JPH02187186A - 廃乾電池の処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、廃乾電池の処理方法に関するものである。

［従来技術］ 廃乾電池は最近急に社会問題化してきたが、これは電解
層に水銀を含有している事を起因する環境汚染が予想さ
れるからである。

公表されている統計より推算すれば国内で約５０トン／
年の水銀が都市ゴミに混入して廃棄される事になり、一
般の焼却場や埋立地へ混入するとすれば問題であろう。

さらに、−ｍに使用さ・れている−次乾電池の内ゴミと
しての量が最も多いマンガン、アルカリ・マンガン電池
の成分について上記の水銀と同じように推測すると、酸
化マンガン約１３．０００トン、亜鉛的１５，０００ト
ン、鉄約１０．０００）ンが毎年再資源化されずに投棄
される事になる。

現在、このような有用金属を水銀と共に再資源化する技
術が開発されており、クリーン・ジャバン・センター発
行の「再資源化技術の開発状況調査報告書（電池）（昭
和５９年３月発行）」には第１図ないし第３図に示すよ
うな三つの使用済マンガン乾電池の処理方法が紹介され
ている。

第１図に示す方法は、低周波あるいは高周波の電気加熱
炉を使用し、破砕した一次電池を電気加熱炉において４
００〜５００℃で数時間加熱して、固相部分、液相部分
、気相部分の三つの相に大別し、固相部分は引き続き８
００°Ｃ付近で加熱した後磁選・濾過などにより鉄、カ
ーボン、硫酸マンガン溶液として回収し、液相部分は粗
亜鉛であり、他の成分を除去した後塩化亜鉛溶液として
回収し、気相部分は水銀、カドミウムなどであり、キレ
ート樹脂で捕捉するなどして回収している。

第２図に示す方法は、焙焼炉を用い石灰を加え混和して
還元雰囲気で焙焼し、適宜の処理によりそれぞれの成分
に分離するものである。

第３図に示す方法は、焙焼炉を用い、酸化雰囲気で焙焼
するものである。

［発明の目的］ この発明は前述のような処理方法とは異なる方法を提案
するもので、その目的は省エネルギー化が図れ、経済的
で実用的な廃乾電池の処理方法を提供することにある。

し発明の構成］ この発明に係る廃乾電池の処理方法は、竪型シャフト炉
をロータリバルブ等の上段から下段へ被処理物の移送が
可能なバルブを介して二つの区域に大別し、上段を酸化
雰囲気炉、下段を還元雰囲気炉とし、上段の炉で水銀の
処理を行ない、下段の炉で亜鉛及びマンガン鉄合金など
の処理を行なうと共に、下段の炉で発生したガスはいっ
たん炉外へ取出し、必要な処理を施して上段の炉に導入
し、エネルギーを有効に利用し、比戦的低コストで有用
金属の処理・回収を行なえるようにしたものである。

［実施例］ 以下、この発明を図示する一実施例に基づいて説明する
。

第４図に示すように、先ず廃乾電池（−次電池であれば
分別回収が行なわれている酸化銀電池を除きずべて）Ｂ
は、破砕機１で破砕して内容物が十分炉内の雰囲気にさ
らされるようにした後、分級機２により分級して、ふる
い下の炉内で発塵しやすい粉状物Ｐは予め混練、造粒し
て、ふるい上の固形物Ｓ（主として金属と電極黒鉛棒）
と混合してチャージ・ホッパ３からシャフト炉４内へ投
入する。

シャフト炉４は、底部に誘導電気炉あるいは電気抵抗炉
などの溶融炉を有する竪型であり、上段か酸化雰囲気炉
５．下段が下部に溶融炉を有する還元雰囲気炉６となっ
ている。

さらに、チャージ・ホッパ３の投入口には気密を保持で
きるロータリバルブ８あるいは二重ベル等が設置され、
また、酸化雰囲気炉５と還元雰囲気炉６との接続部には
雨雲囲気の混合を避けると共に、被処理物を上段から下
段の炉へ移送可能なロークリバルブ等を設け、酸化雰囲
気炉５と還元雰囲気炉６とに大別すると同時に不活性ガ
スＧｏを導入してガス・シールしている。

このようなシャフト炉４において上段の酸化雰囲気炉５
で水銀Ｈｇの処理を行ない、下段の還元雰囲気炉６で亜
鉛Ｚｎの処理とマンガン鉄合金ＦｅＭｎの溶融還元処理
を行なうと共に、溶融μ元の際に発生する還元ガスｃｏ
はいったん炉外に取出し、必要な処理を施して酸化性ガ
スＧ、とし、このガスＧ１を酸化雰囲気炉５に導入する
。

即ち、装入物は酸化雰囲気炉５において、下から向流的
に上昇する高温の酸化性ガスＧ１で加熱酸化され、水銀
化合物は酸化第二水銀ＨｇＯとなり、さらに、５００°
Ｃ以上で分解して金属水銀蒸気Ｈｇとなって炉外へ他の
ガスとともに取出される。

したがって、ここでのガス出口温度は少なくとも５００
℃以上が必要である。

炉外へ取出された含水銀蒸気ガスＧ２は、酸化第二水銀
生成を完全にするためガス中の可燃分を十分な酸素量で
燃焼させるために焼却炉９へ導かれる。

焼却炉９から出た含水銀蒸気ガスＧ２は、従来性なわれ
ている水銀精錬と同じような水銀凝縮器１０で凝縮除去
され、さらにガス洗浄塔１１、集塵装置１２を経て除害
設備１３へ導かれる。　除害設備１３としては種々考え
られるが、活性炭による吸着が効果的であり、水銀を吸
着した活性炭は、集塵装置１２およびシラフナ１４の処
理物とともにシャフト炉４ヘリサイクルさせることによ
り完全なりローズド化が可能である。

次に、酸化雰囲気炉５で脱水銀された被処理物は、ロー
タリバルブ等を通って還元雰囲気炉６に入り、ここで下
から上昇して来る還元ガスｃｏにより先ず、亜鉛が還元
され、金属亜鉛の沸点以上の炉内温度で蒸発して炉外へ
還元ガスＣＯとともに出て行く。

このため、還元雰囲気炉６のガス出口のある炉頂は少な
くとも９０７℃（亜鉛沸点）以上、好ましくは１０００
℃以上の温度が必要であり、酸化雰囲気炉５から来る被
処理物の温度は９５０℃以上は必要である。

この還元雰囲気炉６内に装入された被処理物は還元され
なから炉底の溶融炉で溶融される。

溶融炉では、未還元被処理物中の酸化マンガンや鉄分が
、残存する炭素分と直接溶融還元反応を起こしフェロマ
ンガンＦｅＭｎを生成するとともに一酸化炭素ガスＣＯ
を発生し、この−酸化炭素ガスが還元ガスＣＯとして利
用される。

還元雰囲気炉６から出た還元ガスＣＯは金属亜鉛蒸気と
ともに亜鉛凝縮器１５へ導かれる。

亜鉛凝縮器１５で、金属亜鉛Ｚｎは、溶融亜鉛として除
去され、残りのガスは冷却器１６により冷却され、脱硫
器１７により洗浄、脱硫した後、燃焼炉１８で燃焼させ
、酸化雰囲気炉５の熱源および酸化剤としての酸化性ガ
スＧ、となして酸化雰囲気炉５の下部へ供給する。

［発明の効果］ 前述のとおり、この発明によれば、竪型シャフト炉を酸
化雰囲気炉と還元雰囲気炉とに大別し、酸化雰囲気炉で
水銀の処理を行ない還元雰囲気炉で亜鉛及びマンガン鉄
合金などの処理を行なうと共に、還元雰囲気炉で発生し
たガスは酸化雰囲気炉の熱源および酸化剤として利用す
るようにしたため、エネルギを有効に利用でき、比戟的
低コスト有用金属の処理・回収を行なえるため、極めて
経済的・実用的である。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図は従来の処理方法を示すフロー
チャート、第４図はこの発明に係る廃乾電池の処理方法
を示すフローチャートである。 １・・・破砕機 ３・・・チャージ・ホッパ ５・・・酸化雰囲気炉 ８・・・ロータリバルブ ０・・・水銀凝縮器 ２・・・集塵装置 ４・・ンツクナ ６・・・冷却器 ８・・燃焼炉 ２・・・分級機 ４・・・シャフト炉 ６・・・還元雰囲気炉 ９・・・焼却炉 １１・・・ガス洗浄塔 １３・・・除害設備 １５・・・亜鉛凝縮器 １７・・・脱硫器 第　２　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）竪型シャフト炉をロータリバルブ等の上段から下段
   へ被処理物の移送が可能なバルブを介して二つの区域に
   大別し、上段を酸化雰囲気炉、下段を還元雰囲気炉とし
   、上段の炉で水銀の処理を行ない、下段の炉で亜鉛及び
   マンガン鉄合金などの処理を行なうと共に、下段の炉で
   発生したガスはいったん炉外へ取出し、必要な処理を施
   して上段の炉に導入することを特徴とする廃乾電池の処
   理方法。 ２）竪型シャフト炉上段の酸化雰囲気炉で水銀化合物を
   酸化し酸化第二水銀とした後、分解して金属水銀蒸気と
   して炉外に取出すようにしたことを特徴とする特許請求
   の範囲第１項に記載の廃乾電池の処理方法。 ３）竪型シャフト炉下段の還元雰囲気炉で亜鉛を還元し
   、亜鉛蒸気として炉外に取出すと共に、残存する酸化マ
   ンガンや鉄分は直接還元・溶融して炉外に取出すように
   したことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の廃
   乾電池の処理方法。