JPH0733442A - Production of mn-zn ferrite - Google Patents

Production of mn-zn ferrite

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JPH0733442A
JPH0733442A JP5201753A JP20175393A JPH0733442A JP H0733442 A JPH0733442 A JP H0733442A JP 5201753 A JP5201753 A JP 5201753A JP 20175393 A JP20175393 A JP 20175393A JP H0733442 A JPH0733442 A JP H0733442A
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JP
Japan
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ferrite
mercury
aqueous solution
hydroxides
soln
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JP5201753A
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Japanese (ja)
Inventor
Shinji Nagata
伸二 永田
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Abstract

PURPOSE:To produce Mn-Zn ferrite powder excellent in magnetic characteristics without causing pollution by mercury while using a waste alkali-manganese dry cell as starting material. CONSTITUTION:A waste alkali-manganese dry cell is dissolved in an acidic aq. soln. contg. hydrogen peroxide, metal iron is added to the resulting soln. to deposit mercury by reduction and this mercury is separated and removed. The mercury-free aq. soln. is then made alkaline to coprecipitate Mn, Zn and Fe dissolved as ions in the aq. soln. as hydroxides and Mn-Zn ferrite is obtd. by oxidizing the hydroxides. At this time, the concn. of each of the Mn, Zn and Fe in the aq. soln. is regulated before coprecipitation so as to obtain the objective Mn-Zn ferrite having satisfactory magnetic characteristics. The oxidation of a mixture of the hydroxides is carried out by allowing the hydroxides to react with a chlorate in the aq. soln.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は使用済みもしくは廃棄さ
れたアルカリマンガン乾電池、即ち廃アルカリマンガン
乾電池のリサイクルあるいは再資源化に関する。より詳
しくは、廃アルカリマンガン乾電池に含まれる鉄、亜鉛
及びマンガンからMn−Znフェライトを製造する方法
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to recycling or recycling of used or discarded alkaline manganese dry batteries, that is, waste alkaline manganese dry batteries. More specifically, it relates to a method for producing Mn-Zn ferrite from iron, zinc and manganese contained in a waste alkaline manganese dry battery.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、地球環境問題に対する世界的な意
識が高まり、急増する産業廃棄物に対しても資源の有効
利用即ちリサイクルが求められている。この点について
は、現在、簡便且つ安価な電源として広く使われている
アルカリマンガン一次乾電池も例外ではなく、その中に
大量に含まれている二酸化マンガンや亜鉛等を資源とし
て再利用することが望まれている。
2. Description of the Related Art In recent years, global awareness of global environmental problems has increased, and there is a demand for effective use of resources, that is, recycling of industrial waste, which is rapidly increasing. In this regard, alkaline manganese primary dry batteries, which are widely used as a simple and inexpensive power source at present, are no exception, and it is desirable to reuse manganese dioxide, zinc, etc. contained in large quantities in them as resources. It is rare.

【0003】ところで、電解液に苛性カリなどを使用せ
ずに塩化亜鉛を使用する一般の廃マンガン乾電池から亜
鉛やマンガンを熱冶金的に直接回収する方法が知られて
いる。この方法においては、廃マンガン乾電池をまず砕
き、それを500℃以上に加熱して水銀及び水銀化合物
を分解・気化させる。この場合、亜鉛や塩化亜鉛は比較
的沸点が低いが、酸化雰囲気中に保持しておけばその蒸
発を抑制することができる。次に、上述のように水銀を
除去した廃マンガン乾電池にコークスを還元剤として加
え、1,400〜1,500℃で溶融還元することによ
り、亜鉛は還元気化させて回収し、マンガンと鉄とは合
金(フェロ・マンガン)として回収する。
By the way, there is known a method in which zinc and manganese are directly recovered by a metallurgical process from a general waste manganese dry battery using zinc chloride without using caustic potash or the like as an electrolytic solution. In this method, a waste manganese dry battery is first crushed and heated to 500 ° C. or higher to decompose and vaporize mercury and a mercury compound. In this case, zinc and zinc chloride have relatively low boiling points, but if kept in an oxidizing atmosphere, their evaporation can be suppressed. Next, coke is added as a reducing agent to the waste manganese dry battery from which mercury has been removed as described above, and is subjected to smelting reduction at 1,400 to 1,500 ° C., whereby zinc is reduced and vaporized and recovered, and manganese and iron Is recovered as an alloy (ferro-manganese).

【0004】また、廃マンガン乾電池をリサイクルする
ために、それを原料の一つとして粉末冶金的にMn−Z
nフェライト焼結体を製造する方法が提案されている
(J.IEE Japan,110(6),502(1
990))。この方法においては、廃マンガン乾電池か
ら煤焼法によって水銀を回収する際に得られる、多量の
酸化亜鉛と酸化マンガンを含む煤焼残渣を、亜鉛とマン
ガンの原料として使用し、また、試験研究機関等から出
る重金属を含む廃水をフェライト化処理することによっ
て得られる、鉄を含むスラッジや、鉄鉱業等の鉄含有廃
棄物(回収粉)を鉄原料として使用し、一般の粉末冶金
工程に準じて、まず廃棄物を各々粉末に加工し原料とす
る。各粉末原料の金属含有量を求め、次に所定の焼結体
組成になる様に各原料を秤量しボールミルを使用して混
合する。この後、混合原料を適切な形状にプレス成形
し、ブタンガス炉を使用して焼成することによりMn−
Znフェライトを製造する。
Further, in order to recycle the waste manganese dry battery, it is powder metallurgically used as one of the raw materials for Mn-Z.
A method for producing an n-ferrite sintered body has been proposed (J. IEEE Japan, 110 (6), 502 (1
990)). In this method, the soot-burning residue containing a large amount of zinc oxide and manganese oxide obtained when recovering mercury from a waste manganese dry battery by the soot-burning method is used as a raw material for zinc and manganese. Using iron-containing sludge and iron-containing waste (recovered powder) from the iron mining industry, etc., obtained by subjecting wastewater containing heavy metals generated from etc. to ferritization, according to a general powder metallurgy process First, each waste is processed into powder and used as raw material. The metal content of each powder raw material is determined, and then each raw material is weighed so as to have a predetermined sintered body composition and mixed using a ball mill. After that, the mixed raw material is press-molded into an appropriate shape and fired using a butane gas furnace to obtain Mn-
A Zn ferrite is manufactured.

【0005】これらの方法は、アルカリマンガン乾電池
をリサイクルする場合にも同じように適用できると考え
られる。
It is considered that these methods are similarly applicable to the case of recycling alkaline manganese dry batteries.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、廃アル
カリマンガン乾電池の再資源化を図る場合、最も問題と
なるのが組成中に含まれる有害な水銀の処理であるが、
上述した従来の熱冶金的な方法あるいは粉末冶金的な方
法を用いた再資源化では、必ずしも完全に水銀を除去す
ることができないという問題点があった。従って、廃ア
ルカリマンガン乾電池からMn−Znフェライトを製造
した場合には、水銀汚染の問題が生じる。
However, when the waste alkaline manganese dry battery is to be recycled, the most problematic is the treatment of harmful mercury contained in the composition.
There is a problem that mercury cannot always be completely removed by recycling using the above-mentioned conventional thermometallurgical method or powder metallurgical method. Therefore, when Mn-Zn ferrite is manufactured from a waste alkaline manganese dry battery, a problem of mercury contamination occurs.

【0007】このため、水銀を使用しないアルカリマン
ガン乾電池も開発されているが、これまでに生産され
た、水銀を使用した厖大な量のアルカリマンガン乾電池
から水銀を実質上完全に分離除去して、リサイクルでき
るようにすることが要望されている。
For this reason, although an alkaline manganese dry battery which does not use mercury has been developed, mercury is practically completely separated and removed from the enormous amount of alkaline manganese dry batteries that have been produced so far. It is desired to be able to recycle.

【0008】本発明は、上述した従来技術の課題を解決
しようとするものであり、廃アルカリマンガン乾電池か
らの水銀の分離と、Mn−Znフェライトの製造を簡便
な操作でできるようにすることを目的とする。
[0008] The present invention is intended to solve the above-mentioned problems of the prior art, and to make it possible to separate mercury from waste alkaline manganese dry batteries and to produce Mn-Zn ferrite by a simple operation. To aim.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明者は、マンガン、
亜鉛、鉄及び水銀が溶解している酸性水溶液に金属鉄を
添加することにより水銀を還元析出させて容易に分離す
ることができ、しかも、水銀を分離した酸性水溶液をア
ルカリ性とすることによりマンガン、亜鉛及び鉄の水酸
化物が共沈し、この水酸化物を酸化することにより簡便
な操作で容易にMn−Znフェライトを製造できること
を見出し、本発明を完成させるに至った。
The present inventor has proposed that manganese,
By adding metallic iron to an acidic aqueous solution in which zinc, iron and mercury are dissolved, mercury can be reduced and precipitated and easily separated, and manganese is obtained by making the acidic aqueous solution from which mercury is separated alkaline. The inventors have found that Mn-Zn ferrite can be easily produced by a simple operation by co-precipitating hydroxides of zinc and iron and oxidizing the hydroxides, and completed the present invention.

【0010】即ち、本発明は、廃アルカリマンガン乾電
池からMn−Znフェライトを製造する方法において:
廃アルカリマンガン乾電池を、過酸化水素を含有する酸
性水溶液に溶解する第1工程;第1工程で得られた水溶
液に金属鉄を添加することにより水銀を還元析出させ、
その水銀を分離除去する第2工程;第2工程で得られた
水溶液をアルカリ性とすることにより、水溶液中にイオ
ンとして溶解しているMn、Zn及びFeを水酸化物と
して共沈させ、Mn、Zn及びFeの水酸化物の混合物
を得る第3工程;そして第3工程で得られたMn、Zn
及びFeの水酸化物を酸化することによりMn−Znフ
ェライトを得る第4工程を含むことを特徴とする製造方
法を提供する。
That is, the present invention relates to a method for producing Mn-Zn ferrite from a waste alkaline manganese dry battery:
First step of dissolving a waste alkaline manganese dry battery in an acidic aqueous solution containing hydrogen peroxide; mercury is reduced and deposited by adding metallic iron to the aqueous solution obtained in the first step,
Second step of separating and removing the mercury; by making the aqueous solution obtained in the second step alkaline, Mn, Zn and Fe dissolved as ions in the aqueous solution are co-precipitated as hydroxides, Mn, Third step of obtaining a hydroxide mixture of Zn and Fe; and Mn, Zn obtained in the third step
And a fourth step of obtaining Mn-Zn ferrite by oxidizing Fe hydroxide.

【0011】以下、本発明を詳細に説明する。The present invention will be described in detail below.

【0012】本発明は、上述したように、基本的には4
つの工程からなり、その第1工程は、廃アルカリマンガ
ン乾電池を、過酸化水素を含有する酸性水溶液に溶解す
る工程である。この第1工程は、廃アルカリマンガン乾
電池に使用されている二酸化マンガン、亜鉛、鉄、水銀
を溶解させ、プラスチックスや炭素棒などの不溶解物を
除去するための工程である。従って、乾電池を溶解した
後は、溶解液から不溶解物を濾別することが好ましい。
As described above, the present invention is basically 4
The first step is a step of dissolving the waste alkaline manganese dry battery in an acidic aqueous solution containing hydrogen peroxide. The first step is a step for dissolving manganese dioxide, zinc, iron and mercury used in a waste alkaline manganese dry battery and removing insoluble materials such as plastics and carbon rods. Therefore, it is preferable to filter the insoluble matter from the solution after the dry cell is dissolved.

【0013】また、不溶解物を濾別した溶液中に残存し
ている過酸化水素を除去しておくことが次工程を実施す
る上で好ましく、そのためには溶液を加熱還流させて過
酸化水素を分解しておくことが好ましい。
Further, it is preferable to remove the hydrogen peroxide remaining in the solution from which the insoluble matter is filtered out in order to carry out the next step. For that purpose, the solution is heated under reflux to remove hydrogen peroxide. Is preferably decomposed.

【0014】過酸化水素を含有する酸性水溶液として
は、塩酸や硫酸などの鉱酸水溶液に過酸化水素を添加し
た液や、鉱酸水溶液に過酸化水素源となる過硫酸カリウ
ムを溶解させた液を使用することができる。この場合、
鉱酸水溶液の酸強度は好ましくは3規定以上、さらに好
ましくは4規定以上とする。酸強度が3規定未満の場合
には、乾電池を溶解する速度が遅くなり、また、溶解残
渣が増大し、溶解収率が低下する可能性がある。
As the acidic aqueous solution containing hydrogen peroxide, a solution obtained by adding hydrogen peroxide to an aqueous solution of mineral acid such as hydrochloric acid or sulfuric acid, or a solution obtained by dissolving potassium persulfate as a hydrogen peroxide source in the aqueous solution of mineral acid is used. Can be used. in this case,
The acid strength of the aqueous mineral acid solution is preferably 3N or higher, more preferably 4N or higher. If the acid strength is less than 3 N, the rate of dissolving the dry battery may be slowed down, the dissolution residue may increase, and the dissolution yield may decrease.

【0015】第2工程を実施するにあたり、一般には、
まず、苛性ソーダなどのアルカリ金属水酸化物水溶液を
第1工程で得られた水溶液に添加し、そのpHを3〜5
に調整し、次にそこへ撹拌下で金属鉄パウダーを添加す
る。ここで金属鉄を使用する理由は、水銀を還元析出さ
せるためである。従って、水銀を還元析出させることが
できない塩化第一鉄(FeCl・4HO)や塩化第
二鉄(FeCl・6HO)などは第2工程では使用
することができない。
In carrying out the second step, generally,
First, an aqueous alkali metal hydroxide solution such as caustic soda is added to the aqueous solution obtained in the first step, and the pH is adjusted to 3 to 5
And then add metallic iron powder thereto with stirring. The reason why metallic iron is used here is to reduce and precipitate mercury. Therefore, ferrous chloride (FeCl 2 .4H 2 O) or ferric chloride (FeCl 3 .6H 2 O), which cannot reduce and precipitate mercury, cannot be used in the second step.

【0016】なお、析出した水銀は濾別することにより
容易に分離除去することができる。
The deposited mercury can be easily separated and removed by filtering.

【0017】第3工程においては、第2工程で得られた
水溶液をアルカリ性とすることによるMn、Zn及びF
eを水酸化物として共沈させる。この場合、水溶液のp
Hを約9とすることが好ましい。このためには水溶液
に、水酸化ナトリウムや水酸化カリウムなどのアルカリ
金属水酸化物の水溶液を添加することが好ましい。
In the third step, Mn, Zn and F obtained by making the aqueous solution obtained in the second step alkaline
e co-precipitates as hydroxide. In this case, p of the aqueous solution
It is preferred that H be about 9. For this purpose, it is preferable to add an aqueous solution of an alkali metal hydroxide such as sodium hydroxide or potassium hydroxide to the aqueous solution.

【0018】第4工程においては、第3工程で共沈させ
た水酸化物を酸化する。酸化の方法としては、まず、第
3工程で得られた反応液から水酸化物を濾取し、次に濾
取した水酸化物を酸素存在下で焼成してもよいが、水酸
化物を予め濾取することなく、水酸化物を含んだ反応液
に塩素酸ナトリウムなどの塩素酸塩を添加し、還流下で
撹拌することによりMn−Znフェライトに変換するこ
とが好ましい。このように、酸化剤の存在下で加熱還流
するという温和な条件で、且つ簡便な操作で容易にMn
−Znフェライトに変換できることは、高熱を必要とす
る従来の熱冶金あるいは粉末冶金的な手法に比べ、製造
コスト、安全性、操作性などの点から非常に有利とな
る。このようにして得られたMn−Znフェライトは、
濾別し洗浄し乾燥することにより製品となる。
In the fourth step, the hydroxide coprecipitated in the third step is oxidized. As a method of oxidation, first, hydroxide may be filtered from the reaction solution obtained in the third step, and then the filtered hydroxide may be calcined in the presence of oxygen. It is preferable to convert to Mn-Zn ferrite by adding a chlorate such as sodium chlorate to a reaction solution containing hydroxide and stirring under reflux without filtering it in advance. Thus, Mn can be easily heated under a mild condition of heating and refluxing in the presence of an oxidizing agent and by a simple operation.
The ability to be converted to —Zn ferrite is extremely advantageous in terms of manufacturing cost, safety, operability, etc., as compared with the conventional thermometallurgical or powder metallurgical methods that require high heat. The Mn-Zn ferrite thus obtained is
The product is obtained by filtering, washing and drying.

【0019】なお、廃アルカリマンガン乾電池のマンガ
ン、亜鉛及び鉄のそれぞれの含有量は、好ましい磁気特
性を有するMn−Znフェライトの組成比とは通常異な
っている。例えば、磁気ヘッドやトランスなどに多く用
いられているMn−Znフェライト材は、50〜55モ
ル%のFeと20〜30モル%のMnOと15〜
30モル%のZnOから構成されている。従って、第3
工程に先立ち、第2工程で得られた水溶液中のマンガン
イオン、亜鉛イオン及び鉄イオン濃度を、例えば、Mn
OとZnOとFeに換算したモル比が28対20
対52となるよう調整することが好ましい。この場合、
マンガンイオンを補充するためには、例えば硫酸マンガ
ン(MnSO・5H0)を添加することが好まし
く、また、亜鉛イオンを補充する場合には、例えば硫酸
亜鉛(ZnSO・7H0)を添加することが好まし
い。
The respective contents of manganese, zinc and iron in the waste alkaline manganese dry battery are usually different from the composition ratio of Mn-Zn ferrite having preferable magnetic characteristics. For example, the Mn-Zn ferrite material often used in magnetic heads, transformers, etc., contains 50 to 55 mol% Fe 2 O 3 and 20 to 30 mol% MnO and 15 to 50 mol%.
It is composed of 30 mol% ZnO. Therefore, the third
Prior to the step, the concentration of manganese ion, zinc ion and iron ion in the aqueous solution obtained in the second step can be calculated by, for example, Mn.
The molar ratio converted to O, ZnO, and Fe 2 O 3 is 28:20.
It is preferable to adjust the pair 52. in this case,
In order to replenish manganese ions, for example, manganese sulfate (MnSO 4 .5H 2 0) is preferably added, and when replenishing zinc ions, for example, zinc sulfate (ZnSO 4 .7H 2 0) is added. It is preferable to add.

【0020】なお、鉄イオンを補充する場合には、金属
鉄、塩化第一鉄(FeCl・4HO)、硫酸第一鉄
(FeSO・7HO)などを使用することができ
る。
When supplementing iron ions, metallic iron, ferrous chloride (FeCl 2 .4H 2 O), ferrous sulfate (FeSO 4 .7H 2 O) or the like can be used.

【0021】[0021]

【作用】本発明のMn−Znフェライトの製造方法にお
いては、マンガン、亜鉛、鉄及び水銀が溶解している酸
性水溶液に金属鉄を添加する。これにより水銀を還元析
出させて容易に分離することが可能となる。また、水銀
を分離した酸性水溶液をアルカリ性とする。これにより
マンガン、亜鉛及び鉄を水酸化物として共沈させること
ができる。この共沈させた水酸化物混合物を酸化すると
Mn−Znフェライトに変換できるが、特に、水酸化物
混合物を含有する溶液に塩素酸塩を添加して加熱還流さ
せることにより容易にMn−Znフェライトに変換する
ことが可能となる。
In the method for producing Mn-Zn ferrite of the present invention, metallic iron is added to the acidic aqueous solution in which manganese, zinc, iron and mercury are dissolved. This makes it possible to reduce and deposit mercury for easy separation. Further, the acidic aqueous solution from which mercury has been separated is made alkaline. This allows manganese, zinc and iron to be coprecipitated as hydroxides. When this coprecipitated hydroxide mixture is oxidized, it can be converted into Mn-Zn ferrite. In particular, Mn-Zn ferrite can be easily obtained by adding a chlorate to a solution containing the hydroxide mixture and heating the mixture to reflux. Can be converted to.

【0022】[0022]

【実施例】以下の実施例により本発明を更に詳細に説明
する。
The present invention will be described in more detail by the following examples.

【0023】実施例1〜4 単一型の廃アルカリマンガン乾電池(LS20、ソニー
・エナジー・テック株式会社製)を、1リットルの希塩
酸に浸漬し、さらに過酸化水素水(30%)50mlを
加え、廃マンガン乾電池の溶解可能成分を酸性水溶液に
溶解させた。
Examples 1 to 4 A single type waste alkaline manganese dry battery (LS20, manufactured by Sony Energy Tech Co., Ltd.) was immersed in 1 liter of dilute hydrochloric acid, and 50 ml of hydrogen peroxide solution (30%) was further added. , Dissolvable components of a waste manganese dry battery were dissolved in an acidic aqueous solution.

【0024】なお、使用した希塩酸の酸強度は実施例1
では4規定、実施例2では6規定、実施例3では2規
定、そして実施例4では3規定のものを使用した。
The acid strength of the dilute hydrochloric acid used was the same as in Example 1.
4 Nos., 6 Nos. In Example 2, 2 Nos. In Example 3, and 3 Nos. In Example 4 were used.

【0025】次に、この廃アルカリマンガン乾電池溶解
水溶液を濾過し、炭素棒や合剤中のカーボン等の溶解残
渣を取り除いた。更に、この濾過液を加熱して1時間煮
沸処理することにより、過剰の過酸化水素を分解除去し
た。
Next, this waste alkaline manganese dry battery dissolved aqueous solution was filtered to remove dissolved residues such as carbon in the carbon rod and the mixture. Further, the filtrate was heated and boiled for 1 hour to decompose and remove excess hydrogen peroxide.

【0026】なお、溶解残渣と使用した酸強度との関係
を図1に示した。これによれば、4規定以上の酸強度の
酸を使用した場合には溶解残渣の重量が飽和状態となる
ことが確認できた。従って、本実施例の反応系の場合に
は4規定以上の酸強度の酸を使用することが好ましいこ
とが確認できた。
The relationship between the dissolution residue and the acid strength used is shown in FIG. According to this, it was confirmed that the weight of the dissolved residue was saturated when an acid having an acid strength of 4 N or higher was used. Therefore, it was confirmed that in the case of the reaction system of this example, it is preferable to use an acid having an acid strength of 4 N or higher.

【0027】次に、得られた水溶液に水酸化ナトリウム
を加えて溶液のpHを3〜5となるように調整し、金属
鉄パウダーを添加することにより水銀を還元析出させ
た。そして、濾過を2回行うことにより析出した水銀を
除去した。
Next, sodium hydroxide was added to the resulting aqueous solution to adjust the pH of the solution to 3 to 5, and metallic iron powder was added to reduce and precipitate mercury. Then, the deposited mercury was removed by performing filtration twice.

【0028】次に、反応溶液中のMn、Zn及びFeの
濃度を、MnOとZnOとFeに換算したモル比
が28対20対52となるような量の硫酸マンガン(M
nSO・5H0)と硫酸亜鉛(ZnSO・7H
0)と金属鉄とを適宜溶解させた。この時、溶液のpH
を3〜5の範囲に保つために、希塩酸の添加を適宜行っ
た。
Next, manganese sulfate (M) whose amount of Mn, Zn and Fe in the reaction solution is 28:20:52 in terms of the molar ratio converted to MnO, ZnO and Fe 2 O 3.
nSO 4 · 5H 2 0) and zinc sulfate (ZnSO 4 · 7H 2
0) and metallic iron were appropriately dissolved. At this time, the pH of the solution
In order to keep the value within the range of 3 to 5, dilute hydrochloric acid was appropriately added.

【0029】次に、得られた水溶液に水酸化ナトリウム
水溶液を加えて溶液のpHを約9にした。その結果、M
n、Zn及びFeの水酸化物が共沈した。続いて、塩素
酸カリウム水溶液を添加し、反応溶液を還流条件下(1
00℃)で1時間撹拌することにより水酸化物を酸化さ
せた。反応終了後、得られた生成物を十分水洗した後、
濾過乾燥させることによりMn−Znフェライト微粒子
粉末を得た。
Then, an aqueous sodium hydroxide solution was added to the obtained aqueous solution to adjust the pH of the solution to about 9. As a result, M
Hydroxides of n, Zn and Fe co-precipitated. Then, an aqueous potassium chlorate solution was added, and the reaction solution was refluxed (1
The hydroxide was oxidized by stirring at 00 ° C for 1 hour. After completion of the reaction, after thoroughly washing the obtained product with water,
Mn-Zn ferrite fine particle powder was obtained by filtering and drying.

【0030】得られたMn−Znフェライト微粒子粉末
について化学分析を行ったところ、本実施例1〜4のフ
ェライト粉末には水銀の痕跡がなかった。
When the obtained Mn-Zn ferrite fine particle powder was subjected to a chemical analysis, no trace of mercury was found in the ferrite powders of Examples 1 to 4.

【0031】また、実施例1で得られたMn−Znフェ
ライト微粒子粉末から、以下に説明するように焼結体を
製造した。
Further, a sintered body was produced from the Mn-Zn ferrite fine particle powder obtained in Example 1 as described below.

【0032】まず、Mn−Znフェライト微粒子粉末
を、窒素ガス雰囲気中、1000℃で仮焼成した。次
に、このMn−Znフェライト微粒子粉末を、放電プラ
ズマ焼結法により大気中で、500kg/cmの圧力
を印加し2000アンペアーの電流を供給して2分間焼
成することにより多結晶Mn−Znフェライト材を得
た。このようにして得られた多結晶Mn−Znフェライ
ト材に対してアニール処理(窒素雰囲気下、600℃)
を行った。
First, the Mn-Zn ferrite fine particle powder was pre-baked at 1000 ° C. in a nitrogen gas atmosphere. Next, this Mn-Zn ferrite fine particle powder is applied with a pressure of 500 kg / cm 2 in the air by a discharge plasma sintering method, and a current of 2000 amperes is supplied to the polycrystalline Mn-Zn-Zn for firing for 2 minutes. A ferrite material was obtained. The polycrystalline Mn-Zn ferrite material thus obtained is annealed (600 ° C. under a nitrogen atmosphere).
I went.

【0033】このようにアニール処理した多結晶Mn−
Znフェライト材の真密度は理論密度の99%以上であ
り、十分に緻密化されていた。また、この多結晶Mn−
Znフェライト材からリング成形品(内径3mm、外径
6mm、厚さ1mm)を製造し、周波数1MHzでの透
磁率(μ´)を測定したところ、極めて高い数値(μ´
=1500)を示した。また、飽和磁束密度(Bs)を
測定したところ、Bs=0.55Tという高い数値を示
した。このように、本実施例で得られたMn−Znフェ
ライト微粒子粉末から優れたMn−Znフェライト焼結
体を製造することができた。
The thus-annealed polycrystalline Mn--
The true density of the Zn ferrite material was 99% or more of the theoretical density, and it was sufficiently densified. Also, this polycrystalline Mn-
A ring molded product (inner diameter 3 mm, outer diameter 6 mm, thickness 1 mm) was manufactured from Zn ferrite material, and the magnetic permeability (μ ′) at a frequency of 1 MHz was measured.
= 1500). Moreover, when the saturation magnetic flux density (Bs) was measured, a high value of Bs = 0.55T was shown. Thus, an excellent Mn-Zn ferrite sintered body could be manufactured from the Mn-Zn ferrite fine particle powder obtained in this example.

【0034】実施例5 単一型の廃アルカリマンガン乾電池(LS20、ソニー
・エナジー・テック株式会社製)を、1リットルの5規
定希塩酸に浸漬し、さらに過酸化水素水(30%)10
0mlを加え、廃マンガン乾電池の溶解可能成分を酸性
水溶液に溶解させた。
Example 5 A single type waste alkaline manganese dry battery (LS20, manufactured by Sony Energy Tech Co., Ltd.) was immersed in 1 liter of 5N dilute hydrochloric acid, and further hydrogen peroxide solution (30%) 10
0 ml was added and the dissolvable components of the waste manganese dry battery were dissolved in the acidic aqueous solution.

【0035】次に、この廃アルカリマンガン乾電池溶解
水溶液を濾過し、炭素棒や合剤中のカーボン等の溶解残
渣を取り除いた。更に、この濾過液を加熱して1時間煮
沸処理することにより、過剰の過酸化水素を分解除去し
た。
Next, the waste alkaline manganese dry battery dissolved aqueous solution was filtered to remove dissolved residues such as carbon in the carbon rod and the mixture. Further, the filtrate was heated and boiled for 1 hour to decompose and remove excess hydrogen peroxide.

【0036】次に、得られた水溶液に水酸化ナトリウム
を加えて溶液のpHを3〜5となる様に調整した。得ら
れた水溶液中のMn、Zn、Fe濃度(MnO、ZnO
及びFe換算)を表1に示した。水銀濃度は約
0.1g/litであった。
Next, sodium hydroxide was added to the obtained aqueous solution to adjust the pH of the solution to 3-5. Mn, Zn and Fe concentrations (MnO, ZnO) in the obtained aqueous solution
And Fe 2 O 3 conversion) are shown in Table 1. The mercury concentration was about 0.1 g / lit.

【0037】[0037]

【表1】 この水溶液に金属鉄パウダーを添加し溶解させることに
より水銀を還元析出させた。そして、濾過を2回行うこ
とにより析出した水銀を除去した。
[Table 1] To add and dissolve metallic iron powder in this aqueous solution
More mercury was reduced and deposited. Then, do the filtration twice.
The mercury deposited by was removed.

【0038】次に、このようにして水銀が除去された反
応溶液のMn、Zn及びFeの濃度を、MnOとZnO
とFeに換算したモル比が28対20対52とな
るような量の硫酸マンガン(MnSO・5H0)と
硫酸亜鉛(ZnSO・7H0)と金属鉄とを溶解さ
せた。この時、溶液のpHを3〜5の範囲に保つため
に、希塩酸の添加を適宜行った。
Next, the concentrations of Mn, Zn, and Fe in the reaction solution from which mercury has been removed in this way are determined as MnO and ZnO.
And manganese sulfate (MnSO 4 .5H 2 0), zinc sulfate (ZnSO 4 .7H 2 0) and metallic iron in amounts such that the molar ratio converted to Fe 2 O 3 is 28:20:52. It was At this time, in order to keep the pH of the solution within the range of 3 to 5, dilute hydrochloric acid was appropriately added.

【0039】次に、得られた水溶液に水酸化ナトリウム
水溶液を加えて溶液のpHを約9にした。その結果、M
n、Zn及びFeの水酸化物が共沈した。続いて、塩素
酸カリウム水溶液を添加し、反応溶液を還流条件下(1
00℃)で1時間撹拌させることにより水酸化物を酸化
させた。反応終了後、得られた生成物を十分水洗した
後、濾過乾燥させることによりMn−Znフェライト微
粒子粉末を得た。
Then, an aqueous sodium hydroxide solution was added to the obtained aqueous solution to adjust the pH of the solution to about 9. As a result, M
Hydroxides of n, Zn and Fe co-precipitated. Then, an aqueous potassium chlorate solution was added, and the reaction solution was refluxed (1
The hydroxide was oxidized by stirring at 00 ° C. for 1 hour. After completion of the reaction, the obtained product was thoroughly washed with water and then filtered and dried to obtain Mn-Zn ferrite fine particle powder.

【0040】得られたMn−Znフェライト微粒子粉末
について化学分析を行ったところ、本実施例のフェライ
ト粉末には水銀の痕跡がなかった。
When the obtained Mn-Zn ferrite fine particle powder was subjected to a chemical analysis, there was no trace of mercury in the ferrite powder of this example.

【0041】また、本実施例で得られたMn−Znフェ
ライト微粒子粉末のX線回折分析をし、そのX線回折チ
ャートを図2に示す。同図から明らかなように、このM
n−Znフェライト微粒子粉末は、磁気材料として好適
な単一スピネル相から構成されていることが確認でき
た。
The X-ray diffraction analysis of the Mn-Zn ferrite fine particle powder obtained in this example is shown in FIG. As is clear from the figure, this M
It was confirmed that the n-Zn ferrite fine particle powder was composed of a single spinel phase suitable as a magnetic material.

【0042】[0042]

【発明の効果】本発明によれば、極めて簡単な化学的プ
ロセスで、廃アルカリマンガン乾電池中の水銀を分離回
収でき、水銀を含有しない磁気特性の良好なMn−Zn
フェライトを製造することができる。従って、本発明に
よれば、廃アルカリマンガン乾電池を、水銀汚染という
問題を生じさせることなく、Mn−Znフェライトにリ
サイクルあるいは再資源化することができる。
According to the present invention, it is possible to separate and recover mercury in a waste alkaline manganese dry battery by an extremely simple chemical process, and Mn-Zn containing no mercury and having good magnetic characteristics.
Ferrite can be manufactured. Therefore, according to the present invention, the waste alkaline manganese dry battery can be recycled or recycled into Mn-Zn ferrite without causing the problem of mercury contamination.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】廃アルカリマンガン乾電池を酸性水溶液で溶解
させたときの酸強度と溶解残渣との関係図である。
FIG. 1 is a relationship diagram between acid strength and a dissolution residue when a waste alkaline manganese dry battery is dissolved in an acidic aqueous solution.

【図2】Mn−Znフェライト粉末のX線回析チャート
図である。
FIG. 2 is an X-ray diffraction chart of Mn-Zn ferrite powder.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 廃アルカリマンガン乾電池からMn−Z
nフェライトを製造する方法において:廃アルカリマン
ガン乾電池を、過酸化水素を含有する酸性水溶液に溶解
する第1工程;第1工程で得られた水溶液に金属鉄を添
加することにより水銀を還元析出させ、その水銀を分離
除去する第2工程;第2工程で得られた水溶液をアルカ
リ性とすることにより、水溶液中にイオンとして溶解し
ているMn、Zn及びFeを水酸化物として共沈させ、
Mn、Zn及びFeの水酸化物の混合物を得る第3工
程;そして第3工程で得られたMn、Zn及びFeの水
酸化物を酸化することによりMn−Znフェライトを得
る第4工程を含むことを特徴とする製造方法。
1. A waste alkaline manganese dry battery to Mn-Z.
In the method for producing n-ferrite: first step of dissolving a waste alkaline manganese dry battery in an acidic aqueous solution containing hydrogen peroxide; reduction of mercury by adding metallic iron to the aqueous solution obtained in the first step A second step of separating and removing the mercury; by making the aqueous solution obtained in the second step alkaline, Mn, Zn and Fe dissolved as ions in the aqueous solution are coprecipitated as hydroxides,
A third step of obtaining a mixture of hydroxides of Mn, Zn and Fe; and a fourth step of oxidizing the hydroxide of Mn, Zn and Fe obtained in the third step to obtain Mn-Zn ferrite A manufacturing method characterized by the above.
【請求項2】 第1工程において使用する酸性水溶液の
酸強度が4規定以上である請求項1記載のMn−Znフ
ェライトの製造方法。
2. The method for producing Mn—Zn ferrite according to claim 1, wherein the acid strength of the acidic aqueous solution used in the first step is 4 N or higher.
【請求項3】 第3工程に先立ち、第2工程で得られた
水溶液中のマンガンイオン、亜鉛イオン及び鉄イオン濃
度を調整する工程を有する請求項1又は2記載のMn−
Znフェライトの製造方法。
3. The Mn- according to claim 1, further comprising a step of adjusting the manganese ion, zinc ion and iron ion concentrations in the aqueous solution obtained in the second step, prior to the third step.
Method for producing Zn ferrite.
【請求項4】 第4工程において、Mn、Zn及びFe
の水酸化物の混合物を水溶液中で塩素酸塩と反応させる
ことにより酸化する請求項1〜3のいずれかに記載のM
n−Znフェライトの製造方法。
4. In the fourth step, Mn, Zn and Fe
The M according to any one of claims 1 to 3, which is oxidized by reacting a mixture of the hydroxides of claim 1 with a chlorate in an aqueous solution.
Manufacturing method of n-Zn ferrite.
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