, the shutter unit 28 is closed to prevent the hot gas from being mixed into the processing chamber 23. .

以上、本発明の実施形態であるNaS電池の処理設備及びNaS電池の前加工装置について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、NaS電池を投入する銅製錬炉として連続製銅設備の溶錬炉を使用したものとして説明したが、これに限定されることはなく、自溶炉、反射炉といった他の銅製錬炉を用いてもよい。
また、銅製錬炉を例に挙げて説明したが、これに限定されることはなく、Ni製錬炉等の他の金属の製錬設備を利用してNaS電池を処理してもよい。
As mentioned above, although the processing equipment of the NaS battery and the NaS battery pre-processing apparatus according to the embodiment of the present invention have been described, the present invention is not limited to this, and is appropriately within a range not departing from the technical idea of the present invention. It can be changed.
For example, although it demonstrated as using the smelting furnace of a continuous copper making facility as a copper smelting furnace which puts a NaS battery, it is not limited to this, Other copper smelting furnaces, such as a flash smelting furnace and a reflective furnace, It may be used.
Moreover, although the copper smelting furnace has been described as an example, the present invention is not limited to this, and the NaS battery may be processed using other metal smelting equipment such as a Ni smelting furnace.

また、処理するNaS電池の構造は、図1に示すものに限定されることはなく、他の構造のNaS電池であっても適用することができる。
さらに、外装容器毎、銅製錬炉に投入する構成としたが、外装容器から正極容器を取り出して、銅製錬炉に投入してもよい。
Further, the structure of the NaS battery to be processed is not limited to that shown in FIG. 1, and NaS batteries having other structures can be applied.
Furthermore, although it was set as the structure put into the copper smelting furnace for every exterior container, you may take out a positive electrode container from an exterior container, and may throw in into a copper smelting furnace.

1 連続製銅設備
10 NaS電池の処理設備
11 溶錬炉(金属製錬炉)
13 熔体排出口
16 ランス列
20 NaS電池の前加工装置
23 加工室
25 切断機(加工手段)
26 穴明け加工機(加工手段)
27 不活性ガス供給部(不活性ガス供給手段)
30 投入部
31 第1開閉弁
32 第2開閉弁
33 局所排気装置(局所排気手段)
50 NaS電池
Sg スラグ
1 Continuous copper making equipment 10 NaS battery processing equipment 11 Smelting furnace (metal smelting furnace)
13 Melt outlet 16 Lance row 20 NaS battery pre-processing device 23 Processing chamber 25 Cutting machine (processing means)
26 Drilling machine (machining means)
27 Inert gas supply section (inert gas supply means)
30 Input part 31 1st on-off valve 32 2nd on-off valve 33 Local exhaust apparatus (local exhaust means)
50 NaS battery Sg slag

Claims (7)

密閉容器内にナトリウムと硫黄とが収容されたNaS電池を処分するNaS電池の処理設備であって、
前記NaS電池が投入される金属製錬炉と、この金属製錬炉に投入される前記NaS電池に前処理加工を行う前加工装置と、を有し、
前記前加工装置は、前記NaS電池を収容する加工室と、この加工室内を不活性ガス雰囲気とする不活性ガス供給手段と、前記NaS電池の前記密閉容器に対して外部に連通する連通口を設ける加工手段と、このNaS電池を前記金属製錬炉に投入する投入部と、を備えていることを特徴とするNaS電池の処理設備。
A NaS battery processing facility for disposing of a NaS battery in which sodium and sulfur are contained in a sealed container,
A metal smelting furnace into which the NaS battery is charged, and a pre-processing device for pre-processing the NaS battery charged into the metal smelting furnace,
The pre-processing apparatus includes a processing chamber that houses the NaS battery, an inert gas supply unit that makes the processing chamber an inert gas atmosphere, and a communication port that communicates with the sealed container of the NaS battery. A processing facility for NaS batteries, comprising processing means to be provided and a charging section for charging the NaS batteries into the metal smelting furnace.
前記加工手段として、前記密閉容器に対して穴明けを行う穴明け加工機を備えていることを特徴とする請求項1に記載のNaS電池の処理設備。   The NaS battery processing facility according to claim 1, wherein the processing means includes a drilling machine that drills holes in the sealed container. 前記加工手段として、前記密閉容器に対して切断加工を行う切断機を備えていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のNaS電池の処理設備。   The NaS battery processing facility according to claim 1, wherein the processing unit includes a cutting machine that performs a cutting process on the sealed container. 前記投入部には、前記加工室側に位置する第1開閉弁と、前記金属製錬炉側に位置する第2開閉弁と、が設けられており、この第1開閉弁と第2開閉弁との間の空間に、局所排気手段が接続されていることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のNaS電池の処理設備。   The charging part is provided with a first on-off valve located on the processing chamber side and a second on-off valve located on the metal smelting furnace side. The first on-off valve and the second on-off valve The NaS battery processing facility according to any one of claims 1 to 3, wherein a local exhaust means is connected to a space between the first and second spaces. 前記金属製錬炉は、内部の熔体を外部へと排出する熔体排出口と、上方から垂下されたランス列と、を備えており、
前記投入部は、前記ランス列よりも前記熔体排出口から離間した位置にNaS電池を投入するように構成されていることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のNaS電池の処理設備。
The metal smelting furnace includes a melt discharge port for discharging the internal melt to the outside, and a lance row suspended from above,
The said insertion part is comprised so that a NaS battery may be thrown in in the position spaced apart from the said melt outlet from the said lance row | line | column, The any one of Claims 1-4 characterized by the above-mentioned. NaS battery processing equipment.
前記金属製錬炉は、連続製銅設備の溶錬炉であることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか一項に記載のNaS電池の処理設備。   The said metal smelting furnace is a smelting furnace of continuous copper making equipment, The processing equipment of the NaS battery as described in any one of Claims 1-5 characterized by the above-mentioned. 請求項1から請求項6に記載のNaS電池の処理設備において用いられるNaS電池の前加工装置であって、
前記NaS電池を収容する加工室と、この加工室内を不活性ガス雰囲気とする不活性ガス供給手段と、前記NaS電池の前記密閉容器に対して外部に連通する連通口を設ける加工手段と、このNaS電池を前記金属製錬炉に投入する投入部と、を備えていることを特徴とするNaS電池の前加工装置。
A NaS battery pre-processing apparatus used in the NaS battery processing facility according to claim 1,
A processing chamber for accommodating the NaS battery, an inert gas supply means for making the processing chamber an inert gas atmosphere, a processing means for providing a communication port communicating with the outside of the sealed container of the NaS battery, A NaS battery pre-processing apparatus, comprising: a charging unit for charging the NaS battery into the metal smelting furnace.
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