JPH073344A - カドミウムとニッケルの回収装置及び方法 - Google Patents
カドミウムとニッケルの回収装置及び方法Info
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- JPH073344A JPH073344A JP3076894A JP3076894A JPH073344A JP H073344 A JPH073344 A JP H073344A JP 3076894 A JP3076894 A JP 3076894A JP 3076894 A JP3076894 A JP 3076894A JP H073344 A JPH073344 A JP H073344A
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- H01M10/54—Reclaiming serviceable parts of waste accumulators
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- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
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- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B23/00—Obtaining nickel or cobalt
- C22B23/02—Obtaining nickel or cobalt by dry processes
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ニッケル−カドミウムバッテリーのリサイク
ル法を提供する。 【構成】 炉内にＮｉ−Ｃｄバッテリースクラップを入
れ、酸素ゲッターと還元性ガスを導入し、約２００〜３
００℃、約５００〜８００℃、次に９００℃以上に昇温
し、蒸発したカドミウムを炉に接続したコンデンサで凝
縮固化させる。
ル法を提供する。 【構成】 炉内にＮｉ−Ｃｄバッテリースクラップを入
れ、酸素ゲッターと還元性ガスを導入し、約２００〜３
００℃、約５００〜８００℃、次に９００℃以上に昇温
し、蒸発したカドミウムを炉に接続したコンデンサで凝
縮固化させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はニッケル−カドミウムバ
ッテリーのリサイクルに関し、特にニッケル−カドミウ
ムバッテリーのスクラップ、未使用Ｎｉ−Ｃｄ電極材
料、ニッケルカドミウムバッテリー法残渣等からの金属
の回収に関する。特に本発明はカドミウムとニッケル金
属を含有するスクラップ物質からこれら金属を回収する
簡単な高温治金処理方法と装置に関する。
ッテリーのリサイクルに関し、特にニッケル−カドミウ
ムバッテリーのスクラップ、未使用Ｎｉ−Ｃｄ電極材
料、ニッケルカドミウムバッテリー法残渣等からの金属
の回収に関する。特に本発明はカドミウムとニッケル金
属を含有するスクラップ物質からこれら金属を回収する
簡単な高温治金処理方法と装置に関する。
【０００２】
【従来の技術とその課題】非再充電式の一次アルカリ電
池は懐中電灯、テープレコーダー、計算機、ラジオ等の
ポータブルバッテリー電源として長く用いられている。
しかし環境問題からその需要は少なくなってきており再
充電式の二次電極の開発に研究の重点が移っている。
池は懐中電灯、テープレコーダー、計算機、ラジオ等の
ポータブルバッテリー電源として長く用いられている。
しかし環境問題からその需要は少なくなってきており再
充電式の二次電極の開発に研究の重点が移っている。
【０００３】再充電式の一次電池としてカドミウムとニ
ッケルを用いた電池が知られているが最終的には廃棄さ
れており環境問題をかかえている。
ッケルを用いた電池が知られているが最終的には廃棄さ
れており環境問題をかかえている。
【０００４】使用済のバッテリーは経済性及び環境上の
両方からそこに含まれる金属を回収することが望まし
い。特にカドミウムの投棄は環境上重大な問題を生じう
る。
両方からそこに含まれる金属を回収することが望まし
い。特にカドミウムの投棄は環境上重大な問題を生じう
る。
【０００５】ニッケル−カドミウムバッテリーの製造で
はニッケル、カドミウムさらにはコバルトその他の金属
や酸化物、水酸化物、水和物等の化合物が用いられる。
カドミウムやニッケル等の金属の回収は重要な関心事で
ある。
はニッケル、カドミウムさらにはコバルトその他の金属
や酸化物、水酸化物、水和物等の化合物が用いられる。
カドミウムやニッケル等の金属の回収は重要な関心事で
ある。
【０００６】これらの従来技術として米国特許第４，５
１１，５４１号、同４，７９３，９３３号があり加熱と
化学的方法による技術が開示されている。
１１，５４１号、同４，７９３，９３３号があり加熱と
化学的方法による技術が開示されている。
【０００７】米国特許第４，４０１，４６３号及び同
４，６７５，０４８号は電解法を用いる回収法を開示し
ている。しかしこれらは複雑で工程も多い。特に米国特
許第４，４０１，４６３号は多くの工程で金属を移動し
なければならない。
４，６７５，０４８号は電解法を用いる回収法を開示し
ている。しかしこれらは複雑で工程も多い。特に米国特
許第４，４０１，４６３号は多くの工程で金属を移動し
なければならない。
【０００８】それ故従来技術は経済的にも操作的にも多
くの問題を有する。
くの問題を有する。
【０００９】本発明の目的はニッケル−カドミウムバッ
テリーのリサイクル法を提供することにある。
テリーのリサイクル法を提供することにある。
【００１０】本発明の他の目的は使用済ニッケル−カド
ミウムバッテリーや同プロセスでの残渣や未使用電極材
料からカドミウムとニッケルを回収する方法と装置を提
供することにある。
ミウムバッテリーや同プロセスでの残渣や未使用電極材
料からカドミウムとニッケルを回収する方法と装置を提
供することにある。
【００１１】さらに他の目的は廃棄する前に再充電式バ
ッテリーから金属を回収する高温治金処理方法と装置を
提供することにある。
ッテリーから金属を回収する高温治金処理方法と装置を
提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明はＮｉ−Ｃｄバッ
テリー及びニッケル、カドミウム、鉄その他の物質を含
有するプロセススクラップ物質からニッケルとカドミウ
ムを回収する方法と装置に関する。
テリー及びニッケル、カドミウム、鉄その他の物質を含
有するプロセススクラップ物質からニッケルとカドミウ
ムを回収する方法と装置に関する。
【００１３】本発明方法は炉にスクラップ物質を入れ、
酸化物の生成を防ぐため有効量の酸素ゲッターを加える
ものである。次いで炉の雰囲気中に還元ガスを導入し保
持する。次いで炉を遊離の水を蒸発するに足る時間加熱
する。次いで炉の温度を分子水及び非金属物質を蒸発さ
せるに足る時間約５００〜８００℃に維持する。次いで
温度をスクラップ物質からカドミウムを蒸発するに足る
時間約９００℃以上に上昇させる。蒸発したカドミウム
を炉に接続した室に導き室内でカドミウム蒸気の温度を
下げて室内でカドミウムを凝縮させ且つモールド内で固
化させる。次いで固化したカドミウムを回収し、ニッケ
ル−鉄残渣も炉内から回収する。
酸化物の生成を防ぐため有効量の酸素ゲッターを加える
ものである。次いで炉の雰囲気中に還元ガスを導入し保
持する。次いで炉を遊離の水を蒸発するに足る時間加熱
する。次いで炉の温度を分子水及び非金属物質を蒸発さ
せるに足る時間約５００〜８００℃に維持する。次いで
温度をスクラップ物質からカドミウムを蒸発するに足る
時間約９００℃以上に上昇させる。蒸発したカドミウム
を炉に接続した室に導き室内でカドミウム蒸気の温度を
下げて室内でカドミウムを凝縮させ且つモールド内で固
化させる。次いで固化したカドミウムを回収し、ニッケ
ル−鉄残渣も炉内から回収する。
【００１４】本発明の高温治金処理金属回収法はニッケ
ル−カドミウム電池スクラップ、金属水酸化物スラッ
ジ、使用済陽極及び陰極材料、プロセス残渣等からすべ
てのカドミウム金属を分けることができる。
ル−カドミウム電池スクラップ、金属水酸化物スラッ
ジ、使用済陽極及び陰極材料、プロセス残渣等からすべ
てのカドミウム金属を分けることができる。
【００１５】図１と２は本発明の方法と装置を示す。本
発明方法は供給物質からカドミウムを蒸発させ、それを
凝縮して液体としさらに制御された雰囲気中で固体にす
る。生成カドミウムは硝酸カドミウム源からつくった市
販カドミウムと同程度の純度を有しカドミウムの使用処
方のすべて及びニッケル−カドミウムバッテリー用の電
極として用いることができる。
発明方法は供給物質からカドミウムを蒸発させ、それを
凝縮して液体としさらに制御された雰囲気中で固体にす
る。生成カドミウムは硝酸カドミウム源からつくった市
販カドミウムと同程度の純度を有しカドミウムの使用処
方のすべて及びニッケル−カドミウムバッテリー用の電
極として用いることができる。
【００１６】本発明方法の全体の廃物は標準的水処理シ
ステムで処理できる水と、廃棄処分可能なバグハウスダ
ストとニッケルを含む乾燥固体と上記のカドミウムを含
んでおり、上記のニッケルはニッケル用に金属精錬業者
に販売できる高濃度をもっている。
ステムで処理できる水と、廃棄処分可能なバグハウスダ
ストとニッケルを含む乾燥固体と上記のカドミウムを含
んでおり、上記のニッケルはニッケル用に金属精錬業者
に販売できる高濃度をもっている。
【００１７】図１において未使用又は使用済ニッケル−
カドミウムバッテリーをより小さく処理しやすい細かさ
にするために公知のシュレッダー等を用いて切断するこ
とが好ましくこれは方法全体１０の工程１２でなされ
る。またバッテリーの加工で未使用のニッケル−カドミ
ウム電極１４やＮｉ−Ｃｄバッテリー製造プロセス残渣
１６（これらはフィルターケーキ等を含有しうる）のす
べてをレトルト炉２４に入れる。しかし製造プロセス残
渣１６はまず乾燥機１６に入れて乾燥してからレトルト
炉２４に入れるべきである。温度制御可能ないずれの標
準的炉も本発明に用いうる。
カドミウムバッテリーをより小さく処理しやすい細かさ
にするために公知のシュレッダー等を用いて切断するこ
とが好ましくこれは方法全体１０の工程１２でなされ
る。またバッテリーの加工で未使用のニッケル−カドミ
ウム電極１４やＮｉ−Ｃｄバッテリー製造プロセス残渣
１６（これらはフィルターケーキ等を含有しうる）のす
べてをレトルト炉２４に入れる。しかし製造プロセス残
渣１６はまず乾燥機１６に入れて乾燥してからレトルト
炉２４に入れるべきである。温度制御可能ないずれの標
準的炉も本発明に用いうる。
【００１８】供給物を炉２４内に入れたらこれを適宜の
公知の酸素ゲッター物質にさらす。好ましいのはコーク
ス形の炭素である。酸化物の形成を防ぐに足る量の酸素
ゲッター物質を炉に入れる。一の態様において、供給物
全体をカバーするために炭素のブランケットを用いる。
酸化物の形成を防ぐためさらに炉２４に還元性ガスを入
れ炉内の雰囲気を環元性雰囲気に保つ。好ましくは還元
性ガスはアルゴンからなる。供給物中の未知物質のなか
には窒素と反応してＮＯＸ等を形成するものもありうる
ので窒素よりもアルゴンが好ましい。炉２４を下記する
いくつかの加熱レベルで操作し、次いで２６で固化した
カドミウム立方体（キューブ）を生じニッケル−鉄残渣
を２６で生ずる。
公知の酸素ゲッター物質にさらす。好ましいのはコーク
ス形の炭素である。酸化物の形成を防ぐに足る量の酸素
ゲッター物質を炉に入れる。一の態様において、供給物
全体をカバーするために炭素のブランケットを用いる。
酸化物の形成を防ぐためさらに炉２４に還元性ガスを入
れ炉内の雰囲気を環元性雰囲気に保つ。好ましくは還元
性ガスはアルゴンからなる。供給物中の未知物質のなか
には窒素と反応してＮＯＸ等を形成するものもありうる
ので窒素よりもアルゴンが好ましい。炉２４を下記する
いくつかの加熱レベルで操作し、次いで２６で固化した
カドミウム立方体（キューブ）を生じニッケル−鉄残渣
を２６で生ずる。
【００１９】このニッケル−鉄残渣はカドミウムを含ま
ず米国環境保護部の毒性テスト（ＴＣＬＰ）をパスする
ものである。２６で生じたカドミウム立方体又はブロッ
クは高品質でありさらなる精錬処理なしに直接ニッケル
−カドミウムバッテリー製造プロセスで再使用できる。
ず米国環境保護部の毒性テスト（ＴＣＬＰ）をパスする
ものである。２６で生じたカドミウム立方体又はブロッ
クは高品質でありさらなる精錬処理なしに直接ニッケル
−カドミウムバッテリー製造プロセスで再使用できる。
【００２０】炉２４からの廃棄ガスは粉体セパレータ３
０を通して分離しコレクタ３２に粉体を集める。灰分と
粉体は次いで適宜廃棄等の処分に供される。セパレータ
３０とコレクタ３２は別のユニットでも一つのユニット
でもよい。残った廃ガスは水洗装置３４を通してクリー
ンなオフガス３６と洗浄水とに分けられ前者は大気に出
され後者は標準的な水処理プラント２０で処理して後廃
水される。
０を通して分離しコレクタ３２に粉体を集める。灰分と
粉体は次いで適宜廃棄等の処分に供される。セパレータ
３０とコレクタ３２は別のユニットでも一つのユニット
でもよい。残った廃ガスは水洗装置３４を通してクリー
ンなオフガス３６と洗浄水とに分けられ前者は大気に出
され後者は標準的な水処理プラント２０で処理して後廃
水される。
【００２１】レトルト炉工程２４では供給物を入れた後
に酸素ゲッター物質を一度に加え次いで炉の雰囲気をア
ルゴン主体の還元性雰囲気にする。温度を好ましくは約
２００〜３００℃に上げ、炉２４内の遊離の水を蒸発さ
せる。この蒸気を炉２４からのオフガスのすべてと同様
セパレータ３０に通す。より好ましくは炉２４で用いる
最初の温度は約２５０〜３００℃であり約１〜２時間こ
の温度に保つ。遊離の水が蒸発したら、温度を５００〜
８００℃に上げ分子水が蒸発するに足る時間この温度に
保ち酸素を除きプラスチック等の非金属物質も蒸発させ
る。これらのオフガスを前記したセパレータ３０に通
す。より好ましくは、分子水と非金属物質の蒸発を完全
に行なうため少なくとも約１〜２時間５００〜８００℃
に保つ。
に酸素ゲッター物質を一度に加え次いで炉の雰囲気をア
ルゴン主体の還元性雰囲気にする。温度を好ましくは約
２００〜３００℃に上げ、炉２４内の遊離の水を蒸発さ
せる。この蒸気を炉２４からのオフガスのすべてと同様
セパレータ３０に通す。より好ましくは炉２４で用いる
最初の温度は約２５０〜３００℃であり約１〜２時間こ
の温度に保つ。遊離の水が蒸発したら、温度を５００〜
８００℃に上げ分子水が蒸発するに足る時間この温度に
保ち酸素を除きプラスチック等の非金属物質も蒸発させ
る。これらのオフガスを前記したセパレータ３０に通
す。より好ましくは、分子水と非金属物質の蒸発を完全
に行なうため少なくとも約１〜２時間５００〜８００℃
に保つ。
【００２２】次いで炉２４の温度をさらに少なくとも９
００℃、好ましくは約９００〜１０００℃、さらに好ま
しくは少なくとも９５０℃に上げ炉内の供給物中に存在
するカドミウムのすべてを蒸発させる。より好ましくは
炉２４中のすべてのカドミウムを完全に蒸発させるため
に少なくとも２時間少なくとも９５０℃に保つ。但し時
間は供給物の量等によって異なる。
００℃、好ましくは約９００〜１０００℃、さらに好ま
しくは少なくとも９５０℃に上げ炉内の供給物中に存在
するカドミウムのすべてを蒸発させる。より好ましくは
炉２４中のすべてのカドミウムを完全に蒸発させるため
に少なくとも２時間少なくとも９５０℃に保つ。但し時
間は供給物の量等によって異なる。
【００２３】蒸発したカドミウムをレトルト炉２４のの
ど（スロート）部を通して凝縮室（チューブ等も包含す
る）に通し温度を好ましくは約４００℃から約２００〜
１３５℃に下げて室内に置いたモールド内に凝集させ
る。カドミウムはガス状からモールド内で液状になりさ
らに固体状になって前記したカドミウム立方体２６を形
成する。Ｃｄを液状に保つためにモールドの温度を約３
２０℃に下げそれにより液状Ｃｄの上部に灰分を上昇さ
せる。
ど（スロート）部を通して凝縮室（チューブ等も包含す
る）に通し温度を好ましくは約４００℃から約２００〜
１３５℃に下げて室内に置いたモールド内に凝集させ
る。カドミウムはガス状からモールド内で液状になりさ
らに固体状になって前記したカドミウム立方体２６を形
成する。Ｃｄを液状に保つためにモールドの温度を約３
２０℃に下げそれにより液状Ｃｄの上部に灰分を上昇さ
せる。
【００２４】液状Ｃｄを固化させたい場合は温度をさら
に約１３５℃〜２００℃に下げる。凝縮室３０での温度
低下が速すぎるとＣｄダストを生じ好ましくない。カド
ミウム立方体２６が生成したらモールドからとり出す。
ニッケル−鉄残渣もまたレトルト炉２４から回収する。
に約１３５℃〜２００℃に下げる。凝縮室３０での温度
低下が速すぎるとＣｄダストを生じ好ましくない。カド
ミウム立方体２６が生成したらモールドからとり出す。
ニッケル−鉄残渣もまたレトルト炉２４から回収する。
【００２５】図２において、カドミウムとＣｄを含有し
ないニッケル−鉄残渣を形成させる装置５０が示されて
いる。炉はガス入口５４とのど部５８をもつガス出口５
６をもつ内部室５２を有する。導入部６０前記した形体
の供給物６１を室５２内に挿入できるようになってい
る。還元性ガス源６２は好ましくはアルゴンガスタンク
の形のものである。計量バルブ６４が、ガス入口５４と
アルゴンガス源６２を接続しているチューブ６６に沿っ
て存在する。計量バルブ６４はタンク６２から室５２へ
のアルゴンガスを計量し全時間に亘り室５２内を還元性
ガス雰囲気に保つことを可能にする。
ないニッケル−鉄残渣を形成させる装置５０が示されて
いる。炉はガス入口５４とのど部５８をもつガス出口５
６をもつ内部室５２を有する。導入部６０前記した形体
の供給物６１を室５２内に挿入できるようになってい
る。還元性ガス源６２は好ましくはアルゴンガスタンク
の形のものである。計量バルブ６４が、ガス入口５４と
アルゴンガス源６２を接続しているチューブ６６に沿っ
て存在する。計量バルブ６４はタンク６２から室５２へ
のアルゴンガスを計量し全時間に亘り室５２内を還元性
ガス雰囲気に保つことを可能にする。
【００２６】供給物６１を導入部６０に挿入したら前記
した酸素ゲッター６７を導入部６０から入れる。一の態
様においてゲッター物質６７は供給物６１全体をカバー
する。酸素ゲッター物質の目的は供給物から生ずる酸素
と反応して酸化物の生成を防ぐことにある。好ましく
は、本発明で用いる酸素ゲッター６７は炭素であり、よ
り好ましくはコークスである。好ましくは室内５２内の
供給物６１の各１０ポンド当り約１〜２オンスの炭素を
加える。過剰の炭素を用いるとたとえば約２０％の炭素
利用率で残りの８０％は本発明方法で再使用されること
もありうる。供給物６１として多量のフィルターケーキ
を用いる場合は過剰量の炭素粒子６７を用いると、再使
用用に炭素を分けることがむづかしくなる。
した酸素ゲッター６７を導入部６０から入れる。一の態
様においてゲッター物質６７は供給物６１全体をカバー
する。酸素ゲッター物質の目的は供給物から生ずる酸素
と反応して酸化物の生成を防ぐことにある。好ましく
は、本発明で用いる酸素ゲッター６７は炭素であり、よ
り好ましくはコークスである。好ましくは室内５２内の
供給物６１の各１０ポンド当り約１〜２オンスの炭素を
加える。過剰の炭素を用いるとたとえば約２０％の炭素
利用率で残りの８０％は本発明方法で再使用されること
もありうる。供給物６１として多量のフィルターケーキ
を用いる場合は過剰量の炭素粒子６７を用いると、再使
用用に炭素を分けることがむづかしくなる。
【００２７】供給物６１、炭素６７及びアルゴンガスを
室５２に導入したら、炉２４を前記したいくつかの温度
範囲に従って操作する。オフガスをのど部５８を通して
凝縮室６８に入れ次いで系の残部に通す。
室５２に導入したら、炉２４を前記したいくつかの温度
範囲に従って操作する。オフガスをのど部５８を通して
凝縮室６８に入れ次いで系の残部に通す。
【００２８】炉２４が第３の加熱段階に達しカドミウム
蒸気が出てきたら、このカドミウム蒸気をのど部５８を
通して好ましくは一体チューブ状の凝縮室６８に入れ
る。熱電対７０でモニターし凝縮室６８の温度を所望レ
ベルに保つ。
蒸気が出てきたら、このカドミウム蒸気をのど部５８を
通して好ましくは一体チューブ状の凝縮室６８に入れ
る。熱電対７０でモニターし凝縮室６８の温度を所望レ
ベルに保つ。
【００２９】カドミウム蒸気を室６８に入れたら温度を
約４００℃に保つ。この温度をチューブ６８の長さに沿
ってモールド皿７２にて約３００〜３２０℃またコンデ
ンサ出口７３にて約１３５〜２００℃に下げる。チュー
ブ内でカドミウムが凝縮しモールド皿７２に蓄積してカ
ドミウム立方体又はブロック７４を形成する。凝縮室６
８内でのカドミウム蒸気の凝縮は上記したように温度を
下げることによりなされる。
約４００℃に保つ。この温度をチューブ６８の長さに沿
ってモールド皿７２にて約３００〜３２０℃またコンデ
ンサ出口７３にて約１３５〜２００℃に下げる。チュー
ブ内でカドミウムが凝縮しモールド皿７２に蓄積してカ
ドミウム立方体又はブロック７４を形成する。凝縮室６
８内でのカドミウム蒸気の凝縮は上記したように温度を
下げることによりなされる。
【００３０】カドミウムがモールド皿７２内で凝縮した
ら、残りの廃ガスを灰分コレクタ７６に入れる。灰分コ
レクタ７６としては公知のサイクロンやその他の粒状物
濾過及び収集装置を用いることができ、コレクタ７６の
底７８にプラスチック粒状物や灰分等を集める。好まし
くは、セパレータ７６はそのなかを通る廃ガスの流れを
妨害するためのバッフル７９をもつ速度減少スタックか
らなる。これによりガスの速度を低下させまた温度も下
げる。かくして灰分７８が落下し底にたまる。温度をモ
ニターし熱電対８０で調節する。
ら、残りの廃ガスを灰分コレクタ７６に入れる。灰分コ
レクタ７６としては公知のサイクロンやその他の粒状物
濾過及び収集装置を用いることができ、コレクタ７６の
底７８にプラスチック粒状物や灰分等を集める。好まし
くは、セパレータ７６はそのなかを通る廃ガスの流れを
妨害するためのバッフル７９をもつ速度減少スタックか
らなる。これによりガスの速度を低下させまた温度も下
げる。かくして灰分７８が落下し底にたまる。温度をモ
ニターし熱電対８０で調節する。
【００３１】残りの廃ガスをパイプ８２を通し適宜の標
準的廃ガス冷却装置８４に入れさらにパイプ８６を通し
周知の空気処理系８８に入れる。廃ガス冷却装置８４の
温度をモニターし熱電対９０で保つ。廃ガス冷却装置８
４としては公知の標準的な水浴装置を用いうる。
準的廃ガス冷却装置８４に入れさらにパイプ８６を通し
周知の空気処理系８８に入れる。廃ガス冷却装置８４の
温度をモニターし熱電対９０で保つ。廃ガス冷却装置８
４としては公知の標準的な水浴装置を用いうる。
【００３２】前記したように、室５２に導入される炭素
又はコークス６７はそのなかに入れたスクラップ物質塊
６１を覆うように分配することが好ましい。それにより
そこから生ずる酸素を直ちに一酸化炭素及び／又は二酸
化炭素にして室５２内で他の酸化物が生成するのを防ぐ
ことができる。もちろんアルゴンガスも室５２内に還元
性雰囲気をもたらすことにより酸化反応の防止に機能す
る。窒素はアルゴンほどすぐれた結果を示さないことが
判った。
又はコークス６７はそのなかに入れたスクラップ物質塊
６１を覆うように分配することが好ましい。それにより
そこから生ずる酸素を直ちに一酸化炭素及び／又は二酸
化炭素にして室５２内で他の酸化物が生成するのを防ぐ
ことができる。もちろんアルゴンガスも室５２内に還元
性雰囲気をもたらすことにより酸化反応の防止に機能す
る。窒素はアルゴンほどすぐれた結果を示さないことが
判った。
【００３３】カドミウム及びニッケル、その他を含有す
るいかなる形のスクラップ物質も室５２に導入しうる。
前記したプロセス全体を行なった後に室５２内に炭化し
た（チャー）ニッケル−鉄物質が残る。
るいかなる形のスクラップ物質も室５２に導入しうる。
前記したプロセス全体を行なった後に室５２内に炭化し
た（チャー）ニッケル−鉄物質が残る。
【００３４】プラスチック、カドミウム及び他の金属及
び非金属物質のすべてを本発明方法で除いた後約３５％
のニッケル含量をもつニッケル−鉄塊が残る。
び非金属物質のすべてを本発明方法で除いた後約３５％
のニッケル含量をもつニッケル−鉄塊が残る。
【００３５】使用済バッテリーの他にバッテリー加工か
らのプロセス残渣も室５２に導入しうる。これらのプロ
セス残渣は通常電極の製造中に電極板から落下した硝酸
塩を含んでいる。またプロセス残渣には塩基性金属又は
水酸化物も含まれうる。これらの残渣を図１に示すよう
に脱水し室５２に注入する。これらは通常約８０％の水
をもつが感触としてはドライな「フィルターケーキ」状
である。これらのフィルターケーキを導入前に工程２２
で乾燥してから室５２に導入する。
らのプロセス残渣も室５２に導入しうる。これらのプロ
セス残渣は通常電極の製造中に電極板から落下した硝酸
塩を含んでいる。またプロセス残渣には塩基性金属又は
水酸化物も含まれうる。これらの残渣を図１に示すよう
に脱水し室５２に注入する。これらは通常約８０％の水
をもつが感触としてはドライな「フィルターケーキ」状
である。これらのフィルターケーキを導入前に工程２２
で乾燥してから室５２に導入する。
【００３６】炉２４の加熱段階の各々の時間と温度は前
記したパラメータ内で出発物質の形体等により幾分かわ
りうる。
記したパラメータ内で出発物質の形体等により幾分かわ
りうる。
【００３７】本発明の利点として炉室５２とコンデンサ
６８が好ましくは操作に当ってパーツの移動を必要とし
ない一体ユニットにしうることがあげられる。事実、装
置全体５０には動かす必要のあるパーツはなくまた追加
の２次操作を必要としない。
６８が好ましくは操作に当ってパーツの移動を必要とし
ない一体ユニットにしうることがあげられる。事実、装
置全体５０には動かす必要のあるパーツはなくまた追加
の２次操作を必要としない。
【００３８】それ故本発明の方法と装置は単純かつ経済
的でありしかもＣｄ金属及びＮｉ−鉄金属を予期せざる
精度で回収できる。バッチプロセスについて説明したが
運続プロセスも勿論用いうる。
的でありしかもＣｄ金属及びＮｉ−鉄金属を予期せざる
精度で回収できる。バッチプロセスについて説明したが
運続プロセスも勿論用いうる。
【００３９】
【実施例】まずバッテリー電池と電池パーツを寸法を小
さくし内部物を小片に切断した。その８０ポンドをレト
ルトに入れ、粒状炭素１．５ポンドを加えた。レトルト
を閉じ、アルゴン供給チューブ、灰分コレクタ、廃ガス
冷却室及び温度感知装置等の他のプロセス装置と接続し
た、熱エネルギーをレトルト及びその内容物に供給する
熱源を入れて系を作動させた。
さくし内部物を小片に切断した。その８０ポンドをレト
ルトに入れ、粒状炭素１．５ポンドを加えた。レトルト
を閉じ、アルゴン供給チューブ、灰分コレクタ、廃ガス
冷却室及び温度感知装置等の他のプロセス装置と接続し
た、熱エネルギーをレトルト及びその内容物に供給する
熱源を入れて系を作動させた。
【００４０】高温冶金処理プロセスを３つの熱サイクル
で行なった。第１の熱サイクルでレトルト内の供給物か
ら遊離の水と他の湿分を除いた。第２サイクルで分子
水、酸素及び他の揮発物質を除いた。第３サイクルでカ
ドミウムを蒸発しコンデンサ室内で純金属として凝縮さ
せた。３つの熱サイクル中、蒸気、アルゴン、炭素−酸
素その他の揮発分等のプロセスガスをレトルトからコン
デンサ及び灰分コレクタに通し、さらに廃ガス冷却室、
空気処理装置に通した。
で行なった。第１の熱サイクルでレトルト内の供給物か
ら遊離の水と他の湿分を除いた。第２サイクルで分子
水、酸素及び他の揮発物質を除いた。第３サイクルでカ
ドミウムを蒸発しコンデンサ室内で純金属として凝縮さ
せた。３つの熱サイクル中、蒸気、アルゴン、炭素−酸
素その他の揮発分等のプロセスガスをレトルトからコン
デンサ及び灰分コレクタに通し、さらに廃ガス冷却室、
空気処理装置に通した。
【００４１】第１熱サイクル時間は２００〜３００℃で
約１．５〜２時間である。第２熱サイクル時間は５００
〜７００℃で約２〜２．５時間である。第３熱サイクル
時間は９００−１１００℃で約２．５〜３．５時間であ
る。このサイクル中コンデンサ中にある廃流温度を１５
０〜２５０℃に制御した。
約１．５〜２時間である。第２熱サイクル時間は５００
〜７００℃で約２〜２．５時間である。第３熱サイクル
時間は９００−１１００℃で約２．５〜３．５時間であ
る。このサイクル中コンデンサ中にある廃流温度を１５
０〜２５０℃に制御した。
【００４２】第３熱サイクルの最後に、アルゴンガス、
熱エネルギー及び廃ガス冷却水の供給を止めた。レトル
トを放冷し純粋なカドミウムブロックとニッケル−鉄残
渣を他のバッテリー製造プロセス又は他の目的用に取り
出した。
熱エネルギー及び廃ガス冷却水の供給を止めた。レトル
トを放冷し純粋なカドミウムブロックとニッケル−鉄残
渣を他のバッテリー製造プロセス又は他の目的用に取り
出した。
【００４３】コンデンサから取り出したカドミウムブロ
ックは約１１ポンドあった。カドミウムはほぼ９９．９
９９８％の純度を持っていた。ニッケル−鉄副生物は約
５０ポンドであり、その約２４．５ポンドはニッケルだ
った。他の残渣は約１９ポンドの水と灰分でありその１
〜３％は灰分だった。このプロセスは全体でほぼ８時間
を要した。
ックは約１１ポンドあった。カドミウムはほぼ９９．９
９９８％の純度を持っていた。ニッケル−鉄副生物は約
５０ポンドであり、その約２４．５ポンドはニッケルだ
った。他の残渣は約１９ポンドの水と灰分でありその１
〜３％は灰分だった。このプロセスは全体でほぼ８時間
を要した。
【００４４】この方法で得たカドミウムはバッテリー製
造その他の目的に用いるに十分な純度をもっていた。ニ
ッケルは鉄、コバルト等の他の金属と混合又は合金化し
ていた。ニッケル−鉄副生物は毒性テスト（ＴＬＣＰ）
をパスした。このニッケル−鉄はバッテリーの製造又は
これからニッケルを分離するさらなる精練に用いうる。
造その他の目的に用いるに十分な純度をもっていた。ニ
ッケルは鉄、コバルト等の他の金属と混合又は合金化し
ていた。ニッケル−鉄副生物は毒性テスト（ＴＬＣＰ）
をパスした。このニッケル−鉄はバッテリーの製造又は
これからニッケルを分離するさらなる精練に用いうる。
【００４５】上記から明らかなように、本発明方法はカ
ドミウム及びニッケル金属、その他の残渣金属及び非金
属物質を含有するスクラップ物質からカドミウムとニッ
ケルを有効に回収するものである。カドミウム金属はニ
ッケル−カドミウムバッテリー製造に直ちに利用できる
高品質のものである。またニッケル−鉄残渣もその高い
ニッケル含量から金属精錬業者に販売できる高品質のも
のである。
ドミウム及びニッケル金属、その他の残渣金属及び非金
属物質を含有するスクラップ物質からカドミウムとニッ
ケルを有効に回収するものである。カドミウム金属はニ
ッケル−カドミウムバッテリー製造に直ちに利用できる
高品質のものである。またニッケル−鉄残渣もその高い
ニッケル含量から金属精錬業者に販売できる高品質のも
のである。
【００４６】本発明により、ニッケル−カドミウム電池
の環境上の問題点が解決されたといえる。これはカドミ
ウムの投棄が環境汚染にとって深刻な問題であったもの
が、その完全なる回収再利用によって解決されたことに
よる。また十分量のカドミウムを使用済電極から再生で
きる結果新しい原料の必要性も減少させることができ
る。バッテリー業者が企業内でカドミウムを回収できま
たニッケル−鉄残渣も販売できることからその経済性も
著しく高い。
の環境上の問題点が解決されたといえる。これはカドミ
ウムの投棄が環境汚染にとって深刻な問題であったもの
が、その完全なる回収再利用によって解決されたことに
よる。また十分量のカドミウムを使用済電極から再生で
きる結果新しい原料の必要性も減少させることができ
る。バッテリー業者が企業内でカドミウムを回収できま
たニッケル−鉄残渣も販売できることからその経済性も
著しく高い。
【図１】本発明方法を示す工程図。
【図２】本発明方法に用いる装置の概略図。
１２ 切断、１４ ニッケルカドミウム電極、２２ 乾
燥機、２４ 炉、３０粉体セパレータ、３２ コレク
タ、６１ 供給物、６７ 酸素ゲッター物質
燥機、２４ 炉、３０粉体セパレータ、３２ コレク
タ、６１ 供給物、６７ 酸素ゲッター物質
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｍ 10/54 (72)発明者 ハロルド イー マーチン アメリカ合衆国フロリダ州 32601 ゲイ ンスビル エヌ ダブリュー フォーテイ ス アベニュー 7610 (72)発明者 アモス ウイルカーソン アメリカ合衆国フロリダ州 32615 アラ チュアピー オー ボックス 826 カウ ンティ ロード 241
Claims (25)
- 【請求項１】 ニッケル、カドミウム及び他の物質を含
有するＮｉ−Ｃｄバッテリー及びプロセススクラップ物
質を炉に入れ、酸化物生成を抑えるに足る量の酸素ゲッ
ターを炉に加え、炉の雰囲気に還元性ガスを導入し、炉
を加熱して遊離の水を蒸発させ、炉の温度を約５００〜
８００℃に上げて同温度に保ち分子水及び非金属物質を
蒸発させ、炉の温度を約９００℃以上に上げて上記スク
ラップからカドミウム以外の残存スクラップ物質を液化
することなくカドミウムを蒸発させ、蒸発したカドミウ
ムを炉に接続する室に導き、該室内のカドミウム蒸発の
温度を下げて室内でカドミウム蒸気を凝縮及び固化し、
固化したカドミウムを該室から回収し、該室からニッケ
ル系残渣を回収することを特徴とするバッテリー及びプ
ロセススクラップからカドミウム及びニッケル金属を回
収する方法。 - 【請求項２】 酸素ゲッターが炭素からなる請求項１の
方法。 - 【請求項３】 炭素がコークス状のものである請求項２
の方法。 - 【請求項４】 炉内のコークス量が炉内のスクラップ物
質１０ポンド当り約１〜２オンスである請求項３の方
法。 - 【請求項５】 コークスの約８０％以下を次工程で再使
用する請求項４の方法。 - 【請求項６】 還元性ガスがアルゴンからなる請求項１
の方法。 - 【請求項７】 スクラップ物質が使用済又はスクラップ
のニッケル−カドミウムバッテリー、ニッケル−カドミ
ウムバッテリー用使用済電極、ニッケル−カドミウムプ
ロセス残渣、金属水酸化物スラッジ及びその混合物から
選択される請求項１の方法。 - 【請求項８】 遊離の水が少なくとも１〜２時間炉を約
２００〜３００℃に加熱してスクラップ物質から蒸発さ
せる請求項１の方法。 - 【請求項９】 炉の温度５００〜８００℃を少なくとも
１〜２時間保つ請求項１の方法。 - 【請求項１０】 カドミウムを少なくとも約２時間炉の
温度を少なくとも約９００℃に上げて蒸発させる請求項
１の方法。 - 【請求項１１】 カドミウムの凝縮固化後カドミウム凝
縮室に残るガスを残存粒状物除去用の灰分収集装置に入
れ次いで残族廃ガスを冷却してから大気に放出する請求
項１の方法。 - 【請求項１２】 使用済又はスクラップのニッケル−カ
ドミウムバッテリー電池、未使用電極物質、ニッケル−
カドミウムプロセス残渣、又はフィルターケーキからの
スクラップ物質であって、ニッケル、カドミウム、鉄、
コバルト及び他の非金属物質を含むスクラップ物質をレ
トルト炉に入れ、炉内を還元性雰囲気に保ち、酸化物生
成を防ぐためにスクラップ物質上に炭素を層状に加え、
炉を約２００〜３００℃に加熱して遊離の水を蒸発さ
せ、炉の温度を約５００〜８００℃に上げて分子水と非
金属物質を蒸発させ、炉の温度を９００℃以上に上げて
スクラップ物質からカドミウムを蒸発させ、蒸発したカ
ドミウムをモールドを有する一体凝縮室に入れ、該凝縮
室の温度を下げてモールド内でカドミウム蒸気を凝縮さ
せ固化させ、凝縮室からの廃ガスを灰分コレクタに入れ
残存粒状物を回収し、固化した残存カドミウムを回収
し、該炉からニッケル残渣を回収することを特徴とする
レトルト炉内でカドミウムとニッケル金属を高温治金処
理回収する方法。 - 【請求項１３】 炭素がスクラップ物質１０ポンド当り
約１〜２オンスのコークス状のものである請求項１２の
方法。 - 【請求項１４】 炭素の主要量をリサイクルする請求項
１２の方法。 - 【請求項１５】 還元性ガスがアルゴンからなる請求項
１２の方法。 - 【請求項１６】 炉の各加熱段階を少なくとも約１〜２
時間行う請求項１２の方法。 - 【請求項１７】 ニッケル、カドミウム、鉄及び他の非
金属物質を含有するＮｉ−Ｃｄバッテリー及びプロセス
スクラップからカドミウムとニッケル金属を回収する装
置であって、内部に室をもちスクラップ物質を導入する
入口とガス入口とガス出口をもつ炉、該炉室に該ガス入
口から還元性ガスを導入し保持する部材、該スクラップ
物質上に酸化物生成を防ぐために酸素ゲッターを供給す
る部材、該炉室の温度をオフガスのない水、次いで分子
水と非金属物質、次いでカドミウムを段階的に蒸気化す
るよう制御する部材、ガス出口に接続し凝縮したカドミ
ウムを入れるモールドをもつコンデンサ、該コンデンサ
の温度をカドミウム蒸気がモールド内で固化するよう制
御する部材、及び該コンデンサからの廃ガスを濾過し粒
状灰分を収集する部材からなる回収装置。 - 【請求項１８】 灰分収集部材からの濾過済み廃ガスを
冷却する部材をさらに有する請求項１７の装置。 - 【請求項１９】 還元性ガスの導入保持部材がアルゴン
ガス源とアルゴンガスの計量部材をもつ請求項１７の装
置。 - 【請求項２０】 酸素ゲッター部材が炉内に導入した炭
素からなる請求項１７の装置。 - 【請求項２１】 炭素が炉室内のスクラップ物質１０ポ
ンド当り約１〜２オンスのコークスからなる請求項２０
の装置。 - 【請求項２２】 該コンデンサが炉室と一体のコンデン
サチューブからなる請求項１７の製造。 - 【請求項２３】 モールドがコンデンサチューブの温度
低下により固体状カドミウム金属を形成させるために該
コンデンサの底部に置いた可動のカドミウム金属モール
ドである請求項２２の装置。 - 【請求項２４】 炉室温度制御部材が炉室の第１加熱段
階を約２００〜３００℃に保って遊離水を蒸発させ、第
２加熱段階の温度を約５００〜８００℃に上げて分子酸
素と非金属物質を蒸発させ、第３加熱段階の温度を９０
０℃以上に上げてスクラップ物質からカドミウムを蒸発
させる部材からなる請求項１７の装置。 - 【請求項２５】 該コンデンサ温度制御部材がコンデン
サの内部温度を炉ガス出口付近で約４００℃、廃ガス受
入れ部材付近で約１３５〜２５０℃に変えられるように
してある請求項２４の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US570593A | 1993-01-19 | 1993-01-19 | |
| US005,705 | 1993-01-19 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH073344A true JPH073344A (ja) | 1995-01-06 |
Family
ID=21717279
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3076894A Pending JPH073344A (ja) | 1993-01-19 | 1994-01-19 | カドミウムとニッケルの回収装置及び方法 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5437705A (ja) |
| EP (1) | EP0608098A1 (ja) |
| JP (1) | JPH073344A (ja) |
| KR (1) | KR940018472A (ja) |
| CN (1) | CN1055731C (ja) |
| DE (1) | DE608098T1 (ja) |
| SG (1) | SG48727A1 (ja) |
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| KR101383659B1 (ko) * | 2012-05-03 | 2014-04-09 | 한국기계연구원 | 철-니켈 합금 스크랩으로부터 니켈 회수방법 및 이에 사용되는 장치 |
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| DE19547151C2 (de) * | 1995-12-16 | 1999-06-17 | Ald Vacuum Techn Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zum Aufarbeiten von Stoffgemischen mit mindestens zwei Phasen mit unterschiedlichen Siedetemperaturen |
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| RU2300828C1 (ru) * | 2005-11-01 | 2007-06-10 | Открытое акционерное общество "Завод автономных источников тока" | Способ получения активной массы для кадмиевых электродов из отработанного щелочного никель-кадмиевого аккумулятора |
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| RU2344520C2 (ru) * | 2007-01-16 | 2009-01-20 | Закрытое акционерное общество "Кузбассэлемент" | Способ изготовления компонентов активных масс отрицательных электродов для щелочных аккумуляторов при их регенеративной переработке |
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