JP7036229B2 - 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となっている。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 has become 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、これらの廃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 waste 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, remove insoluble matter (carbon powder, etc.), and perform chloride. After making a mixed aqueous solution of manganese and zinc chloride and removing impurities by purifying the solution, heat and concentrate it, add perchloric acid to the concentrate and heat it to 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. , Technology. 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 the manganese dioxide and zinc chloride obtained by the technique described in Patent Document 2 are new manganese. It is said that it can be used in the manufacture of 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, manganese is described by allowing an acid or an acid and a reducing agent to act on manganese-containing powders obtained by crushing and sieving a waste dry battery, and further allowing ozone 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 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 to perform an alkaline precipitation treatment step in which zinc ions in the zinc ion-containing solution are used as a zinc-containing precipitate, and the zinc component contained in the waste dry battery is subjected to an alkaline precipitation treatment step. 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。そして、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. Manufacturers are only recovering some of the iron and carbon contained in waste batteries. Then, most of the valuable metals contained in the waste dry batteries are not recovered and are sent to landfill processing 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 remains a problem in economic efficiency.

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、加熱濃縮などの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 also has 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 contained as impurities in the solution and are defined in the commonly used JIS standard. A manganese-containing solution that is less than the analysis limit, for example, less than 0.1 mg / L in the analysis using.

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)、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, and are sieved. Is separated into. 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に、酸と還元剤とを作用させて、マンガン、亜鉛、鉄を浸出させた浸出液を得たのち、該浸出液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、得られた浸出液から、所定の手順に従って亜鉛成分および鉄成分を選択的に沈殿・分離させれば、その沈殿・分離工程の順序にかかわらず、不純物が少ない高純度のマンガン溶液が得られることを知見した。
In order to achieve the above-mentioned object, the present inventors have diligently studied an impurity separation means 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 one or both of manganese dry batteries and alkaline manganese dry batteries from waste dry batteries, and further crushed and sieved the powders and granules obtained by allowing an acid and a reducing agent to act on the powders and granules. After obtaining a leachate in which manganese, zinc, and iron were leached out, how to remove unintended components (impurities) from the leachate was enthusiastically studied.
As a result, if the zinc component and the iron component are selectively precipitated and separated from the obtained leachate according to a predetermined procedure, the present inventors have a high degree of impurities, regardless of the order of the precipitation and separation steps. It was found that a pure manganese solution can be obtained.

より具体的な一態様として、本発明者らは、まず、鉄成分に先立って亜鉛成分を除去させる場合には、得られた浸出液に硫化物を作用させて亜鉛含有沈殿物を生成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思い至った(手順A)。本発明者らは、浸出液に、例えば水硫化ナトリウムNaHS等の硫化物を作用させることにより、浸出液中に含まれる亜鉛イオンを硫化物(亜鉛沈殿沈殿物)として選択的に沈殿させて、浸出液から亜鉛成分を優先的に分離しつつ、亜鉛成分の分離後に残された溶液(第1溶液)中の亜鉛イオン濃度を分析限界(0.1mg/L)未満に低減できることを知見した。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、亜鉛成分を分離した後の第1溶液に、続いて酸化処理を施して鉄イオンを鉄含有沈殿物とし、得られた鉄含有沈殿物を更に分離すれば、鉄成分の分離後に残された溶液(第2溶液)として、不純物が少ない高純度のマンガン溶液が得られることを知見した。
As a more specific embodiment, the present inventors first act on the obtained leachate to form a zinc-containing precipitate when the zinc component is removed prior to the iron component. I came up with the idea of performing a precipitation treatment step and a zinc separation step of separating the obtained zinc-containing precipitate (procedure A). The present inventors selectively precipitate zinc ions contained in the leachate as sulfide (zinc precipitate precipitate) by allowing a sulfide such as sodium hydrosulfide NaHS to act on the leachate, and then from the leachate. It was found that the zinc ion concentration in the solution (first solution) left after the separation of the zinc component can be reduced to less than the analysis limit (0.1 mg / L) while preferentially separating the zinc component. In addition, the present inventors have also found that the zinc component can be better separated from the leachate by adjusting the amount of sulfide to act on, the concentration of sulfide ions, and the pH of the leachate.
Then, the first solution after separating the zinc component is subsequently subjected to an oxidation treatment to make iron ions into an iron-containing precipitate, and if the obtained iron-containing precipitate is further separated, it remains after the separation of the iron component. It was found that a high-purity manganese solution with few impurities can be obtained as the solution (second solution).

また、具体的な他の態様として、本発明者らは、亜鉛成分に先立って鉄成分を除去させる場合には、得られた浸出液に酸化処理を施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分析限界(0.1mg/L)未満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、亜鉛イオンを亜鉛含有沈殿物として更に分離すれば、亜鉛成分の分離後に残された溶液(第2溶液)として、不純物の混入が少ない高純度のマンガン含有溶液を、効率的に得るのに有効であることを知見した。
Further, as a specific other embodiment, when the iron component is removed prior to the zinc component, the present inventors perform an oxidation treatment step of subjecting the obtained leachate to an oxidation treatment 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 hydroxides 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 reduced to less than the analysis limit (0.1 mg / L). 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 zinc ion is further separated as a zinc-containing precipitate to further separate the zinc component. It was found that it is effective to efficiently obtain a high-purity manganese-containing solution with less contamination of impurities as the solution (second solution) left after the separation.

先ず、本発明の基礎となった、上記手順(A)および(B)のそれぞれに沿った実験(A)および(B)について説明する。 First, the experiments (A) and (B) according to the above procedures (A) and (B), which are the basis of the present invention, 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)、得られた廃乾電池を破砕し、目開き:2.8mmの篩で篩い分けして、廃乾電池の粉粒体を得た(破砕・篩い分け工程)。
得られた粉粒体に、酸溶液と、還元剤として過酸化水素H2O2とを混合し、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(酸浸出工程)。なお、酸浸出処理における酸溶液の酸濃度は、硫酸濃度:2N(質量%濃度約9.0%)とし、過酸化水素H2O2の添加量は45g/L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と、それ以外の浸出残渣との混合物が得られた。
酸浸出処理後、得られた混合物を、孔径1μmのろ紙で吸引ろ過し、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、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30000mg/L、亜鉛濃度は16500mg/L、鉄濃度は380mg/Lであった。
Experiment (A)
From the waste batteries, manganese dry batteries and alkaline manganese dry batteries were sorted (sorting step), the obtained waste dry batteries were crushed, and sieved with a sieve having a mesh size of 2.8 mm to obtain powder particles of the waste dry batteries (separation step). Crushing / sieving process).
The obtained powder or granular material was mixed with an acid solution and hydrogen peroxide H 2 O 2 as a reducing agent, and subjected to an acid leaching treatment for leaching manganese, zinc and iron from the powder or granular material (acid leaching step). .. The acid concentration of the acid solution in the acid leaching treatment is sulfuric acid concentration: 2N (mass% concentration: about 9.0%), the addition amount of hydrogen peroxide H 2 O 2 is 45 g / L, and the acid leaching treatment time is 1 hour. The stirring process was carried out. By this acid leaching step, a mixture of a leachate containing at least manganese ion, zinc ion and iron ion and other leaching residue was obtained.
After the acid leaching treatment, the obtained mixture was suction-filtered with 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). When the manganese concentration, zinc concentration, and iron concentration in the separated leachate were measured by ICP emission spectrometry, the manganese concentration was 30,000 mg / L, the zinc concentration was 16500 mg / L, and the iron concentration was 380 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次のとおりとした。
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調整剤との添加で希釈された影響を補正した。得られた結果のうち亜鉛および鉄について図4に示す。図4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
Acidity regulator: 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 the sodium hydrosulfide solution and the pH adjuster. Of the obtained results, zinc and iron are shown in FIG. FIG. 4 does not show the analysis result of manganese.

図4(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4(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4(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. 4A, 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. 4B, 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. 4 (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4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4(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1mg/L程度まで低減することがわかる。図4(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24000mg/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。
また、図4(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4(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、0.1mg/L未満となるまで(亜鉛濃度と同程度にまで)除去されていることがわかる。しかし、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。
From FIG. 4, it can be seen that the zinc precipitation step also removes the iron precipitate. As shown in FIG. 4 (b), 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 mg / L. Under this condition shown in FIG. 4 (b), the manganese concentration also began to decrease to about 24000 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.
Further, it can be seen that even when the amount of sulfide added shown in FIG. 4C 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. 4 (c), it can be seen that the iron precipitate removal is particularly remarkable when the pH is 5, and the iron is removed until it becomes less than 0.1 mg / L (to the same extent as the zinc concentration). However, 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30000mg/L、亜鉛濃度は16650mg/L、鉄濃度は380mg/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 30,000 mg / L, and the zinc concentration was 16650 mg. / L, iron concentration was 380 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
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5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5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
pH adjuster: 3M sulfuric acid or 100g / L sodium hydroxide Then, the entire amount of leachate after air aeration is suction-filtered with a filter paper having a pore size of 1 μm and solid-liquid separated (iron separation step), and the components of the separated first solution are separated. Concentrations (zinc, iron, manganese) were measured by ICP emission analysis. The obtained measured values were corrected for the effect of dilution by the pH adjuster. The obtained results are shown in FIG. Since precipitation of manganese and zinc by the oxidation treatment step was hardly confirmed, FIG. 5 shows only the iron concentration in the first solution after the iron removal step (oxidation treatment step and iron separation step).

図5から、浸出液がpH:5または6の場合には、鉄の沈殿除去が顕著に進行し、鉄除去工程後の第1溶液中の鉄濃度が分析限界(0.1mg/L)未満となっている。このことから、浸出液に安価な酸化処理である空気曝気を施すだけで、鉄濃度を分析限界(0.1mg/L)未満まで低減できることを知見した。なお、図示していないが、浸出液のpHが6の場合に、亜鉛がわずかに沈殿する傾向を示した。しかし、その量は全Zn量の5%程度と少なかった。 From FIG. 5, when the leachate has a pH of 5 or 6, iron precipitation removal proceeds remarkably, and the iron concentration in the first solution after the iron removal step becomes less than the analysis limit (0.1 mg / L). ing. From this, it was found that the iron concentration can be reduced to less than the analysis limit (0.1 mg / L) simply by applying air aeration, which is an inexpensive oxidation treatment, to the leachate. Although not shown, zinc tended to precipitate slightly when the pH of the leachate was 6. However, the amount was as small as about 5% of the total Zn amount.

このように、pH:5に調整した浸出液に空気曝気(酸化処理)を施して、酸化処理工程後の鉄濃度を分析限界(0.1mg/L)未満としたのち、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)
なお、水硫化ナトリウムの添加は、蒸留水に溶解させ、溶液の状態で行った。
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溶液の成分をICP発光分析法で分析した。なお、得られた分析値に対しては、水硫化ナトリウム溶液、pH調整剤による希釈の影響を補正した。
In this way, the leachate adjusted to pH: 5 is subjected to air aeration (oxidation treatment) to bring the iron concentration after the oxidation treatment step to less than the analysis limit (0.1 mg / L), and then the iron separation step by solid-liquid separation. The first solution obtained by subjecting to the above was further subjected to a sulfide precipitation treatment step 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
Acidity regulator: 3M sulfuric acid or 100g / L sodium hydroxide Treatment time: 0.5 hours after addition of sodium hydrosulfide (stirring treatment)
The addition of sodium hydrosulfide was carried out in the form of a solution by dissolving it in distilled water.
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 ICP emission spectrometry. The obtained analytical values were corrected for the effects of dilution with a sodium hydrosulfide solution and a pH adjuster.

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、pHが5程度になると、マンガンも沈殿し始める傾向を示した。
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 pH reached about 5, manganese also tended to precipitate.

実験(B)について上記したように、廃乾電池の粉粒体に酸溶液、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により、鉄成分を分析限界未満となるまでに沈殿・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にまで沈殿・除去できる(亜鉛除去工程)。 Regarding Experiment (B) As described above, if the leachate obtained by mixing an acid solution and a reducing agent with the powder and granules of a waste dry battery and the leachate in which manganese, zinc and iron are leached is first subjected to an oxidation treatment, air exposure is performed. By performing the simple oxidation treatment, the solution can be obtained by precipitating and separating and removing the iron component before it becomes less than the analysis limit (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 to a level below the analysis limit (zinc removal step).

このように、実験(A)および(B)によれば、亜鉛除去工程および鉄除去工程を経ることにより、その工程順序に関わらず、鉄および亜鉛をともに分析限界未満までに沈殿・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 and zinc were both precipitated and separated and removed to less than the analysis limit by going through the zinc removing step and the iron removing step, regardless of the step sequence. It was found that a high-purity manganese-containing solution 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、酸溶液と還元剤とを混合して、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、廃乾電池に含まれるマンガンを高純度のマンガン含有溶液として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.
An acid solution and a reducing agent are mixed with the powder or granular material obtained in the crushing / sieving step, and manganese, zinc and iron contained in the powder or granular material are leached from the powder or granular material to cause manganese. An acid leaching step to obtain a leachate containing ions, 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 battery, which comprises recovering manganese contained in the waste dry battery as a high-purity manganese-containing solution by containing the following 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澱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澱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 removing 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, manganese ion and zinc ion 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 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。 (8) In any of (1) to (7), 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.

(9)(1)~(8)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。 (9) In any of (1) to (8), 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.

(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。 (10) In any of (1) to (9), 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.

(11)(1)~(10)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。 (11) In any of (1) to (10), 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.

(12)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、酸溶液と還元剤とを混合して、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、廃乾電池に含まれる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。
(12) A sorting device for sorting manganese dry batteries and / or alkaline manganese dry batteries from waste batteries, and
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.
An acid solution and a reducing agent are mixed with the powder or granular material obtained by the sieving device, 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 leachate 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 in the solid-liquid separation step 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 contained in waste batteries by containing 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、容易に回収でき、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. , Can be easily recovered and has a remarkable effect on the 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. 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 waste dry cell as a high-purity manganese-containing solution. It is an invention relating to the manganese recovery method and recovery equipment from 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、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、ほぼ完全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。
ここで、本明細書において「ほぼ完全に」とは、ある工程後の残渣サンプルについて、常用のJIS規格に規定される分析法に従って測定した場合に、目的成分の量が分析限界未満、例えば0.1mg/L未満である状態を指す。
(Manganese recovery method)
As shown in FIG. 1, the manganese recovery method of the present invention includes a sorting step, a crushing / sieving 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 almost completely 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.
Here, "almost completely" in the present specification means that the amount of the target component is less than the analysis limit, for example, 0.1, when the residue sample after a certain step is measured according to the analysis method specified in the common JIS standard. Refers to a state of less than mg / L.

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 battery may be selected, only the alkaline manganese dry battery may be selected, or both the manganese dry battery and the alkaline manganese dry battery 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 and zinc 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と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 the solid matter such as the packaging material constituting the dry battery and the powder or granular material 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.

酸浸出工程
酸浸出工程では、破砕・篩い分け工程で得られた粉粒体に、酸溶液と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、亜鉛成分、さらに鉄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。
Acid leaching step In the acid leaching step, an acid solution and a reducing agent are mixed with the powder or granular material obtained in the crushing / sieving step, and the powder or granular material is subjected to acid leaching treatment. By this acid leaching treatment, a leachate in which mainly manganese component, zinc component and iron component are leached into an acid solution can be obtained from the powder or granular material. The carbon component remains as a solid state leaching residue.

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、質量%濃度で、硫酸濃度が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、質量%濃度で、塩酸濃度が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 at a 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 mass% concentration and a hydrochloric acid concentration of 1% or more and 14% or less. 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、亜鉛成分および鉄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できる。 Regardless of which acid is used, the acid concentrations required for leaching the manganese component, zinc component and iron component are 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, the morphology of manganese and zinc in the granular material, and the like. Therefore, the optimum acid concentration can be determined 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、粉粒体に、酸溶液および還元剤を混合する。還元剤を添加するのは、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ためである。粉粒体に含まれるマンガンの形態としては、MnO2、Mn2O3、MnO(OH)、Mn3O4、Mn(OH)2などが予測されるが、このうち、酸のみで溶解するのはMn(OH)2およびMn3O4の一部のみであり、MnO2は、酸に殆ど溶解しないと考えられる。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5~200g/L程度あれば十分である。In the acid leaching step of the present invention, an acid solution and a reducing agent are mixed with the powder or granular material. The reason for adding the reducing agent is to allow the manganese component contained in the powder or granular material to be almost completely leached out. The morphology of manganese contained in the powder is predicted to be MnO 2 , Mn 2 O 3 , Mn O (OH), Mn 3 O 4 , Mn (OH) 2 , etc., of which only acid dissolves. Is only a part of Mn (OH) 2 and Mn 3 O 4 , and Mn O 2 is considered to be hardly soluble in 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 5 to 200 g / L with respect to the acid solution is sufficient.

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が例示できるが、常用の種々の還元剤がいずれも適用できる。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。
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 thiosulfite Na 2 S 2 O 3 , and iron sulfate FeSO 4・ 7H 2 O. However, any of the various commonly used reducing agents can be applied. 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, almost all of the zinc component is dissolved (leached) by increasing the acid concentration regardless of the presence or absence of the reducing agent.

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。加温温度は、例えば、60℃~80℃とすることができる。加温を行えば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. 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. The heating temperature can be, for example, 60 ° C to 80 ° C. It can be expected that the reaction efficiency will be improved by heating. 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、亜鉛イオンおよび鉄イオンを含有する。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, zinc ions and iron ions. On the other hand, the leaching 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、固液分離工程で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亜鉛イオンを亜鉛硫化物として沈殿させ、まず亜鉛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), the leachate separated in the solid-liquid separation step is first subjected to a sulfide precipitation treatment step. In this sulfide precipitation treatment step, sulfide is allowed to act on the leachate to precipitate mainly zinc ions as zinc sulfide among the ions contained in the leachate, so that the zinc component can be removed from the leachate first. 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、亜鉛イオン、鉄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 ion, zinc ion, and iron ion, and when sulfide acts on the leachate, the divalent metal ion contained is sulfide ion S 2- . The reaction produces sulfide and precipitates. 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).

本発明では、固液分離工程で分離された浸出液に、硫化物を作用させて、主として亜鉛イオンを硫化物として沈殿除去する。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。In the present invention, sulfide is allowed to act on the leachate separated in the solid-liquid separation step, and zinc ions are mainly precipitated and removed as sulfide. 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, unintended precipitation of manganese ions can be suppressed, and the amount of sulfide acting can be prevented from becoming excessive and economically disadvantageous.

また、硫化物を作用させる際の浸出液のpHは、2以上6以下とすることが好ましい。溶液のpHが2未満と低すぎると亜鉛イオンの沈殿が不十分になり、一方、6超と高すぎるとマンガンの沈殿量が高まり、マンガン歩留りが低下する。このため、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未満が更に好ましく、好ましくはpH2以上6以下、より好ましくは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。 Further, the pH of the leachate when the sulfide is allowed to act is preferably 2 or more and 6 or less. If the pH of the solution is too low, less than 2, the precipitation of zinc ions will be insufficient, while if it is too high, more than 6, the amount of manganese precipitation will increase and the manganese yield will decrease. Therefore, the pH of the leachate is preferably 2 or more, more preferably 3 or more, more preferably 6 or less, more preferably 5 or less, still more preferably less than 5, preferably pH 2 or more and 6 or less, more preferably pH 2 or more and 5 or less. More preferably, the pH is 3 or more and 5 or less, and more preferably, the pH is 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、マンガン成分および鉄成分を含む第1溶液とすることができる。
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。
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 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 is separated from the zinc-containing precipitate in which zinc sulfide is mainly precipitated. As a result, the zinc component can be easily separated from the mixture after the sulfide precipitation treatment step, and a first solution containing a manganese component and an iron component can be obtained.
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.
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 obtained in the previous zinc removal step is subjected to an oxidation treatment step, and the iron ions in the first solution are used as an iron-containing precipitate to separate and remove the iron component. enable. 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沈殿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添加する酸素量が不足し、処理後の溶液中に、酸素と反応できずに沈殿できない鉄成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雰囲気となり、鉄成分も沈殿する。しかし、曝気時間(反応時間)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, when 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 precipitated. This is because the sulfide added in the sulfide precipitation treatment step acts as a reducing agent in this step. This reducing agent consumes oxygen supplied by air aeration, and depending on the amount of air aeration, the amount of oxygen to be added is insufficient, and iron components that cannot react with oxygen and cannot precipitate remain in the treated solution. Is considered to be. If air aeration is continued, the sulfide becomes sulfate ions, and finally the solution becomes an oxidizing atmosphere, and the iron component also precipitates. However, the aeration time (reaction time) becomes long, which 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。
なお、亜鉛除去工程を施したのち、適正な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。適正な放置期間は、密閉系であるか開放系であるかなど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週間程度であると推察される。
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.
If the zinc removal step is performed, the iron component is left for an appropriate period, and then the oxidation treatment step is performed, the iron component can be sufficiently precipitated only by 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 leaving period varies depending 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。 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.

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が低すぎると鉄成分が沈殿しない。一方、浸出液のpHが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、分析限界未満となるまで鉄成分を沈殿・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 too low, the iron component will not precipitate. On the other hand, if the pH of the leachate 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 until it becomes less than the analysis limit, 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 separated into a first solution and an iron-containing precipitate that can mainly contain 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、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), a 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 to form a 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。
硫化物沈殿処理方法としては、硫化物の種類、硫化物量、第1溶液の好適なpHを含め、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溶液は、特にpH:4が好ましい。
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.
As the sulfide precipitation treatment method, the sulfide precipitation treatment method in the above-mentioned procedure (A) may be followed, including the type of sulfide, the amount of sulfide, and the suitable pH of the first solution. The first solution is particularly preferably pH: 4.

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、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 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 (zinc separation step), and the zinc component is removed. 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.

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、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、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原料として、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 zinc component and iron component are reduced to less than the analysis limit. Can be recovered as a manganese-containing solution.
The obtained manganese-containing solution may be mixed with other metals and then subjected to an alkali precipitation treatment or the like to be used as a raw 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、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 includes a sorting device, a crushing device, a sieving device, an acid leaching tank, a solid-liquid separation device, and a manganese extraction device group in this order, and has the same features and effects as the manganese recovery method of the present invention. 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6に示す。図6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、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. 6 shows a configuration (A) in which the above procedure (A) can be suitably carried out. As schematically shown in FIG. 6, the recovery equipment includes a sorting device 10, a crushing device 20a, a sieving device 20b, an acid leaching tank 30, a solid-liquid separation device 40, and a sulfide 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.

酸浸出槽30は、粉粒体に酸溶液と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 acid solution and the reducing agent are mixed with the powder or granular material 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7に示す。図7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、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. 7 shows a configuration (B) in which the above procedure (B) can be suitably carried out. As schematically shown in FIG. 7, the recovery equipment includes a sorting device 10, a crushing device 20a, a sieving device 20b, an acid leaching tank 30, a solid-liquid separation device 40, an oxidation treatment tank 53, and iron. The separation device 63, the sulfide precipitation treatment tank 83, the zinc separation device 93, and the 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、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(空気曝気)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, a sorting device 10, a crushing device 20a, a sieving device 20b, an acid leaching tank 30, a solid-liquid separating device 40, an iron separating device 63, a zinc separating device 93, a recovery tank 70a, 73b, 73c, a manganese-containing solution recovery tank. Reference numeral 100 is as described above for the configuration A.
Since the oxidation treatment tank 53 is subjected to an oxidation treatment (air aeration) on the leachate, 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し、選別した廃乾電池を破砕し、目開き2.8mmの篩で篩い分けすることにより、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と、若干の水素とを含む。
(Example 1)
Preparation of Powders and Granules Manganese dry batteries and alkaline manganese dry batteries were selected from the waste dry batteries, the selected waste dry batteries were crushed, and sieved with a sieve having an opening of 2.8 mm to obtain powder and granules of the waste dry batteries. The composition of the obtained powder or granular material is shown in Table 1. In addition to the elements shown in Table 1, the obtained powder or granular material contains oxygen derived from an oxide or a hydroxide and some hydrogen.

Figure 0007036229000001
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浸出液の作製
得られた粉粒体50gに、酸溶液500mLと、還元剤として過酸化水素H2O2:22.5gとを混合し、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:2N(質量%濃度約9.0%)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45g/Lとなる。
Preparation of leachate 50 g of the obtained powder or granular material is mixed with 500 mL of an acid solution and hydrogen peroxide H 2 O 2 : 22.5 g as a reducing agent, and manganese, zinc and iron are leached out from the powder or granular material. Was given. The acid concentration of the acid solution was sulfuric acid concentration: 2N (mass% concentration: about 9.0%). 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 45 g / L.

酸浸出処理後、得られた浸出液と浸出残渣とを、孔径1μmのろ紙でろ過して固液分離し(固液分離工程)、分離した浸出液のマンガン濃度、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、鉄の各成分の含有量(mg/L)を表2に示す。なお、得られた分析値をもとに、浸出液中のマンガン質量を求め、粉粒体中の質量に対する浸出液中の質量の割合(各元素換算)を算出することでマンガンの浸出率を求めた。得られたマンガン浸出率は約95%であった。 After the acid leaching treatment, the obtained leachate and the leachate residue are filtered through a filter paper having a pore size of 1 μm for solid-liquid separation (solid-liquid separation step), and the manganese concentration, zinc concentration, and iron concentration of the separated leachate are determined by ICP emission. It was quantified by the analytical method. Table 2 shows the contents (mg / L) of each component of manganese, zinc, and iron in the leachate after the solid-liquid separation step. In addition, based on the obtained analytical value, the mass of manganese in the leachate was calculated, and the ratio of the mass in the leachate to the mass in the powder or granular material (converted to each element) was calculated to obtain the leaching rate of manganese. .. The obtained manganese leaching rate was about 95%.

第1溶液の作製(亜鉛除去工程)
つぎに、固液分離工程で分離された浸出液に、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, a sulfide precipitation treatment step was performed in which sodium hydrosulfide NaHS as a sulfide was added to the leachate separated in the solid-liquid separation step so as to have 2 equivalents of sulfur S 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.

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1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、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 was suction-filtered with a filter paper having a pore size of 1 μm, and separated into a first solution and a zinc-containing precipitate (zinc separation step). Then, the components (Mn, Zn, Fe) contained in the first 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 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溶液に、酸化処理工程を施した。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、実用的条件である吹込み量:(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 subjected to an oxidation treatment step. 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 practical conditions of blowing amount: (same volume as the first solution amount) / minute and 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 above 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. It 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に、孔径1μmのろ紙で吸引ろ過する鉄分離工程を施し、第2溶液と鉄含有沈殿物とに分離した。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。 After the oxidation treatment step by air exposure and addition of an oxidizing agent, an iron separation step of suction filtration with a filter paper having a pore size of 1 μm was performed, and the second solution and the iron-containing precipitate were separated. 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 0007036229000002
Figure 0007036229000002

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97%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 the procedure A 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 yield of manganese component was as high as 97%. 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約95%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 about 95%.

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、亜鉛除去工程を経て得られた第1溶液を、1週間放置したのち、酸化処理工程を施した。酸化処理工程では空気曝気のみを行った。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。酸化処理を施した後、孔径1μmのろ紙で吸引ろ過して鉄分離工程を施して得た第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。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 first solution obtained through the zinc removal step was left to stand for one week, and then subjected to an oxidation treatment step. In the oxidation treatment step, only air aeration was performed. 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 the oxidation treatment, the components contained in the second solution obtained by suction filtration with a filter paper having a pore size of 1 μm and performing an iron separation step 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 0007036229000003
Figure 0007036229000003

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約95%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 about 95%.

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)/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: (the same volume as the amount of exudate) / minute, 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 0007036229000004
Figure 0007036229000004

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94%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 94%.
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 選択装置
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
10 Selection device 20a Crushing device 20b Sieving device 30 Acid leaching tank 40 Solid-liquid separation device 52 Sulfide precipitation treatment tank (configuration 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

Claims (12)

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、酸溶液と還元剤とを混合して、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、
pH:3以上の前記浸出液中の前記亜鉛イオンに硫化物を該亜鉛イオンに対して2~3当量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;
pH:5以上の前記浸出液中の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、廃乾電池に含まれるマンガンを、前記亜鉛イオン及び前記鉄イオンの含有量が0.1mg/L未満である高純度のマンガン含有溶液として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.
An acid solution and a reducing agent are mixed with the powder or granular material obtained in the crushing / sieving step, and manganese, zinc and iron contained in the powder or granular material are leached from the powder or granular material to cause manganese. An acid leaching step to obtain a leachate containing ions, 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 sulfide precipitation treatment step of allowing 2 to 3 equivalents of sulfide to act on the zinc ions in the leachate having a pH of 3 or more to precipitate the zinc ions, and further, a zinc-containing precipitate obtained. A zinc separation step that separates objects, and a zinc removal step that includes;
An iron removal step including an oxidation treatment step of oxidizing the iron ions in the leachate having a pH of 5 or more to precipitate the iron ions, and an iron separation step of separating the obtained iron-containing precipitate. ;
The waste dry battery is characterized in that manganese contained in the waste dry battery is recovered as a high-purity manganese-containing solution in which the content of the zinc ion and the iron ion is less than 0.1 mg / L. Manganese recovery method from.
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澱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:3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 manganese recovery method from a waste dry cell according to claim 2, wherein the leachate is adjusted to pH: 3 or more and 6 or less in the sulfide precipitation treatment step. 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:5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: 5 . 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澱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 removing 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, manganese ion and zinc ion 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:3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 pH: 3 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:5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 5 or more and 7 or less. .. 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1~7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。 Any of claims 1 to 7, 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1~8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 manganese recovery from the waste dry cell according to any one of claims 1 to 8, 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1~9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。 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 9. 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1~10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 waste dry battery according to any one of claims 1 to 10, 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、酸溶液と還元剤とを混合して、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、廃乾電池に含まれるマンガン、前記亜鉛イオン及び前記鉄イオンの含有量が0.1mg/L未満である高純度のマンガン含有溶液として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.
An acid solution and a reducing agent are mixed with the powder or granular material obtained by the sieving device, 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 leachate 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 in the solid-liquid separation step 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.
The waste dry battery is characterized in that manganese contained in the waste dry battery is recovered as a high-purity manganese-containing solution in which the content of the zinc ion and the iron ion is less than 0.1 mg / L. Manganese recovery equipment from.
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