JPH02254190A - ニッケル―カドミウム廃材料からのカドミウムの回収方法 - Google Patents

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） 本発明は、ニッケル−カドミウム廃電池等のニッケルと
カドミウムを主成分とする廃材料からカドミウムを比較
的高純度の金属カドミウムとして回収する方法に関する
。

（従来技術とその問題点） 蓄電池として汎用されているニッケル−カドミウム電池
をばしめとする二、ケル−カドミウムを主成分とする材
料が工業材料として広（使用されている。該材料中に含
有されるカドミウムは、比較的高価でありかつそのまま
廃棄すると環境汚染を引き起こすため、使用済の廃材料
中から回収し再利用することが公害防止上及び経済上望
ましい。

従来からこの見地に立って、ニッケル−カドミウムを主
とする廃材料からのカドミウムの回収が試みられている
。該回収方法としては、例えばニッケル−カドミウム−
鉄から成る廃材料を処理する場合には、該廃材料スクラ
ップをカドミウムの沸点以上に加熱してカドミウムを蒸
留分離し金属カドミウム又は酸化カドミウムとして回収
し二。

ケルー鉄は混合スクラップとして回収する蒸留回収法、
及び高品位スクラップを主とする廃材料を硫酸溶液で浸
出してカドミラｌ１、ニッケル及び鉄を含む溶液とし、
該溶液に有機化合物を添加してニッケルを沈澱として分
離し、その後カドミウムを亜鉛末で置換してスポンジ状
カドミウムとして回収する硫酸溶解法等がある。

しかＵ７これらの方法はいずれも欠点があり、前記蒸留
回収法では、有害なカドミラｌ、蒸気を取り扱・）ため
作業員の健康管理に問題が生じかつ設備も大がかりにな
り、又前記硫酸溶解法では、ニッケル分離のために高価
な有機試薬が必要となりかつカドミ・リム回収に亜鉛末
が必要となるという欠点がある。

（発明の目的） 本発明は、安価な試薬を使用して比較的容易にＱノケル
−カドミウムを主とする廃材料からカドミウムを電解操
作を利用して選択的に回収するだめの方法を提供するこ
とを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、ニソゲルーカドミウムを含む廃祠料を硫酸ア
ンモニウムを含有する溶液あるいは希硫酸から成る浸出
液に浸してカドミウムを浸出させるとともにニッケルを
含む成分を残渣として分離し、前記浸出液を電解液とし
て電解を行い電解槽の陰極上にカドミラ１、を電析させ
回収する方法である。

以下本発明の詳細な説明する。

本発明は、ニノゲル〜カドミウムを含む廃材籾を硫酸ア
ンモニウムを含有する溶液や希硫酸で浸出して廃材料中
のカドミウムをほぼ選択的に浸出させた後、該浸出液を
電解し電解槽の陰極に高純度の金属カドミウムを電析さ
セ、該カドミウムを回収することを特徴とする。

本発明に使用する二・ノケルーカドミウム廃材月中には
、ニッケル及びカドミウムの他に、鉄やステンレス等の
金属や合金、及び繊維屑等が含まれていてもよい。又各
金属は金属単体の形態だけでなく金属酸化物等の化合物
の形態で含有されていてもよく、特に前記ニソケルー力
ドミウ１、電池の場合には各金属は殆どの場合対応する
金属酸化物の形態で存在している。本発明に係わる回収
方法では、カドミウム以外の金属として後述する硫酸ア
ンモニウムや希硫酸に溶解する金属が含有されていると
浸出液中の不純物濃度が増加するが、若干量の不純物で
あれば後述する電解操作により殆ど除去できるため、実
質的には問題にならない。

このような廃材料を硫酸アンモニウムを含有する浸出液
又は希硫酸浸出液特にｐ　Ｈ４〜５の希硫酸浸出液で浸
出させる。使用する廃材料は浸出に先立って、切断、粉
砕、洗浄等の前処理を行って該廃材科内の金属等が十分
浸出液と接触できるようにすることが好ましい。硫酸ア
ンモニウムを浸出液として使用すると、廃材料中の金属
組成にも依存するが、例えばカドミウム約６０重量％、
ニッケル約７重量％、鉄約１８重量％（残部繊維等）か
ら成る市販のニッケル−カドミウム電池廃材料１００ｇ
を硫酸アンモニウム１βで浸出させると、該浸出液中に
浸出するカドミウム、ニッケル及び鉄の濃度はそれぞれ
約６０．０ｇ／ｊ！、約０．０１　ｇ　／　１！及び約
０．０１　ｇ　／　１未満となり、はぼ選択的にカドミ
ウムを浸出することができる。又硫酸アンモニウムの代
わりに希硫酸１βを使用すると同一条件で浸出するカド
ミウム、ニッケル及び鉄の濃度はそれぞれ約４４　ｇ　
／　１２、約１２ｇ／７！及び約５　ｇ／２となる。い
ずれの場合にも浸出残渣としてはニッケル及び鉄を主成
分とする混合物が得られる。

続いてこのカドミウムが溶解した浸出液の電解を行う。

電解は通常の水電解に準して行えば良く、陽極としては
例えば二酸化鉛、貴金属酸化物、鉛錫電極等を、又陰極
としはチタン、ステンレス、アルミニウム、二・ノケル
電極等を使用することができる。隔膜は使用してもしな
くても良く、液抵抗の増大等を考慮すれば使用しないこ
とが望ましい。電流及び電圧も通常の水電解とほぼ同様
に維持すれば良く、特別な制限はない。

この電解条件で前記浸出液を電解液として電解を行うと
、陰極において該浸出液中に溶解しているカドミウムイ
オン（ＩＩ）の還元が生じて還元された金属カドミウム
が陰極」二に析出する。又陽極では通常の水電解と同様
に水酸イオンの酸化により酸素ガスが発生する。

陰極−Ｆに電析される金属カドミウムの品位は浸出液と
し２て硫酸アン士ニウム含有溶液を使用し２だ場合は９
９．９５重量％以上であり、該金属カドミウム中のニッ
ケル及び鉄の不純物量はともに０．０１重量％未満とな
り、又浸出液として硫酸を使用した場合には、電析され
る金属カドミウムの品位は同様に９９．９５重量％以に
であり、該金属カドミウム中のニッケル及び鉄の不純物
量はともに０．００５〜０．０２重景％程度となる。

なお前記浸出液として希硫酸を使用すると、該浸出液つ
まり電解液にニッケルや鉄が溶解し、該電解液が酸性に
なっているため、ニッケルと鉄が電析されず電解液中に
濃縮されるので、分離除去する必要がある。又電解液中
に存在する鉄イオンがＦｅ（ＩＩ）とＦ　ｅ　（ＩＩＩ
）の間で酸化還元され電流が消費されるためカドミウム
電析の電流効率が減少する。従って浸出液としては硫酸
アンモニウムを使用することが好ましい。

又ニッケル−カドミウムの他に鉄等の他の磁性金属を含
有する廃材料の使用すると、浸出残渣としてニッケルと
前記磁性金属を含有する浸出残渣が得られるが、該残渣
は機械的攪拌後、磁力選別等の手段により鉄系と他の金
属つまりニッケル系とに分離することができる。又例え
ば蓄電池廃材料の場合には、該ニッケル系残渣にはアク
リル繊維や未溶解のカドミウムが含有され、該カドミウ
ムは再度硫酸アンモニウム溶液で浸出することにより分
離することができる。

（実施例） 以下実施例により本発明をより詳細に説明するが、本発
明は該実施例により限定されるものではない。

実施例１ 使用済の市販のニッケル−カドミウム蓄電池中のニッケ
ルにニッケルめっき鉄板）−カドミウム廃極板１　（カ
ドミウム６０．４重量％、ニッケル７．４重量％、鉄１
８．２重量％）１５００ｇを取り出して３０Ｘ５０ｍｍ
のザイズに切断し、図示の通り側板及び底板に未溶解金
属や有機物の後述する電解液への混入を防止するための
濾布２を装着した容量３７！の浸出槽３に充填し該浸出
槽３に濃度１００　ｇ　／（２の硫酸アンモニウム水溶
液に加えて前記廃極板中のカドミウムを浸出させた。

該浸出液を、二酸化鉛から成る１対の陽極４と該陽極間
に位置するチタンから成る陰極５を有する容量１Ｍの無
隔膜電解槽６に電解液として導入し、電解電流２．５〜
２０．ＯＡ　／ｄｍ２、陰極電流密度０．５〜４．　Ａ
　／ｄｍ２、電解電圧１．４−２．６Ｖ、室温の条件で
電解を行い、２００時間掛けて前記陰極５上にカドミウ
ムを電析させた。該電解槽６内の電解液は、ポンプ７に
より前記浸出槽３へ循環させ、再度浸出液として使用し
た。

前記硫酸アンモニウムによる浸出後に前記浸出槽３内に
残る浸出残渣は濾布ごと槽外へ取り出した後、機Ｖｉ、
攪拌し、極板材料にニッケルめっき鉄板）を分離し、残
渣を硫酸アンモニウム１．ＯＯｇ／β熔液で再度カドミ
ウムを浸出し、ニッケル残渣を回収した。

このような条件で行ったカドミウム回収操作の結果を、
表１及び表２に示す。表１は電析した金属カドミウム、
分離された極板材料及び硫酸アンモニウム処理前のニッ
ケル残渣中のカドミウム、ニッケル及び鉄の品位及び分
配率（η）を示し、表２は浸出液中の各金属濃度を示し
ている。なおりドミウム回収の電流効率は９３〜９９％
であった。

表１から、電析により得られる金属カドミウム表　　　
　１ 金属の品位及び分配率 表　　　　２ 浸出液中の金属濃度（ｇ／１ はほぼ純品に近く、廃材料中のニッケルは、分離された
極板材料上及びニッケル残渣中に存在し、又廃材料中の
鉄は全て分離された極板材料として回収されることが分
かる。

夫施性Ｉ 硫酸アンモニウムを１００　ｇ　／　ｆｆの希硫酸に換
えたこと、及び電解電圧が１．５〜２．５■となったこ
と以外は実施例１と同一条件で廃材料からのカドミウム
回収を行ったところ、表３及び表４に示す結果が得られ
た。表３は電析した金属カドミウム、分離された極板材
料及び硫酸アンモニウム処理前のニッケル残渣中のカド
ミウム、ニッケル及び鉄の品位及び分配率（η）を示し
、表４は浸出液中の各金属濃度を示している。なおりド
ミウム回収の電流効率は６２〜７５％であった。

表３から、電析により得られる金属カドミウムはほぼ純
品に近く、廃材料中のニッケルは、分離された極板材料
上及びニッケル残渣中に存在し、又廃材料中の鉄は殆ど
全て分離された極板材料として回収されたことが分かる
。

表　　　　３ 金属の品位及び分配率 （Ｎｉ及びＦｅの分配率の残部は電解液中に溶解）表　
　　　４ 浸出液中の金属濃度（ｇ／ρ） （発明の効果） 本発明は、ニッケル−カドミウムを含む廃材料からカド
ミウムを回収するにあたり、該廃材ｆ４を硫酸アンモニ
ウム含有溶液又は希硫酸で浸出するごとによりカドミウ
ムをほぼ選択的に浸出させ、該浸出されたカドミウムを
含有する溶液を電解して金属カドミウムを陰極に電析さ
せ回収するようにしている。

従って従来の蒸留法や硫酸溶解法と比較して、第１に高
価な試薬を使用する必要がなく又第２に容易な操作でか
つ第３に高純度のカドミウムを回収することができるた
め、回収単価が大幅に減少するとともに、回収カドミウ
ムの商品価値が大幅に向上する。しかもカドミウム蒸気
のような有害物質が発生ずることがなく作業環境の劣悪
化を防止することができる。

更に浸出液（電解液）として硫酸アンモニウムを使用す
ると該浸出液中に金属が蓄積されることがなく循環使用
しても液組成には殆ど変化が生じないため、付加的な操
作を必要とすることなく長期に亘る回収操作を行うこと
が可能になる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明における回収方法の一例を示す概略図であ
る。 １・・・廃材料　２・・・濾布 ３・・・浸出槽　４・・・陽極 ５・・・陰極　６・・・電解槽 ７・・・ポンプ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ニッケル−カドミウムを含む廃材料を硫酸アンモ
   ニウムを含有する浸出液に浸してカドミウムを浸出させ
   るとともにニッケルを含む成分を残渣として分離し、前
   記浸出液を電解液として電解を行い電解槽の陰極上にカ
   ドミウムを電析させ回収する方法。
2. （２）ニッケル−カドミウムを含む廃材料を希硫酸から
   成る浸出液に浸してカドミウムを浸出させるとともにニ
   ッケルを含む成分を残渣として分離し、前記浸出液を電
   解液として電解を行い電解槽の陰極上にカドミウムを電
   析させ回収する方法。