JPH02187185A - 廃乾電池の処理方法 - 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］ この発明は、廃乾電池の処理方法に関するものである。

［従来技術］ 廃乾電池は最近急に社会問題化してきたが、これは電解
層に水銀を含有している事を起因する環境汚染が予想さ
れるからである。

公表されている統計より推算すれば国内で約５０トン／
年の水銀が都市ゴミに混入して廃棄される事になり、−
最の焼却場や埋立地へ混入するとすれば問題であろう。

さらに、一般に使用されている一次乾電池の内ゴミとし
ての量が最も多いマンガン、アルカリ・マンガン電池の
成分について上記の水銀と同じように推測すると、酸化
マンガン約１３．０００トン、亜鉛的１５．０００　ト
ン、鉄約１０，０００トンが毎年再資源化されずに投棄
される事になる。

現在、このような有用金属を水銀と共に再資源化する技
術が開発されており、クリーン・ジャバン・センター発
行の「再資源化技術の開発状況調査報告書（電池）（昭
和５９年３月発行）」には第１図ないし第３図に示すよ
うな三つの使用済マンガン乾電池の処理方法が紹介され
ている。

第１図に示す方法は、低周波あるいは高周波の電気加熱
炉を使用し、破砕した一次電池を電気加熱炉において４
００〜５００℃で数時間加熱して、固相部分、液相部分
、気相部分の三つの相に大別し、固相部分は引き続き８
００℃付近で加熱した後磁選・濾過などにより鉄、カー
ボン、硫酸マンガン溶液として回収し、液相部分は粗亜
鉛であり、他の成分を除去した後塩化亜鉛溶液として回
収し、気相部分は水銀、カドミウムなどであり、キレー
ト樹脂で捕捉するなどして回収している。

第２図に示す方法は、焙焼炉を用い石灰を加え混和して
還元雰囲気で焙焼し、適宜の処理によりそれぞれの成分
に分離するものである。

第３図に示す方法は、焙焼炉を用い、酸化雰囲気で焙焼
するものである。

［発明の目的］ この発明は前述のような処理方法とは異なる方法を提案
するもので、その目的は省エネルギー化が図れ、経済的
で実用的な廃乾電池の処理方法を提供することにある。

［発明の構成〕 この発明に係る廃乾電池の処理方法は、炉底部に溶融炉
を有する竪型シャフト炉をロータリバルブ等のバルブを
介して二つの区域に区分し、炉の上段部を酸化雰囲気域
、炉の下段部を還元雰囲気域とし、炉の上段部で水銀の
処理を行ない、炉の下段部で亜鉛及びマンガン鉄合金な
どの処理を行なうと共に、炉の下段部で発生したガスは
いったん炉外へ取出し、必要な処理を施して炉の上段に
導入し、エネルギーを有効に利用し、比較的低コストで
有用金属の処理・回収を行なえるようにしたものである
。

［実施例］ 以下、この発明を図示する一実施例に基づいて説明する
。

第４図に示すように、先ず廃乾電池（−次電池であれば
分別回収が行なわれている酸化銀電池を除きすべて）Ｂ
は、破砕機１で破砕して内容物が十分炉内の雰囲気にさ
らされるようにした後、分級機２により分級して、ふる
い下の炉内で発塵しやすい粉状物Ｐは予め混練、造粒し
て、ふるい上の固形物Ｓ（主として金属と電極黒鉛棒）
と混合してチャージ・ホッパ３からシャフト炉４内へ投
入する。

シャフト炉４は、底部に誘導電気炉あるいは電気抵抗炉
などの溶融炉７を有する竪型であり、炉の上段部が酸化
雰囲気域５．炉の下段部が底部に溶融炉７を有する還元
雰囲気域６となっている。

さらに、チャージ・ホッパ３の投入口には気密を保持で
きるロータリバルブ８あるいは二重ベル等が設置され、
また、酸化雰囲気域５と還元雰囲気域６との接続部には
雨雲囲気の混合を避けるとためにロータリバルブ等のバ
ルブを設け、酸化雰囲気域と還元雰囲気域とに区分する
と同時に不活性ガスＧＯを導入してガス　シルしている
。

このようなシャフト炉４において上段の酸化雰囲気域５
で水銀Ｈｇの処理を行ない、下段の還元雰囲気域６で亜
鉛Ｚｎの処理、底部の溶融炉７でマンガン鉄合金ＦｅＭ
ｎの溶融還元処理を行なうと共に、溶融還元の際に発生
する還元ガスＣＯはいったん炉外に取出し、必要な処理
を施して酸化性ガスＧ１とし、このガスＧ１を酸化雰囲
気域らに導入する。

即ち、装入物は酸化雰囲気域５において、下から向流的
に上昇する高温の酸化性ガスＧ１で加熱酸化され、水銀
化合物は酸化第二水銀）１ｇＯとなり、さらに、５００
℃以上で分解して金属水銀蒸気Ｈｇとなって域外へ他の
ガスとともに取出される。

したがって、ここでのガス出口温度は少なくとも５００
℃以上が必要である。

域外へ取出された含水銅蒸気ガスＧ２は、酸化第二水銀
生成を完全にするためガス中の可燃分を十分な酸素量で
燃焼させるために焼却炉９へ導かれる。

焼却炉９から出た含水銅蒸気ガスＧ２は、従来性なわれ
ている水銀精錬と同じような水銀凝縮器１０で凝縮除去
され、さらにガス洗浄塔１１、集塵装置１２を経て除害
設備１３へ導かれる。　除害設備１３としては種々考え
られるが、活性炭による吸着が効果的であり、水銀を吸
着した活性炭は、集塵装置１２およびシラフナ１４の処
理物とともにシャフト炉４ヘリサイクルさせることによ
り完全なりローズド化が可能である。

次に、酸化雰囲気域５で脱水銀された被処理物は、ロー
タリバルブ等を通って還元雰囲気域６に入り、ここで下
から上昇して来る還元ガスＣ○により先ず、亜鉛が還元
され、金属亜鉛の沸点以上の炉内温度で蒸発して炉外へ
還元ガスＣＯとともに出て行く。

このため、還元雰囲気域のガス出口のある頂部は少なく
とも９０７℃（亜鉛沸点）以上、好ましくは１０００℃
以上の温度が必要であり、酸化雰囲気域５から来る被処
理物の温度は９５０℃以上は必要である。

この還元雰囲気域６内に装入された被処理物は還元され
ながら炉底部の溶融炉７で溶融される。

溶融炉７の中では、未還元被処理物中の酸化マンガンや
鉄分が、残存する炭素分と直接溶融還元反応を起こしフ
ェロマンガンＦｅＭｎを生成するとともに一酸化炭素ガ
スＣＯを発生し、この−酸化炭素ガスが還元炉６の還元
ガスｃ。

として利用される。

還元雰囲気域６から出た還元ガスｃｏは金属亜鉛蒸気と
ともに亜鉛凝縮器１５へ導かれる。

亜鉛凝縮器１５で、金属亜鉛Ｚｎは、溶融亜鉛として除
去され、残りのガスは冷却器１６により冷却され、脱硫
器１７により洗浄、脱硫した後、燃焼炉１８で燃焼させ
、酸化雰囲気域５の熱源および酸化剤としての酸化性ガ
スＧ１となして酸化雰囲気域５の下部へ供給する。

［発明の効果］ 前述のとおり、この発明によれば、竪型シャフト炉を酸
化雰囲気域と還元雰囲気域とに区分し、酸化雰囲気域で
水銀の処理を行ない還元雰囲気域で亜鉛及びマンガン鉄
合金などの処理を行なうと共に、還元雰囲気域で発生し
たガスは酸化雰囲気域の熱源および酸化剤として利用す
るようにしたため、エネルギを有効に利用でき、比較的
低コスト有用金属の処理・回収を行なえるため、極めて
経済的・実用的である。

【図面の簡単な説明】 第１図、第２図、第３図は従来の処理方法を示すフロー
チャート、第４図はこの発明に係る廃乾電池の処理方法
を示すフローチャートである。 １・・・破砕機　　　　　　　　２・・・分級機３・・
・チャージ・ホッパ　　　４・・・シャフト炉５・・・
酸化雰囲気域　　　　６・・・還元雰囲気域７・・・溶
融炉　　　　　　８・・・ロークリバルブ９・・・焼却
炉　　　　　　　１０・・・水銀凝縮器１１・・・ガス
洗浄塔　　　　　１２・・・集塵装置１３・・・除害設
備　　　　　　１４・・・シラフナ１５・・・亜鉛凝縮
器　　　　　１６・・・冷却器１７・・脱硫器　　　　
　　　１８・・・燃焼炉筒　２　区

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）炉底部に溶融炉を有する竪型シャフト炉をロータリ
   バルブ等のバルブを介して二つの区域に区分し、炉の上
   段部を酸化雰囲気域、炉の下段部を還元雰囲気域とし、
   炉の上段部で水銀の処理を行ない、炉の下段部で亜鉛及
   びマンガン鉄合金などの処理を行なうと共に、炉の下段
   部で発生したガスはいったん炉外へ取出し、必要な処理
   を施して炉の上段に導入することを特徴とする廃乾電池
   の処理方法。 ２）竪型シャフト炉上段部の酸化雰囲気域で水銀化合物
   を酸化し酸化第二水銀とした後、分解して金属水銀蒸気
   として炉外に取出すようにしたことを特徴とする特許請
   求の範囲第１項に記載の廃乾電池の処理方法。 ３）竪型シャフト炉下段部の還元雰囲気域で亜鉛を還元
   し、亜鉛蒸気として炉外に取出すと共に、残存する酸化
   マンガンや鉄分は直接還元・溶融して炉外に取出すよう
   にしたことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
   廃乾電池の処理方法。