JPH04128324A - 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、廃ニッケルカドミウム電池から高純度のカド
ミウムを効率よく回収する方法に関する。

〈従来の技術〉 ニッケルカドミウム電池（以下、Ｎｉ−Ｃｄ電池とも表
記する）は、優れた二次電池として産業用・民生用共に
その用途を拡げており、近年その伸びは大きい。このよ
うなＮ１−Ｃｄ電池は例えば数年使用すると寿命となる
が、この使用済（廃）電池のうち産業用等の大型のもの
は、正擺部分（Ｎｉ）と負極部分（Ｃｄ）に解体され、
湿式又（よ乾式法によりそれぞれからＮｉ、Ｃｄが回収
されている。一方、特に民生用の比較的小型のもの：よ
、８１器に組み込まれたまま又は電池の部分めみを取り
外して、埋立て等の廃棄処理されているのが現状である
。この状況は環境汚染及び資源の有効活用の点から望ま
しくな（、今後特に小型のＮｉＣｄ電池のリサイクル処
理が重要となる。

そこて、このようなＮ　ｉ　−Ｃｄ電池のリサイクル処
理に対応する方法として、廃ニッケルカドミウム電池の
外殻の少なくとも一部に開口した後、非酸化性雰囲気で
７００〜１０００℃の温度で熱処理し、カドミウムを揮
発させて捕収するというカドミウムの回収方法が提案さ
れている（特開昭５５− １５２１３８号公報）。

〈発明が解決しよとする課題〉 現在、民生化のＮ　ｉ　−Ｃｔｉ電池としては、革−型
（３２φ×４９謹）、及びこれらに準する大きさの裸電
池、又はこれら裸電池複数個を樹脂ケースへ組込んだ樹
脂包装電池（５５Ｘ７０Ｘ３（１＋ｓ〜１３５Ｘ６５Ｘ
２０＋ｍ）が使用されている。

このような小形の廃Ｎｉ−Ｃｄ電池から前述した方法に
よりカドミウムを回収しようとすると、それぞれ寸法が
異なる小型の電池の外殻の一部にそれぞれ開口を形成し
なければならない。したがって、前述した方法は実際に
は前処理工程に時間及び手間がかかりずぎて実用化が困
聾である。

また、前記方法によると、カドミウムを揮発させろ際に
電池の内部構成材料又は外殻、特に樹脂包装ケースを構
成する材料に含有される成分がカドミウムと一緒に回収
されてしまい、回収カドミウムの純度が低下してしまう
という問題もある。因みに、不純物としてＦｅを含むカ
ドミウムをＮ　ｉ　−Ｃｄ電池の負極に用いると、充電
サイクルの進行に伴って溶出したＦｅイオンが陽極へ移
行して陽極容量の低下を招き、さらには自己放電が大き
くなるという問題が生ずる。

本発明はこのような事情に鑑み、寸法が興なる大量の小
型廃電池から効率よく、且つ高純度でカドミウムを回収
する方法を提供することを目的とする。

く課題を解決するための手段〉 本発明者らは、前記目的を達成するために、鋭意検討を
重ねた結果、裸電池及び樹脂包装電池を４００〜６００
℃で加熱処理すると該電池を密封している封止部分が溶
は出して電池内部からＣｄが揮発する抜は道が形成され
るがＣｄはほとんど揮発されず、その後、８００〜１０
００℃で加熱することにより高純度のｃｄが揮発回収で
きるということを知見し、本発明を完成した。

本発明に係るカドミウムの回収方法は、廃ニッケルカド
ミウム電池からカドミウムを回収する方法において、ニ
ッケルカドミウム裸電池及び／又は裸電池を複数個樹脂
ケースに組込んだ！！ｆ脂包装電池を４００〜６００℃
で第一段加熱処理してその揮発成分を除去し、次いで、
これを非酸化雰囲気下、８００〜１０００℃で第二段加
熱処理することによりカドミウムを揮発させて回収する
こをと特徴とする。

本発明において出発原料となる廃ニッケルカドミウム電
池は、単一〜単玉型等の裸電池及び／又は該裸電池を複
数個樹脂ケースに組込んだ樹脂包装電池であり、これら
を種々混合してそのまま用いればよい。

これらの廃Ｎ　ｉ　−Ｃｄ電池は４００〜６００℃で第
一段加熱処理されると、該電池を密封している封止部分
が溶は出してＣｄの抜は道ができる。すなわち、この点
からすると、第一段加熱処理は従来の方法における開口
処理の代りになる。したがって、本発明では、第一段加
熱処理により、廃Ｎｉ−Ｃｄ電池の外皮、樹脂ケース、
電解質成分の化合物などからの４００〜６００℃での揮
発成分を除去している。かかる揮発成分は、主に沸点６
００℃以下の物質であるが、その他に他の成分の蒸気圧
との関係で揮発する成分もある。どちらにしてもこの揮
発成分はＣｄの不純物となるのでこの段階で除去してお
くのがよい。なお、このような観点から、第一段加熱処
理は２〜４時間時間待うのが好ましい。

ここで、第一段加熱処理によ粉除去される揮発成分には
、Ｓ、Ｃの化合物やＦｅ、Ｎｉの塩化物等が含まれてい
ると考えられるので、そのまま排気するのは好ましくな
（、燃焼処理等した後に排気するのがよい。

第一段加熱処理を４００℃未満の温度で行うと不純物除
去が不充分となり、一方、６００℃を越える温度で行う
とＣｄの揮発ロスが大きくなり、共に好ましくない。

本発明では、このような第一段加熱処理したものを、さ
らに第二段加熱処理する。第二段加熱処理は、第一段加
熱処理に続いて行ってもよいし、別工程で行ってもよい
。

かかる第二段加熱処理はＮ２ガス雰囲気などの非酸化性
雰囲気下で行えばよい。一般に、Ｃｄ極板単味の処理の
場合、還元剤を添加して還元性雰囲気に保ってＣｄを揮
発させろが、本発明の場合、Ｃｄ極の放電反応生成物Ｈ
２ガス及び電極材料のバインダー等に使用されている有
機物の分解ガス（Ｃ，Ｈなど）による還元作用があるた
めか、還元剤雰囲気とする必要はない。勿論、例えばＣ
Ｏガス雰囲気下としてもよいが、回収Ｃｄの純度におい
ては大差がないので、簡易なＮ２＄囲気下とすれば十分
である。

また、第二段加熱処理は８００〜１０００℃、好ましく
は９００〜１０００℃で３〜５時間行う。なお、処理温
度を８００℃未満とすると、Ｃｄの揮発が不充分であ抄
、一方、１０００℃を越えた温度とすると、ｃｄの揮発
率の向上には効果がなく、シかも他の高沸点化合物の揮
発・混入があり、共に好ましくない。

ここで、Ｃｄ揮発率と蒸留温度との関係を第２図に示す
。同図は、Ｃｄの揮発率は９００℃を越えたところでほ
ぼ１００％に近くな秒、１０００℃近くで完全に飽和さ
れることを示している。

なお、第二段加熱処理で揮発したＣｄは、凝縮して金属
Ｃｄとして回収すればよいが、その揮発ガスは燃焼処理
した後排気するのが好ましい。

このような構成にすることｔζより　Ｆ　ｅ。

Ｎｉ等の高沸点不純物も除去できるが、その理由はＦｅ
、Ｎｉが塩化物の形で低沸点化合物として存在している
ためではないかと考えられる。

次に、本発明を第１図に基づいて説明する。

第１図には本発明を実施するためのＣｄ回収設備の概略
を示す。同図中、１は廃Ｎｉ−Ｃｄ電池、２はこれを加
熱処理するる揮発炉であり、揮発炉２には発熱体３及び
キャリアガス導入口４が設けられている。揮発炉２に連
通されろ排気管５は二股に分岐され、その一方は第一バ
ルブ６を介してアフターバーニング炉７に連通し、また
他方は第二バルブ８を介してＣｄ凝縮炉９に連通してい
る。また、Ｃｄ凝縮炉９に設けられている排気管１０は
上記アフターバーニング炉７に連通している。

なお、アフターバーニング炉７にはバーナ１１及び燃焼
ガス排出管１２が設けられている。

このような設備でＣｄの回収を行うには、まず、出発原
料である廃Ｎ　ｉ　−Ｃｄ電池１を揮発炉２に装入し、
第一バルブ６を開、第二バルブ８を閉にする。そして、
アフターバーニング炉７に設けられているバーナ１１に
ＬＰＧガス及び空気を導入してアフターバーニング炉７
内に火炎を吹き込んだ状態で、揮発炉２の温度を４００
〜６００℃まで昇温し、例えば３時間保持する。これに
より、５１　Ｎ　１−Ｃｄ電池１の封止部分は溶は出し
、また、揮発成分はアフターバーニング炉７内で燃焼処
理されて燃焼ガスとして燃焼ガス排気管１２から大気中
へ排気される。

次に、第二バルブ８開とすると共に第一バルブ６を閉と
すると共に、キャリアガス導入口４から例えばＮ２を導
入しつつ、揮発炉２の温度を８００〜１０００℃に昇温
する。これにより、Ｃｄが揮発されてＣｄ凝縮炉９に導
入され、このＣｄ［細か９内に金属Ｃｄ１３として凝縮
される。また、Ｃｄ凝縮炉９から出た排ガスは、アフタ
ーバーニング炉７で燃焼処理されて燃焼ガスとして燃焼
ガス排気管１２から大気中へ排気される。

く実　施　例〉 以下、本発明を実施例に基づいて説明する。

（実施例１） 前述した第１図に示す装置により、出発原料である廃Ｎ
　ｉ　−Ｃｄ電池１として単一、単二、単玉型を各１０
Ｉｉｌずつ、合計３０個用いてＣｄ回収を行った。なお
、第一段加熱処理を４００℃で３時間とし、第二段加熱
処理をＮ雰囲気下、９００℃で４時間とした。

（実施例２〜５） 第一段加熱処理、第二段加熱処理の温度を第１表に示す
通り変更した以外は実施例１と同様にＣａ回収を行った
。

（実施例６） 出発出発原料として樹脂包装電池１０個を用いると共に
第一段加熱処理濃度を５００℃とした以外は実施例１と
同様にＣａ回収を行った。

（実施例７） 出発原料として、裸電池１５個（単一、単二、単玉型各
５個）及び樹脂包装電池５個を用いると共に第一段加熱
処理温度を５００℃とじた以外は実施例１と同様にＣｄ
回収を行った。

（比較例１〜２） 比較例のため、第一段加熱処理を行わない（比較例１）
、あるいは第一段加熱処理温度を２００℃とした（比較
例２）以外は実施例１と同様にＣｄ回収を行った。

これら実施例１〜７及び比較例１，２により得られた回
収Ｃｄの品位を第１表に示す。

第　　１　　表 これらの結果から、 本発明方法によると、 ４００℃〜６００℃での第一段加熱処理により回収Ｃｄ
中の不純物が低減され、高純度の金属Ｃｄが回収できる
ことが認められた。

〈発明の効果〉 ９上説明したように、本発明に係るカドミウムの回収方
法によると、４００〜６００℃での第一段加熱処理工程
を行っているので、従来のように各廃Ｎ　ｉ　−Ｃｄ電
池に開口するような手間をかけずに、寸法の異なる種々
の裸電池や樹脂包装電池を一緒に効率よく処理すること
ができ、しかも、Ｃ，Ｓ、Ｆｅ、Ｎｉ等の化合物を第一
段加熱処理により揮発除去しているので、非常に高純度
の回収Ｃｄを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を実施するためのＣｄ回収設備の一
例を示す概略図、第２図はＣｄ揮発率と蒸留温度との関
係を示すグラフである。 図　面　中、 １は廃Ｎｉ−Ｃｄ電池、 ２は揮発炉、 ３は発熱体、 ４はキャリアガス導入口、 ６は第一バルブ、 ７はアフターバーニング炉、 ８は第二バルブ） ９は凝縮炉、 １１はバーナ、 １２は燃焼ガス排気管である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　廃ニッケルカドミウム電池からカドミウムを回収する
   方法において、 ニッケルカドミウム裸電池及び／又は裸電池を複数個樹
   脂ケースに組込んだ樹脂包装電池を４００〜６００℃で
   第一段加熱処理してその揮発成分を除去し、 次いで、これを非酸化雰囲気下、８００〜１０００℃で
   第二段加熱処理することによりカドミウムを揮発させて
   回収する、 ことを特徴とするカドミウムの回収方法。