JP7004091B2 - Manganese recovery method and recovery equipment from waste batteries - Google Patents

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Description

本発明は、廃乾電池からの有価金属の回収方法および回収設備に関する。本発明は、とくに有価金属として、廃棄されたマンガン乾電池および/またはアルカリマンガン乾電池の主要有価成分であるマンガンを分離し、各種電池用として使用可能な程度の高純度マンガンとして回収できる、廃乾電池からのマンガン回収方法および回収設備に関する。 The present invention relates to a method and equipment for recovering valuable metals from waste dry batteries. In the present invention, manganese, which is a major valuable component of discarded manganese dry batteries and / or alkaline manganese dry batteries, can be separated as a valuable metal and recovered as high-purity manganese that can be used for various batteries. Manganese recovery method and recovery equipment.

近年、金属資源の枯渇や取引価格の上昇等により、低品位の原鉱や、精鉱、製鉄所副生成物、産業廃棄物等から有価金属を積極的に回収することが必要になってきた。例えば、有価金属の一つであるマンガンは、産業界の多岐に亘る分野で必須の金属とされており、将来、その需要量が埋蔵量を上回ることが懸念されている。とくに、製鉄所では、従来から製鋼原料としてマンガンを大量に消費しており、マンガン源の確保は、製鉄分野において極めて重要な問題である。また近年では、リチウムイオン電池を初めとする二次電池用にマンガンの消費が増大しており、この二次電池分野においても、マンガン源の確保は極めて深刻な問題となっている。 In recent years, due to the depletion of metal resources and rising transaction prices, it has become necessary to actively recover valuable metals from low-grade ore, concentrates, ironworks by-products, industrial waste, etc. .. For example, manganese, which is one of the valuable metals, is regarded as an essential metal in various fields of industry, and there is concern that its demand will exceed its reserves in the future. In particular, steelworks have traditionally consumed a large amount of manganese as a raw material for steelmaking, and securing a manganese source is an extremely important issue in the steelmaking field. In recent years, the consumption of manganese for secondary batteries such as lithium-ion batteries has been increasing, and securing a manganese source has become an extremely serious problem in this secondary battery field as well.

一方、日本国内では、莫大な量の乾電池が生産され、消費され、産業廃棄物として処分および破棄されている。産業廃棄物として破棄されている乾電池(廃乾電池)の一部には、マンガン含有率が高いものが存在する。例えば、1次電池として代表的なマンガン乾電池およびアルカリマンガン乾電池は、正極材料として二酸化マンガンを使用し、負極材料として亜鉛を使用している。マンガン乾電池においては、電解液に塩化亜鉛を使用する場合がある。また、これらの乾電池の外筒部には鉄が使用されている。 On the other hand, in Japan, a huge amount of dry batteries are produced, consumed, and disposed of as industrial waste. Some of the dry batteries (waste dry batteries) that are discarded as industrial waste have a high manganese content. For example, a manganese dry battery and an alkaline manganese dry battery, which are typical as primary batteries, use manganese dioxide as a positive electrode material and zinc as a negative electrode material. In manganese dry batteries, zinc chloride may be used as the electrolytic solution. Further, iron is used for the outer cylinder portion of these dry batteries.

したがって、これらの廃乾電池からマンガン成分を回収し、これを製鋼原料として再利用する技術が要望されている。こうした観点から、最近では、廃乾電池から、亜鉛、鉄、炭素のみならず、マンガンをも回収する技術が種々提案されている。 Therefore, there is a demand for a technique for recovering a manganese component from these waste dry batteries and reusing it as a raw material for steelmaking. From this point of view, various techniques for recovering not only zinc, iron and carbon but also manganese from waste batteries have recently been proposed.

例えば、特許文献1には、廃乾電池からマンガン電池およびアルカリマンガン電池を選別し、破砕、篩い分けして粉粒体を得、得られた粉粒体に希塩酸または希硫酸で溶解処理する酸処理を施し、二酸化マンガンおよび炭素含有混合物を分離回収する、廃乾電池からの冶金原料の回収方法が提案されている。特許文献1に記載された技術により回収された、二酸化マンガンおよび炭素含有混合物は、フェロマンガン製造の出発原料として、あるいはフェロマンガンに代わり精錬炉にて直接使用する材料として利用できるとしている。 For example, in Patent Document 1, manganese batteries and alkaline manganese batteries are selected from waste dry batteries, crushed and screened to obtain powders and granules, and the obtained powders and granules are subjected to acid treatment by dissolving them with dilute hydrochloric acid or dilute sulfuric acid. A method for recovering a metallurgical raw material from a waste dry battery has been proposed in which manganese dioxide and a carbon-containing mixture are separated and recovered. The manganese dioxide and carbon-containing mixture recovered by the technique described in Patent Document 1 can be used as a starting material for ferromanganese production or as a material directly used in a smelting furnace in place of ferromanganese.

また、特許文献2には、廃乾電池より二酸化マンガンと塩化亜鉛とを分離回収する技術が提案されている。特許文献2に記載された技術は、廃乾電池の中からマンガンと亜鉛とを多く含む材料を得、この材料を水洗し、塩酸に溶解し、不溶解物(炭素粉等)を除去して、塩化マンガンと塩化亜鉛との混合水溶液としその溶液を浄液により不純物を除去したのち、加熱濃縮し、その濃縮物に過塩素酸を加えて加熱し、溶液中の塩化マンガンを二酸化マンガンに酸化し、二酸化マンガンと塩化亜鉛との固形混合物を得たのち、得られた固形混合物に水を加えて塩化亜鉛を溶解し、ろ過して、不溶性の二酸化マンガンと水溶性の塩化亜鉛とを分離し回収する技術である。なお、特許文献2に記載された技術では、塩化亜鉛溶液は、有機溶剤に溶解して塩化亜鉛の精製物を得るとしている。特許文献2に記載された技術のポイントは、塩化マンガンを少量の過塩素酸で二酸化マンガンにすることにあり、特許文献2に記載された技術で得られた二酸化マンガンと塩化亜鉛とは、新しいマンガン乾電池の製造に使用することが可能であるとしている。 Further, Patent Document 2 proposes a technique for separating and recovering manganese dioxide and zinc chloride from a waste dry cell. The technique described in Patent Document 2 is to obtain a material containing a large amount of manganese and zinc from a waste dry cell, wash the material with water, dissolve it in hydrochloric acid, and remove insoluble matter (carbon powder, etc.). After making a mixed aqueous solution of manganese chloride and zinc chloride and removing impurities by purifying the solution, heat and concentrate, add perchloric acid to the concentrate and heat, and oxidize manganese chloride in the solution to manganese dioxide. After obtaining a solid mixture of manganese dioxide and zinc chloride, water is added to the obtained solid mixture to dissolve zinc chloride, and the mixture is filtered to separate and recover insoluble manganese dioxide and water-soluble zinc chloride. It is a technology to do. In the technique described in Patent Document 2, the zinc chloride solution is dissolved in an organic solvent to obtain a purified product of zinc chloride. The point of the technique described in Patent Document 2 is to convert manganese chloride into manganese dioxide with a small amount of perchloric acid, and manganese dioxide and zinc chloride obtained by the technique described in Patent Document 2 are new. It is said that it can be used in the manufacture of manganese dry batteries.

また、特許文献3~5には、廃乾電池を粉砕、篩分けしたマンガン含有粉粒体に、酸あるいは酸と還元剤とを作用させ、得られたマンガン溶液にさらに、オゾンを作用させることでマンガンのみを酸化物として沈殿させて、廃乾電池から有価成分であるマンガンを回収する技術が記載されている。 Further, in Patent Documents 3 to 5, an acid or an acid and a reducing agent are allowed to act on manganese-containing powders obtained by crushing and sieving waste dry batteries, and ozone is further allowed to act on the obtained manganese solution. A technique for recovering manganese, which is a valuable component, from a waste dry cell by precipitating only manganese as an oxide is described.

より具体的には、特許文献3には、廃乾電池からの有価成分の回収方法が提案されている。特許文献3に記載された技術では、廃乾電池からマンガン乾電池および/またはアルカリマンガン乾電池を選別する工程と、選別工程で選別した乾電池を破砕、篩い分けして粉粒体を得る粉砕・篩い分け工程と、粉砕・篩い分け工程で得られた粉粒体と酸溶液と還元剤とを混合して、該粉粒体からマンガンおよび亜鉛を浸出させる酸浸出工程と、酸浸出工程で得られた浸出液と浸出残渣とを固液分離する第1固液分離工程と、第1固液分離工程で分離された浸出液にオゾンを作用させて、該浸出液中に含まれるマンガンイオンを酸化して沈殿させ、マンガン含有沈殿物と亜鉛イオン含有溶液とを得るオゾン処理工程と、オゾン処理工程で得られたマンガン含有沈殿物と亜鉛イオン含有溶液とを固液分離する第2固液分離工程とを、順次経て、廃乾電池に含まれるマンガン成分をマンガン含有沈殿物として回収している。これにより、特許文献3に記載された技術では、廃乾電池から、亜鉛、炭素などの混入が極めて少ない高純度のマンガンを取り出すことができるとしている。なお、特許文献3では、亜鉛イオン含有溶液にアルカリ剤を添加して、亜鉛イオン含有溶液中の亜鉛イオンを亜鉛含有沈殿物とするアルカリ沈殿処理工程を施して、廃乾電池に含まれる亜鉛成分を回収している。 More specifically, Patent Document 3 proposes a method for recovering valuable components from waste batteries. In the technique described in Patent Document 3, a step of selecting a manganese dry battery and / or an alkaline manganese dry battery from a waste dry battery, and a crushing / sieving step of crushing and sieving the dry battery selected in the sorting step to obtain powders and granules. And the acid leaching step of mixing the powder and granules obtained in the crushing and sieving step with the acid solution and the reducing agent to leached manganese and zinc from the powder and granules, and the leachate obtained in the acid leaching step. Ozone is allowed to act on the leachate separated in the first solid-liquid separation step of solid-liquid separation and the first solid-liquid separation step to oxidize and precipitate the manganese ions contained in the leachate. The ozone treatment step of obtaining the manganese-containing precipitate and the zinc ion-containing solution and the second solid-liquid separation step of solid-liquid separating the manganese-containing precipitate obtained in the ozone treatment step and the zinc ion-containing solution are sequentially performed. , The manganese component contained in the waste dry battery is recovered as a manganese-containing precipitate. As a result, according to the technique described in Patent Document 3, it is possible to extract high-purity manganese from a waste dry cell with extremely little contamination of zinc, carbon and the like. In Patent Document 3, an alkaline agent is added to the zinc ion-containing solution, and an alkaline precipitation treatment step is performed in which the zinc ions in the zinc ion-containing solution are used as a zinc-containing precipitate to remove the zinc component contained in the waste dry battery. It is being collected.

また、特許文献4には、廃乾電池からの資源の分離方法が提案されている。特許文献4に記載された技術では、廃乾電池からマンガン乾電池および/またはアルカリマンガン乾電池を選別する工程と、選別工程で選別した乾電池を破砕、篩い分けして粉粒体を得る粉砕・篩い分け工程と、酸溶液を用いて粉粒体に酸浸出処理を施し、マンガンおよび亜鉛を浸出した浸出液とマンガンを含有する浸出残渣とを得る酸浸出工程と、酸浸出工程で得られた浸出液と浸出残渣とを固液分離する第1固液分離工程と、第1固液分離工程で分離された浸出液にオゾンを作用させて、該浸出液中に含まれるマンガンイオンを酸化して沈殿させ、マンガン含有沈殿物と亜鉛イオン含有溶液とを得るオゾン処理工程と、オゾン処理工程で得られたマンガン含有沈殿物と亜鉛イオン含有溶液とを固液分離する第2固液分離工程とを、順次経て、廃乾電池に含まれるマンガン成分を浸出残渣とマンガン含有沈殿物とし、廃乾電池に含まれる亜鉛成分を亜鉛イオン含有溶液として分離している。 Further, Patent Document 4 proposes a method for separating resources from waste batteries. In the technique described in Patent Document 4, a step of selecting a manganese dry battery and / or an alkaline manganese dry battery from a waste dry battery, and a crushing / sieving step of crushing and sieving the selected dry battery in the sorting step to obtain powders and granules. An acid leaching step of subjecting the powder and granules to an acid leaching treatment using an acid solution to obtain a leaching solution containing manganese and zinc and a leaching residue containing manganese, and a leaching solution and a leaching residue obtained in the acid leaching step. Ozone is allowed to act on the leachate separated in the first solid-liquid separation step and the first solid-liquid separation step to oxidize and precipitate the manganese ions contained in the leachate, resulting in manganese-containing precipitation. A waste dry battery is sequentially subjected to an ozone treatment step for obtaining a product and a zinc ion-containing solution and a second solid-liquid separation step for solid-liquid separation between the manganese-containing precipitate obtained in the ozone treatment step and the zinc ion-containing solution. The manganese component contained in the waste dry cell is separated as a leachate residue and a manganese-containing precipitate, and the zinc component contained in the waste dry battery is separated as a zinc ion-containing solution.

そして、特許文献5には、高品位金属マンガンの製造方法が記載されている。特許文献5に記載された技術は、アーク溶解炉に、マンガン含有物質と、さらに還元剤およびフラックスとを装入し、通電および/または還元剤の反応熱により、マンガン含有物質を還元し、金属マンガンとする、高品位金属マンガンの製造方法である。特許文献5に記載された技術では、マンガン含有物質として、廃乾電池に含まれるマンガンを酸浸出処理し、得られた酸浸出液にオゾン処理を施し、マンガンのみを酸化物として沈殿させたのち、分離処理を施して得られたマンガン含有物質を用いている。 Further, Patent Document 5 describes a method for producing high-grade metallic manganese. In the technique described in Patent Document 5, a manganese-containing substance and a reducing agent and a flux are charged into an arc melting furnace, and the manganese-containing substance is reduced by energization and / or the reaction heat of the reducing agent to reduce the metal. This is a method for producing high-grade metallic manganese, which is manganese. In the technique described in Patent Document 5, manganese contained in a waste dry cell is subjected to acid leaching treatment as a manganese-containing substance, the obtained acid leaching solution is subjected to ozone treatment, and only manganese is precipitated as an oxide and then separated. The manganese-containing substance obtained by the treatment is used.

また、特許文献6~7には、3価鉄に鉄還元細菌を作用させて得られた2価鉄を利用して、金属酸化物または金属水酸物からマンガンを浸出させて、マンガンを回収する技術が記載されている。 Further, in Patent Documents 6 to 7, manganese is recovered by leaching manganese from a metal oxide or a metal hydroxide by using ferric iron obtained by reacting ferric iron with iron-reducing bacteria. The technology to be used is described.

より具体的には、特許文献6には、金属回収方法が提案されている。特許文献6に記載された技術は、金属酸化物および金属水酸化物からなる群に、鉄還元細菌を作用させ、3価鉄を2価鉄に還元し、得られた2価鉄を用いて、金属酸化物および金属水酸化物からなる群に含まれるコバルト、ニッケル、マンガン等の金属を浸出させ、浸出液と残渣を生成し、得られた浸出液と残渣とを分離し、所望の金属を回収する方法である。この技術によれば、金属酸化物および金属水酸化物に含まれる低品位の金属を高速・高効率に回収することができるとしている。 More specifically, Patent Document 6 proposes a metal recovery method. In the technique described in Patent Document 6, iron-reducing bacteria are allowed to act on a group consisting of a metal oxide and a metal hydroxide to reduce trivalent iron to divalent iron, and the obtained divalent iron is used. , Metals such as cobalt, nickel, and manganese contained in the group consisting of metal oxides and metal hydroxides are leached to generate a leachate and a residue, and the obtained leachate and the residue are separated to recover the desired metal. How to do it. According to this technology, low-grade metals contained in metal oxides and metal hydroxides can be recovered at high speed and with high efficiency.

また、特許文献7には、マンガン回収方法が提案されている。特許文献7に記載された技術は、3価鉄イオンを含む処理液に、マンガンを含有する被処理物および鉄還元細菌を混合し、3価鉄イオンを2価鉄イオンに還元し、該2価鉄イオンを還元剤として前記被処理物からマンガンイオンを浸出させる浸出工程と、得られた浸出液を固液分離する固液分離工程と、該固液分離工程後の分離液中に含まれるマンガンイオンを酸化して不溶化する不溶化工程と、得られたマンガン成分を沈殿分離して回収する工程とを有する技術である。これにより、マンガン類を比較的緩やかな条件で高い濃縮率で濃縮して回収でき、かつ大量の被処理物から安価かつ簡便にマンガンを回収できるとしている。 Further, Patent Document 7 proposes a manganese recovery method. In the technique described in Patent Document 7, a treatment liquid containing ferric iron ion is mixed with a manganese-containing object to be treated and iron-reducing bacteria, and trivalent iron ion is reduced to ferric iron ion. A leaching step of leaching manganese ions from the object to be treated using iron ion as a reducing agent, a solid-liquid separation step of solid-liquid separating the obtained leachate, and manganese contained in the separation liquid after the solid-liquid separation step. It is a technique having an insolubilization step of oxidizing ions to insolubilize, and a step of precipitating and separating and recovering the obtained manganese component. As a result, manganese can be concentrated and recovered at a high concentration rate under relatively mild conditions, and manganese can be recovered inexpensively and easily from a large amount of object to be treated.

特開2007-012527号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2007-012527 特開平11-191439号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 11-191439 国際公開第2015/162902号International Publication No. 2015/162902 特開2015-206077号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2015-206777 特開2016-156074号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-156074 特開2007-113116号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2007-113116 特開2014-5496号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-5496

しかしながら、現状では、廃棄されたマンガン乾電池やアルカリマンガン乾電池等の廃乾電池からの有価金属の回収は、亜鉛精錬メーカーが廃乾電池に含まれる亜鉛の一部を回収しているか、或いは一部電炉メーカーが廃乾電池に含まれる鉄や炭素の一部を回収しているに過ぎない。廃乾電池に含まれる有価金属の多くが回収されることなく、廃材として埋め立て処理等に回されている。これは、廃乾電池に含まれる各種有価金属を分離することが技術的に難しいことや、経済性に不利となる等の問題を残していることなどに起因している。 However, at present, for the recovery of valuable metals from waste batteries such as discarded manganese dry batteries and alkaline manganese dry batteries, the zinc refining maker recovers a part of zinc contained in the waste dry battery, or a part of the electric furnace maker. Is only recovering some of the iron and carbon contained in the waste batteries. Most of the valuable metals contained in the waste batteries are not recovered and are sent to landfills as waste materials. This is due to the fact that it is technically difficult to separate various valuable metals contained in waste dry batteries, and that there are still problems such as disadvantages in terms of economy.

この点、特許文献2には、回収されたマンガンが新しいマンガン乾電池の製造に使用可能である旨の記載がある。しかし、特許文献2に記載された技術には、手順が煩雑であるという問題、また加熱濃縮などエネルギーを多大に消費する工程を含み、製造コストが高騰するという問題がある。
さらに、特許文献2以外の上記した特許文献に記載された技術により廃乾電池から回収されたマンガンはいずれも、二次電池の電極材用原料としては純度が低いという問題がある。
In this regard, Patent Document 2 describes that the recovered manganese can be used for manufacturing a new manganese dry battery. However, the technique described in Patent Document 2 has a problem that the procedure is complicated and a problem that the manufacturing cost rises because it includes a process that consumes a large amount of energy such as heating and concentrating.
Further, all of the manganese recovered from the waste dry batteries by the techniques described in the above-mentioned patent documents other than Patent Document 2 have a problem of low purity as a raw material for an electrode material of a secondary battery.

回収したマンガンを、二次電池の電極材用原料として使用する場合には、その純度が高いことが要求される。というのは、二次電池の電極材中に混入した不純物は、放電容量や繰返し特性などの二次電池性能に重大な影響を及ぼし、二次電池の性能を著しく低下させる原因となるからである。さらに近年では、二次電池の電極材中に混入した不純物の存在が、短絡による電池の発火等の原因にもなることが分かってきている。したがって、二次電池の電極材用原料として用いるマンガンには、不純物を厳しく低減することが要求されている。 When the recovered manganese is used as a raw material for an electrode material of a secondary battery, its purity is required to be high. This is because impurities mixed in the electrode material of the secondary battery have a significant effect on the performance of the secondary battery such as discharge capacity and repeatability, and cause a significant deterioration in the performance of the secondary battery. .. Furthermore, in recent years, it has become clear that the presence of impurities mixed in the electrode material of a secondary battery may cause ignition of the battery due to a short circuit. Therefore, manganese used as a raw material for an electrode material of a secondary battery is required to strictly reduce impurities.

しかしながら、上記した従来技術では、廃乾電池からマンガン成分を容易かつ低コストで高純度に回収することは極めて困難であった。そのため、従来技術では廃乾電池中のマンガンは有効にリサイクルされてこなかった。 However, with the above-mentioned conventional technique, it is extremely difficult to recover the manganese component from the waste dry cell easily and at low cost with high purity. Therefore, in the prior art, manganese in waste batteries has not been effectively recycled.

本発明は、上記した従来技術の問題に鑑みてなされたものであり、廃乾電池中に含まれるマンガンを、亜鉛、鉄、炭素などの不純物の混入が極めて少ない高純度のマンガン含有溶液として回収できる、廃乾電池からのマンガン回収方法および回収設備を提供することを目的とする。
なお、ここでいう「高純度のマンガン含有溶液」とは、溶液中に、不純物として、亜鉛(Zn)、鉄(Fe)、炭素(C)等が常用のJIS規格に規定される分析法を用いた分析でいずれも分析限界未満、例えば0.1mg/L未満であるマンガン含有溶液をいうものとする。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and manganese contained in a waste dry cell can be recovered as a high-purity manganese-containing solution containing extremely little contamination of impurities such as zinc, iron, and carbon. , Aim to provide a method and equipment for recovering manganese from waste batteries.
The term "high-purity manganese-containing solution" as used herein refers to an analytical method in which zinc (Zn), iron (Fe), carbon (C), etc. are commonly used as impurities in the solution. All of the analyzes used refer to manganese-containing solutions that are below the analysis limit, for example, less than 0.1 mg / L.

廃乾電池から、マンガン乾電池および/またはアルカリマンガン乾電池を選別し、これらを破砕して篩い分けすると、乾電池を構成する材料が篩上の固形物と篩下の粉粒体とに分離される。乾電池を構成する材料のうち、主に鉄皮状包装材、亜鉛缶、真鍮棒、紙材、プラスチック等は、破砕後に箔状や片状の固形物となり、篩上に分離される。一方、二酸化マンガン、炭素、塩化亜鉛、塩化アンモン、苛性カリ、或いは更に放電により生成したMnO(OH)やZn(OH)2、Mn(OH)2、ZnO等は、粉粒体となり、篩下に分離される。なお、通常、この粉粒体には、微量の鉄が不可避的に混入する。When a manganese dry cell and / or an alkaline manganese dry cell is selected from the waste dry cell, and these are crushed and sieved, the material constituting the dry cell is separated into a solid substance on the sieve and a powder or granule under the sieve. Among the materials constituting the dry battery, mainly iron-skin-like packaging materials, zinc cans, brass rods, paper materials, plastics and the like become foil-like or piece-like solids after crushing and are separated on a sieve. On the other hand, manganese dioxide, carbon, zinc chloride, ammon chloride, caustic potash, or MnO (OH), Zn (OH) 2 , Mn (OH) 2 , ZnO, etc. generated by discharge become powders and granules under the sieve. Be separated. Normally, a small amount of iron is inevitably mixed in the powder or granular material.

本発明者らは、上記した目的を達成するために、廃乾電池に含まれるマンガンを、不純物が少ない高純度のマンガン含有溶液として回収するために有効な、不純物の分離手段について、鋭意検討した。とくに、本発明者らは、廃乾電池から、マンガン乾電池およびアルカリマンガン乾電池の一方または両方を選別し、更に破砕、篩い分けすることにより得られた粉粒体から如何にして目的外成分(不純物)を除去するかについて鋭意検討した。
その結果、本発明者らは、上記のとおり得られた粉粒体に、まず所定の加熱処理を施すことに思い至った。本発明者らは、上記粉粒体に、不活性ガス雰囲気または還元性雰囲気中(つまり、非酸化性雰囲気中)で加熱処理を施すと、粉粒体に含まれる亜鉛を高効率で、高純度亜鉛として、容易に除去することができることを知見した。
そして、さらに、本発明者らは、加熱処理済みの粉粒体に酸と還元剤とを作用させて、マンガン、鉄、さらに残存する亜鉛を浸出させた浸出液を得たのち、この浸出液から、所定の手順に従って、残存する亜鉛成分と、鉄成分とを選択的に沈殿・分離させれば、その沈殿・分離工程の順序にかかわらず、高純度のマンガン溶液を簡便かつ安価に得ることができることを知見した。
In order to achieve the above-mentioned object, the present inventors have diligently studied a means for separating impurities, which is effective for recovering manganese contained in a waste dry cell as a high-purity manganese-containing solution having few impurities. In particular, the present inventors have selected unintended components (impurities) from powders and granules obtained by selecting one or both of manganese dry batteries and alkaline manganese dry batteries from waste batteries, and further crushing and sieving them. Diligently examined whether to remove.
As a result, the present inventors have come up with the idea that the powder or granular material obtained as described above is first subjected to a predetermined heat treatment. When the above-mentioned powder or granular material is heat-treated in an inert gas atmosphere or a reducing atmosphere (that is, in a non-oxidizing atmosphere), the present inventors can obtain zinc contained in the powder or granular material with high efficiency and high efficiency. It was found that it can be easily removed as pure zinc.
Further, the present inventors apply an acid and a reducing agent to the heat-treated powders and granules to obtain a leachate in which manganese, iron, and residual zinc are leached out, and then the leachate is used to obtain a leachate. By selectively precipitating and separating the remaining zinc component and the iron component according to a predetermined procedure, a high-purity manganese solution can be easily and inexpensively obtained regardless of the order of the precipitation and separation steps. Was found.

より具体的な一態様として、本発明者らは、該浸出液に、水硫化ナトリウムNaHS等の硫化物を作用させることにより、まず浸出液中に残存する亜鉛イオンを硫化物(亜鉛含有硫化物)として選択的に沈殿させる硫化物沈殿処理工程と、得られた亜鉛含有沈殿物を分離する亜鉛分離工程とを施すことにより、浸出液から亜鉛成分を更に除去できることを知見した(手順Aにおける亜鉛除去工程)。そして、本発明者らは、上記亜鉛除去工程後に残された溶液(第1溶液)中の亜鉛イオン濃度を分析限界である0.1mg/L未満に容易に低減できることを見いだした。加えて、本発明者らは、作用させる硫化物の量、硫化物イオンの濃度、浸出液のpHを調整することにより、浸出液から残存する亜鉛成分をより良好に分離できることも見いだした。
そして、亜鉛を分析限界未満となるまでに分離した第1溶液に、さらに酸化処理工程を施し、鉄イオンを鉄含有沈殿物として更に分離(鉄分離工程)すれば、鉄成分の分離後に残された溶液(第2溶液)として、高純度のマンガン溶液を簡便かつ安価に得ることができることを知見した(手順Aにおける鉄除去工程)。
As a more specific embodiment, the present inventors first treat zinc ions remaining in the leachate as sulfides (zinc-containing sulfides) by allowing a sulfide such as sodium hydrosulfide NaHS to act on the leachate. It was found that the zinc component can be further removed from the leachate by performing a sulfide precipitation treatment step of selectively precipitating and a zinc separation step of separating the obtained zinc-containing precipitate (zinc removal step in procedure A). .. Then, the present inventors have found that the zinc ion concentration in the solution (first solution) left after the zinc removal step can be easily reduced to less than the analysis limit of 0.1 mg / L. In addition, the present inventors have also found that by adjusting the amount of sulfide to act on, the concentration of sulfide ions, and the pH of the leachate, the zinc component remaining from the leachate can be better separated.
Then, if the first solution separated from zinc to below the analysis limit is further subjected to an oxidation treatment step and iron ions are further separated as an iron-containing precipitate (iron separation step), it is left after the iron component is separated. It was found that a high-purity manganese solution can be easily and inexpensively obtained as the solution (second solution) (iron removal step in procedure A).

また、具体的な他の態様として、本発明者らは、残存する亜鉛成分に先立って鉄成分を除去させる場合には、得られた浸出液を酸化して鉄含有沈殿物を生成させる酸化処理工程と、得られた鉄含有沈殿物を分離する鉄分離工程とを行うことに思い至った(手順B)。本発明者らは、浸出液を、例えば空気で酸化させることにより、浸出液中に含まれる鉄イオンを、例えば水酸化物として選択的に沈殿させて、浸出液から鉄成分のみを優先的に分離しつつ、鉄成分の分離後に残された溶液(第1溶液)中の鉄イオン濃度を大幅に低減できることを知見した。加えて、本発明者らは、浸出液のpHを調整することにより、浸出液から鉄成分のみをより良好に分離できることも見いだした。
そして、鉄成分を分離した後の第1溶液に、続いて水硫化ナトリウムNaHS等の硫化物を作用させる硫化物沈殿処理を施して、残存する亜鉛イオンを亜鉛含有沈殿物として更に分離すれば、分離後に残された溶液(第2溶液)として、高純度のマンガン溶液を簡便かつ安価に得ることができることを知見した。
Further, as a specific other embodiment, when the iron component is removed prior to the remaining zinc component, the present inventors oxidize the obtained leachate to form an iron-containing precipitate. I came up with the idea of performing an iron separation step to separate the obtained iron-containing precipitate (procedure B). The present inventors selectively precipitate iron ions contained in the leachate, for example, as a hydroxide by oxidizing the leachate with air, for example, while preferentially separating only the iron component from the leachate. , It was found that the iron ion concentration in the solution (first solution) left after the separation of the iron component can be significantly reduced. In addition, the present inventors have also found that by adjusting the pH of the leachate, only the iron component can be better separated from the leachate.
Then, the first solution after separating the iron component is subsequently subjected to a sulfide precipitation treatment in which a sulfide such as sodium hydrosulfide NaHS acts, and the remaining zinc ions are further separated as a zinc-containing precipitate. It has been found that a high-purity manganese solution can be easily and inexpensively obtained as the solution (second solution) left after separation.

まず、本発明者らが上記手順(A)および(B)のそれぞれに沿って行った実験(A)および(B)の結果について、説明する。 First, the results of the experiments (A) and (B) conducted by the present inventors according to the above procedures (A) and (B) will be described.

実験(A)
廃乾電池から、マンガン乾電池およびアルカリマンガン乾電池を選別し(選別工程)、更に破砕・篩い分け工程を施して粉粒体を得た。
得られた粉粒体に、さらに還元剤として黒鉛を、黒鉛配合比率(:黒鉛/粉粒体)として、質量比で0~1の範囲となるように配合した。ついで、各種比率で黒鉛を配合した粉粒体に、非酸化性雰囲気である窒素ガス雰囲気の加熱炉で、加熱温度:1000℃、加熱時間:30分の加熱処理工程を施した。加熱処理前後の粉粒体について、重量および亜鉛含有量を測定し、加熱処理前と加熱処理後との粉粒体に含まれる亜鉛含有量の差から、次式に従って加熱処理による亜鉛除去率を算出した。
亜鉛除去率[%]=(加熱処理前の粉粒体中のZn含有量[kg]-加熱処理後の粉粒体中のZn含有量[kg])×100/加熱処理前の粉粒体中のZn含有量[kg]
得られた結果を、加熱処理工程における還元剤(黒鉛)の配合比率と亜鉛除去率との関係を示すグラフとして図4に示す。
Experiment (A)
From the waste batteries, manganese dry batteries and alkaline manganese dry batteries were sorted (sorting step), and further crushed and sieved to obtain powders and granules.
Graphite was further added to the obtained powder or granular material as a reducing agent in a graphite mixing ratio (: graphite / powder or granular material) so that the mass ratio was in the range of 0 to 1. Then, the powder or granular material containing graphite in various ratios was subjected to a heat treatment step of a heating temperature of 1000 ° C. and a heating time of 30 minutes in a heating furnace having a nitrogen gas atmosphere, which is a non-oxidizing atmosphere. The weight and zinc content of the powder and granules before and after the heat treatment are measured, and the zinc removal rate by the heat treatment is determined according to the following formula from the difference in the zinc content contained in the powder and granules before and after the heat treatment. Calculated.
Zinc removal rate [%] = (Zn content in the powder or granular material before heat treatment [kg] -Zn content in the powder or granular material after heat treatment [kg]) x 100 / Powder or granular material before heat treatment Zn content in [kg]
The obtained results are shown in FIG. 4 as a graph showing the relationship between the blending ratio of the reducing agent (graphite) and the zinc removal rate in the heat treatment step.

図4から、黒鉛配合比率:0の場合(つまり、加熱処理工程において還元剤としての黒鉛を配合しない場合)でも、亜鉛除去率:84%となっていることがわかる。これは、以下のメカニズムによるものと推察される。すなわち、粉粒体中に乾電池由来で含まれていた黒鉛とZnOとの反応で、まず、ZnOがZn(亜鉛)に還元される。亜鉛の沸点は900℃前後であるため、加熱温度が1000℃である場合には、生成した亜鉛は亜鉛蒸気として、粉粒体から揮発除去される。
さらに図4からは、黒鉛の配合比率を高めるにつれて亜鉛除去率は上昇し、最大で96%の亜鉛除去率が得られることもわかる。しかし、図4から判断して、黒鉛配合比率が0.5を超えて高まっても、亜鉛除去率の著しい向上は望めないこともわかる。
From FIG. 4, it can be seen that the zinc removal rate is 84% even when the graphite blending ratio is 0 (that is, when graphite as a reducing agent is not blended in the heat treatment step). This is presumed to be due to the following mechanism. That is, ZnO is first reduced to Zn (zinc) by the reaction between the graphite contained in the powder or granular material derived from the dry cell and ZnO. Since the boiling point of zinc is around 900 ° C, when the heating temperature is 1000 ° C, the produced zinc is volatilized and removed from the powder or granular material as zinc vapor.
Further, from FIG. 4, it can be seen that the zinc removal rate increases as the mixing ratio of graphite is increased, and a maximum zinc removal rate of 96% can be obtained. However, judging from FIG. 4, it can be seen that even if the graphite blending ratio increases beyond 0.5, a significant improvement in the zinc removal rate cannot be expected.

なお、粉粒体の加熱処理は、不活性雰囲気または還元性雰囲気の非酸化性雰囲気中で行う。大気雰囲気等の酸化性雰囲気では、粉粒体中に含まれる、または、粉粒体に添加された黒鉛の一部が、ZnOではなく空気中の酸素と反応し燃焼する。そのため、ZnOから亜鉛への還元が阻害される。また、加熱処理により、粉粒体に含まれていた亜鉛の大部分は揮発除去されるが、図4からもわかるとおり、通常、加熱処理済みの粉粒体中には多少の亜鉛成分が残存する。 The heat treatment of the powder or granular material is performed in a non-oxidizing atmosphere having an inert atmosphere or a reducing atmosphere. In an oxidizing atmosphere such as an air atmosphere, a part of the graphite contained in the powder or granular material or added to the powder or granular material reacts with oxygen in the air instead of ZnO and burns. Therefore, the reduction of ZnO to zinc is inhibited. In addition, most of the zinc contained in the powder or granular material is volatilized and removed by the heat treatment, but as can be seen from FIG. 4, a small amount of zinc component usually remains in the heat-treated powder or granular material. do.

つぎに、加熱処理を施された粉粒体に酸溶液と還元剤とを作用させて、粉粒体に含まれるマンガン成分、鉄成分、さらには残存する亜鉛成分を浸出液中に浸出させる酸浸出処理を施した(酸浸出工程)。また、この酸浸出工程における、マンガン成分の浸出率に与える還元剤の添加量の影響について調査した。
廃乾電池から、マンガン乾電池やアルカリマンガン乾電池を選別し、更に破砕・篩い分け工程を施して得られた粉粒体に、黒鉛等の還元剤を添加することなく窒素雰囲気(不活性雰囲気)中で加熱温度:1000℃で30分間加熱処理を施した。得られた加熱処理済みの粉粒体に、酸溶液と還元剤とを混合する酸浸出工程を実施した。酸浸出処理条件はつぎのとおりとした。この酸浸出工程によって、少なくともマンガンイオンと、残存する亜鉛イオンと、鉄イオンとを含有する浸出液と、それ以外の浸出残渣との混合物が得られた。
酸溶液:硫酸50mL
硫酸濃度:1.5mol/L(質量%濃度約13.2%)
還元剤:35%過酸化水素水H2O2
還元剤添加量:0g(0g/L)、0.56g(11g/L)、1.1g(22g/L)、1.7g(33g/L)、2.2g(45g/L)
酸浸出処理時間:1時間(攪拌処理)
粉粒体と酸溶液との固液比:100g/L
Next, the acid solution and the reducing agent are allowed to act on the heat-treated powder or granular material, and the manganese component, the iron component, and the remaining zinc component contained in the powder or granular material are leached into the leachate. Treated (acid leaching step). In addition, the effect of the amount of the reducing agent added on the leaching rate of the manganese component in this acid leaching step was investigated.
Manganese dry batteries and alkaline manganese dry batteries are selected from the waste batteries, and the powders and granules obtained by further crushing and sieving are subjected to a nitrogen atmosphere (inert atmosphere) without adding a reducing agent such as graphite. Heating temperature: Heat treatment was performed at 1000 ° C. for 30 minutes. An acid leaching step of mixing an acid solution and a reducing agent was carried out in the obtained heat-treated powders and granules. The acid leaching treatment conditions were as follows. By this acid leaching step, a mixture of a leachate containing at least manganese ion, residual zinc ion, iron ion, and other leaching residue was obtained.
Acid solution: Sulfuric acid 50mL
Sulfuric acid concentration: 1.5 mol / L (mass% concentration about 13.2%)
Reducing agent: 35% hydrogen peroxide solution H 2 O 2
Reducing agent addition amount: 0g (0g / L), 0.56g (11g / L), 1.1g (22g / L), 1.7g (33g / L), 2.2g (45g / L)
Acid leaching treatment time: 1 hour (stirring treatment)
Solid-liquid ratio of powder and acid solution: 100 g / L

酸浸出処理後、得られた混合物を、孔径1μmのろ紙でろ過し、浸出液と浸出残渣とを固液分離した(固液分離工程)。分離された浸出液中のマンガン濃度を、ICP発光分析法により定量した。次いで、得られた測定値をもとに、浸出液中のマンガン質量を求め、加熱処理後の粉粒体中に含有されるマンガン質量に対する浸出液中のマンガン質量の割合(マンガン元素換算)を算出し、マンガン浸出率とした。得られた結果を図5に示す。 After the acid leaching treatment, the obtained mixture was filtered through a filter paper having a pore size of 1 μm, and the leachate and the leachate residue were separated into solid and liquid (solid-liquid separation step). The manganese concentration in the separated leachate was quantified by ICP emission spectrometry. Next, based on the obtained measured values, the mass of manganese in the leachate was determined, and the ratio of the mass of manganese in the leachate (in terms of manganese element) to the mass of manganese contained in the powder and granules after the heat treatment was calculated. , Manganese leaching rate. The obtained results are shown in FIG.

図5から、還元剤(過酸化水素水)の添加量によらず、マンガン浸出率は概ね100%であり、酸浸出工程によって、加熱処理後の粉粒体に含まれていたマンガン成分が浸出液に全量浸出されていることがわかる。加熱処理工程後の粉粒体に含まれるマンガンの形態は、図6から明らかなように、主にMnOである。MnOは、酸のみで溶解する。したがって、本発明者らは、粉粒体に加熱処理工程を施せば、酸浸出工程において還元剤を添加しなくても、粉粒体に含まれるマンガン成分を概ね全量浸出できることを知見した。
なお、加熱処理前の粉粒体に含まれる/添加される黒鉛量や、加熱温度、加熱時間といった加熱条件によっては、加熱処理後であってもMnO2、Mn2O3、Mn3O4といったMn形態が残り、酸のみでマンガンが全量浸出しない場合もある。そのような場合は、還元剤(過酸化水素水)を添加すれば、MnO2、Mn2O3、Mn3O4として存在するマンガンもMn2+として浸出させることが可能である。
From FIG. 5, the manganese leaching rate is approximately 100% regardless of the amount of the reducing agent (hydrogen peroxide solution) added, and the manganese component contained in the powder or granular material after the heat treatment is leached out by the acid leaching step. It can be seen that the entire amount has been exuded. As is clear from FIG. 6, the morphology of manganese contained in the powder or granular material after the heat treatment step is mainly MnO. MnO dissolves only in acid. Therefore, the present inventors have found that if the powder or granular material is subjected to a heat treatment step, almost all of the manganese component contained in the powder or granular material can be leached without adding a reducing agent in the acid leaching step.
Depending on the amount of graphite contained / added in the powder or granular material before the heat treatment, and the heating conditions such as the heating temperature and the heating time, MnO 2 , Mn 2 O 3 , and Mn 3 O 4 even after the heat treatment. In some cases, the Mn form remains, and the entire amount of manganese is not leached out only with the acid. In such a case, by adding a reducing agent (hydrogen peroxide solution), manganese existing as MnO 2 , Mn 2 O 3 , and Mn 3 O 4 can also be leached as Mn 2+ .

加熱処理により、粉粒体に含まれていた亜鉛の大部分は揮発除去されるが、上述のとおり、加熱処理済みの粉粒体中には多少の亜鉛が残存する。そこで、加熱処理後の粉粒体に、酸、および必要に応じてさらに還元剤を作用させる酸浸出処理を施して残存する亜鉛成分を浸出させたうえで、得られた浸出液にさらに、硫化物沈殿処理を施せば、後に詳述するように残存する亜鉛成分を選択的かつ十分に沈殿させることができる。その結果、亜鉛成分の除去を確実に、容易に、しかも安価に行うことができることに想到した。 By the heat treatment, most of the zinc contained in the powder or granular material is volatilized and removed, but as described above, some zinc remains in the heat-treated powder or granular material. Therefore, the powder or granules after the heat treatment are subjected to an acid leaching treatment in which an acid and, if necessary, a reducing agent are further acted to leach the remaining zinc component, and then the sulfide is further added to the obtained leachate. If the precipitation treatment is performed, the remaining zinc component can be selectively and sufficiently precipitated as will be described in detail later. As a result, I came up with the idea that the zinc component can be removed reliably, easily, and inexpensively.

黒鉛配合なしで加熱処理工程を行った加熱処理済みの粉粒体に、酸溶液のみを作用させる酸浸出処理を施した(酸浸出工程)のち、浸出液と沈殿物とを孔径1μmのろ紙でろ過する固液分離工程を施して、浸出液を得た。なお、酸溶液の酸濃度は、硫酸濃度:1.5mol/L(質量%濃度約13.2%)とし、酸浸出処理時間は1時間として撹拌処理を行った。この酸浸出工程および固液分離工程によって、少なくともマンガンイオン、亜鉛イオンおよび鉄イオンを含有する浸出液が得られた。
得られた浸出液中のマンガン濃度、亜鉛濃度、鉄濃度を、ICP発光分析法で定量分析したところ、マンガン濃度は66198mg/L、亜鉛濃度は5031mg/L、鉄濃度は1131mg/Lであった。
The heat-treated powders and granules that have been heat-treated without blending graphite are subjected to acid leaching treatment in which only an acid solution acts (acid leaching step), and then the leachate and the precipitate are filtered through a filter paper having a pore size of 1 μm. A solid-liquid separation step was performed to obtain a leachate. The acid concentration of the acid solution was 1.5 mol / L (mass% concentration: about 13.2%), and the acid leaching treatment time was 1 hour. By this acid leaching step and solid-liquid separation step, a leaching solution containing at least manganese ion, zinc ion and iron ion was obtained.
When the manganese concentration, zinc concentration, and iron concentration in the obtained leachate were quantitatively analyzed by the ICP emission analysis method, the manganese concentration was 66198 mg / L, the zinc concentration was 5031 mg / L, and the iron concentration was 1131 mg / L.

ついで、得られた浸出液に、硫化物として水硫化ナトリウムNaHSを、種々の条件で添加する硫化物沈殿処理工程を施した。なお、水硫化ナトリウム(NaHS)は、蒸留水に溶解させ、溶液の状態で添加した。
硫化物沈殿処理の条件はつぎのとおりとした。
浸出液:100mL
硫化物の種類:水硫化ナトリウム(NaHS)
硫化物の添加量:溶解亜鉛に対して硫黄として1~3当量
反応中の浸出液のpH:0.5~5
pH調整剤:3M硫酸または100g/L水酸化ナトリウム
処理時間:水硫化ナトリウム添加後0.5時間(撹拌処理)
そして、硫化物沈殿処理後、孔径1μmのろ紙で吸引ろ過して固液分離を行い(亜鉛分離工程)、分離された第1溶液の成分(亜鉛、鉄、マンガン)をICP発光分析法で定量分析した。なお、得られた分析値は、水硫化ナトリウム溶液とpH調整剤の添加で希釈された影響を補正した。得られた結果を図7に示す。図7にはマンガンの分析結果は図示していない。
Then, the obtained leachate was subjected to a sulfide precipitation treatment step in which sodium hydrosulfide NaHS as a sulfide was added under various conditions. Sodium hydrosulfide (NaHS) was dissolved in distilled water and added in the form of a solution.
The conditions for the sulfide precipitation treatment were as follows.
Leachate: 100 mL
Sulfide type: Sodium hydrosulfide (NaHS)
Addition amount of sulfide: 1 to 3 equivalents of sulfur with respect to dissolved zinc pH of leachate during reaction: 0.5 to 5
pH adjuster: 3M sulfuric acid or 100g / L sodium hydroxide Treatment time: 0.5 hours after addition of sodium hydrosulfide (stirring treatment)
Then, after the sulfide precipitation treatment, suction filtration is performed with a filter paper having a pore size of 1 μm to perform solid-liquid separation (zinc separation step), and the components (zinc, iron, manganese) of the separated first solution are quantified by the ICP emission analysis method. analyzed. The analytical values obtained were corrected for the effect of being diluted by the addition of a sodium hydrosulfide solution and a pH adjuster. The obtained results are shown in FIG. FIG. 7 does not show the analysis result of manganese.

図7(a)から、硫化物の添加量が1当量の場合(NaHS:1当量)、亜鉛の沈殿除去は行われているものの、分析限界(0.1mg/L)を上回り不完全であり、しかも、pHを高めた際の最終的な除去率は安定していないことがわかる。
一方、図7(b)に示すように、硫化物の添加量が2当量(NaHS:2当量)となると、亜鉛の沈殿除去が顕著になっている。とくに、浸出液のpHが3以上である条件では、亜鉛除去工程(硫化物沈殿処理工程および亜鉛分離工程)後の第1溶液中の亜鉛濃度が分析限界(0.1mg/L)未満となるまで除去されていることがわかる。また、図7(c)に示す硫化物の添加量が3当量(NaHS:3当量)の場合でも、2当量の場合と同様の傾向を示し、とくに、pHが3以上であるときの亜鉛濃度が分析限界(0.1mg/L)を下回り、亜鉛の沈殿除去が顕著となっている。
From FIG. 7 (a), when the amount of sulfide added is 1 equivalent (NaHS: 1 equivalent), although the zinc precipitate is removed, it exceeds the analysis limit (0.1 mg / L) and is incomplete. Moreover, it can be seen that the final removal rate when the pH is increased is not stable.
On the other hand, as shown in FIG. 7B, when the amount of sulfide added is 2 equivalents (NaHS: 2 equivalents), the removal of zinc precipitate is remarkable. In particular, under the condition that the pH of the leachate is 3 or more, it is removed until the zinc concentration in the first solution after the zinc removal step (sulfide precipitation treatment step and zinc separation step) becomes less than the analysis limit (0.1 mg / L). You can see that it has been done. Further, even when the amount of sulfide added shown in FIG. 7 (c) is 3 equivalents (NaHS: 3 equivalents), the same tendency as in the case of 2 equivalents is shown, and in particular, the zinc concentration when the pH is 3 or more. Is below the analysis limit (0.1 mg / L), and the removal of zinc precipitates is remarkable.

なお、図7からは、亜鉛除去工程により、鉄の沈殿除去も行われることがわかる。図7(b)に示すように、硫化物の添加量が2当量(NaHS:2当量)の場合には、pHが3以上となる条件で鉄が沈殿除去され、pHが5程度の場合はFe濃度が1~10mg/L程度まで低減することがわかる。図7(b)に示すこの条件下では、図示していないものの、マンガン濃度も55000mg/L程度まで低下し始めた。つまり、硫化物の添加量が2当量かつpHが3以上である条件では、亜鉛、鉄と同時に、マンガンも一部沈殿除去されることがわかる。 From FIG. 7, it can be seen that the zinc precipitation step also removes the iron precipitate. As shown in FIG. 7B, when the amount of sulfide added is 2 equivalents (NaHS: 2 equivalents), iron is precipitated and removed under the condition that the pH is 3 or more, and when the pH is about 5, iron is precipitated and removed. It can be seen that the Fe concentration is reduced to about 1 to 10 mg / L. Under this condition shown in FIG. 7B, the manganese concentration also began to decrease to about 55000 mg / L, although not shown. That is, it can be seen that under the condition that the amount of sulfide added is 2 equivalents and the pH is 3 or more, manganese is partially precipitated and removed at the same time as zinc and iron.

また、図7(c)に示す硫化物の添加量が3当量(NaHS:3当量)の場合でも、2当量の場合と同様の傾向をもって、鉄が沈殿除去されることがわかる。図7(c)に示すように、pHが5の場合にとくに鉄の沈殿除去が著しくなり、1mg/L程度となるまで除去されていることがわかる。なお、図示していないが、図4(c)においてpHが5である場合には、マンガン濃度の低下が著しく、30%以上のマンガンが沈殿除去された。つまり、硫化物の添加量が3当量かつpHが3を超える条件では、亜鉛の除去に加え、鉄及びマンガンも、硫化物の添加量が2当量である場合よりも多量に沈殿されることがわかる。 Further, it can be seen that even when the amount of sulfide added shown in FIG. 7 (c) is 3 equivalents (NaHS: 3 equivalents), iron is precipitated and removed with the same tendency as in the case of 2 equivalents. As shown in FIG. 7 (c), it can be seen that the removal of the iron precipitate is particularly remarkable when the pH is 5, and the iron is removed until it reaches about 1 mg / L. Although not shown, when the pH was 5 in FIG. 4 (c), the manganese concentration was significantly reduced, and 30% or more of manganese was precipitated and removed. That is, under the condition that the amount of sulfide added is 3 equivalents and the pH exceeds 3, in addition to the removal of zinc, iron and manganese may be precipitated in a larger amount than when the amount of sulfide added is 2 equivalents. Recognize.

実験(A)について上記したように、マンガンイオン、亜鉛イオンおよび鉄イオンを含有する浸出液を用いた亜鉛除去工程によれば、亜鉛成分を分析限界未満にまで沈殿・分離除去できる。また、亜鉛(Zn)とともに、鉄(Fe)も一部沈殿する場合がある。鉄(Fe)濃度がある程度まで沈殿除去されている場合には、この段階で処理を終えることも考えられる。しかし、本発明者らは、鉄を更に高度に除去するため、亜鉛除去工程後に分離された第1溶液中に含まれる鉄イオンを水酸化物等の鉄含有沈澱物として沈澱させる鉄除去工程(酸化処理工程および鉄分離工程)をさらに施す必要があることに想到した。 As described above for Experiment (A), according to the zinc removal step using a leachate containing manganese ion, zinc ion and iron ion, the zinc component can be precipitated and separated and removed to a level below the analysis limit. In addition, iron (Fe) may be partially precipitated together with zinc (Zn). If the iron (Fe) concentration has been precipitated and removed to some extent, it is conceivable that the treatment will be completed at this stage. However, in order to remove iron to a higher degree, the present inventors have an iron removal step of precipitating iron ions contained in the first solution separated after the zinc removal step as an iron-containing precipitate such as hydroxide (). I came up with the need to further perform an oxidation treatment step and an iron separation step).

実験(B)
実験(A)と同様の手法に従い、固液分離工程によって分離された浸出液中のマンガン濃度、亜鉛濃度、鉄濃度をICP発光分析法により測定したところ、マンガン濃度は66198mg/L、亜鉛濃度は5031mg/L、鉄濃度は1131mg/Lであった。
Experiment (B)
According to the same method as in Experiment (A), the manganese concentration, zinc concentration, and iron concentration in the leachate separated by the solid-liquid separation step were measured by ICP emission spectrometry. The manganese concentration was 66198 mg / L, and the zinc concentration was 5031 mg. / L, iron concentration was 1131 mg / L.

ついで、得られた浸出液に、酸化処理として空気曝気を施した(酸化処理工程)。空気曝気の条件は次のとおりとした。
吹込み量:(浸出液量と同体積)/分
曝気時間:30分
反応中の浸出液のpH:4~6
pH調整剤:3M硫酸または100g/L水酸化ナトリウム
ここで、吹込み量および曝気時間は、通常の実用的な条件(吹込み量:溶液量に対して0.1~1倍量/分、曝気時間:15~60分)の範囲内である。
そして、空気曝気後の浸出液全量を孔径:1μmのろ紙で吸引ろ過して固液分離し(鉄分離工程)、分離された第1溶液の成分濃度(亜鉛、鉄、マンガン)をICP発光分析法で測定した。なお、得られた測定値については、pH調整剤による希釈の影響を補正した。得られた結果を図8に示す。酸化処理工程によるマンガンおよび亜鉛の沈殿はほとんど確認されなかったため、図8には、鉄除去工程(酸化処理工程および鉄分離工程)後の第1溶液中の鉄濃度のみを示す。
Then, the obtained leachate was subjected to air aeration as an oxidation treatment (oxidation treatment step). The conditions for air aeration were as follows.
Blow-in amount: (same volume as leachate volume) / min Aeration time: 30 minutes pH of leachate during reaction: 4-6
Acidity regulator: 3M sulfuric acid or 100g / L sodium hydroxide Here, the aeration amount and aeration time are the usual practical conditions (aeration amount: 0.1 to 1 times the amount / minute with respect to the solution amount, aeration time. : 15-60 minutes).
Then, the total amount of the leachate after air aeration is suction-filtered with a filter paper having a pore size of 1 μm to separate it into solid and liquid (iron separation step), and the component concentration (zinc, iron, manganese) of the separated first solution is determined by the ICP emission analysis method. Measured at. The measured values obtained were corrected for the effect of dilution with a pH adjuster. The obtained results are shown in FIG. Since precipitation of manganese and zinc by the oxidation treatment step was hardly confirmed, FIG. 8 shows only the iron concentration in the first solution after the iron removal step (oxidation treatment step and iron separation step).

図8から、浸出液がpH:4~6で、Fe(鉄)が選択的に沈殿除去されることがわかる。なお、図示していないが、このpH範囲ではマンガン、亜鉛はほとんど沈殿せず、pH:6において、亜鉛がわずかに沈殿除去されていたものの、その量は100~200mg/L程度と少なかった。pH:5または6の場合には、鉄の沈殿除去が顕著に進行し、鉄濃度が0.5mg/Lを下回るまでに低減している。このように、浸出液に安価な酸化処理である空気曝気を施すだけで、鉄濃度を大幅に低減できることを知見した。 From FIG. 8, it can be seen that Fe (iron) is selectively precipitated and removed when the leachate has a pH of 4 to 6. Although not shown, manganese and zinc hardly precipitate in this pH range, and zinc was slightly precipitated and removed at pH: 6, but the amount was as small as about 100 to 200 mg / L. When the pH is 5 or 6, the removal of iron precipitates progresses remarkably, and the iron concentration is reduced to below 0.5 mg / L. As described above, it was found that the iron concentration can be significantly reduced only by applying air aeration, which is an inexpensive oxidation treatment, to the leachate.

つぎに、pH:5に調整した浸出液に空気曝気(酸化処理)を施し、鉄濃度を0.5mg/L未満に低減したのち、固液分離による鉄分離工程を施して得られた第1溶液に、さらに種々の条件で硫化物沈殿処理工程を施した。
硫化物沈殿処理の条件は次のとおりとした。
第1溶液:100mL
硫化物の種類:水硫化ナトリウム(NaHS)
硫化物の添加量:溶解亜鉛に対して硫黄として、1~3当量
反応中の第1溶液のpH:0.5~5
pH調整剤:3M硫酸または100g/L水酸化ナトリウム
処理時間:水硫化ナトリウム添加後0.5時間(撹拌処理)
上記した硫化物沈殿処理工程後、孔径1μmのろ紙で吸引ろ過して固液分離を行い(亜鉛分離工程)、分離された第2溶液について、その成分をICP発光分析法で分析した。
Next, the leachate adjusted to pH: 5 was subjected to air aeration (oxidation treatment) to reduce the iron concentration to less than 0.5 mg / L, and then the iron separation step by solid-liquid separation was performed to obtain the first solution. Further, a sulfide precipitation treatment step was performed under various conditions.
The conditions for the sulfide precipitation treatment were as follows.
First solution: 100 mL
Sulfide type: Sodium hydrosulfide (NaHS)
Addition amount of sulfide: 1 to 3 equivalents of sulfur with respect to dissolved zinc pH of the first solution during the reaction: 0.5 to 5
pH adjuster: 3M sulfuric acid or 100g / L sodium hydroxide Treatment time: 0.5 hours after addition of sodium hydrosulfide (stirring treatment)
After the above-mentioned sulfide precipitation treatment step, suction filtration was performed by suction filtration with a filter paper having a pore size of 1 μm (zinc separation step), and the components of the separated second solution were analyzed by the ICP emission analysis method.

その結果、硫化物の添加量が1当量の場合(NaHS:1当量)、亜鉛の沈殿除去は行われているものの、分析限界(0.1mg/L)を上回り不完全であり、しかも、pHを高めた際の最終的な除去率は安定していないことを知見した。
一方、硫化物の添加量が2当量(NaHS:2当量)となると、亜鉛の沈殿除去が顕著になり、とくに、第1溶液のpHが3以上である条件では、亜鉛除去工程後の第2溶液中の亜鉛濃度は分析限界(0.1mg/L)未満となるまでに、沈殿・除去されることを見出した。
また、硫化物の添加量が3当量(NaHS:3当量)の場合でも、2当量の場合と同様の傾向を示し、亜鉛の沈殿除去が顕著となることを知見した。なお、硫化物の添加量が3当量の場合(NaHS:3当量)には、pHが5程度になると、マンガンの沈殿除去も大きくなる傾向を示した。
As a result, when the amount of sulfide added was 1 equivalent (NaHS: 1 equivalent), although the zinc precipitate was removed, it exceeded the analysis limit (0.1 mg / L) and was incomplete, and the pH was increased. It was found that the final removal rate when increased was not stable.
On the other hand, when the amount of sulfide added is 2 equivalents (NaHS: 2 equivalents), the removal of zinc precipitates becomes remarkable, and especially under the condition that the pH of the first solution is 3 or more, the second after the zinc removal step. It was found that the zinc concentration in the solution was precipitated and removed before the analysis limit (0.1 mg / L) was reached.
Further, it was found that even when the amount of sulfide added was 3 equivalents (NaHS: 3 equivalents), the same tendency as in the case of 2 equivalents was shown, and the removal of zinc precipitate was remarkable. When the amount of sulfide added was 3 equivalents (NaHS: 3 equivalents), the removal of manganese precipitates tended to increase when the pH was about 5.

実験(B)について上記したように、廃乾電池の粉粒体に加熱処理を施した後、該加熱処理済みの粉粒体に酸溶液、あるいはさらに還元剤を混合して得られた、マンガン、亜鉛、鉄が浸出した浸出液に、まず酸化処理を施せば、空気曝気という簡便な酸化処理を施すことだけで、鉄成分の大部分を沈殿・分離除去した溶液とすることができる(鉄除去工程)。そして、その後の第1溶液に、硫化物を作用させる硫化物沈殿処理工程を施せば、亜鉛成分を分析限界未満までに沈殿・除去できる(亜鉛除去工程)。 Regarding the experiment (B), as described above, manganese obtained by heat-treating the powder or granules of the waste dry battery and then mixing the heat-treated powder or granule with an acid solution or a reducing agent. If the leachate from which zinc and iron have been leached is first subjected to an oxidation treatment, a solution in which most of the iron components are precipitated and separated and removed can be obtained by simply performing a simple oxidation treatment called air aeration (iron removal step). ). Then, if the first solution is subjected to a sulfide precipitation treatment step of allowing sulfide to act, the zinc component can be precipitated and removed below the analysis limit (zinc removal step).

このように、実験(A)および(B)によれば、加熱処理工程に加えて、亜鉛除去工程および鉄除去工程を経ることにより、亜鉛除去工程および鉄除去工程の工程順序に関わらず、鉄および亜鉛をともに確実に沈殿・分離除去した高純度のマンガン含有溶液を、簡便な工程を施すだけで容易に製造できることを知見した。 As described above, according to the experiments (A) and (B), iron is subjected to the zinc removing step and the iron removing step in addition to the heat treatment step, regardless of the step sequence of the zinc removing step and the iron removing step. It was found that a high-purity manganese-containing solution in which both iron and iron were reliably precipitated, separated and removed can be easily produced by simply performing a simple process.

本発明は、かかる知見に基づきさらに検討を加えて完成されたものである。すなわち、本発明の要旨はつぎのとおりである。
(1)廃乾電池からマンガン乾電池および/またはアルカリマンガン乾電池を選別する選別工程と、
前記選別工程で選別された前記マンガン乾電池および/または前記アルカリマンガン乾電池を破砕、篩い分けして粉粒体を得る破砕・篩い分け工程と、
前記破砕・篩い分け工程で得られた前記粉粒体に、非酸化性雰囲気中で加熱処理を施す加熱処理工程と、
前記加熱処理工程を施された粉粒体に、酸溶液、あるいはさらに還元剤を混合して、該粉粒体が含有するマンガン、亜鉛および鉄を該粉粒体から浸出させて、マンガンイオン、亜鉛イオンおよび鉄イオンを含有する浸出液を得る酸浸出工程と、
前記酸浸出工程で得られた前記浸出液とそれ以外の浸出残渣とを分離する固液分離工程と、
前記固液分離工程で分離された前記浸出液から、前記亜鉛イオンおよび鉄イオンを除去して、前記マンガンイオンを含有する溶液を得るマンガン抽出工程と、
をこの順に施す、廃乾電池からのマンガン回収方法であって、
前記マンガン抽出工程が、
前記亜鉛イオンに硫化物を作用させて該亜鉛イオンを沈殿させる硫化物沈殿処理工程と、さらに、得られた亜鉛含有沈殿物を分離する亜鉛分離工程と、を含む亜鉛除去工程と;
前記鉄イオンを酸化させて該鉄イオンを沈殿させる酸化処理工程と、さらに、得られた鉄含有沈殿物を分離する鉄分離工程と、を含む鉄除去工程と;
を順不同に含むことにより、高純度のマンガン含有溶液を得ることを特徴とする廃乾電池からのマンガン回収方法。
The present invention has been completed with further studies based on such findings. That is, the gist of the present invention is as follows.
(1) A sorting step for selecting manganese dry batteries and / or alkaline manganese dry batteries from waste batteries, and
A crushing / sieving step of crushing and sieving the manganese dry cell and / or the alkaline manganese dry cell selected in the sorting step to obtain powder or granular material.
A heat treatment step in which the powder or granular material obtained in the crushing / sieving step is heat-treated in a non-oxidizing atmosphere, and a heat treatment step.
An acid solution or a reducing agent is mixed with the powder or granular material subjected to the heat treatment step, and manganese, zinc and iron contained in the powder or granular material are leached from the powder or granular material to obtain manganese ions. An acid leaching step to obtain a leachate containing zinc ions and iron ions,
A solid-liquid separation step for separating the leachate obtained in the acid leaching step and other leaching residues, and a solid-liquid separation step.
A manganese extraction step of removing the zinc ions and iron ions from the leachate separated in the solid-liquid separation step to obtain a solution containing the manganese ions.
Is a method of recovering manganese from waste batteries, in this order.
The manganese extraction step
A zinc removal step including a sulfide precipitation treatment step of allowing a sulfide to act on the zinc ions to precipitate the zinc ions, and a zinc separation step of separating the obtained zinc-containing precipitate;
An iron removal step including an oxidation treatment step of oxidizing the iron ions to precipitate the iron ions, and an iron separation step of separating the obtained iron-containing precipitate;
A method for recovering manganese from a waste dry cell, which comprises obtaining a high-purity manganese-containing solution in no particular order.

(2)(1)において、前記マンガン抽出工程が、前記亜鉛除去工程、続いて前記鉄除去工程の順に行われ、
前記亜鉛除去工程では、前記浸出液に硫化物を作用させて該浸出液中の亜鉛イオンを沈殿させる硫化物沈殿処理工程を施した後に、該硫化物沈殿処理工程で得られた亜鉛含有沈殿物とマンガンイオンおよび鉄イオンを含有する第1溶液とを固液分離し、
前記鉄除去工程では、前記亜鉛除去工程で得られた前記第1溶液を酸化させて該第1溶液中の鉄イオンを沈殿させる酸化処理工程を施した後に、該酸化処理工程で得られた鉄含有沈澱物とマンガンイオンを含有する第2溶液とを固液分離することを特徴とする、廃乾電池からのマンガン回収方法。
(2) In (1), the manganese extraction step is performed in the order of the zinc removing step and then the iron removing step.
In the zinc removal step, a sulfide precipitation treatment step of allowing sulfide to act on the leachate to precipitate zinc ions in the leachate is performed, and then the zinc-containing precipitate and manganese obtained in the sulfide precipitation treatment step are performed. Solid-liquid separation from the first solution containing ions and iron ions was performed.
In the iron removing step, iron obtained in the oxidation treatment step is performed after performing an oxidation treatment step of oxidizing the first solution obtained in the zinc removing step to precipitate iron ions in the first solution. A method for recovering manganese from a waste dry battery, which comprises solid-liquid separation of a second solution containing manganese ions and a contained precipitate.

(3)(2)において、前記硫化物沈殿処理工程において、前記浸出液をpH:2以上6以下に調整することを特徴とする、廃乾電池からのマンガン回収方法。 (3) A method for recovering manganese from a waste dry cell according to (2), wherein the leachate is adjusted to pH: 2 or more and 6 or less in the sulfide precipitation treatment step.

(4)(2)または(3)において、前記酸化処理工程において、前記マンガンイオンおよび鉄イオンを含有する第1溶液に対して空気曝気を行う、またはさらに該第1溶液に対して酸化剤を添加し、かつ該第1溶液をpH:3以上7以下に調整することを特徴とする、廃乾電池からのマンガン回収方法。 (4) In (2) or (3), in the oxidation treatment step, air exposure is performed to the first solution containing the manganese ion and iron ion, or an oxidizing agent is further applied to the first solution. A method for recovering manganese from a waste dry cell, which comprises adding the first solution and adjusting the pH of the first solution to 3 or more and 7 or less.

(5)(1)において、前記マンガン抽出工程が、前記鉄除去工程、続いて前記亜鉛除去工程の順に行われ、
前記鉄除去工程では、前記浸出液を酸化させて該浸出液中の鉄イオンを沈殿させる酸化処理工程を施した後に、該酸化処理工程で得られた鉄含有沈澱物とマンガンイオンおよび亜鉛イオンを含有する第1溶液とを固液分離し、
前記亜鉛除去工程では、前記鉄除去工程で得られた前記第1溶液に硫化物を作用させて該第1溶液中の亜鉛イオンを沈殿させる硫化物沈殿処理工程を施した後に、該硫化物沈殿処理工程で得られた亜鉛含有沈澱物とマンガンイオンを含有する第2溶液とを固液分離することを特徴とする、廃乾電池からのマンガン回収方法。
(5) In (1), the manganese extraction step is performed in the order of the iron removing step and then the zinc removing step.
In the iron removal step, after performing an oxidation treatment step of oxidizing the leachate and precipitating iron ions in the leachate, the iron-containing precipitate obtained in the oxidation treatment step and manganese ions and zinc ions are contained. Solid-liquid separation from the first solution,
In the zinc removal step, a sulfide precipitation treatment step is performed in which a sulfide is allowed to act on the first solution obtained in the iron removal step to precipitate zinc ions in the first solution, and then the sulfide precipitate. A method for recovering manganese from a waste dry battery, which comprises solid-liquid separation of a zinc-containing precipitate obtained in the treatment step and a second solution containing manganese ions.

(6)(5)において、前記硫化物沈殿処理工程において、前記マンガンイオンおよび亜鉛イオンを含有する第1溶液をpH:2以上6以下に調整することを特徴とする、廃乾電池からのマンガン回収方法。 (6) In (5), in the sulfide precipitation treatment step, manganese recovery from a waste dry cell is characterized in that the first solution containing manganese ions and zinc ions is adjusted to pH: 2 or more and 6 or less. Method.

(7)(5)または(6)において、前記酸化処理工程において、前記浸出液に対して空気曝気を行い、かつ該浸出液をpH:3以上7以下に調整することを特徴とする、廃乾電池からのマンガン回収方法。 (7) From a waste dry battery according to (5) or (6), wherein in the oxidation treatment step, the leachate is aerated with air and the pH of the leachate is adjusted to 3 or more and 7 or less. Manganese recovery method.

(8)(1)~(7)のいずれかにおいて、前記加熱処理工程における前記加熱処理が、800℃以上1200℃以下の範囲の温度に加熱する処理であることを特徴する、廃乾電池からのマンガン回収方法。 (8) In any of (1) to (7), the heat treatment in the heat treatment step is a treatment for heating to a temperature in the range of 800 ° C. or higher and 1200 ° C. or lower, from a waste dry battery. Manganese recovery method.

(9)(1)~(8)のいずれかにおいて、前記加熱処理工程において、前記粉粒体に、さらに炭素材料を前記粉粒体全量に対する質量比で、0.5以下の範囲で配合することを特徴とする、廃乾電池からのマンガン回収方法。 (9) In any of (1) to (8), in the heat treatment step, the carbon material is further added to the powder or granular material in a mass ratio of 0.5 or less with respect to the total amount of the powder or granular material. A characteristic method for recovering manganese from waste batteries.

(10)(1)~(9)のいずれかにおいて、前記酸浸出工程における前記酸溶液が、質量%濃度1.4%以上45%以下の希硫酸または質量%濃度1%以上14%以下の希塩酸であることを特徴とする、廃乾電池からのマンガン回収方法。 (10) In any of (1) to (9), the acid solution in the acid leaching step is a dilute sulfuric acid having a mass% concentration of 1.4% or more and 45% or less or a dilute hydrochloric acid having a mass% concentration of 1% or more and 14% or less. A method for recovering manganese from a waste dry battery, which is characterized by being present.

(11)(1)~(10)のいずれかにおいて、前記酸浸出工程における前記粉粒体と前記酸溶液との固液比が50g/L以上であることを特徴とする、廃乾電池からのマンガン回収方法。 (11) In any of (1) to (10), the solid-liquid ratio of the powder or granular material to the acid solution in the acid leaching step is 50 g / L or more, from a waste dry battery. Manganese recovery method.

(12)(1)~(11)のいずれかにおいて、前記酸浸出工程における前記還元剤が、過酸化水素、硫化ナトリウム、亜硫酸水素ナトリウム、チオ硫酸ナトリウム、および硫酸鉄のいずれかであることを特徴とする、廃乾電池からのマンガン回収方法。 (12) In any of (1) to (11), the reducing agent in the acid leaching step is any one of hydrogen peroxide, sodium sulfide, sodium bisulfite, sodium thiosulfate, and iron sulfate. A characteristic method for recovering manganese from waste dry batteries.

(13)(1)~(12)のいずれかにおいて、前記硫化物沈殿処理工程において使用する硫化物が、水硫化ナトリウム、硫化ナトリウム、硫化水素のうちのいずれかであることを特徴とする、廃乾電池からのマンガン回収方法。 (13) In any of (1) to (12), the sulfide used in the sulfide precipitation treatment step is any one of sodium hydrosulfide, sodium sulfide, and hydrogen sulfide. How to recover manganese from waste dry batteries.

(14)廃乾電池からマンガン乾電池および/またはアルカリマンガン乾電池を選別する選別装置と、
前記選別装置で選別された前記マンガン乾電池および/またはアルカリマンガン乾電池を装入して破砕処理を施し、破砕処理物を得る破砕装置と、
前記破砕装置で得られた前記破砕処理物に篩い分け処理を施して粉粒体を得る篩い分け装置と、
前記篩い分け装置で得られた前記粉粒体に、非酸化性雰囲気中で加熱処理を施す加熱装置と、
前記加熱装置で加熱処理された前記粉粒体に、酸溶液、あるいはさらに還元剤を混合して、該粉粒体が含有するマンガン、亜鉛および鉄を該粉粒体から浸出させて、マンガンイオン、亜鉛イオンおよび鉄イオンを含有する浸出液を得る酸浸出槽と、
前記酸浸出槽で得られた前記浸出液と浸出残渣とを分離する固液分離装置と、
前記固液分離装置で分離された前記浸出液から、前記亜鉛イオンおよび鉄イオンを除去して、前記マンガンイオンを含有する溶液を得るマンガン抽出装置群と、
をこの順で備える、廃乾電池からのマンガン回収設備であって、
前記マンガン抽出装置群が、
前記亜鉛イオンに硫化物を作用させて該亜鉛イオンを沈殿させる硫化物沈殿処理槽と、さらに、得られた亜鉛含有沈殿物を固液分離する亜鉛分離装置と、を含む亜鉛除去装置群と、
前記鉄イオンを酸化させて該鉄イオンを沈殿させる酸化処理槽と、さらに、得られた鉄含有沈殿物を固液分離する鉄分離装置と、を含む鉄除去装置群と;
を順不同に含むことにより、廃乾電池から有価成分を回収することを特徴とする、廃乾電池からのマンガン回収設備。
(14) A sorting device for sorting manganese dry batteries and / or alkaline manganese dry batteries from waste batteries,
A crushing device that is charged with the manganese dry battery and / or an alkaline manganese dry battery sorted by the sorting device and subjected to crushing treatment to obtain a crushed product.
A sieving device for obtaining powder or granular material by subjecting the crushed product obtained by the crushing device to a sieving treatment.
A heating device that heat-treats the powder or granular material obtained by the sieving device in a non-oxidizing atmosphere, and a heating device.
An acid solution or a reducing agent is mixed with the powder or granular material heat-treated by the heating device to leach manganese, zinc and iron contained in the powder or granular material from the powder or granular material to cause manganese ions. , An acid leaching tank to obtain a leachate containing zinc and iron ions,
A solid-liquid separation device that separates the leachate and the leachate residue obtained in the acid leachation tank, and
A group of manganese extractors that remove the zinc ions and iron ions from the leachate separated by the solid-liquid separator to obtain a solution containing the manganese ions.
Manganese recovery equipment from waste batteries, which is equipped in this order.
The manganese extraction device group
A group of zinc removing devices including a sulfide precipitation treatment tank for allowing sulfide to act on the zinc ions to precipitate the zinc ions, and a zinc separating device for solid-liquid separating the obtained zinc-containing precipitate.
An iron removing device group including an oxidation treatment tank that oxidizes the iron ions and precipitates the iron ions, and an iron separation device that solid-liquid separates the obtained iron-containing precipitate;
Manganese recovery equipment from waste batteries, which is characterized by recovering valuable components from waste batteries by including them in no particular order.

本発明によれば、廃乾電池に含まれるマンガン成分を、炭素成分、亜鉛成分、鉄成分からほぼ完全に分離し、二次電池電極材用の原料として利用できる程度の高純度で、かつ歩留り高く、安価に回収でき、産業上格段の効果を奏する。 According to the present invention, the manganese component contained in the waste dry battery is almost completely separated from the carbon component, the zinc component, and the iron component, and the purity is high enough to be used as a raw material for a secondary battery electrode material, and the yield is high. , It can be collected at low cost, and it is extremely effective in industry.

本発明のマンガン回収方法の工程を説明するフローである。It is a flow explaining the process of the manganese recovery method of this invention. 本発明のマンガン回収方法の一実施形態(手順A)を説明するフローである。It is a flow explaining one Embodiment (procedure A) of the manganese recovery method of this invention. 本発明のマンガン回収方法の他の実施形態(手順B)を説明するフローである。It is a flow explaining another embodiment (procedure B) of the manganese recovery method of this invention. 加熱処理工程における、粉粒体からの亜鉛除去率に及ぼす、還元剤としての黒鉛配合比率の影響を示すグラフである。It is a graph which shows the influence of the graphite compounding ratio as a reducing agent on the zinc removal rate from the powder or granular material in a heat treatment step. 酸浸出工程における、加熱処理を施した粉粒体から浸出液へのマンガン浸出率に及ぼす、還元剤としてのH2O2添加量の影響を示すグラフである。It is a graph which shows the influence of the amount of H 2 O 2 added as a reducing agent on the manganese leaching rate from the heat-treated powder granules to the leachate in the acid leaching step. 加熱処理工程後の粉粒体のX線回折パターンである。It is an X-ray diffraction pattern of the powder or granular material after a heat treatment step. 図2のフローに従った硫化物沈殿処理工程における、亜鉛および鉄の沈殿除去に及ぼす硫化物添加量((a)NaHS:1当量、(b)NaHS:2当量、(c)NaHS:3当量)およびpH条件の影響を示すグラフである。Amount of sulfide added to remove the precipitate of zinc and iron in the sulfide precipitation treatment step according to the flow of FIG. ) And the effect of pH conditions. 図3のフローに従った酸化処理工程における、鉄沈殿除去に及ぼすpHの影響を示すグラフである。It is a graph which shows the influence of pH on the iron precipitate removal in the oxidation treatment step which followed the flow of FIG. 本発明のマンガン回収設備の一実施形態(構成A)を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining one Embodiment (configuration A) of the manganese recovery equipment of this invention. 本発明のマンガン回収設備の他の実施形態(構成B)を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining another embodiment (configuration B) of the manganese recovery equipment of this invention.

本発明は、廃乾電池を対象とし、廃乾電池に含まれるマンガン成分を、該廃乾電池に共に含まれる炭素成分、亜鉛成分および鉄成分と分離し、高純度のマンガン含有溶液として回収する廃乾電池からのマンガンの回収方法および回収設備に関する発明である。
以下、本発明の実施形態について、図を参照して具体的に説明する。以下の実施形態は、本発明の好適な一例を示すものであり、これらの例によって本発明が何ら限定されるものではない。
The present invention targets a waste dry cell, and separates the manganese component contained in the waste dry cell from the carbon component, the zinc component and the iron component contained in the waste dry cell together, and recovers the manganese component as a high-purity manganese-containing solution from the waste dry cell. The present invention relates to a method for recovering manganese and a recovery facility for manganese.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings. The following embodiments show suitable examples of the present invention, and these examples do not limit the present invention in any way.

(マンガン回収方法)
本発明のマンガンの回収方法は、図1に示すように、選別工程、破砕・篩い分け工程、加熱処理工程、酸浸出工程、固液分離工程、およびマンガン抽出工程を順に有する。また、マンガン抽出工程は、所定の亜鉛除去工程および鉄除去工程を順不同で含む。
本発明のマンガン回収方法が上記所定の工程に従うことにより、廃乾電池に含まれるマンガン以外の成分を、順に、確実に除去することができる。その結果、本発明のマンガン回収方法に従えば、廃乾電池を利用して、マンガン成分を、二次電池電極材用の原料として利用できる程度の高純度で、容易に回収可能である。
(Manganese recovery method)
As shown in FIG. 1, the method for recovering manganese of the present invention includes a sorting step, a crushing / sieving step, a heat treatment step, an acid leaching step, a solid-liquid separation step, and a manganese extraction step in this order. In addition, the manganese extraction step includes a predetermined zinc removing step and an iron removing step in no particular order.
By following the above-mentioned predetermined steps in the manganese recovery method of the present invention, components other than manganese contained in the waste dry battery can be reliably removed in order. As a result, according to the manganese recovery method of the present invention, the manganese component can be easily recovered with high purity so that it can be used as a raw material for a secondary battery electrode material by using a waste dry battery.

選別工程
廃乾電池は、様々な種類のものが混在した形で回収されるのが一般的である。このため、本発明では、回収された廃乾電池の中から、マンガン乾電池および/またはアルカリマンガン乾電池を選別する。後の工程でマンガン成分を効率的に抽出するために、マンガン乾電池のみを選別してもよく、アルカリマンガン乾電池のみを選別してもよく、マンガン乾電池およびアルカリマンガン乾電池の両方を選別してもよい。選別方法としては、手選別、機器を利用する機械選別など、いずれの方法を用いてもよい。
Sorting process Waste batteries are generally collected in a mixed form of various types. Therefore, in the present invention, manganese dry batteries and / or alkaline manganese dry batteries are selected from the recovered waste dry batteries. In order to efficiently extract the manganese component in a later step, only the manganese dry cell may be selected, only the alkaline manganese dry cell may be selected, or both the manganese dry cell and the alkaline manganese dry cell may be selected. .. As the sorting method, any method may be used, such as manual sorting or machine sorting using equipment.

破砕・篩い分け工程
次に、選別工程で選別したマンガン乾電池および/またはアルカリマンガン乾電池を破砕する。破砕の目的は、選別工程で選別したマンガン乾電池および/またはアルカリマンガン乾電池の構成材料から、マンガン、亜鉛、炭素以外の成分を含む材料を可能な限り排除することにある。
これらの廃乾電池を破砕すると、包装材(鉄、プラスチックおよび紙等)や、マンガン乾電池の負極材料である亜鉛缶、アルカリマンガン乾電池の集電体である真鍮棒は、箔状または片状の固形物となる。一方、正極材料である二酸化マンガン、マンガン乾電池の集電体である炭素棒、アルカリマンガン乾電池の負極材料である亜鉛粉、放電により生成したMnO(OH)、Zn(OH)2、Mn(OH)2、ZnOなどの化合物、および各種電解液は、箔状・片状の固形物よりも更に細かい粉粒体となる。
Crushing / Sieving Step Next, the manganese dry cell and / or alkaline manganese dry cell sorted in the sorting step is crushed. The purpose of crushing is to eliminate as much as possible materials containing components other than manganese, zinc and carbon from the constituent materials of manganese dry batteries and / or alkaline manganese dry batteries sorted in the sorting step.
When these waste batteries are crushed, packaging materials (iron, plastic, paper, etc.), zinc cans, which are the negative material of manganese batteries, and brass rods, which are collectors of alkaline manganese batteries, are solid in the form of foil or pieces. It becomes a thing. On the other hand, manganese dioxide, which is a positive electrode material, carbon rod, which is a current collector for manganese dry batteries, zinc powder, which is a negative electrode material for alkaline manganese dry batteries, and MnO (OH), Zn (OH) 2 , and Mn (OH) generated by discharge. 2. Compounds such as ZnO and various electrolytic solutions become finer powders than foil-like or piece-like solids.

廃乾電池の破砕には通常、破砕機を使用する。破砕機の型式については特に限定されず、例えば、破砕後に、乾電池を構成している包装材等の固形物と粉粒体がよく分離される型式のものが好ましい。このような破砕機としては、例えば、2軸回転式の破砕機が挙げられる。
上記した破砕物の篩い分け(箔状または片状の固形物と、粉粒体との篩い分け)に使用する篩の目開きは、おおよそ、1mm以上が好ましく、20mm以下が好ましく、10mm以下がより好ましく、3mm以下が更に好ましい。篩の目開きは、1~20mm程度が好ましく、1~10mm程度がより好ましく、1~3mm程度が更に好ましい。篩の目開きが上記下限以上であれば、マンガン成分を含む粉粒体をより多く確保できる。また、篩の目開きが上記上限以下であれば、マンガン以外の目的外成分を含む固形物をより排除でき、後の工程をより効率的に行える。
A crusher is usually used to crush waste batteries. The type of the crusher is not particularly limited, and for example, a type in which solids and powders such as packaging materials constituting a dry battery are well separated after crushing is preferable. Examples of such a crusher include a biaxial rotary type crusher.
The mesh size of the sieve used for sieving the above-mentioned crushed material (sieving between the foil-like or piece-like solid material and the powder or granular material) is preferably about 1 mm or more, preferably 20 mm or less, and 10 mm or less. More preferably, 3 mm or less is further preferable. The mesh size of the sieve is preferably about 1 to 20 mm, more preferably about 1 to 10 mm, and even more preferably about 1 to 3 mm. When the mesh opening of the sieve is at least the above lower limit, more powders and granules containing a manganese component can be secured. Further, when the mesh opening of the sieve is not more than the above upper limit, solid matter containing a non-target component other than manganese can be more eliminated, and the subsequent steps can be performed more efficiently.

したがって、廃乾電池を破砕したのち、上述した目開きの篩を用いて篩い分けすれば、廃乾電池から包装材等の大きな固形物が除去され、主にマンガン・亜鉛成分とともに炭素を含有する粉粒体を効率的に得ることができる。
このように、破砕・篩い分け工程を経て得られた粉粒体は、マンガン乾電池および/またはアルカリマンガン乾電池の主要構成材料である、二酸化マンガン、炭素、塩化亜鉛または塩化アンモン、苛性カリ、更には、放電によって生成したMnO(OH)、Zn(OH)2、Mn(OH)2、ZnOなどが混合した粉粒体である。なお、通常、この粉粒体には、鉄成分が不可避的に混入する。
Therefore, if the waste dry battery is crushed and then sieved using the above-mentioned open-opening sieve, large solids such as packaging materials are removed from the waste dry battery, and powder particles containing carbon mainly along with manganese and zinc components are removed. You can get the body efficiently.
As described above, the powders and granules obtained through the crushing and sieving steps are the main constituent materials of the manganese dry battery and / or the alkaline manganese dry battery, such as manganese dioxide, carbon, zinc chloride or ammon chloride, caustic potash, and further. It is a powder and granules in which MnO (OH), Zn (OH) 2 , Mn (OH) 2 , ZnO, etc. generated by discharge are mixed. Normally, an iron component is inevitably mixed in the powder or granular material.

加熱処理工程
破砕・篩い分け工程を経て得られた粉粒体に、加熱処理工程として、不活性雰囲気中または還元性雰囲気中などの非酸化性雰囲気中で加熱処理を施す。粉粒体中の亜鉛(Zn)は主としてZnOとして存在しており、加熱処理を施すことにより、粉粒体中の黒鉛とZnOとが反応し、ZnOから亜鉛(Zn)へと還元される。加熱処理を酸化性雰囲気中で行うと、粉粒体中の黒鉛、あるいは還元剤として混合した黒鉛の一部が、ZnOではなく、雰囲気中の酸素と反応して燃焼するため、ZnOから亜鉛への還元反応が阻害され、粉粒体からの亜鉛の除去率が低下する。このため、加熱処理は非酸化性雰囲気中で行うこととし、不活性雰囲気中で行ってもよく、還元性雰囲気中で行ってもよい。
Heat treatment step As a heat treatment step, the powder or granular material obtained through the crushing / sieving step is heat-treated in a non-oxidizing atmosphere such as an inert atmosphere or a reducing atmosphere. Zinc (Zn) in the powder or granular material mainly exists as ZnO, and by heat treatment, the graphite in the powder or granular material reacts with ZnO and is reduced from ZnO to zinc (Zn). When the heat treatment is performed in an oxidizing atmosphere, the graphite in the powder or granules or a part of the graphite mixed as a reducing agent reacts with oxygen in the atmosphere and burns instead of ZnO, so from ZnO to zinc. The reduction reaction of zinc oxide is inhibited, and the removal rate of zinc from the powder or granular material is lowered. Therefore, the heat treatment is performed in a non-oxidizing atmosphere, and may be performed in an inert atmosphere or a reducing atmosphere.

加熱処理は、粉粒体を800℃以上に加熱することが好ましく、850℃以上に加熱することがより好ましく、900℃以上に加熱することが更に好ましく、1200℃以下に加熱することが好ましく、800℃以上1200℃以下の範囲の温度に加熱することが好ましい。加熱処理の温度が800℃以上であれば、実質的に亜鉛の揮発が始まり亜鉛蒸気となって粉粒体から除去される。一方、加熱処理の温度が1200℃を超えると、使用できる加熱炉が限定される。このような観点から、加熱処理は上記好適範囲の温度に加熱する処理とすることが好ましい。 In the heat treatment, it is preferable to heat the powder or granular material to 800 ° C. or higher, more preferably to 850 ° C. or higher, further preferably to 900 ° C. or higher, and more preferably 1200 ° C. or lower. It is preferable to heat to a temperature in the range of 800 ° C. or higher and 1200 ° C. or lower. When the temperature of the heat treatment is 800 ° C. or higher, zinc starts to volatilize substantially and becomes zinc vapor and is removed from the powder or granular material. On the other hand, if the temperature of the heat treatment exceeds 1200 ° C., the heating furnace that can be used is limited. From such a viewpoint, it is preferable that the heat treatment is a treatment of heating to a temperature within the above-mentioned suitable range.

また、加熱処理においては、粉粒体中の黒鉛のみでZnOから亜鉛への還元反応を生じさせることができる。しかし、亜鉛の還元反応の効率を高めるためには、粉粒体に、還元剤として非金属系の、黒鉛等の炭素材料を配合することが好ましい。炭素材料を配合する場合には、炭素材料を粉粒体全量に対する質量比(炭素材料配合比率=炭素材料/粉粒体)で、0.5以下、より好ましくは0.01~0.5の範囲で調整して配合することが好ましく、0.1程度で配合することが更に好ましい。炭素材料のかさ密度が粉粒体に比して小さいため、炭素材料配合比率で0.5を超える多量の炭素材料を配合すると、大型の加熱設備を必要とするため、経済的に不利となるからである。
なお、金属系の還元剤を使用すると、未反応の還元剤が後続の工程で使用する酸で溶解し、マンガン含有溶液の品位を低下させる恐れがあるため、使用する還元剤は非金属系の炭素材料とすることが好ましい。
Further, in the heat treatment, the reduction reaction from ZnO to zinc can be caused only by the graphite in the powder or granular material. However, in order to increase the efficiency of the zinc reduction reaction, it is preferable to add a non-metal carbon material such as graphite as a reducing agent to the powder or granular material. When blending a carbon material, adjust the mass ratio of the carbon material to the total amount of the powder or granular material (carbon material blending ratio = carbon material / powder or granular material) to 0.5 or less, more preferably 0.01 to 0.5. It is preferable to add it, and it is more preferable to add it in an amount of about 0.1. Since the bulk density of the carbon material is smaller than that of the powder or granular material, if a large amount of carbon material with a carbon material mixing ratio of more than 0.5 is mixed, a large heating facility is required, which is economically disadvantageous. be.
If a metal-based reducing agent is used, the unreacted reducing agent may dissolve in the acid used in the subsequent step, which may deteriorate the quality of the manganese-containing solution. Therefore, the reducing agent used is a non-metal-based reducing agent. It is preferable to use a carbon material.

酸浸出工程
酸浸出工程では、加熱処理工程を経て得られた加熱処理済み粉粒体に、酸溶液とあるいはさらに還元剤とを混合して、粉粒体に酸浸出処理を施す。この酸浸出処理により、粉粒体から、主にマンガン成分、鉄成分、さらに残存する亜鉛成分が酸溶液に浸出された浸出液が得られる。なお、炭素成分は固体状態の浸出残渣として残存する。
る。
Acid leaching step In the acid leaching step, the heat-treated powder or granular material obtained through the heat treatment step is mixed with an acid solution or a reducing agent, and the powder or granular material is subjected to acid leaching treatment. By this acid leaching treatment, a leachate in which the manganese component, the iron component, and the remaining zinc component are mainly leached into the acid solution can be obtained from the powder or granular material. The carbon component remains as a solid state leachate residue.
To.

酸溶液に使用する酸は、一般的な酸でよく、硫酸、硝酸、塩酸またはその他の酸を用いることができる。価格や目的に応じて適宜選択できるが、コストおよび調達の容易さ等を考慮すると、酸溶液として硫酸または塩酸を用いるのが好ましい。
硫酸を用いる場合には、硫酸濃度が質量%濃度で1.4%以上45%以下の希硫酸を用いることが好ましい。より具体的には、硫酸濃度は、1.4%以上が好ましく、2%以上がより好ましく、5%以上が更に好ましく、45%以下が好ましく、30%以下がより好ましく、25%以下が更に好ましい。硫酸は、濃度が2%以上30%以下の希硫酸であることがより好ましく、さらに好ましくは、濃度が5%以上25%以下の希硫酸である。
塩酸を用いる場合には、塩酸濃度が質量%濃度で1%以上14%以下の希塩酸を用いることが好ましい。より具体的には、塩酸濃度は、1%以上が好ましく、2%以上がより好ましく、14%以下が好ましく、8%以下がより好ましい。塩酸は、濃度が2%以上8%以下の希塩酸であることがより好ましい。
使用する硫酸または塩酸は、市販されているものであればいずれも使用できるが、工業用或いは有害金属成分の少ない廃酸を希釈して使用すれば、酸のコストを低減することができる。また、ここでの「質量%濃度」は、酸溶液中の酸の質量を溶液全体の質量で除したものに100を乗じた値である。
The acid used in the acid solution may be a general acid, and sulfuric acid, nitric acid, hydrochloric acid or other acids can be used. Although it can be appropriately selected depending on the price and purpose, it is preferable to use sulfuric acid or hydrochloric acid as the acid solution in consideration of cost and ease of procurement.
When sulfuric acid is used, it is preferable to use dilute sulfuric acid having a sulfuric acid concentration of 1.4% or more and 45% or less in mass% concentration. More specifically, the sulfuric acid concentration is preferably 1.4% or more, more preferably 2% or more, further preferably 5% or more, preferably 45% or less, more preferably 30% or less, still more preferably 25% or less. The sulfuric acid is more preferably dilute sulfuric acid having a concentration of 2% or more and 30% or less, and further preferably dilute sulfuric acid having a concentration of 5% or more and 25% or less.
When hydrochloric acid is used, it is preferable to use dilute hydrochloric acid having a hydrochloric acid concentration of 1% or more and 14% or less in terms of mass% concentration. More specifically, the hydrochloric acid concentration is preferably 1% or more, more preferably 2% or more, preferably 14% or less, and more preferably 8% or less. The hydrochloric acid is more preferably dilute hydrochloric acid having a concentration of 2% or more and 8% or less.
Any commercially available sulfuric acid or hydrochloric acid can be used, but the cost of the acid can be reduced by diluting the waste acid for industrial use or having a small amount of harmful metal components. The "mass% concentration" here is a value obtained by dividing the mass of the acid in the acid solution by the mass of the entire solution and multiplying it by 100.

なお、いずれの酸を用いる場合でも、マンガン成分、鉄成分および残存する亜鉛成分の浸出に必要な酸濃度は、粉粒体と酸溶液との固液比、粉粒体の量、粉粒体中のマンガン、亜鉛および鉄の含有量、粉粒体中のマンガンおよび亜鉛の形態等によって変動する。そのため、予め実機を想定した予備実験を行うことで、最適な酸濃度を決定することが好ましい。 Regardless of which acid is used, the acid concentration required for leaching the manganese component, iron component and residual zinc component is the solid-liquid ratio of the powder or granular material to the acid solution, the amount of the powder or granular material, and the powder or granular material. It varies depending on the content of manganese, zinc and iron in the granules, the morphology of manganese and zinc in the granular material, and the like. Therefore, it is preferable to determine the optimum acid concentration by conducting a preliminary experiment assuming an actual machine in advance.

本発明の酸浸出工程においては、加熱処理工程を経た粉粒体に、酸溶液、あるいはさらに還元剤を混合する。酸のみで十分に浸出しない場合には、必要に応じて還元剤を更に添加し、粉粒体に含まれるマンガン成分をほぼ完全に浸出させる。加熱処理を経た粉粒体に含まれるマンガンの形態としては、大半がMnOであるが、少量のMnO2、Mn2O3、Mn3O4などが含まれることもある。このうち、酸のみで溶解するのはMnOとMn3O4の一部のみである。マンガンが酸に溶解するのは、2価の価数をとる場合で、3価、4価などの価数をとるマンガンを酸で溶解するためには、2価の価数をとるように、還元する必要がある。したがって、還元のための電子を供給する物質として還元剤が必要となる。なお、還元剤の添加量ははとくに限定しないが、粉粒体に含まれるマンガンの形態に依存するため、酸溶液に対して1~500g/L程度あれば十分である。In the acid leaching step of the present invention, an acid solution or a reducing agent is mixed with the powder or granular material that has undergone the heat treatment step. If the acid alone does not leached sufficiently, a reducing agent is further added as needed to almost completely leached the manganese component contained in the powder or granular material. Most of the manganese contained in the heat-treated granules is MnO, but a small amount of MnO 2 , Mn 2 O 3 , Mn 3 O 4 , etc. may be contained. Of these, only a part of Mn O and Mn 3 O 4 dissolves only with acid. Manganese dissolves in an acid when it has a divalent valence, and in order to dissolve manganese which has a valence such as trivalent or tetravalent in an acid, it has a divalent valence. It needs to be reduced. Therefore, a reducing agent is required as a substance that supplies electrons for reduction. The amount of the reducing agent added is not particularly limited, but since it depends on the form of manganese contained in the powder or granular material, about 1 to 500 g / L with respect to the acid solution is sufficient.

還元剤としては、常用の種々の還元剤がいずれも適用できる。還元剤としては、過酸化水素H2O2、硫化ナトリウムNa2S・9H2O、亜硫酸水素ナトリウムNaHSO3、チオ硫酸ナトリウムNa2S2O3、硫酸鉄FeSO4・7H2Oが例示できる。なお、硫黄系の還元剤は、亜硫酸ガス、硫化水素ガス等の腐食性ガスを発生する場合があり、安全性等の観点から注意を要する。このような観点から、還元剤は過酸化水素H2O2とすることが好ましい。
なお、粉粒体に含まれる亜鉛成分については、還元剤の有無に拘わらず酸の濃度を上昇していけば、ほぼ全量が溶解(浸出)する。
As the reducing agent, any of various commonly used reducing agents can be applied. Examples of the reducing agent include hydrogen peroxide H 2 O 2 , sodium sulfide Na 2 S ・ 9H 2 O, sodium bisulfite Na HSO 3 , sodium thiosulfate Na 2 S 2 O 3 , and iron sulfate FeSO 4・ 7H 2 O. .. Sulfur-based reducing agents may generate corrosive gases such as sulfurous acid gas and hydrogen sulfide gas, so caution is required from the viewpoint of safety and the like. From this point of view, the reducing agent is preferably hydrogen peroxide H 2 O 2 .
As for the zinc component contained in the powder or granular material, if the concentration of the acid is increased regardless of the presence or absence of the reducing agent, almost all of the zinc component is dissolved (leached).

また、酸浸出処理の効率化を図る観点からは、酸浸出工程における粉粒体と酸溶液との固液比(粉粒体(g)/酸溶液(L))を50g/L以上とすることが好ましい。一方、固液比が800g/Lを超えると、粘度が上昇してハンドリング上の問題が生じたり、固液分離工程時の歩留まりが悪化したりする可能性がある。このため、固液比は800g/L以下とすることが好ましい。また、酸浸出処理の処理温度(雰囲気温度や酸溶液の温度)は、室温(15~25℃前後)でも十分な効果が得られるが、加温を行ってもよい。加温を行えば、処理溶液が沸騰しない範囲で温度を高めるほど反応効率の向上が期待できる。酸浸出処理の処理時間は、5分以上が好ましく、6時間以下が好ましい。 From the viewpoint of improving the efficiency of the acid leaching process, the solid-liquid ratio (powder / granules (g) / acid solution (L)) of the powder / granules to the acid solution in the acid leaching step should be 50 g / L or more. Is preferable. On the other hand, if the solid-liquid ratio exceeds 800 g / L, the viscosity may increase and handling problems may occur, or the yield during the solid-liquid separation process may deteriorate. Therefore, the solid-liquid ratio is preferably 800 g / L or less. Further, although a sufficient effect can be obtained even at room temperature (around 15 to 25 ° C.) as the treatment temperature (atmospheric temperature or acid solution temperature) of the acid leaching treatment, heating may be performed. By heating, the reaction efficiency can be expected to improve as the temperature is raised within the range where the treatment solution does not boil. The treatment time for the acid leaching treatment is preferably 5 minutes or more, preferably 6 hours or less.

固液分離工程
固液分離工程では、酸浸出工程で得られた浸出液と浸出残渣とを固液分離する。分離された浸出液は、マンガンイオン、鉄イオン、および残存する亜鉛イオンを含有する。一方、分離された固体の浸出残渣は、主として炭素が残留した結果である。これにより、粉粒体に含まれていたマンガン成分、亜鉛成分および鉄成分と、炭素とを分離することができる。
固液分離手段は特に限定されない。固液分離工程には、常用の手段である、例えば重力沈降分離、ろ過、遠心分離、フィルタプレス、膜分離などから選ばれる手段を用いることが好ましい。
Solid-liquid separation step In the solid-liquid separation step, the leachate obtained in the acid leaching step and the leaching residue are separated into solid and liquid. The separated leachate contains manganese ions, iron ions, and residual zinc ions. On the other hand, the leachate residue of the separated solid is mainly the result of residual carbon. Thereby, the manganese component, the zinc component and the iron component contained in the powder or granular material can be separated from the carbon.
The solid-liquid separation means is not particularly limited. For the solid-liquid separation step, it is preferable to use a commonly used means, for example, a means selected from gravity sedimentation separation, filtration, centrifugation, filter press, membrane separation and the like.

マンガン抽出工程
本発明では、固液分離工程で分離された浸出液から、亜鉛イオンおよび鉄イオンを除去して、マンガンイオンを高純度で含有する溶液(マンガン含有溶液)を得る、所定のマンガン抽出工程を行う必要がある。具体的には、マンガン抽出工程は、所定の亜鉛除去工程および鉄除去工程を順不同で含む。より具体的には、マンガン抽出工程が含む亜鉛除去工程は、亜鉛イオンに硫化物を作用させて亜鉛イオンを沈殿させる硫化物沈殿処理工程と、得られた亜鉛含有沈殿物を分離する亜鉛分離工程とを含む。また、マンガン抽出工程が含む鉄除去工程は、鉄イオンを酸化させて鉄イオンを沈殿させる酸化処理工程と、得られた鉄含有沈殿物を分離する鉄分離工程とを含む。
このように、マンガン抽出工程において、亜鉛イオンおよび鉄イオンをそれぞれ選択的に沈殿させて、浸出液から亜鉛イオンおよび鉄イオンを確実に取り除くことにより、最終的に、目的成分であるマンガン成分を高純度で得ることができる。
Manganese Extraction Step In the present invention, a predetermined manganese extraction step of removing zinc ions and iron ions from the leachate separated in the solid-liquid separation step to obtain a solution containing manganese ions with high purity (manganese-containing solution). Need to be done. Specifically, the manganese extraction step includes a predetermined zinc removing step and an iron removing step in no particular order. More specifically, the zinc removal step included in the manganese extraction step is a sulfide precipitation treatment step in which sulfide is allowed to act on zinc ions to precipitate zinc ions, and a zinc separation step in which the obtained zinc-containing precipitate is separated. And include. Further, the iron removal step included in the manganese extraction step includes an oxidation treatment step of oxidizing iron ions to precipitate iron ions and an iron separation step of separating the obtained iron-containing precipitate.
As described above, in the manganese extraction step, zinc ions and iron ions are selectively precipitated, respectively, and the zinc ions and iron ions are surely removed from the leachate, whereby the manganese component, which is the target component, is finally obtained with high purity. Can be obtained at.

マンガン抽出工程では、亜鉛イオンを優先的に沈殿させる硫化物沈殿処理工程と亜鉛分離工程とを含む亜鉛除去工程を先に行ってもよいし(手順A)、鉄イオンを優先的に沈殿させる酸化処理工程と鉄分離工程とを含む鉄除去工程を先に行ってもよい(手順B)。工程をより簡素化し易い観点からは、鉄除去工程を先に行うこと(手順B)が好ましい。手順Aでは、浸出液から、亜鉛含有沈澱物と、マンガンイオンおよび鉄イオンを含有する第1溶液と、の混合物を得た後に、これらを分離する。また、手順Bでは、浸出液から、鉄含有沈殿物と、マンガンイオンおよび亜鉛イオンを含有する第1溶液と、の混合物を得た後に、これらを分離する。 In the manganese extraction step, a zinc removal step including a sulfide precipitation treatment step for preferentially precipitating zinc ions and a zinc separation step may be performed first (procedure A), or oxidation for preferentially precipitating iron ions. The iron removal step including the treatment step and the iron separation step may be performed first (procedure B). From the viewpoint of facilitating the simplification of the process, it is preferable to perform the iron removing step first (procedure B). In procedure A, a mixture of a zinc-containing precipitate and a first solution containing manganese ions and iron ions is obtained from the leachate, and then these are separated. Further, in procedure B, after obtaining a mixture of the iron-containing precipitate and the first solution containing manganese ion and zinc ion from the leachate, these are separated.

亜鉛除去工程(手順A)
手順(A)における亜鉛除去工程では、固液分離された浸出液に、まず硫化物沈殿処理工程を施す。この硫化物沈殿処理工程では、浸出液に硫化物を作用させ、浸出液中に含まれるイオンのうち主として残存する亜鉛イオンを亜鉛硫化物として沈殿させ、浸出液から除去可能にする。この処理により、浸出液から、マンガンイオンおよび鉄イオンを含有する第1溶液と亜鉛含有沈殿物との混合物が得られる。
Zinc removal step (procedure A)
In the zinc removal step in the procedure (A), a sulfide precipitation treatment step is first applied to the solid-liquid separated leachate. In this sulfide precipitation treatment step, sulfide is allowed to act on the leachate, and the zinc ions mainly remaining among the ions contained in the leachate are precipitated as zinc sulfide so that they can be removed from the leachate. By this treatment, a mixture of a first solution containing manganese ions and iron ions and a zinc-containing precipitate is obtained from the leachate.

固液分離工程で分離された浸出液には、マンガンイオン、鉄イオン、さらに残存する亜鉛イオンが含まれており、浸出液に硫化物を作用すると、含まれる2価の金属イオンは、硫化物イオンS2-と反応して、硫化物を生成し沈殿する。この硫化物の沈殿のしやすさは、溶解度積KSPに依存する。マンガン、亜鉛、鉄の硫化物の溶解度積を、下記に示す。
MnS:KSP=2.5×10-10
ZnS:KSP=1.6×10-24
FeS:KSP=6.3×10-18
(Lange, N.A.:Lange's Handbook of Chemistry. Thirteenth edition 1985)
溶解度積KSPの値が小さいほど、硫化物を形成しやすいことから、マンガン、亜鉛、鉄のうちでは、亜鉛(Zn)が最も硫化物を形成しやすいことになる。したがって、マンガン、亜鉛、鉄のイオンを含む浸出液に硫化物を作用させた場合には、亜鉛(Zn)を選択的に硫化物として沈殿させることができる。そして、硫化物イオンの濃度、浸出液のpHを調整することにより、浸出液中の亜鉛イオン濃度を分析限界(0.1mg/L)未満に容易に低減することができる。
The leachate separated in the solid-liquid separation step contains manganese ions, iron ions, and residual zinc ions. When sulfide acts on the leachate, the divalent metal ions contained are sulfide ions S. Reacts with 2- to form sulfide and precipitate. The ease of precipitation of this sulfide depends on the solubility product K SP . The solubility products of manganese, zinc and iron sulfides are shown below.
MnS: K SP = 2.5 × 10 -10
ZnS: K SP = 1.6 × 10 -24
FeS: K SP = 6.3 × 10 -18
(Lange, NA: Lange's Handbook of Chemistry. Thirteenth edition 1985)
The smaller the solubility product K SP value, the easier it is to form sulfides. Therefore, among manganese, zinc, and iron, zinc (Zn) is most likely to form sulfides. Therefore, when a sulfide is allowed to act on a leachate containing manganese, zinc, and iron ions, zinc (Zn) can be selectively precipitated as a sulfide. Then, by adjusting the concentration of sulfide ions and the pH of the leachate, the zinc ion concentration in the leachate can be easily reduced to less than the analysis limit (0.1 mg / L).

作用させる硫化物としては、水硫化ナトリウムNaHS、硫化ナトリウムNaS、硫化水素H2S等が例示できる。なお、硫化水素はガスなので、曝気する必要がある。Examples of the sulfide to act include sodium hydrosulfide NaHS, sodium sulfide NaS, hydrogen sulfide H 2 S and the like. Since hydrogen sulfide is a gas, it needs to be aerated.

作用させる硫化物量は、溶解亜鉛に対する硫黄Sとして1.1当量以上5当量以下とすることが好ましい。硫化物量は、溶解亜鉛に対する硫黄Sとして1.1当量以上が好ましく、2当量以上がより好ましく、5当量以下が好ましく、3当量以下がより好ましく、3当量未満が更に好ましい。硫化物量が上記下限以上であれば、亜鉛イオンを確実に沈殿させることができる。また、硫化物量が上記下限以下であれば、意図しないマンガンイオンの沈殿を抑制できるとともに、作用させる硫化物量が過剰となって経済的に不利となることを防止できる。 The amount of sulfide to act is preferably 1.1 equivalents or more and 5 equivalents or less as sulfur S with respect to dissolved zinc. The amount of sulfide is preferably 1.1 equivalents or more, more preferably 2 equivalents or more, more preferably 5 equivalents or less, more preferably 3 equivalents or less, still more preferably less than 3 equivalents, as sulfur S with respect to dissolved zinc. When the amount of sulfide is at least the above lower limit, zinc ions can be reliably precipitated. Further, when the amount of sulfide is not more than the above lower limit, it is possible to suppress the precipitation of unintended manganese ions and prevent the amount of sulfide acting to be excessive, which is economically disadvantageous.

また、硫化物を作用させる際の浸出液のpHは、2未満と低すぎると亜鉛の沈殿が不十分になり、一方、5を超えて高くなるとマンガンの沈殿量が高まり、回収できるマンガン量の低減が著しく、マンガンロスが進行し、マンガン歩留りが低下する。このような観点から、硫化物沈殿処理工程における浸出液のpHは、2以上が好ましく、3以上がより好ましく、6以下が好ましく、5以下がより好ましく、5未満が更に好ましい。浸出液のpHは、好ましくはpH2以上5以下、さらに好ましくはpH3以上5以下、一層好ましくはpH3以上5未満である。 In addition, if the pH of the leachate when the sulfide is allowed to act is too low, less than 2, zinc precipitation will be insufficient, while if it is higher than 5, the amount of manganese precipitation will increase and the amount of manganese that can be recovered will decrease. However, manganese loss progresses and manganese yield decreases. From such a viewpoint, the pH of the leachate in the sulfide precipitation treatment step is preferably 2 or more, more preferably 3 or more, preferably 6 or less, more preferably 5 or less, still more preferably less than 5. The pH of the leachate is preferably pH 2 or more and 5 or less, more preferably pH 3 or more and 5 or less, and even more preferably pH 3 or more and less than 5.

続いて、手順(A)における亜鉛除去工程では、上述した硫化物沈殿処理工程で得られた混合物を第1溶液と亜鉛含有沈殿物とに分離して(亜鉛分離工程)、亜鉛成分を除去する。
より具体的には、硫化物沈殿処理工程で得られた、マンガンイオンおよび鉄イオンを含有する第1溶液と、主として残存する亜鉛の硫化物が沈殿した亜鉛含有沈殿物とを分離する。これにより、硫化物沈殿処理工程後の混合物から亜鉛成分を容易に分離でき、マンガンイオンおよび鉄イオンを含む第1溶液とすることができる。分離手段は特に限定されることなく、上述した固液分離工程に従えばよい。
なお、上記した硫化物沈殿処理では、溶液中から鉄(Fe)分の一部が沈殿除去される場合がある。この場合、予め設定した鉄分濃度未満に鉄分が除去されていれば、この段階で処理を終えることも考えられる。しかし、手順(A)では、鉄分をさらに分離除去して高純度のマンガン成分を得るべく、後述する鉄除去工程を更に行う。
Subsequently, in the zinc removal step in the procedure (A), the mixture obtained in the above-mentioned sulfide precipitation treatment step is separated into a first solution and a zinc-containing precipitate (zinc separation step), and the zinc component is removed. ..
More specifically, the first solution containing manganese ions and iron ions obtained in the sulfide precipitation treatment step and the zinc-containing precipitate in which the residual zinc sulfide is mainly precipitated are separated. As a result, the zinc component can be easily separated from the mixture after the sulfide precipitation treatment step, and a first solution containing manganese ions and iron ions can be obtained. The separation means is not particularly limited, and the solid-liquid separation step described above may be followed.
In the above-mentioned sulfide precipitation treatment, a part of iron (Fe) may be removed from the solution by precipitation. In this case, if the iron content is less than the preset iron content, the treatment may be completed at this stage. However, in the procedure (A), an iron removing step described later is further performed in order to further separate and remove iron to obtain a high-purity manganese component.

鉄除去工程(手順A)
手順(A)では、上述した亜鉛除去工程に続き、鉄除去工程を施す。手順(A)における鉄除去工程では、まず、先の亜鉛除去工程で得られたマンガンイオンおよび鉄イオンを含有する第1溶液に酸化処理工程を施し、第1溶液中の鉄イオンを鉄含有沈殿物として、鉄成分も分離除去可能にする。この処理により、第1溶液からは、マンガンイオンを高純度に含有する第2溶液(マンガン含有溶液)と鉄含有沈殿物との混合物が得られる。
Iron removal step (procedure A)
In the procedure (A), an iron removing step is performed following the zinc removing step described above. In the iron removal step in the procedure (A), first, the first solution containing the manganese ion and the iron ion obtained in the previous zinc removal step is subjected to an oxidation treatment step, and the iron ion in the first solution is subjected to an iron-containing precipitate. As a product, iron components can also be separated and removed. By this treatment, a mixture of the second solution (manganese-containing solution) containing manganese ions with high purity and the iron-containing precipitate can be obtained from the first solution.

酸化処理方法としては、第1溶液の好適なpHを含め、後述する手順(B)での酸化処理方法に従えばよい。ここで、硫化物沈殿処理工程を経て得られた第1溶液に、実用的な条件で空気曝気を施すと、第1溶液中の鉄成分が完全に分離除去しきれない場合がある。というのは、硫化物沈殿処理工程で添加した硫化物が、この工程では還元剤として作用する。この還元剤によって、空気曝気で供給された酸素が消費され、空気曝気量によっては酸素量が不足し、処理後の溶液中に分離除去できない鉄分が残存するからであると考えられる。なお、空気曝気を続ければ、硫化物は硫酸イオンとなり、最終的には溶液が酸化的になって、鉄成分も沈殿する。しかし、曝気時間が長くなり、実用的ではない。 As the oxidation treatment method, the oxidation treatment method in the procedure (B) described later may be followed, including the suitable pH of the first solution. Here, if the first solution obtained through the sulfide precipitation treatment step is exposed to air under practical conditions, the iron component in the first solution may not be completely separated and removed. This is because the sulfide added in the sulfide precipitation treatment step acts as a reducing agent in this step. It is considered that this reducing agent consumes oxygen supplied by air aeration, the amount of oxygen is insufficient depending on the amount of air aeration, and iron content that cannot be separated and removed remains in the treated solution. If air aeration is continued, the sulfide becomes sulfate ion, and finally the solution becomes oxidative and the iron component also precipitates. However, the aeration time becomes long and it is not practical.

そこで、手順(A)での酸化処理工程では、空気曝気を施したのち、仕上げ酸化処理として、さらに酸化剤を添加することが好ましい。酸化剤の添加量は、酸化還元電位(vs.SHE)を測定し、酸化還元電位が550mV以上となるように調整することが好ましい。酸化剤としては、過酸化水素、過マンガン酸カリウム等が例示できる。 Therefore, in the oxidation treatment step in the procedure (A), it is preferable to apply air aeration and then add an oxidizing agent as a finish oxidation treatment. The amount of the oxidant added is preferably adjusted so that the redox potential (vs. SHE) is measured and the redox potential is 550 mV or more. Examples of the oxidizing agent include hydrogen peroxide and potassium permanganate.

なお、亜鉛除去工程を施したのち、適正期間放置したうえで酸化処理工程を施せば、仕上酸化処理を施すことなく、空気曝気のみの処理で十分に鉄成分を沈殿させることができる。これは、前段の硫化物沈殿処理工程で生じた第1溶液中の、還元性物質である硫化水素が空気中に放散され、第1溶液が酸化されやすくなる、すなわち、酸化還元電位が上がりやすくなることに起因すると考えられる。ここでいう適正期間は、密閉系であるか開放系であるか等の保存状態によって異なるため一概には言えないが、数日から1週間程度と推察される。 If the zinc removal step is performed, the iron component is left to stand for an appropriate period, and then the oxidation treatment step is performed, the iron component can be sufficiently precipitated by the treatment of only air aeration without performing the finish oxidation treatment. This is because hydrogen sulfide, which is a reducing substance, in the first solution generated in the sulfide precipitation treatment step in the previous stage is released into the air, and the first solution is easily oxidized, that is, the redox potential is easily increased. It is thought that it is caused by becoming. The appropriate period here depends on the storage condition such as whether it is a closed system or an open system, so it cannot be said unconditionally, but it is estimated to be about several days to one week.

そして、手順(A)における鉄除去工程では、上述した酸化処理工程で得られた混合物を第2溶液と鉄含有沈殿物とに分離して(鉄分離工程)、鉄成分を除去する。このようにして、高純度のマンガン含有溶液を回収することができる。
分離手段は特に限定されることなく、上述した固液分離工程に従えばよい。
Then, in the iron removal step in the procedure (A), the mixture obtained in the above-mentioned oxidation treatment step is separated into a second solution and an iron-containing precipitate (iron separation step) to remove the iron component. In this way, a high-purity manganese-containing solution can be recovered.
The separation means is not particularly limited, and the solid-liquid separation step described above may be followed.

鉄除去工程(手順B)
手順(B)における鉄除去工程では、固液分離工程で得られた浸出液に、まず酸化処理を施す。この酸化処理では、浸出液を酸化させて浸出液中に含まれるイオンのうち鉄イオンを鉄含有沈殿物として沈殿させ、まず鉄成分を浸出液から除去可能にする。この処理により、浸出液から、マンガンイオンおよび亜鉛イオンを含有する第1溶液と鉄含有沈殿物との混合物が得られる。
Iron removal step (procedure B)
In the iron removing step in the procedure (B), the leachate obtained in the solid-liquid separation step is first subjected to an oxidation treatment. In this oxidation treatment, the leachate is oxidized to precipitate iron ions among the ions contained in the leachate as an iron-containing precipitate, so that the iron component can be removed from the leachate first. By this treatment, a mixture of a first solution containing manganese ions and zinc ions and an iron-containing precipitate is obtained from the leachate.

酸化処理方法としては、常用の酸化処理方法がいずれも適用できるが、本実施形態の酸化処理工程では、安価な酸化処理方法である、空気曝気のみで十分である。空気曝気の条件としては、通常の実用的な条件(吹込み量:(浸出液量に対して0.1倍量~1倍量)/分、曝気時間:15~60分)とすることが、経済的な観点から好ましい。なお、仕上げ酸化として、酸化剤を添加する処理を付加してもよい。 As the oxidation treatment method, any of the usual oxidation treatment methods can be applied, but in the oxidation treatment step of the present embodiment, only air aeration, which is an inexpensive oxidation treatment method, is sufficient. As the conditions for air aeration, it is economical to set normal practical conditions (infusion amount: (0.1 times to 1 times the amount of exudate) / minute, aeration time: 15 to 60 minutes). It is preferable from the above viewpoint. In addition, as finish oxidation, a process of adding an oxidizing agent may be added.

なお、酸化処理は、pH調整剤を用いて、浸出液のpHを調整して行うことが好ましい。浸出液のpHが3未満と低すぎると鉄成分が沈殿しない。一方、浸出液のpHが7を超えて高すぎるとマンガン成分も同時に沈殿する。このため、浸出液は、pH3~7の範囲に調整することが好ましい。浸出液は、より好ましくはpH5以上であり、より好ましくはpH6以下であり、更に好ましくはpH5~pH6近傍である。これにより、浸出液から鉄成分を沈殿・分離除去可能な状態にでき、ひいては、不純分の少ない高純度マンガン含有溶液を得ることができる。 The oxidation treatment is preferably performed by adjusting the pH of the leachate with a pH adjuster. If the pH of the leachate is less than 3 and too low, the iron component will not precipitate. On the other hand, if the pH of the leachate exceeds 7 and is too high, the manganese component will also precipitate at the same time. Therefore, it is preferable to adjust the leachate to a pH range of 3 to 7. The leachate is more preferably pH 5 or higher, more preferably pH 6 or lower, and even more preferably around pH 5 to pH 6. As a result, the iron component can be precipitated / separated and removed from the leachate, and a high-purity manganese-containing solution having a low impure content can be obtained.

続いて、手順(B)における鉄除去工程では、上述した酸化処理工程で得られた混合物を、マンガンイオンおよび亜鉛イオンを含有する第1溶液と、主として水酸化鉄を含み得る鉄含有沈殿物とに分離する(鉄分離工程)。これにより、酸化処理工程後の混合物から鉄成分を容易に分離除去し、マンガン成分および亜鉛成分を含む第1溶液を得ることができる。
分離手段は特に限定されることなく、上述した固液分離工程に従えばよい。
Subsequently, in the iron removal step in the procedure (B), the mixture obtained in the above-mentioned oxidation treatment step is mixed with a first solution containing manganese ions and zinc ions, and an iron-containing precipitate containing mainly iron hydroxide. (Iron separation step). Thereby, the iron component can be easily separated and removed from the mixture after the oxidation treatment step, and the first solution containing the manganese component and the zinc component can be obtained.
The separation means is not particularly limited, and the solid-liquid separation step described above may be followed.

亜鉛除去工程(手順B)
手順(B)では、上述した鉄除去工程に続き、亜鉛除去工程を施す。手順(B)における亜鉛除去工程では、先の鉄除去工程で得られた第1溶液に硫化物を作用させ、第1溶液中のイオンのうち主として亜鉛イオンを亜鉛硫化物として沈殿させ、残存する亜鉛成分も第1溶液から除去可能にする。この処理により、第1溶液からは、マンガンイオンを高純度に含有する第2溶液(マンガン含有溶液)と亜鉛含有沈殿物との混合物が得られる。
Zinc removal step (procedure B)
In the procedure (B), a zinc removing step is performed following the iron removing step described above. In the zinc removal step in the procedure (B), sulfide is allowed to act on the first solution obtained in the previous iron removal step, and zinc ions among the ions in the first solution are mainly precipitated as zinc sulfide and remain. The zinc component can also be removed from the first solution. By this treatment, a mixture of the second solution (manganese-containing solution) containing manganese ions with high purity and the zinc-containing precipitate can be obtained from the first solution.

先の鉄除去工程で分離された第1溶液には、マンガンイオンおよび亜鉛イオンが含まれており、第1溶液に硫化物を作用すると、上述した手順(A)での硫化物沈殿処理工程と同様のメカニズムに従って、亜鉛成分が選択的に硫化物として沈殿する。そして、添加する硫化物の量、硫化物イオンの濃度、第1溶液のpHを調整することにより、第1溶液中の亜鉛イオン濃度を分析限界(0.1mg/L)未満に容易に低減することができる。
硫化物の種類および第1溶液の好適なpHは、上述した手順(A)での硫化物沈殿処理方法に従えばよい。第1溶液のpHは、特にpH:4が好ましい。
また、作用させる硫化物量は、溶解亜鉛に対する硫黄Sとして1.1当量以上が好ましく、2当量以上がより好ましく、5当量以下とすることが好ましい。作用させる硫化物量が1.1当量未満では、亜鉛の沈殿除去は進行しているものの不完全であり、しかも最終的な除去率も安定しない。作用させる硫化物量が2当量以上であれば、亜鉛の沈殿除去も顕著となる。また、作用させる硫化物量が5当量を超えると、作用させる硫化物量が過剰となり、マンガンも沈殿除去される場合がある。
The first solution separated in the previous iron removal step contains manganese ions and zinc ions, and when sulfide is allowed to act on the first solution, it is the same as the sulfide precipitation treatment step in the above procedure (A). According to a similar mechanism, the zinc component selectively precipitates as a sulfide. Then, by adjusting the amount of sulfide to be added, the concentration of sulfide ions, and the pH of the first solution, the zinc ion concentration in the first solution can be easily reduced below the analysis limit (0.1 mg / L). Can be done.
The type of sulfide and the suitable pH of the first solution may be determined according to the sulfide precipitation treatment method in the above-mentioned procedure (A). The pH of the first solution is particularly preferably pH: 4.
The amount of sulfide to act is preferably 1.1 equivalents or more, more preferably 2 equivalents or more, and preferably 5 equivalents or less as sulfur S with respect to dissolved zinc. If the amount of sulfide to act is less than 1.1 equivalents, zinc precipitation removal is progressing but incomplete, and the final removal rate is not stable. When the amount of sulfide to act is 2 equivalents or more, the removal of zinc precipitate is also remarkable. Further, when the amount of sulfide to be acted on exceeds 5 equivalents, the amount of sulfide to be acted upon becomes excessive, and manganese may also be precipitated and removed.

そして、手順(B)における亜鉛除去工程では、上述した硫化物沈殿処理工程で得られた混合物を、第2溶液と、主として亜鉛硫化物が沈殿した亜鉛含有沈殿物とに分離して(亜鉛分離工程)、亜鉛成分を除去する。このようにして、残存する亜鉛成分をも除去して、マンガン成分のみを含む高純度な溶液として回収することができる。
分離手段は特に限定されることなく、上述した固液分離工程に従えばよい。
Then, in the zinc removal step in the procedure (B), the mixture obtained in the above-mentioned sulfide precipitation treatment step is separated into a second solution and a zinc-containing precipitate in which zinc sulfide is mainly precipitated (zinc separation). Step), remove the zinc component. In this way, the remaining zinc component can also be removed, and the solution can be recovered as a high-purity solution containing only the manganese component.
The separation means is not particularly limited, and the solid-liquid separation step described above may be followed.

上記した各工程を順次経ることにより、廃乾電池に含まれる、マンガン成分以外の炭素成分、亜鉛成分、鉄成分をほぼ完全に分離除去でき、廃乾電池に含まれるマンガンを、亜鉛成分、鉄成分を分析限界未満まで低減した、高純度のマンガン含有溶液として高い歩留まりで回収することができる。
なお、得られたマンガン含有溶液は、例えば、アルカリ沈殿させて高純度のマンガン水酸化物として各種用途に用いてもよい。また、得られたマンガン含有溶液は、Ni等の他の金属を混合したのち、アルカリ沈殿処理等を施し、二次電池電極材用の材料として利用してもよい。
By sequentially going through each of the above steps, the carbon component, zinc component, and iron component other than the manganese component contained in the waste dry battery can be almost completely separated and removed, and the manganese contained in the waste dry battery can be removed from the zinc component and iron component. It can be recovered with a high yield as a high-purity manganese-containing solution reduced to less than the analysis limit.
The obtained manganese-containing solution may be alkaline-precipitated and used as a high-purity manganese hydroxide for various purposes. Further, the obtained manganese-containing solution may be mixed with other metals such as Ni and then subjected to an alkali precipitation treatment or the like to be used as a material for a secondary battery electrode material.

(マンガン回収設備)
つぎに、本発明の回収設備について説明する。本発明の回収設備は、選別装置、破砕装置、篩い分け装置、加熱装置、酸浸出槽、固液分離装置、およびマンガン抽出装置群を順に備え、本発明のマンガン回収方法と同様の特徴及び効果を有する。また、マンガン抽出装置群は、所定の亜鉛除去装置群および鉄除去装置群を順不同で含む。
そして、本発明のマンガン回収設備は、例えば、本発明のマンガン回収方法を実施する際に好適に利用することができる。
(Manganese recovery equipment)
Next, the recovery equipment of the present invention will be described. The recovery equipment of the present invention is provided in order with a sorting device, a crushing device, a sieving device, a heating device, an acid leaching tank, a solid-liquid separation device, and a manganese extraction device group, and has the same features and effects as the manganese recovery method of the present invention. Have. In addition, the manganese extraction device group includes a predetermined zinc removal device group and an iron removal device group in no particular order.
The manganese recovery equipment of the present invention can be suitably used, for example, when carrying out the manganese recovery method of the present invention.

構成A
本発明の回収設備の一態様として、上述の手順(A)を好適に実施可能な構成(A)について図9に示す。図9に模式的に示すように、回収設備は、選別装置10と、破砕装置20aと、篩い分け装置20bと、加熱装置110と、酸浸出槽30と、固液分離装置40と、硫化物沈殿処理槽52と、亜鉛分離装置62と、酸化処理槽82と、鉄分離装置92と、マンガン含有溶液回収槽100とを、この順で備えることができる。ここで、硫化物沈殿処理槽52および亜鉛分離装置62は亜鉛除去装置群を構成し、酸化処理槽82および鉄分離装置92は鉄除去装置群を構成する。また、亜鉛除去装置群および鉄除去装置群はマンガン抽出装置群を構成する。
Configuration A
As one aspect of the recovery equipment of the present invention, FIG. 9 shows a configuration (A) in which the above procedure (A) can be suitably carried out. As schematically shown in FIG. 9, the recovery equipment includes a sorting device 10, a crushing device 20a, a sieving device 20b, a heating device 110, an acid leaching tank 30, a solid-liquid separation device 40, and sulfide. The precipitation treatment tank 52, the zinc separation device 62, the oxidation treatment tank 82, the iron separation device 92, and the manganese-containing solution recovery tank 100 can be provided in this order. Here, the sulfide precipitation treatment tank 52 and the zinc separation device 62 constitute a zinc removal device group, and the oxidation treatment tank 82 and the iron separation device 92 constitute an iron removal device group. In addition, the zinc removing device group and the iron removing device group constitute a manganese extraction device group.

選別装置10では、廃乾電池からマンガン乾電池および/またはアルカリマンガン乾電池を選別する。選別装置の種類はとくに限定せず、形状や放射線等を利用して分別する装置等が例示できる。なお、廃乾電池の選別は手選別としてもよい。
破砕装置20aは、通常の破砕機がいずれも適用できるが、2軸回転式の破砕機とすることが好ましい。
篩い分け装置20bは、目開き1mm以上20mm以下の篩を備えたものとすることが好ましい。篩い分け装置20bの目開きは、マンガン回収方法について上述した理由と同様に、おおよそ、1mm以上が好ましく、20mm以下が好ましく、10mm以下がより好ましく、3mm以下が更に好ましい。
The sorting device 10 sorts manganese dry batteries and / or alkaline manganese dry batteries from waste dry batteries. The type of the sorting device is not particularly limited, and an example of a device for sorting using a shape, radiation, or the like can be exemplified. The waste dry batteries may be sorted by hand.
As the crusher 20a, any ordinary crusher can be applied, but it is preferable that the crusher is a biaxial rotary type crusher.
The sieving device 20b is preferably provided with a sieve having an opening of 1 mm or more and 20 mm or less. The opening of the sieving device 20b is preferably about 1 mm or more, preferably 20 mm or less, more preferably 10 mm or less, still more preferably 3 mm or less, for the same reason as described above for the manganese recovery method.

加熱装置110は、破砕装置20aおよび篩い分け装置20bを経て得られた粉粒体に、不活性雰囲気または還元性雰囲気の非酸化性雰囲気中で、設定した温度に加熱する加熱処理を施せる装置であればよく、とくにその構造は限定されない。なお、加熱装置がバッチ式であれば、通常の雰囲気調整が可能な加熱炉が好適である。また、加熱装置が連続式であれば、設定した温度に加熱でき雰囲気調整が可能なロータリーキルン等が好適である。なお、ここでいう雰囲気調整には、亜鉛蒸気を含む排気ガスの捕集手段を備えることも含む。 The heating device 110 is a device capable of heat-treating the powder or granular material obtained through the crushing device 20a and the sieving device 20b to a set temperature in a non-oxidizing atmosphere having an inert atmosphere or a reducing atmosphere. The structure is not particularly limited. If the heating device is a batch type, a heating furnace capable of adjusting the normal atmosphere is suitable. Further, if the heating device is a continuous type, a rotary kiln or the like that can heat to a set temperature and adjust the atmosphere is suitable. The atmosphere adjustment referred to here also includes a means for collecting exhaust gas containing zinc vapor.

酸浸出槽30は、粉粒体に酸溶液とあるいはさらに還元剤とを混合して、浸出反応を進行させるため、タンクに撹拌機を備えた一般的な撹拌槽とすることが好ましい。また、硫化物沈殿処理槽52は、浸出液に硫化物を作用させる硫化物処理を施すため、タンクに撹拌機を備えた一般的な撹拌槽とすることが好ましい。また、酸化処理槽82は、第1溶液に酸化処理を施すため、タンクに撹拌機を備えた一般的な撹拌槽とすることが好ましい。 The acid leaching tank 30 is preferably a general stirring tank equipped with a stirrer in the tank because the powder or granular material is mixed with an acid solution or a reducing agent to promote the leaching reaction. Further, the sulfide precipitation treatment tank 52 is preferably a general stirring tank equipped with a stirrer in the tank because the sulfide treatment for causing the sulfide to act on the leachate is performed. Further, since the oxidation treatment tank 82 is subjected to the oxidation treatment of the first solution, it is preferable to use a general stirring tank equipped with a stirrer in the tank.

固液分離装置40、亜鉛分離装置62、鉄分離装置92はいずれも、例えば、重力沈降分離装置、ろ過装置、遠心分離装置、フィルタプレス装置、膜分離装置などから選ばれる装置を用いることができる。なお、各分離装置には、固液分離された沈殿物等を回収できる回収槽70a、72b、72cを備えることが好ましい。
マンガン含有溶液回収槽100は、鉄分離装置92で固液分離されたマンガン含有溶液(第2溶液)を回収して、貯液でき、払い出し自在に構成されたタンクとすることが好ましい。
As the solid-liquid separation device 40, the zinc separation device 62, and the iron separation device 92, for example, a device selected from a gravity sedimentation separation device, a filtration device, a centrifuge separation device, a filter press device, a membrane separation device, and the like can be used. .. It is preferable that each separation device is provided with recovery tanks 70a, 72b, 72c capable of recovering the solid-liquid separated precipitate and the like.
The manganese-containing solution recovery tank 100 preferably collects the manganese-containing solution (second solution) solid-liquid separated by the iron separation device 92, can store the liquid, and is configured to be freely dispensed.

構成B
また、本発明の回収設備の他の態様として、上述の手順(B)を好適に実施可能な構成(B)について図10に示す。図10に模式的に示すように、回収設備は、選別装置10と、破砕装置20aと、篩い分け装置20bと、加熱装置110と、酸浸出槽30と、固液分離装置40と、酸化処理槽53と、鉄分離装置63と、硫化物沈殿処理槽83と、亜鉛分離装置93と、マンガン含有溶液回収槽100とを、この順で備えることができる。ここで、酸化処理槽53および鉄分離装置63は鉄除去装置群を構成し、硫化物沈殿処理槽83および亜鉛分離装置93は亜鉛除去装置群を構成する。また、鉄除去装置群および亜鉛除去装置群はマンガン抽出装置群を構成する。
Configuration B
Further, as another aspect of the recovery equipment of the present invention, FIG. 10 shows a configuration (B) in which the above procedure (B) can be suitably carried out. As schematically shown in FIG. 10, the recovery equipment includes a sorting device 10, a crushing device 20a, a sieving device 20b, a heating device 110, an acid leaching tank 30, a solution separation device 40, and an oxidation treatment. A tank 53, an iron separation device 63, a sulfide precipitation treatment tank 83, a zinc separation device 93, and a manganese-containing solution recovery tank 100 can be provided in this order. Here, the oxidation treatment tank 53 and the iron separation device 63 constitute an iron removal device group, and the sulfide precipitation treatment tank 83 and the zinc separation device 93 constitute a zinc removal device group. Further, the iron removing device group and the zinc removing device group constitute a manganese extraction device group.

ここで、選別装置10、破砕装置20a、篩い分け装置20b、加熱装置110、酸浸出槽30、固液分離装置40、鉄分離装置63、亜鉛分離装置93、回収槽70a、73b、73c、マンガン含有溶液回収槽100は、いずれも構成Aについて上述したとおりである。
酸化処理槽53は、浸出液に酸化処理を施すため、タンクに撹拌機を備えた一般的な撹拌槽とすることが好ましい。硫化物沈殿処理槽83は、第1溶液に硫化物を作用させる硫化物沈殿処理を施すため、タンクに撹拌機を備えた一般的な撹拌槽とすることが好ましい。
なお、本発明では、回収設備を構成する各種装置、反応槽、回収槽は、上記したそれぞれの機能を有する限り、その構造等は問わない。
Here, the sorting device 10, the crushing device 20a, the sieving device 20b, the heating device 110, the acid leaching tank 30, the solid-liquid separation device 40, the iron separation device 63, the zinc separation device 93, the recovery tank 70a, 73b, 73c, and manganese. The contained solution recovery tank 100 is as described above for the configuration A.
In the oxidation treatment tank 53, since the leachate is subjected to the oxidation treatment, it is preferable to use a general stirring tank equipped with a stirrer in the tank. Since the sulfide precipitation treatment tank 83 is subjected to the sulfide precipitation treatment in which the sulfide acts on the first solution, it is preferable to use a general stirring tank equipped with a stirrer in the tank.
In the present invention, the structures, etc. of the various devices, reaction tanks, and recovery tanks constituting the recovery facility are not limited as long as they have the above-mentioned functions.

以下、実施例に基づき、さらに本発明について説明する。なお、以下の実施例は、本発明の好適な一例を示すものであり、本発明を何ら限定するものではない。また、以下の実施例は、本発明の趣旨に適合し得る範囲で変更を加えて実施することも可能であり、そのような態様も本発明の技術的範囲に含まれる。 Hereinafter, the present invention will be further described based on Examples. The following examples show a suitable example of the present invention, and do not limit the present invention in any way. Further, the following examples can be carried out with modifications to the extent that can be adapted to the gist of the present invention, and such aspects are also included in the technical scope of the present invention.

(実施例1)
粉粒体の作製
廃乾電池からマンガン乾電池およびアルカリマンガン乾電池を選別する工程と、選別した廃乾電池を破砕し、目開き2.8mmの篩で篩い分けし、廃乾電池の粉粒体を得る粉砕・篩い分け工程と、を施し、廃乾電池の粉粒体を得た。得られた粉粒体の組成を表1に示す。なお、得られた粉粒体は、表1に示す元素の他に、酸化物または水酸化物に由来する酸素、若干の水素および水分を含む。
(Example 1)
Preparation of powder and granules The process of sorting manganese dry batteries and alkaline manganese dry batteries from waste dry batteries, and crushing and sieving the selected waste dry batteries with a sieve with a mesh size of 2.8 mm to obtain powder and granules of waste dry batteries. The division step was performed to obtain powders and granules of waste dry batteries. The composition of the obtained powder or granular material is shown in Table 1. The obtained powder or granular material contains oxygen, some hydrogen and water derived from an oxide or a hydroxide in addition to the elements shown in Table 1.

Figure 0007004091000001
Figure 0007004091000001

浸出液の作製
得られた粉粒体に、黒鉛を配合することなく、加熱装置110に装入して加熱処理を施す加熱処理工程を行った。加熱処理は、不活性雰囲気であるN2雰囲気中で加熱温度:1000℃、加熱時間:1時間とする処理とした。
加熱処理工程を経て得られた粉粒体を、酸浸出槽30に投入し、酸浸出工程を施した。酸浸出工程では、粉粒体10gに、酸溶液100mLを混合し、粉粒体からマンガン、亜鉛および鉄を浸出させる酸浸出処理を施した。酸溶液の酸濃度は、硫酸濃度:3N(質量%濃度約13.2%)とした。なお、酸浸出処理時間は1時間とし、酸浸出処理は撹拌処理とした。この場合、粉粒体と酸溶液との比である固液比は100g/Lであり、酸溶液に対する還元剤の添加量は100g/Lとなる。
Preparation of Leachate A heat treatment step was performed in which the obtained powder or granular material was charged into the heating device 110 and subjected to heat treatment without adding graphite. The heat treatment was performed in an inert atmosphere, N 2 atmosphere, with a heating temperature of 1000 ° C. and a heating time of 1 hour.
The powder or granular material obtained through the heat treatment step was put into the acid leaching tank 30 and subjected to the acid leaching step. In the acid leaching step, 100 mL of an acid solution was mixed with 10 g of the powder or granular material, and an acid leaching treatment was performed to leach manganese, zinc and iron from the powder or granular material. The acid concentration of the acid solution was sulfuric acid concentration: 3N (mass% concentration: about 13.2%). The acid leaching treatment time was 1 hour, and the acid leaching treatment was a stirring treatment. In this case, the solid-liquid ratio, which is the ratio of the powder or granular material to the acid solution, is 100 g / L, and the amount of the reducing agent added to the acid solution is 100 g / L.

酸浸出処理後、得られた浸出液と浸出残渣とを、固液分離装置40に装入し、孔径1μmのろ紙でろ過して固液分離する固液分離工程を施した。得られた浸出液中のマンガン濃度、亜鉛濃度、鉄濃度を、ICP発光分析法により定量した。固液分離工程後の浸出液中のマンガン、亜鉛、鉄の各成分の濃度(mg/L)を表2に示す。
なお、得られた浸出液のマンガン濃度をもとに、浸出液中のマンガン質量を算出し、別途測定しておいた加熱処理後の粉粒体中のマンガン質量に対する浸出液中のマンガン質量の割合(マンガン元素換算)を算出し、マンガン浸出率とした。マンガン浸出率は100%であった。
After the acid leaching treatment, the obtained leachate and the leachate residue were charged into the solid-liquid separation device 40, filtered through a filter paper having a pore size of 1 μm, and subjected to a solid-liquid separation step. The manganese concentration, zinc concentration, and iron concentration in the obtained leachate were quantified by ICP emission spectrometry. Table 2 shows the concentrations (mg / L) of each component of manganese, zinc, and iron in the leachate after the solid-liquid separation step.
The manganese mass in the leachate was calculated based on the manganese concentration in the obtained leachate, and the ratio of the manganese mass in the leachate to the manganese mass in the powder or granules after the heat treatment, which was separately measured (manganese). (Element conversion) was calculated and used as the manganese leaching rate. The manganese leaching rate was 100%.

第1溶液の作製(亜鉛除去工程)
つぎに、固液分離工程により得られた浸出液を、硫化物沈殿処理槽52に装入し、硫化物を作用させる硫化物沈殿処理工程を行った。硫化物沈殿処理工程では、浸出液に、硫化物として水硫化ナトリウムNaHSを、溶解亜鉛に対し硫黄Sとして2当量となるように添加した。なお、水硫化ナトリウムは、蒸留水に溶解させた溶液の状態で添加した。また、硫化物沈殿処理中の浸出液のpHが4となるようにpH調整液(3M硫酸または100g/L水酸化ナトリウム)で調整した。また、硫化物沈殿処理の処理時間は30分とし、撹拌処理とした。
Preparation of first solution (zinc removal step)
Next, the leachate obtained by the solid-liquid separation step was charged into the sulfide precipitation treatment tank 52, and a sulfide precipitation treatment step of allowing sulfide to act was performed. In the sulfide precipitation treatment step, sodium hydrosulfide NaHS as a sulfide was added to the leachate so as to have 2 equivalents of sulfur S with respect to dissolved zinc. In addition, sodium hydrosulfide was added in the state of a solution dissolved in distilled water. In addition, the pH of the leachate during the sulfide precipitation treatment was adjusted to 4 with a pH adjusting solution (3M sulfuric acid or 100 g / L sodium hydroxide). The treatment time for the sulfide precipitation treatment was 30 minutes, and the treatment was agitation.

上記した硫化物沈殿処理工程後の混合物を亜鉛分離装置62に装入し、孔径1μmのろ紙で吸引ろ過して固液分離する亜鉛分離工程を施し、第1溶液と亜鉛含有沈殿物とに分離した。そして、得られた第1溶液の成分をICP発光分析法により定量分析した。なお、水硫化ナトリウム溶液およびpH調整剤の添加量を記録し、これら溶液で希釈された影響を分析値から補正した。得られた結果を「亜鉛除去工程後の第1溶液」として表2に併記した。 The mixture after the sulfide precipitation treatment step described above is charged into a zinc separation device 62, and a zinc separation step of suction filtration with a filter paper having a pore size of 1 μm for solid-liquid separation is performed to separate the first solution and the zinc-containing precipitate. did. Then, the components of the obtained first solution were quantitatively analyzed by ICP emission spectrometry. The amount of sodium hydrosulfide solution and pH adjuster added was recorded, and the effect of dilution with these solutions was corrected from the analytical values. The obtained results are also shown in Table 2 as "the first solution after the zinc removal step".

第2溶液の作製(鉄除去工程)
ついで、亜鉛除去工程を経て得られた第1溶液を、酸化処理槽82に装入し、酸化反応を行う酸化処理工程を行った。酸化処理工程では、酸化処理として、まず、得られた第1溶液に空気曝気を施した。空気曝気の条件は、吹込み量:(第1溶液量と同体積)/分、曝気時間:30分とした。空気曝気を施した後、孔径1μmのろ紙で吸引ろ過した第1溶液について、含まれる成分を上記手法で定量分析した。得られた結果を「酸化処理後の中間溶液」として表2に併記した。
Preparation of second solution (iron removal process)
Then, the first solution obtained through the zinc removal step was charged into the oxidation treatment tank 82, and an oxidation treatment step of performing an oxidation reaction was performed. In the oxidation treatment step, as an oxidation treatment, first, the obtained first solution was aerated with air. The conditions for air aeration were the amount of blown water: (the same volume as the amount of the first solution) / minute, and the aeration time: 30 minutes. After aeration with air, the components contained in the first solution suction-filtered with a filter paper having a pore size of 1 μm were quantitatively analyzed by the above method. The obtained results are also shown in Table 2 as "intermediate solution after oxidation treatment".

ついで、更なる酸化処理として、上記空気曝気後直ちに、第1溶液に酸化剤を添加した。第1溶液のpHが5となるように、pH調整液(3M硫酸または100g/L水酸化ナトリウム)を添加して調整したのち、酸化剤として過酸化水素水を、酸化還元電位が550mV以上となるように、約8~16mL添加した。このようにして、第1溶液中の鉄成分を水酸化鉄として沈殿し、除去可能な状態とした。なお、酸化剤による処理時間は30分とした。 Then, as a further oxidation treatment, an oxidizing agent was added to the first solution immediately after the air aeration. After adjusting by adding a pH adjusting solution (3M sulfuric acid or 100g / L sodium hydroxide) so that the pH of the first solution becomes 5, hydrogen peroxide solution is used as an oxidant and the redox potential is 550 mV or more. About 8 to 16 mL was added so as to be. In this way, the iron component in the first solution was precipitated as iron hydroxide so that it could be removed. The treatment time with the oxidizing agent was 30 minutes.

空気曝気および酸化剤添加による酸化処理工程後の混合物を鉄分離装置92に装入し、孔径1μmのろ紙で吸引ろ過し、第2溶液と鉄含有沈殿物とに固液分離する鉄分離工程を施した。
得られた第2溶液について、含まれる成分を上記手法で定量分析した。なお、過酸化水素水とpH調整剤の添加量を記録し、これら溶液で希釈された影響を分析値から補正した。得られた結果を「鉄除去工程後の第2溶液」として表2に併記した。
The iron separation step of charging the mixture after the oxidation treatment step by air aeration and addition of an oxidizing agent into the iron separation device 92, suction-filtering it with a filter paper having a pore size of 1 μm, and solid-liquid separation into the second solution and the iron-containing precipitate. provided.
The components contained in the obtained second solution were quantitatively analyzed by the above method. The amount of hydrogen peroxide solution and pH adjuster added was recorded, and the effect of dilution with these solutions was corrected from the analytical values. The obtained results are also shown in Table 2 as "the second solution after the iron removal step".

Figure 0007004091000002
Figure 0007004091000002

表2から、本発明のマンガン回収方法のうち手順Aによれば、廃乾電池に含まれるマンガン成分以外の、亜鉛成分および鉄成分を分析限界(0.1mg/L)未満にまで分離除去できることがわかる。最終的なマンガン成分の歩留まりは95.4%と高かった。このように、本発明によれば、、廃乾電池に含まれるマンガン成分を、高純度のマンガンイオン含有溶液として、容易に、しかも高い歩留りで回収できることがわかる。 From Table 2, it can be seen that according to procedure A of the manganese recovery method of the present invention, zinc components and iron components other than the manganese component contained in the waste dry battery can be separated and removed to less than the analysis limit (0.1 mg / L). .. The final manganese component yield was as high as 95.4%. As described above, according to the present invention, it can be seen that the manganese component contained in the waste dry cell can be easily recovered as a high-purity manganese ion-containing solution with a high yield.

(実施例2)
実施例1と同様に粉粒体の作製を行い、表1に示す組成の粉粒体を得た。また、実施例1と同様に浸出液の作製を行ったところ、固液分離工程後の浸出液中のマンガン、亜鉛、鉄の各成分の含有量(mg/L)は表3のとおりであった。なお、実施例1と同様に求めたマンガン浸出率は100%であった。
(Example 2)
The powder or granular material was prepared in the same manner as in Example 1 to obtain a powder or granular material having the composition shown in Table 1. Further, when the leachate was prepared in the same manner as in Example 1, the contents (mg / L) of each component of manganese, zinc, and iron in the leachate after the solid-liquid separation step were as shown in Table 3. The manganese leaching rate obtained in the same manner as in Example 1 was 100%.

つぎに、実施例1と同様に第1溶液の作製(亜鉛除去工程)を行ったところ、亜鉛除去工程後の第1溶液中の成分は表3のとおりであった。 Next, when the first solution was prepared (zinc removing step) in the same manner as in Example 1, the components in the first solution after the zinc removing step were as shown in Table 3.

ついで、第2固液分離工程を経て得られた溶液を、室温で1週間放置したのち、酸化処理槽82に装入し、酸化反応を行う酸化処理工程を行った。酸化処理工程では、酸化処理として得られた第1溶液に空気曝気を施した。空気曝気の条件は、吹込み量:(第1溶液量と同体積)/分、曝気時間:30分とした。空気曝気を施した後、孔径1μmのろ紙で吸引ろ過した第1溶液について、含まれる成分を上記手法で定量分析した。得られた結果を「鉄除去工程後の第2溶液」として表3に併記した。 Then, the solution obtained through the second solid-liquid separation step was left at room temperature for one week, and then charged into the oxidation treatment tank 82 to carry out an oxidation treatment step. In the oxidation treatment step, the first solution obtained as the oxidation treatment was aerated with air. The conditions for air aeration were the amount of blown water: (the same volume as the amount of the first solution) / minute, and the aeration time: 30 minutes. After aeration with air, the components contained in the first solution suction-filtered with a filter paper having a pore size of 1 μm were quantitatively analyzed by the above method. The obtained results are also shown in Table 3 as "the second solution after the iron removal step".

Figure 0007004091000003
Figure 0007004091000003

表3から、本発明のマンガン回収方法のうち手順Aにおいて、硫化物沈殿処理を施して分離された第1溶液を、適正な期間静置したのちに酸化処理工程を施せば、空気曝気のみによる酸化処理でも十分に鉄成分を沈殿物として分離除去できることがわかる。 From Table 3, in the manganese recovery method of the present invention, if the first solution separated by the sulfide precipitation treatment is allowed to stand for an appropriate period and then subjected to the oxidation treatment step, only air aeration is used. It can be seen that the iron component can be sufficiently separated and removed as a precipitate even in the oxidation treatment.

(実施例3)
実施例1と同様に粉粒体の作製を行い、表1に示す組成の粉粒体を得た。また、実施例1と同様に浸出液の作製を行ったところ、固液分離工程後の浸出液中のマンガン、亜鉛、鉄の各成分の含有量(mg/L)は表4のとおりであった。なお、実施例1と同様に求めたマンガン浸出率は100%であった。
(Example 3)
The powder or granular material was prepared in the same manner as in Example 1 to obtain a powder or granular material having the composition shown in Table 1. Further, when the leachate was prepared in the same manner as in Example 1, the contents (mg / L) of each component of manganese, zinc, and iron in the leachate after the solid-liquid separation step were as shown in Table 4. The manganese leaching rate obtained in the same manner as in Example 1 was 100%.

第1溶液の作製(鉄除去工程)
つぎに、固液分離工程で分離された浸出液に酸化処理工程を施した。酸化処理工程では、得られた浸出液に空気曝気を施し、浸出液中に含まれる鉄成分から水酸化鉄を生成し、鉄含有沈殿物として、浸出液から鉄成分を分離除去可能な状態とした。空気曝気の条件は、吹込み量:(浸出液量と同体積 mL)/分、曝気時間:30分とした。なお、酸化処理を施すに当たり、浸出液を、pH調整剤(3M硫酸または100g/L水酸化ナトリウム)を用いて、pH:5に調整した。
Preparation of first solution (iron removal step)
Next, the leachate separated in the solid-liquid separation step was subjected to an oxidation treatment step. In the oxidation treatment step, the obtained leachate was aerated with air to generate iron hydroxide from the iron component contained in the leachate, and the iron component could be separated and removed from the leachate as an iron-containing precipitate. The conditions for air aeration were the amount of blown water: (same volume as the amount of exudate mL) / min, and the aeration time: 30 minutes. In the oxidation treatment, the leachate was adjusted to pH: 5 with a pH adjuster (3M sulfuric acid or 100 g / L sodium hydroxide).

酸化処理後、第1溶液と鉄含有沈殿物とを孔径1μmのろ紙で吸引ろ過し、第1溶液と鉄含有沈殿物とに分離した(鉄分離工程)。そして、鉄除去工程で得られた第1溶液について、含まれる成分(Mn、Zn、Fe)をICP発光分析法により定量分析した。なお、pH調整剤の添加量を記録し、測定値でのpH調整剤による希釈の影響を補正した。得られた第1溶液中のマンガン、亜鉛、鉄の各成分の濃度(mg/L)を「鉄除去工程後の第1溶液」として表4に併記した。 After the oxidation treatment, the first solution and the iron-containing precipitate were suction-filtered with a filter paper having a pore size of 1 μm, and separated into the first solution and the iron-containing precipitate (iron separation step). Then, the components (Mn, Zn, Fe) contained in the first solution obtained in the iron removal step were quantitatively analyzed by ICP emission spectrometry. The amount of the pH adjuster added was recorded, and the effect of dilution by the pH adjuster on the measured value was corrected. The concentrations (mg / L) of each component of manganese, zinc, and iron in the obtained first solution are also shown in Table 4 as "the first solution after the iron removal step".

第2溶液の作製(亜鉛除去工程)
ついで、鉄分離工程で分離された第1溶液に硫化物を作用させ、主として、第1溶液中に含まれる亜鉛イオンを亜鉛硫化物(亜鉛含有沈殿物)として沈殿させ、第1溶液から分離除去可能な状態とする硫化物沈殿処理工程を施した。使用した硫化物は水硫化ナトリウムNaHSであり、溶解亜鉛に対し硫黄Sとして2当量となるように添加した。なお、水硫化ナトリウムは、蒸留水に溶解させた溶液の状態で添加した。また、硫化物沈殿処理中の第1溶液のpHが4となるようにpH調整液(3M硫酸または100g/L水酸化ナトリウム)で調整した。また、硫化物沈殿処理の処理時間は30分とし、撹拌処理とした。
Preparation of second solution (zinc removal step)
Then, sulfide is allowed to act on the first solution separated in the iron separation step, and zinc ions mainly contained in the first solution are precipitated as zinc sulfide (zinc-containing precipitate), and separated and removed from the first solution. A sulfide precipitation treatment step was performed to make it possible. The sulfide used was sodium hydrosulfide NaHS, which was added to dissolved zinc in an amount of 2 equivalents of sulfur S. In addition, sodium hydrosulfide was added in the state of a solution dissolved in distilled water. Further, the pH of the first solution during the sulfide precipitation treatment was adjusted to 4 with a pH adjusting solution (3M sulfuric acid or 100 g / L sodium hydroxide). The treatment time for the sulfide precipitation treatment was 30 minutes, and the treatment was agitation.

硫化物沈殿処理後の混合物を、孔径1μmのろ紙で吸引ろ過し、第2溶液と亜鉛含有沈殿物とに分離した(亜鉛分離工程)。そして、分離後に得られた第2溶液の成分をICP発光分析法により定量分析した。なお、水硫化ナトリウム溶液およびpH調整剤の添加量を記録し、これら溶液で希釈された影響を測定値から補正した。得られた結果を「亜鉛除去工程後の第2溶液」として表4に併記した。 The mixture after the sulfide precipitation treatment was suction-filtered with a filter paper having a pore size of 1 μm, and separated into a second solution and a zinc-containing precipitate (zinc separation step). Then, the components of the second solution obtained after separation were quantitatively analyzed by ICP emission spectrometry. The amount of sodium hydrosulfide solution and pH adjuster added was recorded, and the effect of dilution with these solutions was corrected from the measured values. The obtained results are also shown in Table 4 as "the second solution after the zinc removal step".

Figure 0007004091000004
Figure 0007004091000004

表4から、本発明のマンガン回収方法のうち手順Bによれば、廃乾電池に含まれるマンガン成分以外の亜鉛成分および鉄成分を分析限界(0.1mg/L)未満にまで分離除去できることがわかる。最終的なマンガン成分の歩留まりは96.0%と高かった。
このように、本発明によれば、廃乾電池に含まれるマンガン成分を、高純度のマンガンイオン含有溶液として、容易に、しかも高い歩留りで回収できることがわかる。
From Table 4, it can be seen that according to the procedure B of the manganese recovery method of the present invention, the zinc component and the iron component other than the manganese component contained in the waste dry battery can be separated and removed to less than the analysis limit (0.1 mg / L). The final manganese component yield was as high as 96.0%.
As described above, according to the present invention, it can be seen that the manganese component contained in the waste dry cell can be easily recovered as a high-purity manganese ion-containing solution with a high yield.

10 選別装置
20a 破砕装置
20b 篩い分け装置
30 酸浸出槽
40 固液分離装置
52 硫化物沈殿処理槽(構成A)
53 酸化処理槽(構成B)
62 亜鉛分離装置(構成A)
63 鉄分離装置(構成B)
70a、72b、72c、73b、73c 回収槽
82 酸化処理槽(構成A)
83 硫化物沈殿処理槽(構成B)
92 鉄分離装置(構成A)
93 亜鉛分離装置(構成B)
100 マンガン含有溶液回収槽
110 加熱装置
10 Sorting device 20a Crushing device 20b Sieving device 30 Acid leaching tank 40 Solid-liquid separation device 52 Sulfide precipitation treatment tank (Structure A)
53 Oxidation treatment tank (Structure B)
62 Zinc Separator (Structure A)
63 Iron Separator (Configuration B)
70a, 72b, 72c, 73b, 73c Recovery tank 82 Oxidation treatment tank (Structure A)
83 Sulfide precipitation treatment tank (Structure B)
92 Iron Separator (Structure A)
93 Zinc Separator (Structure B)
100 Manganese-containing solution recovery tank 110 Heating device

Claims (14)

廃乾電池からマンガン乾電池および/またはアルカリマンガン乾電池を選別する選別工程と、
前記選別工程で選別された前記マンガン乾電池および/または前記アルカリマンガン乾電池を破砕、篩い分けして粉粒体を得る破砕・篩い分け工程と、
前記破砕・篩い分け工程で得られた前記粉粒体に、非酸化性雰囲気中かつ850℃以上の温度で加熱処理を施す加熱処理工程と、
前記加熱処理工程を施された粉粒体に、酸溶液、あるいはさらに還元剤を混合して、該粉粒体が含有するマンガン、亜鉛および鉄を該粉粒体から浸出させて、マンガンイオン、亜鉛イオンおよび鉄イオンを含有する浸出液を得る酸浸出工程と、
前記酸浸出工程で得られた前記浸出液とそれ以外の浸出残渣とを分離する固液分離工程と、
前記固液分離工程で分離された前記浸出液から、前記亜鉛イオンおよび鉄イオンを除去して、前記マンガンイオンを含有する溶液を得るマンガン抽出工程と、
をこの順に施す、廃乾電池からのマンガン回収方法であって、
前記マンガン抽出工程が、
前記亜鉛イオンに硫化物を作用させて該亜鉛イオンを沈殿させる硫化物沈殿処理工程と、さらに、得られた亜鉛含有沈殿物を分離する亜鉛分離工程と、を含む亜鉛除去工程と;
前記鉄イオンを酸化させて該鉄イオンを沈殿させる酸化処理工程と、さらに、得られた鉄含有沈殿物を分離する鉄分離工程と、を含む鉄除去工程と;
を順不同に含むことにより、高純度のマンガン含有溶液を得ることを特徴とする廃乾電池からのマンガン回収方法。
A sorting process for sorting manganese and / or alkaline manganese batteries from waste batteries,
A crushing / sieving step of crushing and sieving the manganese dry cell and / or the alkaline manganese dry cell selected in the sorting step to obtain powder or granular material.
A heat treatment step of subjecting the powder or granular material obtained in the crushing / sieving step to a heat treatment in a non-oxidizing atmosphere at a temperature of 850 ° C. or higher .
An acid solution or a reducing agent is mixed with the powder or granular material subjected to the heat treatment step, and manganese, zinc and iron contained in the powder or granular material are leached from the powder or granular material to obtain manganese ions. An acid leaching step to obtain a leachate containing zinc ions and iron ions,
A solid-liquid separation step for separating the leachate obtained in the acid leaching step and other leaching residues, and a solid-liquid separation step.
A manganese extraction step of removing the zinc ions and iron ions from the leachate separated in the solid-liquid separation step to obtain a solution containing the manganese ions.
Is a method of recovering manganese from waste batteries, in this order.
The manganese extraction step
A zinc removal step including a sulfide precipitation treatment step of allowing a sulfide to act on the zinc ions to precipitate the zinc ions, and a zinc separation step of separating the obtained zinc-containing precipitate;
An iron removal step including an oxidation treatment step of oxidizing the iron ions to precipitate the iron ions, and an iron separation step of separating the obtained iron-containing precipitate;
A method for recovering manganese from a waste dry cell, which comprises obtaining a high-purity manganese-containing solution in no particular order.
前記マンガン抽出工程が、前記亜鉛除去工程、続いて前記鉄除去工程の順に行われ、
前記亜鉛除去工程では、前記浸出液に硫化物を作用させて該浸出液中の亜鉛イオンを沈殿させる硫化物沈殿処理工程を施した後に、該硫化物沈殿処理工程で得られた亜鉛含有沈殿物とマンガンイオンおよび鉄イオンを含有する第1溶液とを固液分離し、
前記鉄除去工程では、前記亜鉛除去工程で得られた前記第1溶液を酸化させて該第1溶液中の鉄イオンを沈殿させる酸化処理工程を施した後に、該酸化処理工程で得られた鉄含有沈澱物とマンガンイオンを含有する第2溶液とを固液分離することを特徴とする、請求項1に記載の廃乾電池からのマンガン回収方法。
The manganese extraction step is performed in the order of the zinc removing step and then the iron removing step.
In the zinc removal step, a sulfide precipitation treatment step of allowing sulfide to act on the leachate to precipitate zinc ions in the leachate is performed, and then the zinc-containing precipitate and manganese obtained in the sulfide precipitation treatment step are performed. Solid-liquid separation from the first solution containing ions and iron ions was performed.
In the iron removing step, iron obtained in the oxidation treatment step is performed after performing an oxidation treatment step of oxidizing the first solution obtained in the zinc removing step to precipitate iron ions in the first solution. The method for recovering manganese from a waste dry battery according to claim 1, wherein the contained precipitate and the second solution containing manganese ions are solid-liquid separated.
前記硫化物沈殿処理工程において、前記浸出液をpH:2以上6以下に調整することを特徴とする、請求項2に記載の廃乾電池からのマンガン回収方法。 The method for recovering manganese from a waste dry cell according to claim 2, wherein in the sulfide precipitation treatment step, the leachate is adjusted to have a pH of 2 or more and 6 or less. 前記酸化処理工程において、前記マンガンイオンおよび鉄イオンを含有する第1溶液に対して空気曝気を行う、またはさらに該第1溶液に対して酸化剤を添加し、かつ該第1溶液をpH:3以上7以下に調整することを特徴とする、請求項2または3に記載の廃乾電池からのマンガン回収方法。 In the oxidation treatment step, air exposure is performed to the first solution containing manganese ions and iron ions, or an oxidizing agent is further added to the first solution, and the first solution is adjusted to pH: 3. The manganese recovery method from a waste dry battery according to claim 2 or 3, wherein the manganese is adjusted to 7 or less. 前記マンガン抽出工程が、前記鉄除去工程、続いて前記亜鉛除去工程の順に行われ、
前記鉄除去工程では、前記浸出液を酸化させて該浸出液中の鉄イオンを沈殿させる酸化処理工程を施した後に、該酸化処理工程で得られた鉄含有沈澱物とマンガンイオンおよび亜鉛イオンを含有する第1溶液とを固液分離し、
前記亜鉛除去工程では、前記鉄除去工程で得られた前記第1溶液に硫化物を作用させて該第1溶液中の亜鉛イオンを沈殿させる硫化物沈殿処理工程を施した後に、該硫化物沈殿処理工程で得られた亜鉛含有沈澱物とマンガンイオンを含有する第2溶液とを固液分離することを特徴とする、請求項1に記載の廃乾電池からのマンガン回収方法。
The manganese extraction step is performed in the order of the iron removing step and then the zinc removing step.
In the iron removal step, after performing an oxidation treatment step of oxidizing the leachate and precipitating iron ions in the leachate, the iron-containing precipitate obtained in the oxidation treatment step and manganese ions and zinc ions are contained. Solid-liquid separation from the first solution,
In the zinc removal step, a sulfide precipitation treatment step is performed in which a sulfide is allowed to act on the first solution obtained in the iron removal step to precipitate zinc ions in the first solution, and then the sulfide precipitation is performed. The method for recovering manganese from a waste dry battery according to claim 1, wherein the zinc-containing precipitate obtained in the treatment step and the second solution containing manganese ions are solid-liquid separated.
前記硫化物沈殿処理工程において、前記マンガンイオンおよび亜鉛イオンを含有する第1溶液をpH:2以上6以下に調整することを特徴とする、請求項5に記載の廃乾電池からのマンガン回収方法。 The method for recovering manganese from a waste dry cell according to claim 5, wherein in the sulfide precipitation treatment step, the first solution containing the manganese ion and the zinc ion is adjusted to have a pH of 2 or more and 6 or less. 前記酸化処理工程において、前記浸出液に対して空気曝気を行い、かつ該浸出液をpH:3以上7以下に調整することを特徴とする、請求項5または6に記載の廃乾電池からのマンガン回収方法。 The manganese recovery method from a waste dry cell according to claim 5 or 6, wherein in the oxidation treatment step, the leachate is aerated with air and the pH of the leachate is adjusted to 3 or more and 7 or less. .. 前記加熱処理工程における前記加熱処理が、1200℃以下の範囲の温度に加熱する処理であることを特徴する、請求項1~7のいずれか一項に記載の廃乾電池からのマンガン回収方法。 The method for recovering manganese from a waste dry cell according to any one of claims 1 to 7, wherein the heat treatment in the heat treatment step is a treatment of heating to a temperature in the range of 1200 ° C. or lower. 前記加熱処理工程において、前記粉粒体に、さらに炭素材料を前記粉粒体全量に対する質量比で、0.5以下の範囲で配合することを特徴とする、請求項1~8のいずれか一項に記載の廃乾電池からのマンガン回収方法。 The invention according to any one of claims 1 to 8, wherein in the heat treatment step, a carbon material is further added to the powder or granular material in a mass ratio of 0.5 or less with respect to the total amount of the powder or granular material. The method for recovering manganese from the described waste dry cell. 前記酸浸出工程における前記酸溶液が、質量%濃度1.4%以上45%以下の希硫酸または質量%濃度1%以上14%以下の希塩酸であることを特徴とする、請求項1~9のいずれか一項に記載の廃乾電池からのマンガン回収方法。 Any of claims 1 to 9, wherein the acid solution in the acid leaching step is dilute sulfuric acid having a mass% concentration of 1.4% or more and 45% or less or dilute hydrochloric acid having a mass% concentration of 1% or more and 14% or less. The method for recovering manganese from a waste dry battery according to item 1. 前記酸浸出工程における前記粉粒体と前記酸溶液との固液比が50g/L以上であることを特徴とする、請求項1~10のいずれか一項に記載の廃乾電池からのマンガン回収方法。 The manganese recovery from the waste dry cell according to any one of claims 1 to 10, wherein the solid-liquid ratio of the powder or granular material to the acid solution in the acid leaching step is 50 g / L or more. Method. 前記酸浸出工程における前記還元剤が、過酸化水素、硫化ナトリウム、亜硫酸水素ナトリウム、チオ硫酸ナトリウム、および硫酸鉄のいずれかであることを特徴とする、請求項1~11のいずれか一項に記載の廃乾電池からのマンガン回収方法。 The reducing agent in the acid leaching step is any one of hydrogen peroxide, sodium sulfide, sodium bisulfite, sodium thiosulfate, and iron sulfate, according to any one of claims 1 to 11. The method for recovering manganese from the described waste dry battery. 前記硫化物沈殿処理工程において使用する硫化物が、水硫化ナトリウム、硫化ナトリウム、硫化水素のうちのいずれかであることを特徴とする、請求項1~12のいずれか一項に記載の廃乾電池からのマンガン回収方法。 The waste dry battery according to any one of claims 1 to 12, wherein the sulfide used in the sulfide precipitation treatment step is any one of sodium hydrosulfide, sodium sulfide, and hydrogen sulfide. Manganese recovery method from. 廃乾電池からマンガン乾電池および/またはアルカリマンガン乾電池を選別する選別装置と、
前記選別装置で選別された前記マンガン乾電池および/またはアルカリマンガン乾電池を装入して破砕処理を施し、破砕処理物を得る破砕装置と、
前記破砕装置で得られた前記破砕処理物に篩い分け処理を施して粉粒体を得る篩い分け装置と、
前記篩い分け装置で得られた前記粉粒体に、非酸化性雰囲気中で加熱処理を施す加熱装置と、
前記加熱装置で加熱処理された前記粉粒体に、酸溶液、あるいはさらに還元剤を混合して、該粉粒体が含有するマンガン、亜鉛および鉄を該粉粒体から浸出させて、マンガンイオン、亜鉛イオンおよび鉄イオンを含有する浸出液を得る酸浸出槽と、
前記酸浸出槽で得られた前記浸出液と浸出残渣とを分離する固液分離装置と、
前記固液分離装置で分離された前記浸出液から、前記亜鉛イオンおよび鉄イオンを除去して、前記マンガンイオンを含有する溶液を得るマンガン抽出装置群と、
をこの順で備える、廃乾電池からのマンガン回収設備であって、
前記マンガン抽出装置群が、
前記亜鉛イオンに硫化物を作用させて該亜鉛イオンを沈殿させる硫化物沈殿処理槽と、さらに、得られた亜鉛含有沈殿物を固液分離する亜鉛分離装置と、を含む亜鉛除去装置群と、
前記鉄イオンを酸化させて該鉄イオンを沈殿させる酸化処理槽と、さらに、得られた鉄含有沈殿物を固液分離する鉄分離装置と、を含む鉄除去装置群と;
を順不同に含むことにより、廃乾電池から有価成分を回収することを特徴とする、廃乾電池からのマンガン回収設備。
A sorting device that sorts manganese dry batteries and / or alkaline manganese dry batteries from waste batteries,
A crushing device that is charged with the manganese dry battery and / or an alkaline manganese dry battery sorted by the sorting device and subjected to crushing treatment to obtain a crushed product.
A sieving device for obtaining powder or granular material by subjecting the crushed product obtained by the crushing device to a sieving treatment.
A heating device that heat-treats the powder or granular material obtained by the sieving device in a non-oxidizing atmosphere, and a heating device.
An acid solution or a reducing agent is mixed with the powder or granular material heat-treated by the heating device to leach manganese, zinc and iron contained in the powder or granular material from the powder or granular material to cause manganese ions. , An acid leaching tank to obtain a leachate containing zinc and iron ions,
A solid-liquid separation device that separates the leachate and the leachate residue obtained in the acid leachation tank, and
A group of manganese extractors that remove the zinc ions and iron ions from the leachate separated by the solid-liquid separator to obtain a solution containing the manganese ions.
Manganese recovery equipment from waste batteries, which is equipped in this order.
The manganese extraction device group
A group of zinc removing devices including a sulfide precipitation treatment tank for allowing sulfide to act on the zinc ions to precipitate the zinc ions, and a zinc separating device for solid-liquid separating the obtained zinc-containing precipitate.
An iron removing device group including an oxidation treatment tank that oxidizes the iron ions and precipitates the iron ions, and an iron separation device that solid-liquid separates the obtained iron-containing precipitate;
Manganese recovery equipment from waste batteries, which is characterized by recovering valuable components from waste batteries by including them in no particular order.
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