JPS61281467A - マンガン乾電池の回収処理プロセス - Google Patents

マンガン乾電池の回収処理プロセス

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JPS61281467A
JPS61281467A JP60123399A JP12339985A JPS61281467A JP S61281467 A JPS61281467 A JP S61281467A JP 60123399 A JP60123399 A JP 60123399A JP 12339985 A JP12339985 A JP 12339985A JP S61281467 A JPS61281467 A JP S61281467A
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JP
Japan
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manganese
recovered
sulfuric acid
mercury
carbon rod
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Pending
Application number
JP60123399A
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English (en)
Inventor
Kazujiro Nanbu
和二郎 南部
Shigeru Ogawa
茂 小川
Masanori Furukawa
古川　正法
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KIRESUTO GIKEN KK
Original Assignee
KIRESUTO GIKEN KK
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
    • H01M6/52—Reclaiming serviceable parts of waste cells or batteries, e.g. recycling
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/84—Recycling of batteries or fuel cells

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  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Primary Cells (AREA)

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］ 本発明は使用済みマンガン乾電池（アルカリ・マンガン
乾電池を含む二以下廃Ｍｎ電池と称す）の回収処理プロ
セスに関し、外皮材中の金属成分、炭素棒及び合剤を夫
々分別し１合剤中の水銀を含む重金属を除去・固定化し
、マンガン分を収率よく回収する、公害防止と省資源を
目的としたプロセスに関するものである。
［従来の技術］ 士数年前から廃Ｍｎ乾電池の処分からくる環境汚染は一
つの社会問題化してきている。Ｍｎ乾電池の基礎材とし
て大なり小なり水銀が用いられている以上、地下に埋め
た場合は有機水銀化を、また焼却した場合は水銀の大気
汚染、或は地下に入って有機水銀化を招来し、乾電池の
分別収集に伴う公害問題を無視できない状況となってい
る。
水銀含有度の大きいボタン型水銀電池については、一応
の対策が実用化されているが、廃Ｍｎ乾電池については
研究も余り多くないし、実用的と思われる対策は全くな
いとしてよいようである。
〔発明が解決しようとする問題点Ｊ 周知の通りＭｎ乾電池には、円筒形の単１形乃至単５形
のものの他、角形、積層平形等多くの種類のものが市販
されており、その需要は乾電池の需要の大半を占めてい
る。その結果として使用済みＭｎ乾電池の廃棄量も膨大
な量にのぼっている。この廃Ｍｎ乾電池は当然のことな
がら電池としての機能は失われているが、外皮材中の金
属成分や炭素棒をはじめとして合剤（炭素棒の周囲に充
填される減極剤〕中の２酸化マンガン等の有価成分を多
量含んでおり、これらを無色に投棄することは省資源の
観点からも好ましいことではない６本発明はこの様な状
況のもとで特に廃Ｍｎ乾電池を対象とし、その中に含ま
れる有価成分を効率良く回収すると共に、有害な重金属
成分は効率よく除去・固定化することのできる技術を提
供しようとするものである。
［問題点を解決する為の手段〕 本発明に係る回収処理プロセスの構成は廃Ｍｎ乾電池を
分解した後、外皮部分と炭素棒と合剤に分離し、外皮部
分中の金属成分及び炭素棒は夫々分別して回収する一方
、合剤は硫酸水溶液にて処理して、不溶性の酸化マンガ
ン（主として二酸化マンガン）を回収するともに、その
可溶分から水銀を含む重金属を固定し、マンガン分を硫
酸マンガンとして回収するところに要旨を有するもので
ある。
［作用ｊ 本発明に係る廃Ｍｎ乾電池の回収処理プロセスは廃Ｍｎ
乾電池を分解して外皮材と炭素棒と合剤に分離し、外皮
材中の金属成分と炭素棒は夫々分別して回収し、その溶
液からは、水銀等の重金属を固定化して分離した後硫酸
マンガンとして回収しようとするものである。
現行のマンガン電池はルクランシエ電池として知られて
いるものを原形としている。陽極としては炭素棒、陰極
には水銀を塗布した（アマルガム化した）亜鉛、電解液
としては約２０％ＮＨ，ＣＩ液、復極剤として二酸化マ
ンガンを用いている。商品としての電池に対して各社処
方に差はあるものの大同小異であろうと思われる。また
形状寸法はすべて規格化されている。
このような構成であるからして、廃Ｍｎ乾電池の処理を
乾式法によって行なうとすれば、水、７ンモニ７、塩化
物、酸素と高温に耐える装置の構成材料を選定しなけれ
ばならないが、この様な要求を満たす実用可能な材料が
ない為、乾式処理プロセス自体の設計を困難にしている
。よって本発明は湿式によって問題の解決をはかったも
のである。
具体的なプロセスを略記すれば以下の通りである。
ａ）廃Ｍｎ乾電池を規格毎に機械的に分別する。
ｂ）各電池の外皮をセラミックカッター等で切開いてか
ら炭素棒を破壊しないように、プレスにより圧壊して合
剤部は荒く破砕する。
Ｃ）水洗によって合剤部は一部溶解させながら除く。
ｄ）残された外皮金属と炭素棒の混合物から、機械的に
炭素棒のみを分別する。
ｅ）外皮金属から鉄分を磁気分別により除いて、Ｚｎを
主成分とする金属成分を得る。
ｆ）上記ｂ）、ｃ）で得られた合剤は硫酸々性として、
不溶性の酸化マンガン（二酸化マンガン主成分）を回収
分離する。
ｇ〕上記ｆ）で得られた液の部分は重金属、水銀。
亜鉛、マンガン、鉛等を含む硫酸々性液である。この液
に硫化水素又は硫化ソーダーを加えて重金属を硫化物と
して固定分別す条、その濾液から硫酸マンガンを回収す
る。
ｈ）　ｇ）で分別された硫化重金属から例えば水銀は既
知の技術によって回収できる。
ｉ）処理は殆んど常温でよいし、最高でも６０”０どま
りであるので、装置として塩化ビニル樹脂のような構造
材ですますことができる。
第１図は以上の構想を回収工程図として示したものであ
り、連続化も可能である６図中１は形状分別装置、２は
切砕装置、３は水ジェット洗浄器、４はポンプ、５は炭
素棒分離器、６は除鉄装置、７は硫酸添加器、８は硫化
槽、９は硫酸マンガン析晶槽である。
上記の方法によって廃マンガン電池中から亜鉛外皮炭素
棒、酸化マンガン、硫酸マンガン、水銀等を回収できる
。
本発明にて、合剤の処理に硫酸々性とする根拠は実施例
で説明するが１次の実験的事実によるものである。
廃Ｍｎ乾電池は反応の結果、二酸化マンガンともに一酸
化マンガン（ＭｎＯ）、塩化アンモニア、塩化亜鉛を含
む、これら塩化物は水溶性で回収二酸化マンガン中に含
まれると乾燥時に塩素の発生低度の低下をもたらして望
ましくない、ｆ）項に示したこれら塩化物の水による抽
出速度は存外遅いものであって、新しい電池のそれとは
全く違った状態にあるようである。熱水を用いた抽出で
も回収二酸化マンガン分生の塩化物は除きにくい、実験
の結果、硫酸濃度が０．５〜２０ｆｉ量％、より好まし
くは１〜ｌＯ重量％硫酸水溶液とすると、回収酸化マン
ガン中には実質上塩化物が含まれないことが判った。ま
たｇ）項に示した工程で高純度の硫酸マンガンを得るに
は、共存重金属を除いていた方が公害防止の点からも望
ましい。
［実施例］ 収集した廃Ｍｎ乾電池を形状分離機にかけて単一形のも
のを選別しく１０．０Ｋｇ）　、この乾電池を切開圧壊
装置に投入して金属外皮及び合剤を圧壊した０次いでこ
の圧壊物を洗浄装置に投入し、高圧水を吹き付けて合剤
を洗い落し、スクリーン上に残った金属外皮と炭素棒を
回収した。これらを形状分離装置に移して処理し、網目
を落下した炭素棒を回収（０，５２Ｋｇ　：回収率５．
２％）すると共に、金属外皮は更に磁力分別機に通して
鉄分を除去し、亜鉛外皮（０，８Ｋｇ：回収率６％）を
回収した。
一方、前記高圧水洗浄工程で洗い落した合剤は洗詐水か
ら濾別回収しく［１，ＯＫｇ：回収率６０％）、これを
複数に分割して、第１表に示す如く熱水又は各種濃度の
硫酸水溶液で抽出処理を行なった。結果を第１表（抽出
残部成分）及び第２表（抽出液成分）に夫々に一括して
示す、但し洗浄液は合剤湯玉の１０倍量使用し、分析値
は乾燥重量で示した。
第１．２表より次の様に考えることができる。
（１）Ｍｎ成分の回収という目的のみからすれば熱水抽
出の方が好ましい様に考えられるが、この場合は抽出残
部成分中に多量の塩素分が混入してくる為、後処理及び
再利用の段階で問題を生じる。
（２）これに対し硫酸水溶液を使用すると塩素分を効率
良く抽出除去することができ、特に２％以上の硫酸水溶
液で使用すると塩素分を実質的に零とすることができる
。
（３）硫酸水溶液を用いた場合、ＭｎＯは相当除去され
るが、Ｍ　ｎ　Ｏ２については溶解度が極めて低い為高
収率で回収することができる。但し硫酸濃度が高くなり
過ぎると Ｍ　ｎ　Ｏ、Ｍ　ｎ　０２共に回収率が大幅に低下して
くるので、好ましくは硫酸濃度を１０％以下に抑えるの
がよい。
（４）Ｚｎについては合剤中に少量混入してもそれほど
悪影響はないが、Ｚｎの混入を特に少なくしたい場合は
硫酸濃度を５％以上に設定することが望まれる。
（５）抽出残分中には硫酸に不溶の炭素が多量混入して
くるが、これらは抽出処理後の焙焼処理等で簡単に除去
することができる。
（８）抽出濾液中にはかなりの量の有害金属が混入して
くるが、これらは前記第１ｒＩ４でも説明した様に硫化
水素や硫化ナトリウム等を加えて硫化物に変換すること
によって容易に除去することができ、又濾液中の硫酸分
は抽出液として循環使用することができる。
［発明の効果］ 本発明は以上のように構成されており、廃Ｍｎ乾電池か
ら有価成分である金属亜鉛、炭素棒、酸化マンガン（二
酸化マンガン主体）、硫酸マンガン、水銀等を回収し、
併せて公害も防止することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の実施例を示す概略工程説明図である。 １・・・形状分離装置　　　　２・・・切砕装置３・・
・水ジエツト洗浄槽　　４・・・ポンプ５・・・炭素棒
分離塁　　　　６・・・除鉄装置７・・・硫酸洗浄槽　
　　　　８・・・硫化槽９・・・硫酸マンガン析晶槽

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 使用済みマンガン乾電池（アルカリ・マンガン乾電池を
    含む）を分解した後、外皮部分と炭素棒と合剤に分離し
    、外皮部分中の金属成分及び炭素棒は夫々分別して回収
    する一方、合剤は硫酸水溶液にて処理して、不溶性の酸
    化マンガン（主として二酸化マンガン）を回収するとも
    に、その可溶分から水銀を含む重金属を固定し、マンガ
    ン分を硫酸マンガンとして回収することを特徴とするマ
    ンガン乾電池の回収処理プロセス。
JP60123399A 1985-06-06 1985-06-06 マンガン乾電池の回収処理プロセス Pending JPS61281467A (ja)

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