JPH0660008B2 - 使い果された鉛蓄電池から電池酸を再生しその様な電池から電池酸を再生する際に使用するストリップ酸を広範に使用する方法 - Google Patents

使い果された鉛蓄電池から電池酸を再生しその様な電池から電池酸を再生する際に使用するストリップ酸を広範に使用する方法

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JPH0660008B2
JPH0660008B2 JP50149891A JP50149891A JPH0660008B2 JP H0660008 B2 JPH0660008 B2 JP H0660008B2 JP 50149891 A JP50149891 A JP 50149891A JP 50149891 A JP50149891 A JP 50149891A JP H0660008 B2 JPH0660008 B2 JP H0660008B2
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    • Y10S423/01—Waste acid containing iron
    • Y10S423/02—Sulfuric acid

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 1.発明の分野 本発明は、使用済み電池酸液を新しい電池中に使用する
ことができるように、或いは、それを濃縮して販売する
ことができるように、抽出と濾過によって使用済み電池
酸から混じっている不純物を取り除く方法の改良に関す
る。特に、この方法は、電池酸から混じっている鉄不純
物を取り除くために抽出用溶媒である溶媒エクストラク
タント(solvent extractant)を用い、鉄除去用エクスト
ラクタントを新品状態に戻す際に使われるストリップ酸
を再生させるために還元法を用いる。
2.従来技術の説明 鉛蓄電池の製造と販売に際しての経済的にも環境的にも
深刻な問題は、廃棄された電池中に含まれる不純物で汚
された電池酸液を如何に取り扱い処分するかである。関
連する最近の環境法令がその行為を止めさせるまで、様
々な金属および非金属汚染物質で希釈された硫酸（Ｈ２
ＳＯ４）から成るこの廃棄物は、伝統的に、ごみ投棄場
にごみとして捨てられるか、又は公共下水管に流されて
いた。厳しい規制がこの行為を止めさせたが、現在ま
で、合理的な代替処分方法は開発されていない。
現在は、下取り電池から取り出された電池酸液は多くの
とても理想的とは言えない方法で取り扱われている。希
硫酸を必要とする産業への販路を見い出したメーカーも
ある。しかしながら、これは、電池メーカーの立場を他
の市場の要求にゆだねることになり、揺りかごから墓場
までの環境法の到来に直面した時に多数の問題を生じ
る。他のメーカーは、電池酸液を費用を払って中和して
もらった後、或る限られたごみ投棄場内に処分してい
る。これは非常に高くつき不必要な無駄を生じる。
本発明を開発するうちに、発明者等は、電池酸液再生の
ための多くの提案に遭遇した。提案された一つの解決策
は、真空下で閉ざされた容器内で間接的な熱で硫酸を蒸
留することであった。これは、高いエネルギーコストと
高い投資コストと深刻な腐食問題と深刻な廃棄問題と環
境に対する悪影響の懸念のために不合理であるとして退
けられた。提案されたもう一つの解決策は、強酸のフィ
ードを強塩基イオン交換樹脂に通すイオン交換法の形で
の酸抑制であった。この提案もまた投資コストと開発コ
ストが法外に高くつくことがわかった。更なる提案は、
電解処理で不純物を除去することであった。この方法を
使って得られた初期の期待できる結果にも拘らず、鉄除
去が商業的目的のためには不十分であることを更なるテ
ストが証明した。
上記の事実に鑑み、本発明の第一の目的は、新しい電池
中に使用するため、又は再販用に濃縮するために不純物
の混じった電池酸液を再生する方法を提供することによ
って不純物の混じった電池酸液の処分の無駄と経費を省
くことである。
本発明のさらなる目的は、ストリップ酸処理でエクスト
ラクタントから除去することができる鉄の量を最大限に
することによって基本的な電池酸再生方法の効率を高め
ることである。
本発明のさらなる目的は、商業的に実用性があり、最小
限の資本投資ですみ、実施するのに比較的安価であり、
環境上の危険を最小限にするような全体的電池酸液再生
方法を提供することである。
発明の概要 本発明は、使用済み鉛蓄電池酸液から効力を奪う鉄不純
物を取り除くために抽出ステップと濾過ステップを用い
る。本発明を使用すると、深刻な環境上の処分問題が無
くなり、真新しい電池酸液と同じくらい申し分なく機能
を果たす再生された電池酸液が生成される。
本発明は、８−ヒドロキシキノリンの誘導体のようなキ
レート化剤、有機燐酸、調節剤(modifier)及び炭化水素
キャリヤー液の混合物から成る抽出剤(extraction agen
t)を用いる。多回抽出ステップを使って、抽出剤を不純
物の混じった（蒸留水または希硫酸で希釈された）電池
酸液と混合して金属不純物を取り除く。抽出された電池
酸液を次に炭素フィルターで濾過して残留有機物を除去
する。その次に、金属不純物を濃縮された形で抽出剤か
ら取り除く。
水による希釈を抑えるために濃縮するかまたは真新しい
硫酸を加えることによって、再生された電池酸液を新し
い鉛蓄電池中に入れることができる。試験の結果、この
方法は真新しい電池酸液と同じように申し分なく機能を
果たすが使用済み電池酸液の処分に関連するコストと環
境上の危険を伴わないことがわかった。
本発明の好適実施例では、抽出と濾過のステップによっ
て鉛蓄電池電解液から鉄不純物を除去する方法の効率を
さらに向上させその方法からの廃棄物をさらに少なくす
るためにストリップ酸の電解処理を用いる。これは、真
新しい電池酸液と同じように申し分なく機能を果たす再
生電池酸液を依然として生成しながら硫酸再生方法での
副生廃棄物を非常に少なくする。
本明細書中に開示されている基本的再生方法の最も大き
な副産物は、鉄エクストラクタントを新品状態に戻すた
めに使われるストリップ酸である。まだエクストラクタ
ントを新品状態にもどすことができる間にストリップ酸
が保持することができる鉄の量を増すことによって、こ
の方式によって生じさせられる廃棄物の量を大いに減ら
しながら方式全体の効率を大いに上げることができる。
本発明の好適実施例は、ストリップ酸の有効鉄保持能力
を充分に高める方法を開示する。
基本的方法で使用されるエクストラクタントの鉄に対す
る親和性は第２鉄（Ｆｅ+3）イオンに限られている。ス
トリップ酸中に含まれている鉄を第２鉄の形から第１鉄
（Ｆｅ+2）の形に還元するためにストリップ酸を処理す
ることによって、ストリップ酸のストリッピング効率を
事実上低下させることなくストリップ酸を更にエクスト
ラクタントと接触させることができることが判明した。
この様にしてストリップ酸を取り替えなければならない
前に非常に高められた総鉄含量でストリップ酸を繰り返
し使用することができる。
本発明は、再生方法のコスト増を殆ど生じさせず、しか
も、生成される電池酸の有効性を低下させないで、再生
方法の総合的効率を高め、且つ、その方法によって生じ
る副生廃棄物を減らすことができる。
図面の説明 第１図は、本発明の好適実施例のストリップ酸鉄還元セ
ルの横断面図である。
発明の詳細な説明 本発明は、液−液抽出と濾過の使用によって不純物の混
じった電池酸液を処理して再生電池酸液にする改良法を
提供する。
使用済み鉛蓄電池から取り出された電池酸液は一連の希
釈、抽出および濃縮ステップを経て再生させることがで
きる。この方法は、鉄（約４０−１５０ｐｐｍ）を含む
様々な金属不純物で希釈された約２５％（比重１．１
８）硫酸（Ｈ２ＳＯ４）から成る使用済み鉛蓄電池から
取り出された電池酸液を処理して、不純物として混じっ
ている鉄の濃度を２０ｐｐｍより低い許容レベルまで下
げるものである。この方法について以下に説明する。
先ず第一に、従来のフィルターを使って不純物の混じっ
た電池酸液を濾過して懸濁粒状物を取り除く。市販の加
水分解ポリプロピレンフィルターがこの目的のために効
果的であることが証明された。
次に、蒸留水または希硫酸水を使って電池酸を１５乃至
１８％の硫酸濃度まで希釈する。これは、電解液からの
抽出による鉄除去は１リットル当たりＨ２ＳＯ４が１５
０乃至１８０グラムの範囲で最大になることを教示する
１２湿式治金２９９，３０３（１９８４年）の「溶媒抽
出による卑金属電解液からの鉄（III）除去」なる文献
中に報告されているDemopoulousとGefvertの研究のとお
りである。
電池酸液は普通は第２鉄（Fe III）の形の鉄を含むので
あるが、鉄が第１鉄（Fe II）の形である場合には下記
の抽出剤を使っての満足のゆく抽出が行われないことが
わかっている。従って、かなりの量の第１鉄が存在する
場合には、抽出の前に第２鉄を形成させるために液に空
気を吹きかけたり，過酸化物を添加したりする従来法を
使って液を酸化する必要がある。
その次に、不純物の混じった電池酸液を液−液抽出にか
ける。用いられる抽出剤は、キレート化剤と有機燐酸と
調節剤（いずれも水と混和しないキャリヤー中に溶かさ
れている）の混合物である。電解液から高濃度の金属を
抽出するのにこの様な混合物を使用することは、米国特
許4,067,802に開示されている。
すなわち、使用されるキレート化剤は、第７位が長鎖脂
肪族炭化水素基で置換された８−ヒドロキシキノリン
（「８−ヒドロキシキノリン誘導体」であり、特に７−
［３−（５，５，７，７−テトラメチル−１−オクテニ
ル）］−８−ヒドロキシキノリンである。これはSHEREX
Chemical Co.，Inc.によって製造されKELEX 100 とい
う商標のもとに市販されている。有機燐酸は、ジ−２−
エチルヘキシル燐酸（「DEHPA」）等のモノアルキル燐
酸またはジアルキル燐酸であることが好ましい。８−ヒ
ドロキシキノリン誘導体と有機燐酸のそれぞれを１：１
乃至１：４のモル比で混合する。調節剤は、キャリヤー
中の抽出剤の溶解度を維持する役目をし、相分離を高め
る。それは、アルキル燐酸でも高分子アルコールでもよ
い。トリデカノールが好ましい。
米国特許4,067,802 に開示されているように、水と混和
しないキャリヤーは、キレート化剤と燐酸の両方を溶か
すものである必要があり、化学的に安定で毒性が低く引
火点が高い必要がある。無臭ミネラルスピリットが好ま
しい。
３０％抽出剤と７０％ミネラルスピリットから成る混合
物は、典型的には、６．８体積％（５から１０％の範囲
内）の８−ヒドロキシキノリン誘導体と１２．４体積％
（１０から１５％の範囲内）のDEHPAと１０．８体積％
（５から１０％の範囲内）のトリデカノールを含む。ミ
ネラルスピリットに対する抽出剤の許容比は５：９５か
ら５０：５０の範囲内である。
この抽出用混合物を、次に、希釈された不純物の混じっ
た電池酸液と４：１乃至１：４の比で混ぜる。必要に応
じて多回抽出ステップを使用する場合に好ましい混合物
は約１：１の比である。
一旦、鉄含量を２０ｐｐｍレベルにもっていった後に、
抽出にかけられた電池酸液を充填カラムや平ベッドフィ
ルターユニット等の粒状活性炭フィルター、または粉状
活性炭フィルターから成るポリッシュフィルターに通
す。WestvacoによってNUCHAR SAという商標で販売され
ている活性炭が、有機物と一部金属不純物を除去するの
に効果的であることがわかった。これは、残留抽出剤等
の液から望ましくない有機不純物を取り除き、再生電池
酸液を生じさせる。カーボンフィルターからの流れがも
う澄んでいないようになると、カーボンを取り替える。
最後に、１５％酸を加熱によって真空下で濃縮するか、
或いは再生電池酸液に濃硫酸を加えて液を約３５％の硫
酸濃度（比重１．２６５）に戻すことができる。その後
に、再生電池酸液を新しい電池の中へ入れることができ
る。
下記の基本方法の実施例が証明するように、本発明は大
変すぐれた結果をもたらした。
実施例１ 下記の成分から成る不純物の混じった電池酸液を試験し
た。
成分 量 Ｈ２ＳＯ４ ２５％ Ｆｅ １８５ｐｐｍ Ｓｂ ２０ｐｐｍ Ｐｂ ＜２ｐｐｍ Ａｓ ３ｐｐｍ Ｃｕ １０ｐｐｍ Ｎｉ ＜２ｐｐｍ Ｃｄ ２０ｐｐｍ 不純物の混じった電池酸液を蒸留水で１５％Ｈ２ＳＯ４
濃度まで希釈した。次に、６．８％KELEX 100と１２．
４％DEHPAと１０．８％トリデカノールから成る抽出剤
と７０％無臭ミネラルスピリットを使って、それを抽出
にかけた。混合物中の抽出用混合物に対する電池酸液の
割合は体積比で１：１であった。３回別個の抽出を行っ
た。
抽出にかけられた電池酸液を、次に、活性炭（NUCHARS
A）充填ベッドに通した。最後に、硫酸を加えて液を所
望の酸濃度に戻した。得られた再生電池酸液の組成は下
記の通りであった。
成分 量 Ｈ２ＳＯ４ ３０％ Ｆｅ １０ｐｐｍ Ｓｂ ６ｐｐｍ Ｐｂ ＜２ｐｐｍ Ａｓ ３ｐｐｍ Ｃｕ ６ｐｐｍ Ｎｉ ＜２ｐｐｍ Ｃｄ ９ｐｐｍ 真新しい硫酸、真新しい硫酸液を不純物の混じった電池
酸で希釈した液および不純物の混じった電池酸液をNACH
AR SA カーボンフィルターに通した液の入った電池を対
照として、この液を試験した。
その結果、低温始動力、予備容量、受容電荷率、貯蔵安
定性、「気化」(gassing)、性能低下率等のあらゆる点
で真新しい液と同じように申し分なく機能を果たす電池
酸液を本発明が生じさせたことがわかった。各々の場合
に、他の電池は、著しくより非効果的に機能し、本発明
を使って製造された電池よりもずっと低い電流受容性を
示した。
実施例２ 下記の成分から成る不純物の混じった電池酸液を試験し
た。
成分 量 Ｈ２ＳＯ４ ２５％ Ｆｅ ６３ｐｐｍ Ｓｂ ３０ｐｐｍ Ｐｂ ３ｐｐｍ Ａｓ ４ｐｐｍ Ｃｕ １６ｐｐｍ Ｎｉ ２ｐｐｍ Ｃｄ １２ｐｐｍ 不純物の混じった電池酸液を蒸留水で１５％Ｈ２ＳＯ４
濃度まで希釈した。次に、６．８％KELEX 100と１２．
４％DEPHAと１０．８％トリデカノールから成る抽出剤
と７０％無臭ミネラルスピリットを使って、それを抽出
にかけた。混合物中の抽出用混合物に対する電池酸液の
体積比は１：１であった。５回別個の抽出を行った。
抽出にかけられた電池酸液を、次に、活性炭（NUCHARS
A）の充填ベッドに通した。最後に、硫酸を加えて液を
所望の酸濃度に戻した。得られた再生電池酸液の組成は
下記の通りであった。
成分 量 Ｈ２ＳＯ４ ３０％ Ｆｅ ６ｐｐｍ Ｓｂ ６ｐｐｍ Ｐｂ ＜２ｐｐｍ Ａｓ １ｐｐｍ Ｃｕ ３ｐｐｍ Ｎｉ ＜２ｐｐｍ Ｃｄ ４ｐｐｍ 試験の結果、このサンプルは少なくとも実施例１で製造
された液と同じように申し分なく機能を果たすことがわ
かった。
実施例３ ２０％抽出剤と８０％ミネラルスピリットの配合比のも
のを使って、さらなる試験を行った。この混合物は、３
０％抽出剤と７０％ミネラルスピリットの混合物とほぼ
同じように機能を果たすことがわかった。１０％抽出剤
と９０％ミネラルスピリットの混合物は効果が無いこと
がわかった。
上記の抽出剤を再生させて、さらに無限に使用すること
ができることがわかった。抽出剤を、混じっている鉄成
分を除去するストリップ酸と接触させることによってこ
れは成し遂げられる。開示されている方法は抽出剤を約
３５％（３０乃至５０％Ｈ２ＳＯ４の範囲内）Ｈ２ＳＯ
４のストリップ酸と繰り返して混合することからなり、
金属不純物が抽出剤からストリップ酸へと移動すること
になる。ストリップ酸を繰り返して使うことによって廃
棄物が更に少なくさせられる。従来の横流法(cross flo
w)または向流法(counter flow)を使ってストリップ酸を
多回抽出ステップのために使うことができ、その場合に
は、最も純粋な(pure)抽出剤から不純物を除去するため
に最も純粋なストリップ酸を使った後に、より純粋でな
い抽出剤から不純物を除去するためにそれを使い、スト
リップ酸に不純物が充分に充たされるまでこの処理が続
けられる。
ストリップ酸処理の効率を決定するために、別のストリ
ッピング試験を行った。この試験では、先に使われたエ
クストラクタントを再生させるために同量の酸を繰り返
し使った。濃酸の添加によってストリップ酸の酸強度が
３５％（即ち約４００ｇ／から５００／の濃度範囲
内）に維持されている限りは、１０００ｐｐｍを越える
鉄濃度もストリッピング効率を低下させないことがわか
った。これは、エクストラクタントが酸をより濃度の高
い流れ（ストリップ酸）からより濃度の低い流れ（電池
液）へと移動させるためである。ストリップ酸中の鉄が
用済みの電池酸と較べて５−３０倍濃縮されるというの
が総合的な効果である。説明した通り、これらの条件下
では、２ステップ横流法が抽出剤を再生させるのに実に
申し分なく機能すると思われており、その場合には、部
分的に澄んでいる抽出剤を第２ステップできれいにする
のに真新しい酸を使い、第２ステップで部分的に澄んで
いる抽出剤を製造するために第１ステップで使用した不
純物の混じった酸（例えば、第２ステップで機能を果た
し続けるには余りにも多くの不純物が混じったストリッ
プ酸）を用いる。ストリップ酸がエクストラクタントか
ら鉄を取り除く能力を一旦失うと、従来の処分法でそれ
を処分するのが唯一の選択であると思われていた。
好適実施例は、このエクストラクタント再生方法の効率
を向上させるための更なる研究に基づいている。ストリ
ップ酸のカーボン処理または電解処理を使ってストリッ
プ酸再生方法全体の効率を向上させることができること
が結論付けられた。上記に論じたように、エクストラク
タントは、鉄が第２鉄(Fe III)の状態である場合にのみ
鉄を吸収することが知られており、エクストラクタント
は第１鉄(Fe II)の状態の鉄に対しては殆ど“盲目”で
ある。鉄イオンを第２鉄から第１鉄に還元するために、
使用済みストリップ酸を処理することによって、エクス
トラクタントを再生させるためにストリップ酸を再利用
しても再生処理に何らの悪影響も及ぼされないことが結
論されており、エクストラクタントはストリップ酸中に
含まれている第１鉄を決して再吸収しないでその第２鉄
成分をストリップ酸中へ放出し続ける。この様にして、
過去に達成されたストリッピング効果のレベルをはるか
に越えたレベルでストリップ酸を繰り返し使用すること
ができる。
本発明のストリップ酸再生方法の効果が、下記の実施例
によって証明される。
実施例４ 対照として、上記に開示した方法で、電池酸再生とエク
ストラクタント再生を連続実験装置中で行った。この方
法は、６．８ｖ／ｏKelex 100と１２．４ｖ／ｏDEHPAと
１０．８ｖ／ｏトリデシルアルコールを含有する抽出剤
と７０ｖ／ｏ無臭ミネラルスピリット（３０％Sherex鉄
試薬／７０％ミネラルスピリット）を使って６ステップ
向流抽出回路中で、鉛蓄電池から取り出した不純物の混
じった硫酸を処理するものであった。鉄を除去するため
に、３５％硫酸を使って、３０−４０ｐｐｍ第２鉄が入
れられた抽出剤を再生させた（すなわち、「きれいにし
た」）。ストリップ酸がもはや抽出剤から鉄を除去する
ことがなくなるまで、そのストリップ酸を使った。スト
リップ酸中の鉄濃度は最高で約４５０ｐｐｍにまで達し
た。
実施例５ 実施例４で生じさせられた鉄が入れられた抽出剤を、３
５％硫酸を使ってきれいにした。ストリップ酸をストリ
ップ酸容器から活性炭ベッドへ通した後に、入っている
鉄を第２鉄から第１鉄に還元するためにそれを再使用し
た。ストリップ酸の鉄濃度の増加が測定されなくなった
時点で、ベッド中の炭素を取り替えた。
実施例６ 実施例５で使われた活性炭ベッドを回路から取り除い
た。Ｄ．Ｃ．電源につながれた２つの電極（陽極と陰
極）をストリップ酸容器中に入れた。多孔性ポリエチレ
ン隔膜材（即ち、DARAMACという商標のもとにW.R. Grac
e & Co.によって供給される材料）でできた外囲器内に
陽極を入れてそれを容器中のストリップ酸から隔離し
た。外囲器を３５％硫酸で満たした。３ボルトで１ａｍ
ｐの電流をセルに流して、陽極で酸素ガスを遊離させ陰
極で鉄を第２鉄から第１鉄に還元した（陰極では水素ガ
スが遊離された）。この方法を使って、ストリップ酸が
効果を失う前にストリップ酸中の鉄濃度が２６００ｐｐ
ｍレベルまで達せさせられ、ストリップ酸の第２鉄含量
が５００ｐｐｍ以下に維持された。
本発明はストリップ酸の連続処理を可能にするフロース
ルーセル中で実施されるのが好ましい。１つのその様な
セルを図１に示す。この円筒形セルは外壁１１と陽極１
２と隔離板１８と陰極１４を含む。陽極１２と陰極１４
はｄ．ｃ．電源（図示されていない。）につながれてい
る。陰極１４は鉛格子１５等の電流キャリヤーと活性炭
片またはコークス片または黒鉛片１６から成る。酸に侵
されない限りは他の材料を充填ベッドの替わりに使って
も全く同じように効果的であることが結論付けられてお
り、それは粉砕された電池ケーシングを含む。陽極１２
は鉛格子もまた含む。本発明の目的からはずれないで、
鉛や炭素やチタン等の好適な電極材を使って陽極１２と
陰極１４を組み立てることができることが理解されるべ
きである。
円筒形陰極１４は、陰極室１９を形成する隔離壁１８内
に収められる。示されている隔離壁１８は、電池隔離板
型材料で組み立てられた円筒である。好ましい態様で
は、隔離板材料はニュージャージー州のバーミンガムの
Sybron Chemicals，Inc.によって「IONAC MA 3475 ア
ニオン膜」という商標のもとに販売されている材料等の
イオン交換膜である。陰極室と陽極室中の酸液の混合を
防ぐであろう多孔性ポリエチレン膜や石綿布やガラスフ
リット等の他の電池隔離材料を用いてもよい。
円筒形陽極１２が収められている陽極室２４は、陽極室
１４をとり囲み、陰極室１９よりも幅広でそれと同心の
長いＰＶＣ管１１にすっぽりと包まれている。本実施例
では壁１１にＰＶＣ管が使われておりトップ３６とボト
ム３７にＰＶＣ板が使われているけれども、これらの素
子の一つまたはすべての替わりに硫酸と電解方法に抵抗
性のあるガラスやポリプロピレンやテフロン等のどんな
他の材料を使ってもよいことが理解されるべきである。
本発明のセル１０の電気的必要条件は、電極の大きさ、
電極間隔（即ち、セル１０が大きければ大きいほど必要
とされる電圧が大きい）およびセル１０の大きさ等の多
くの要素によって決まる。セル１０の電圧は、陰極１４
上の水素電位と陽極１２上の酸素電位と酸液の抵抗に打
ち克つに充分なだけ大きくなければならない。電極１４
と１２上の理想的な電流密度は１平方フィート当たり５
アンペアから１平方フィート当たり２５アンペアの範囲
内に維持されるべきである。セル１０の最低電圧は約３
ボルトであるべきであるとされている。更に、処理済み
ストリップ酸と未処理ストリップ酸との逆混合を防ぐた
めに陰極室１９は運転電圧が最低になるように設計され
るべきであるとされている。
運転時には、陽極室２４をストリップ酸と同じ濃度の酸
で所望の高さまで満たす。処理しようとする使用済みス
トリップ酸をセル１０のトップの一つ以上の取り込みラ
イン３０からセル１０中に導入する。処理済み（還元さ
れた）ストリップ酸を運び去るために、ポリプロピレン
スクリーン３５で覆われた出口ドレン３２を陰極室１９
の基底部に設けている。ドレン管３４をドレン穴３２に
取り付けて管を上げたり下げたりしてセル１０内の所望
の液の高さを得ることによって、セル１０内のストリッ
プ酸の高さを容易に調節することができる。３ボルトで
０．５アンペアから４ボルトで３アンペアの範囲内（３
ボルトで１アンペアから３．３ボルトで２アンペアの範
囲が理想的である）の電流をセル１０にかけることによ
ってストリップ酸を連続的に還元して再使用することが
できる。セル１０は、連続電池酸再生方法にそれを容易
に組み込むことができるような構造をしている。これら
の電気的条件下では、内部総容積が０．６リットルのセ
ル１０は１時間当たり０．６乃至３．０リットルを連続
的に処理することができるはずである。電解セルのデザ
インは円筒形や直方体（平板電極）等のどんな所望の形
でも本発明の目的からはずれることは無いことが理解さ
れるべきである。
本発明の効果が、下記の実施例から充分に認識されるは
ずである。
実施例７ 上述のフロースルーセルを用いて、３．３ボルトで２ア
ンペアをかけた。上記の方法を使った場合に、第１ステ
ップストリップ酸中の鉄濃度は４１３５ｐｐｍに達した
が効果を失わなかったのであり、ストリップ酸の第２鉄
含量は１００ｐｐｍ以下に維持された。
親出願中に開示されているストリップ酸抽出剤再生方法
の有用性と効率を劇的に上げることによって、本発明は
不純物の混じった電池酸液の処分にまつわる廃棄物問題
を更になくするものであることを上記の実施例は明らか
にしている。
本発明の特定の具体例を本明細書中に開示したが、本発
明をその様な開示に限定しようと意図するところのもの
ではなく、下記の請求の範囲の範囲内で変更をなすこと
ができる。

Claims (30)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】（ａ）不純物の混じった硫酸を１リットル
    当たり１５０乃至２３０グラムの濃度に希釈するステッ
    プ、 （ｂ）第１濾過手段によって硫酸を濾過して固体不純物
    を除去するステップ、 （ｃ）鉄不純物が実質上第２鉄の形であることを確実に
    するために硫酸に酸化剤を加えるステップ、 （ｄ）モノアルキル燐酸またはジアルキル燐酸、第７位
    が長鎖脂肪族炭化水素基で置換された８−ヒドロキシキ
    ノリンと油溶性２−ヒドロキシベンゾフェノネオキシム
    から成る群から選ばれるメタルキレーションコレクター
    （８−ヒドロキシキノリンと燐酸とのモル比は１：１乃
    至１：４）および燐酸とメタルキレーションコレクター
    の溶解度を維持し相分離を高める調節剤の混合物から成
    る抽出剤と水と混和しないキャリヤーとを使う（水と混
    和しないキャリヤーに対する抽出剤の割合は１０：９０
    よりも大きい）液−液抽出（該硫酸と該抽出剤との間の
    体積比が４：１乃至１：４で行われ混じっている鉄不純
    物を実質的に減少させるために繰り返される）によって
    硫酸から鉄不純物を除去するステップ、 （ｅ）カーボンフィルターを使ってステップ（ｄ）の生
    成物を濾過して残留抽出剤を除去するステップ、および （ｆ）ステップ（ｅ）の生成物の硫酸濃度を新しい鉛蓄
    電池中に使用するための硫酸濃度に戻すために濃硫酸を
    加えるステップ から成り、ステップ（ｆ）の最終生成物中の鉄濃度が１
    ００万部当たり２０部以下となるように混じっている鉄
    不純物を減らすことを特徴とする、混じっている鉄不純
    物を除去することによって鉛蓄電池から取り出した不純
    物の混じった硫酸をリサイクルして該電池中で再使用す
    るための再生硫酸にする方法。
  2. 【請求項２】該有機燐酸がジ−２−エチルヘキシル燐酸
    から成る、請求の範囲第１項に記載の方法。
  3. 【請求項３】該調節剤が燐酸アルキルと高分子アルコー
    ルとから成る群から選ばれる、請求の範囲第１項に記載
    の方法。
  4. 【請求項４】該調節剤がトリデカノールである、請求の
    範囲第３項に記載の方法。
  5. 【請求項５】水と混和しない該キャリヤーがキレート化
    剤と有機燐酸の両方を溶かす炭化水素溶媒から成る、請
    求の範囲第１項に記載の方法。
  6. 【請求項６】水と混和しない該キャリヤーが無臭ミネラ
    ルスピリットである、請求の範囲第５項に記載の方法。
  7. 【請求項７】該第一濾過手段が加水分解ポロプロピレン
    板から成る、請求の範囲第１項に記載の方法。
  8. 【請求項８】該カーボンフィルターが顆粒状活性炭の充
    填カラムから成る、請求の範囲第１項に記載の方法。
  9. 【請求項９】酸濃度が３０乃至５０％であるストリップ
    酸に該抽出剤を接触させることによって抽出剤から不純
    元素を除去する、請求の範囲第１項に記載の方法。
  10. 【請求項１０】ストリップ酸との横流接触によって該エ
    クストラクタントから不純元素を除去する、請求の範囲
    第９項に記載の方法。
  11. 【請求項１１】該横流接触手段が、不純元素が抽出剤か
    ら充分に除去されるまで抽出剤を次第により純粋なスト
    リップ酸と繰り返し接触させることからなる、請求の範
    囲第１０項に記載の方法。
  12. 【請求項１２】抽出剤をストリップ酸で処理してエクス
    トラクタント中の不純物濃度を下げてストリップ酸中の
    不純物濃度を上げる度毎に、ストリップ酸に濃酸を添加
    した後に不純物元素を含有する追加抽出剤から不純物を
    除去するためにストリップ酸を再び用いる、請求の範囲
    第１１項に記載の方法。
  13. 【請求項１３】該誘導体８−ヒドロキシキノリンが７−
    ［３−（５，５，６，７−テトラメチル−１−オクテニ
    ル）］−８−ヒドロキシキノリンである、請求の範囲第
    １項に記載の方法。
  14. 【請求項１４】該希釈が実質上１５乃至１８％の酸濃度
    を得るために水を添加することから成る、請求の範囲第
    １項に記載の方法。
  15. 【請求項１５】（ａ）不純物の混じった硫酸を１リット
    ル当たり１５０乃至２３０グラムの濃度に希釈するステ
    ップ、 （ｂ）第１濾過手段によって硫酸を濾過して固体不純物
    を除去するステップ、 （ｃ）鉄不純物が実質上第２鉄の形であることを確実に
    するために硫酸を酸化するステップ、 （ｄ）モノアルキル燐酸またはジアルキル燐酸、第７位
    が長鎖脂肪族炭化水素基で置換された８−ヒドロキシキ
    ノリンと油溶性２−ヒドロキシベンゾフェノネオキシム
    とから成る群から選ばれるメタルキレーションコレクタ
    ー（８−ヒドロキシキノリンと燐酸とのモル比は１：１
    乃至１：４）および燐酸とメタルキレーションコレクタ
    ーの溶解度を維持し相分離を高める調節剤の混合物から
    成る抽出剤と水と混和しないキャリヤーとを使う（水と
    混和しないキャリヤーに対する抽出剤の割合は１０：９
    ０よりも大きい）液−液抽出（該硫酸と該抽出剤との間
    の体積比が４：１乃至１：４で行われ混じっている鉄不
    純物が実質的に減少させられるまで繰り返される）によ
    って硫酸から鉄不純物を除去するステップ、 （ｅ）カーボンフィルターを使ってステップ（ｄ）の生
    成物を濾過して残留抽出剤を除去するステップ、 （ｆ）ステップ（ｅ）の生成物の硫酸濃度を新しい鉛蓄
    電池中に使用するための硫酸濃度に戻すために濃硫酸を
    加えるステップ（硫酸中の鉄の最終濃度は１００万部当
    たり２０部以下である）、および （ｇ）酸濃度が３０乃至５０％のストリップ酸に該抽出
    剤を接触させることによって抽出剤から混じっている不
    純元素を除去するステップ から成る、混じっている鉄不純物を除去することによっ
    て鉛蓄電池から取り出した不純物の混じった硫酸をリサ
    イクルして該電池中で再使用するための再生硫酸にする
    方法。
  16. 【請求項１６】該誘導体８−ヒドロキシキノリンが７−
    ［３−（５，５，６，７−テトラメチル−１−オクテニ
    ル）］−８−ヒドロキシキノリンである、請求の範囲第
    １５項に記載の方法。
  17. 【請求項１７】該調節剤が燐酸アルキルと高分子アルコ
    ールとから成る群から選ばれる、請求の範囲第１６項に
    記載の方法。
  18. 【請求項１８】水と混和しない該キャリヤーがキレート
    化剤と有機燐酸の両方を溶かす炭化水素溶媒から成る、
    請求の範囲第１７項に記載の方法。
  19. 【請求項１９】ストリップ酸との横流接触によって該エ
    クストラクタントから不純元素が除去される、請求の範
    囲第１８項に記載の方法。
  20. 【請求項２０】該横流接触が、不純元素が抽出剤から充
    分に除去されるまで抽出剤を次第により純粋なストリッ
    プ酸と繰り返し接触させることから成る、請求の範囲第
    １９項に記載の方法。
  21. 【請求項２１】抽出剤をストリップ酸で処理する度毎
    に、ストリップ酸に硫酸を添加した後に不純元素を含有
    する追加抽出剤から不純物を除去するために再び用いる
    ことを特徴とする、請求の範囲第２０項に記載の方法。
  22. 【請求項２２】（ａ）不純物の混じった硫酸を１リット
    ル当たり１５０乃至２３０グラムの濃度に希釈するステ
    ップ、 （ｂ）第１濾過手段によって硫酸を濾過して固体不純物
    を除去するステップ、（ｃ）鉄不純物が実質上第２鉄の
    形であることを確実にするために硫酸を酸化するステッ
    プ、（ｄ）モノアルキル燐酸またはジアルキル燐酸、第
    ７位が長鎖脂肪族炭化水素基で置換された８−ヒドロキ
    シキノリンと油溶性２−ヒドロキシベンゾフェノネオキ
    シムとから成る群から選ばれるメタルキレーションコレ
    クター（８−ヒドロキシキノリンと燐酸とのモル比は
    １：１乃至１：４）および燐酸とメタルキレーションコ
    レクターの溶解度を維持し相分離を高める調節剤の混合
    物から成る抽出剤と水と混和しないキャリヤーとを使う
    （水と混和しないキャリヤーに対する抽出剤の割合は１
    ０：９０よりも大きい）液−液抽出（該硫酸と該抽出剤
    との間の体積比が４：１乃至１：４で行われ混じってい
    る鉄不純物が充分に還元されるまで繰り返される）によ
    って硫酸から鉄不純物を除去するステップ、（ｅ）ステ
    ップ（ｄ）の生成物を濾過して残留抽出剤を除去するス
    テップ、（ｆ）ステップ（ｅ）の生成物の硫酸濃度を新
    しい鉛蓄電池中に使用するための硫酸濃度に戻すために
    濃硫酸を加えるステップ（硫酸中の鉄の最終濃度は１０
    ０万部当たり２０部以下である）、および（ｇ）酸濃度
    が３０乃至５０％のストリップ酸に該抽出剤を接触させ
    ることによって抽出剤から不純元素を除去するステップ
    から成る、混じっている鉄不純物を除去することによっ
    て鉛蓄電池から取り出した不純物の混じった硫酸をリサ
    イクルして該電池中で再使用するための再生硫酸にする
    方法において、 （ｈ）不純物の混じった硫酸液から第２鉄をさらに抽出
    するために抽出剤を再使用すること、 （ｉ）除去された第２鉄の一部を第１鉄に還元するため
    の手段を使ってストリップ酸を処理すること、および （ｊ）還元鉄を含有するステップ（ｉ）で得られたスト
    リップ酸を抽出剤から不純第２鉄を除去するためのステ
    ップ（ｇ）で再使用すること から成る改良。
  23. 【請求項２３】第２鉄を第１鉄に還元する方法が、陽極
    室と陰極室間の硫酸の混合を防ぐための手段によって隔
    離された陽極室と陰極室を有するセルにストリップ酸を
    通してセル内の陽極と陰極間に電流を流してセルの陰極
    室内の硫酸中の鉄イオン還元することから成る、請求の
    範囲第２２項に記載の方法。
  24. 【請求項２４】セルに流す電流が、少なくとも３ボルト
    で１アンペアである、請求の範囲第２３項に記載の方
    法。
  25. 【請求項２５】陽極室と陰極室間の硫酸の混合を防ぐた
    めの手段が、イオン交換膜、多孔性膜、多孔性ポリエチ
    レン隔膜材、ガラスフリットおよび石綿布材から成る群
    から選ばれる材料から成る、請求の範囲第２４項に記載
    の方法。
  26. 【請求項２６】第２鉄を第１鉄に還元する方法が、活性
    炭ベッドにストリップ酸液を通すことから成る、請求の
    範囲第２３項に記載の方法。
  27. 【請求項２７】不純物の混じった硫酸液の濃度が１５０
    乃至２３０ｇ／であり、ストリップ酸の濃度が約４０
    ０乃至５００ｇ／である、請求の範囲第２３項に記載
    の方法。
  28. 【請求項２８】（ａ）不純物の混じった硫酸を１リット
    ル当たり１５０乃至２３０グラムの濃度に希釈するステ
    ップ、（ｂ）第１濾過手段によって硫酸を濾過して固体
    不純物を除去するステップ、（ｃ）鉄不純物が実質上第
    ２鉄の形であることを確実にするために硫酸を酸化する
    ステップ、（ｄ）モノアルキル燐酸またはジアルキル燐
    酸、第７位が長鎖脂肪族炭化水素基で置換された８−ヒ
    ドロキシキノリンと油溶性２−ヒドロキシベンゾフェノ
    ネオキシムとから成る群から選ばれるメタルキレーショ
    ンコレクター（８−ヒドロキシキノリンと燐酸とのモル
    比は１：１乃至１：４）および燐酸とメタルキレーショ
    ンコレクターの溶解度を維持し相分離を高める調節剤の
    混合物から成る抽出剤と水と混和しないキャリヤーとを
    使う（水と混和しないキャリヤーに対する抽出剤の割合
    は１０：９０よりも大きい）液−液抽出（該硫酸と該抽
    出剤との間の体積比が４：１乃至１：４で行われ混じっ
    ている鉄不純物が実質的に減少させられるまで繰り返さ
    れる）によって硫酸から鉄不純物を除去するステップ、
    （ｅ）ステップ（ｄ）の生成物を濾過して残留抽出剤を
    除去するステップ、（ｆ）ステップ（ｅ）の生成物の硫
    酸濃度を新しい鉛蓄電池中に使用するための硫酸濃度に
    戻すために濃硫酸を加えるステップ（硫酸中の鉄の最終
    濃度は１００万部当たり２０部以下である）、および
    （ｇ）酸濃度が３０乃至５０％のストリップ酸に該抽出
    剤を接触させることによって抽出剤から不純元素を除去
    するステップから成る、混じっている鉄不純物を除去す
    ることによって鉛蓄電池から取り出した不純物の混じっ
    た硫酸をリサイクルして該電池中で再使用するための再
    生硫酸にする方法において、 （ｈ）不純物の混じった硫酸液から第２鉄を更に抽出す
    るために抽出剤を再使用すること、 （ｉ）除去された第２鉄の一部を第１鉄に還元するため
    の手段を使ってストリップ酸を処理すること、および （ｊ）還元鉄を含有するステップ（ｉ）で得られたスト
    リップ酸を抽出剤から不純第２鉄を除去するためのステ
    ップ（ｇ）で再使用すること から成り、第２鉄を第１鉄に還元する方法が、陽極室と
    陰極室間の硫酸の混合を防ぐための手段によって隔離さ
    れている陽極室と陰極室を有するセルにストリップ酸を
    通してセル内の陽極と陰極間に電流を通してセルの陰極
    室内の硫酸中の鉄イオンを還元することから成る、改
    良。
  29. 【請求項２９】実質上第２鉄の形を鉄を含有する不純物
    の混じったストリップ酸を受け入れるための入り口手段
    と、実質上第１鉄の形の鉄を含有する処理済みストリッ
    プ酸を排出するための出口手段がセル内に設けられてい
    る、請求の範囲第２８項に記載の方法。
  30. 【請求項３０】陽極室と陰極室間の硫酸の混合を防ぐた
    めの手段がイオン交換膜、多孔性膜、多孔性ポリエチレ
    ン隔膜材、ガラスフリットおよび石綿布材から成る群か
    ら選ばれる材料から成る、請求の範囲第２８項に記載の
    方法。
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