JPH0348624B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、使用済みの廃乾電池より有価物を回
収する廃乾電池の有価物回収方法及びその装置に
関するものである。

［従来の技術］ 最近の社会は、電化製品の技術的進歩に伴い、
企業のみならず一般家庭での乾電池類の使用は年
年増加し、加えて従来のマンガン乾電池よりもよ
り放電容量が大きく、電圧変動が少なく、そして
高率放電に適するアルカリマンガン乾電池の使用
料の増加は特に著しいものである。このような乾
電池の多くは負極に亜鉛を用いており、放電時に
は負極より水素ガスが発生するが、これを制御す
るために水銀や水銀化合物を用いている。この有
害な水銀を含む廃乾電池は、家庭から廃棄物とし
て各自治体が収集し、直接埋立処分場に埋め立て
られるか、可燃物と共に焼却処分されている。こ
の結果として最近の調査報告では埋め立てられた
場合、水銀により土壌の汚染は数ppmから数十
ppmという箇所が発見され、更にこれ等の埋立他
の多くでメチル水銀さえも検出されている。この
ような状況のもとで、各自治体の中では廃乾電池
を分別して収集する傾向が強まり、その処理に対
応するには、水銀を除去して無害化することはも
とよりこれらを構成する有価物を有効的に回収す
る必要がある。

しかして、従来より水銀含有廃棄物を処理する
方法として、水銀含有廃棄物を竪型多段焙焼式へ
レスホフ炉で焙焼し、発生する排ガスをコンデン
サーにて冷却して水銀を回収し、水銀を回収した
後の排ガスは、薬液洗滌、電気集塵機によるミス
ト等の除去を行い、清浄化した後、大気中に放散
し、また、処理過程で生ずる余剰水は、蒸発炉で
処理していた。また、上記ヘレスホフ炉を出た焼
滓は、調湿してダストを押さえ、鉄筋コンクリー
ト製埋設槽に埋立処理していた。

上記、水銀含有廃棄物の処理方法及び装置を用
いて従来は回収廃乾電池より水銀を回収してい
た。その従来のフローシステムを第７図に、系統
図を第８図に示す。

回収廃乾電池は倉庫１１に貯蔵され、各種混合
のまま解砕混合機１５に入れて破砕及び押し潰し
を行い、原料貯留ビン１６に貯留される。原料は
原料貯留ビン１６からフイーダー（図示せず）で
ヘレスホフ炉２１に投入される。上記ヘレスホフ
炉２１は第９図に示すように、円筒型鋼板外銅に
耐火煉瓦を裏張りしたもので、内部を水平または
わずかに勾配のある煉瓦棚２１ｂを置く、軸２１
ｄより格段に歯のついたアーム２１ｃを出してお
り、原料貯留ビン１６より供給され、ホツパー２
１ａよりチヤージされた原料の格段煉瓦棚２１ｂ
上の装入物を撹拌すると同時に水平移動させる。
原料は上部より連続的に挿入されて、各煉瓦棚２
１ｂの中心部より円周方向と、その逆方向を交互
に繰り返しながら移動し、下部に落下して焼滓出
口２１ｈより排出される。炉の中央部付近にバー
ナー２１ｅが挿入され、炉内を加熱焙焼する。２
次空気は空気管２１ｆより吹き込まれ、軸２１ｄ
を通り格段に供給される。排ガスは炉項からＡ方
向に排出される。２１ｇは上記軸２１ｄとこれに
取り付けたアーム２１ｃを回転させる原動機であ
る。第８図の焙焼設備２０はヘレスホフ炉２１で
構成される。上記ヘレスホフ炉２１を出た焼滓は
埋立処分場へ運搬され埋め立てられる。

［発明が解決しようとする課題］ しかして、上記従来の廃乾電池の有価物回収方
法及びその装置は下記の如く欠点があつた。

(a) 種類、大きさの異なる廃乾電池を各種混合の
まま解砕混合機１５でただ単に解砕混合してヘ
レスホフ炉２１に入れるので、水銀の含有状態
による適正な焙焼条件が設定できず、解砕混合
された原料の大きさが不揃いであるので、水銀
を含む物質に均一に熱を伝達するのが困難であ
る。

(b) 廃乾電池は鉄の外被で覆われているので、解
砕混合機１５で処理した分離しても、ヘレスホ
フ炉２１に亜鉛と共にチヤージされるので、水
銀を含む物質と共に加熱する際、亜鉛と鉄は亜
鉛酸亜鉛を形成することがあり、原料にするに
は不適である。さらに、外被の鉄板は熱効率に
も悪い影響を及ぼす。

(c) ヘレスホフ炉２１での焙焼は原料の動きが少
ないため、熱を受けとる原料表面の水銀は揮発
するが、亜鉛が互いに接触した状態から適度な
溶融で結びつき、団塊が生ずる傾向になり水銀
が揮発し難くなり、亜鉛を含む焼滓中の水銀の
残存率が高くなる。

(d) ヘレスホフ炉２１を出た焼滓は、亜鉛と二酸
化マンガンが主体を占め、亜鉛はほぼ50％近い
含有率を示すが、これを埋立処分することは、
有価物の大部分を捨て去ることとなり、埋設槽
の費用をも含めると資源の損失につながる。

本発明は上述した事情に鑑みてなされたもの
で、廃乾電池を処理し、これに含まれる有害物で
ある水銀を除去して、水銀をはじめ鉄類、亜鉛原
料を有価資源として有効的かつ運転操業上無公害
で安全衛生に影響なく回収する廃乾電池の有価物
回収方法及びその装置を提供せんとするものであ
る。

［課題を解決するための手段］ そのため本発明は、焙焼により生じた排ガスか
ら水銀及びダストを回収する凝縮・排ガス処理工
程と、該排ガス処理工程で使用した廃水から水銀
を除去し、残りの水を蒸発させる廃水処理工程を
有する廃乾電池の有価物回収方法において、該廃
乾電池の有価物回収方法は、前処理工程と、焙焼
工程と、焼滓処理工程とを具備し、前処理工程
は、廃乾電池を型状選別機にかけ、形状及び寸法
の差異により分別する工程と、形状及び寸法が同
一の廃乾電池を重量選別機にかけ、重量の差異に
より、構成物質の相違による種類別に分別する工
程と、重量選別機で分別した廃乾電池を寸法と構
成物質の相違による種類の同じもの別に解体機に
かけ、鉄外皮を除去する工程と、前記鉄外皮以外
の電池本体を解砕混合機で破砕・混合する工程と
より成り、焙焼工程は、前記破砕・混合したもの
をロータリーキルンで焙焼する工程と、焙焼によ
り生じた焼滓を冷却する工程とより成り、焼滓処
理工程は、焼滓を解砕機にかけて焼滓中の固体か
らこれに付着した粉体を分離し、次に磁選機にて
鉄くずと粉体の亜鉛、二酸化カンガン等を含む亜
鉛滓とを分離する工程とより成ることを特徴とす
る廃乾電池の有価物回収方法、 及び焙焼により生じた排ガスから水銀及びダス
トを回収する凝縮・排ガス処理設備４０と、該凝
縮・排ガス処理設備４０で使用した廃水から水銀
を除去し、残りの水を蒸発させる廃水処理設備５
０を有する廃乾電池の有価物回収装置において、
該廃乾電池の有価物回収装置は前処理設備１０
と、焙焼設備３０と、焼滓処理設備６０とを具備
し、前処理設備１０は、廃乾電池を形状及び寸法
の差異により分別する型状選別機１２と、該型状
選別機１２に接続され、形状及び寸法が同一の廃
乾電池を重量の差異による構成物質の違により種
類別に分別する重量選別機１３と、該重量選別機
１３に接続され、これで分別された廃乾電池寸法
と種類の同じもの別に鉄外被を除去回収する解体
機１４と、該解体機１４に接続され、鉄外被以外
の電池本体を破砕混合する解砕混合機１５とより
成り、焙焼設備３０は、解砕混合機１５からの排
出物を焙焼するロータリーキルン３１と、該ロー
タリーキルン３１を出た焼滓を冷却するクーラー
３２とより成り、焼滓処理設備６０はクーラー３
２を出た焼滓を解砕する解砕機６２と、該解砕機
６２の排出物より鉄くずを分離すると共に亜鉛、
二酸化マンガンを含む亜鉛滓を回収する磁選機６
３とより成ることを特徴とする廃乾電池の有価物
回収装置により構成される。

［作用］ 廃乾電池は構成物質の違いによる製品の種類、
形状及び寸法の差異により分別され、鉄の外被は
取り除いてロータリーキルン３１に投入されるの
で、水銀の含有状態による適正な焙焼条件が設定
可能であり、焙焼炉のロータリーキルン３１は原
料が該キルンの回転により炉の内壁と共に一定の
位置まで昇つて落下し炉内の傾斜と共に出口側に
移動するので、落下する原料と上昇する原料が衝
突し合い原料は互いに結合することなく粉状ある
いは構成物が単体として存在し単体は互いに表面
をきずつけ合う。従つて、水銀を含む亜鉛等の構
成物は表面が活性化し合い水銀が熱を吸収し易
く、又揮発表面が大きくなり揮発が効果よく行わ
れる。さらに、ロータリーキルン３１を出た焼滓
はクーラー３２を経て解砕機６２にかけて解砕し
た後、磁選機６３により鉄くずを分離するので亜
鉛、二酸化マンガン等を含む亜鉛滓が回収でき
る。

［実施例］ 以下、添付図に基づいて本発明の一実施例を説
明する。

第１図は本発明の一実施例を示す廃乾電池の有
価物回収フローシステム図、第２図は同系統図で
ある。

第２図に示す前処理設備１０は、型状選別機１
２から原料貯留ビン１６までであり、これを第１
図に示す。

回収廃乾電池は倉庫１１に貯蔵され、各種混合
のまま型状選別機１２に送られる。この型状選別
機１２は第３図に示すように、整列フイーダー１
２ａに供給された廃乾電池は電磁式振動によつて
上記整列フイーダー１２ａの水の中を前方に送ら
れ選別フイーダー１２ｂに落ちる。この時、ボタ
ン型及び単４型以下の小さい廃乾電池は１２ｅで
示す２本の桟の間のスリツトより下に落ち集めら
れる。次に単３型はスリツト１２ｄより、単２型
はスリツト１２ｅ及び単１型はスリツト１２ｆよ
りそれぞれ下に落ちて集められる。最後に単１型
が集められると、その他の箱型の大きい廃乾電池
は選別フイーダー１２ｂ先端より落ちて集められ
る。上記選別フイーダー１２ｂは、整列フイーダ
ー１２ａと同様に電磁振動式フイーダー１２ｇに
よつて廃乾電池を送るようになつている。

上記スリツト１２ｅで分別されたボタン型と単
４，５型は図示しない上記と同じ構造の型状選別
機でさらに区別する。

上記型状選別機１２により形状及び寸法別に分
別された廃乾電池の内、単１型、単２型、単３型
の各筒型のものにはマンガン乾電池とアルカリマ
ンガン乾電池の２種が大半を占めており、これ等
は同一型状であつても構成物質の違いにより重さ
が違つているので、同一の型別に重量選別機１３
により重量選別を行う。第４図に重量選別機の斜
視図を示す。

廃乾電池はフイーダー１３ａから送り込み、コ
ンベヤー１３ｂで計量コンベヤー１３ｃに載せら
れる。ここで一定の範囲の重量を検知するように
指定すると、この計量コンベヤー１３ｃでロード
セルにより１個１個の重量を検知して選別コンベ
ヤー１３ｄにて計量された各々の重量に選り分け
る。選り分ける装置にはフリツパー式、エアジエ
ツト式等がある。

上記型状選別機１２と重量選別機１３により形
状、寸法及び重量別に選別された廃乾電池は、例
えば単１、単２等、単３等の各型とマンガン、ア
ルカリマンガン等の種類別に第５図に示す解体機
１４にかけて鉄の外皮を除去する。外皮の除去
は、刃又は砥石を用いて外皮を切断する方法で
は、切断によつて発生する熱で水銀が飛散し、作
業環境に悪影響が生じるのでそれを防ぐため、第
５図に示す解体機１４を使用する。この構造は、
廃乾電池を同じ方向に整列させ、受け台の両側よ
り支持棒１４ａが圧力により押し出されて廃乾電
池１４ｂを支えると、解体爪１４ｃが支持棒１４
ａに沿つて両側より出て解体爪１４ｃを廃乾電池
１４ｂの極板を押さえる部分に当て圧力で解体爪
１４ｃを図に鎖線で示すように開く。外皮１４ｄ
は解体爪１４ｃによつて外側に拡げられ本体１４
ｅと分離する。これ等を下に落とし、磁選によつ
て外皮１４ｄを鉄くずとして回収する。

上記解体機１４にて外皮を除去した残りの本体
１４ｅの集合である原料は解砕混合機１５にて破
砕及び押し潰しをして筒状の本体中の正極合剤等
の包含物質を筒より分離粉砕する。上記廃乾電池
の本体１４ｅは、マンガン乾電池においては亜鉛
の筒に囲まれ、アルカリマンガン乾電池において
は鉄製の筒の中に亜鉛が入れられている。上記解
砕混合機１５は、パドル式と称され、第６図に示
すように長方形の上面解放で、薄形の本体１５ａ
の中には羽根１５ｃがついた軸１５ｂが２組配設
されている。この軸１５ｂ，１５ｂは、一対の歯
車１５ｄ，１５ｄで互いに反対方向に回転するよ
うになつており、図示しないモータにより駆動さ
れる。廃乾電池の本体は第６図の右方向から矢印
方向にチヤージされ、互いに反対方向に回転する
羽根１５ｃにより破砕及び押し潰されて左方の破
線矢印方向に下方の出口１５ｅから押し出され
る。

押し出された原料は供給コンベヤー（図示せ
ず）により原料貯留ビン１６に貯留される。

上記原料貯留ピン１６には廃乾電池の本体を破
砕及び押し潰した原料が型・寸法別及び構成物質
の相違による種類別に貯留され、ロータリーキル
ン３１に図示しない定量供給機でチヤージされ
る。

第２図に示す焙焼設備３０は、ロータリーキル
ン３１、ロータリークーラー３２ａ、クーリング
コンベヤー３２ｂまでであり、これを第１図に示
す。

上記ロータリーキルンは３１有害な水銀ガスの
リーク防止のシールを施してあるが、その他の構
造は一般的に使用されているものと同じである。
炉入口からチヤージされた原料は、バーナー（図
示せず）により燃料の燃焼熱により加熱され、炉
内の傾斜と共に焼滓が排出され、排ガスは上述の
ダクトに排出される。上記ロータリーキルンを出
た焼滓は高温であるので、ロータリークーラー３
２ａとクーリングコンベアー３２ｂで構成される
クーラー３２で冷却するが、先ずロータリークー
ラー３２ａにて空気と熱交換して冷却され、焼滓
が出口側に移動する間に300〜400℃に温度が下が
り、クーリングコンベヤー３２ｂにチヤージされ
る。上記熱交換して加熱した空気は、ロータリー
キルン３１の二次空気として利用することによ
り、エネルギーの節減を計る。上記クーリングコ
ンベヤー３２ｂは、セーキングコンベヤー（振動
コンベヤー）で、外部より冷却するジヤケツト付
のものを使用し、焼滓は移動中に冷却する。

第２図に示す焼滓処理設備６０は、焼滓貯留槽
６１から秤量ビン６４までであり、これを第１図
に示す。

上記クーリングコンベヤー３２ｂで冷却された
焼滓は一旦焼滓貯留槽６１に入れる。焼滓にはア
ルカリマンガン乾電池の筒型の鉄製品、又一部原
料中に入る鉄製品があり、これ等には亜鉛、マン
ガン等の構成物質が付着しているので解砕機６２
で分離し磁選機６３にて鉄くずを回収する。上記
解砕機６２はケージミル型式のものが使用され
る。鉄を除去した焼滓は秤量ビン６４に入れ計算
された後、亜鉛滓として回収される。この亜鉛滓
は亜鉛と二酸化マンガンが主体を占めることにな
り、亜鉛はほぼ50％近い含有率を示す。

第２図の本発明の系統図に示す凝縮・排ガス処
理設備４０及び廃水処理設備５０は第８図の従来
の系統図に示す凝縮・排ガス処理設備４０及び廃
水処理設備５０と同じであり、従つて本発明のフ
ローシステム図である第１図に示す凝縮・排ガス
処理設備のサイクロン４１〜脱Ｍ塔４６及び廃水
処理設備のクーリングタワー５１〜ボイラー５５
は従来のフローシステム図である第７図に示すも
のと同じであり、その処理工程も同じである。

第１図、第７図に示すように、焙焼設備にチヤ
ージされた原料の内、水銀は亜鉛の融点419℃に
到るまでに沸点360℃でほとんど揮発し、上記ロ
ータリーキルン３１の入口側に設けられたダクト
（図示せず）を通り他の可燃物の燃焼ガス及び揮
発成分あるいは水分と共に排ガスとしてダストを
除去するサイクロン４１及び乾式電気集塵機４２
を経てコンデンサー４３に導かれる。コンデンサ
ー４３では排ガスは常温まで温度が下がるので、
常温で水銀蒸気圧以上の水銀蒸気は凝結し、水銀
が回収される。排ガス中の塩化物等の大気汚染物
質は次のガス洗浄塔４４で適当な薬液にて気液接
触によつて除去する。又、ミスト等は湿式電気集
塵機４５で除くが、水銀は一部がガス化している
ので、水銀を吸着するキレート樹脂を添着した活
性炭槽の脱Ｍ塔４６を通過接触させて大気中に排
ガスとして放出する。

このようにして排ガスは環境保全に適合した状
態で排出するので環境汚染の問題は生じない。
又、薬液に使用する水等は循環利用し、これ等に
吸収された水銀は廃水処理機５２とフイルター５
３を通して水銀固定剤にて処理して回収する。ま
た、薬液内の一部塩類にも亜鉛の一部が含まれて
いるため、これを回収するためと水を排出しない
で蒸発させるためにドライヤー５４を使用し、そ
のためのボイラー５５が設けてあり、発生する蒸
気でドライヤー５４のドラムを加熱する。クーリ
ングタワー５１はガス洗浄塔に使用する薬液温度
を下げるためのものである。

［発明の効果］ 以上詳細に説明した本発明の廃乾電池の有価物
回収方向及びその装置によれば、下記の如き効果
を奏する。

前処理設備により廃乾電池を形状・寸法別及
び構成物質の相違により分別し、それぞれ別個
に処理すると共に外皮を鉄くずとして回収する
ので、有価物でも有害な水銀を確実に除去回収
できる。

焙焼設備にロータリーキルンを使用するので
水銀が効果的に揮発し、回収効率が良い。

解砕機と磁選機と組み合わせた焼滓処理設備
により、廃乾電池から再資源化として利用可能
な有価物の鉄くず、亜鉛、二酸化マンガン等を
回収できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す廃乾電池の有
価物回収フローシステム図、第２図は同系統図、
第３図は本発明の有価物回収装置に使用する型状
選別機の斜視図、第４図は同重量選別機の斜視
図、第５図ａ，ｂはそれぞれ同解体機の解体動作
を示す平面図及び側面図、第６図は同解砕混合機
の斜視図、第７図は従来の廃乾電池の有価物回収
フローシステム図、第８図は同系統図、第９図は
従来使用されたヘレスホフ炉の縦断面図である。 １０……前処理設備、１１……倉庫、１２……
型状選別機、１３……重量選別機、１４……解体
機、１４ｄ……外皮、１４ｅ……本体、１５……
解砕混合機、２０，３０……焙焼設備、２１……
ヘレスホフ炉、３１……ロータリーキルン、３２
……クーラー、３２ａ……ロータリークーラー、
３２ｂ……クーリングコンベヤー、４０……凝
縮・排ガス処理設備、５０……廃水処理設備、６
０……焼滓処理設備、６２……解砕機、６３……
磁選機。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 焙焼により生じた排ガスから水銀及びダスト
   を回収する凝縮・排ガス処理工程と、該排ガス処
   理工程で使用した廃水から水銀を除去し、残りの
   水を蒸発させる廃水処理工程を有する廃乾電池の
   有価物回収方法において、 該廃乾電池の有価物回収方法は、前処理工程
   と、焙焼工程と、焼滓処理工程とを具備し、 前処理工程は、 廃乾電池を型状選別機にかけ、形状及び寸法の
   差異により分別する工程と、 形状及び寸法が同一の廃乾電池を重量選別機に
   かけ、重量の差異により、構成物質の相違による
   種類別に分別する工程と、 重量選別機で分別した廃乾電池を形状及び寸法
   と構成物質の相違による種類の同じもの別に解体
   機にかけ、鉄外皮を除去する工程と、 前記鉄外皮以外の電池本体を解砕混合機で破
   砕・混合する工程とより成り、 焙焼工程は、 前記破砕・混合したものをロータリーキルンで
   焙焼する工程と、 焙焼により生じた焼滓を冷却する工程とより成
   り、 焼滓処理工程は、 焼滓を解砕機にかけて焼滓中の固体からこれに
   付着した粉体を分離し、次に磁選機にて鉄くずと
   粉体の亜鉛、二酸化カンガン等を含む亜鉛滓とを
   分離する工程とより成ることを特徴とする廃乾電
   池の有価物回収方法。 ２ 焙焼により生じた排ガスから水銀及びダスト
   を回収する凝縮・排ガス処理設備４０と、該凝
   縮・排ガス処理設備４０で使用した廃水から水銀
   を除去し、残りの水を蒸発させる廃水処理設備５
   ０を有する廃乾電池の有価物回収装置において、 該廃乾電池の有価物回収装置は前処理設備１０
   と、焙焼設備３０と、焼滓処理設備６０とを具備
   し、 前処理設備１０は、 廃乾電池を形状及び寸法の差異により分別する
   型状選別機１２と、 該型状選別機１２に接続され、形状及び寸法が
   同一の廃乾電池を重量の差異による構成物質の違
   により種類別に分別する重量選別機１３と、 該重量選別機１３に接続され、これで分別され
   た廃乾電池を形状及び寸法と種類の同じもの別に
   鉄外被を除去回収する解体機１４と、 該解体機１４に接続され、鉄外被以外の電池本
   体を破砕混合する解砕混合機１５とより成り、 焙焼設備３０は、 解砕混合機１５からの排出物を焙焼するロータ
   リーキルン３１と、 該ロータリーキルン３１を出た焼滓を冷却する
   クーラー３２とより成り、 焼滓処理設備６０は クーラー３２を出た焼滓を解砕する解砕機６２
   と、 該解砕機６２の排出物より鉄くずを分離すると
   共に亜鉛、二酸化マンガンを含む亜鉛滓を回収す
   る磁選機６３とより成ることを特徴とする廃乾電
   池の有価物回収装置。