JPH0982371A - 廃ニッケル・水素二次電池からの有価物回収方法 - Google Patents

廃ニッケル・水素二次電池からの有価物回収方法

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JPH0982371A
JPH0982371A JP26197195A JP26197195A JPH0982371A JP H0982371 A JPH0982371 A JP H0982371A JP 26197195 A JP26197195 A JP 26197195A JP 26197195 A JP26197195 A JP 26197195A JP H0982371 A JPH0982371 A JP H0982371A
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nickel
cobalt
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recovering
iron
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Takuji Yoshida
卓司 吉田
Hironori Tateiwa
宏則 立岩
Hiroshi Ono
小野  浩
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Mitsui Kinzoku Co Ltd
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Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 装置の腐食の問題が少なく、少ない工業薬品
使用量で、廃ニッケル・水素二次電池から、銅、鉄等の
不純物が混入した場合でも、効率的にニッケル、コバル
ト、レアアース等の有価物を回収する。 【解決手段】 使用済みのニッケル・水素二次電池を破
砕・解砕・篩分し、プラスチックス、鉄、発泡ニッケル
等を含む粗粒部と水酸化ニッケル及び水素吸蔵合金を含
む細粒部に分離する工程、篩分後の粗粒部から磁力選別
によりプラスチックス、紙を除去した後、燃焼により残
存するカーボン等の有機物を完全に除去し、粉砕・篩分
により鉄の除去を行い発泡ニッケルを回収する工程、篩
分後の細粒部からナトリウム、カリウム等のアルカリ金
属を含んだ硫酸溶液でニッケル、コバルトを溶解し、セ
リウム、ランタン等のレアアースをアルカリ金属との硫
酸複塩の沈殿物として分離し、レアアースを回収する工
程、ニッケル、コバルトの硫酸溶液をカソード部のpH
を4以上に調整して電解することにより、ニッケル、コ
バルトを金属として回収する工程とからなる廃ニッケル
・水素二次電池からの有価物回収方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、使用済みのニッケル・
水素二次電池(廃ニッケル・水素二次電池)からニッケ
ル、コバルト、レアアース元素を回収する方法に関する
ものである。
【0002】
【従来技術】廃ニッケル・水素二次電池から有価物であ
るニッケル、コバルト、レアアース元素の回収方法とし
て、特開平6−340930号に示されるように、レア
アース、ニッケル等有価物を鉱酸で溶解し、レアアース
はフッ化物として分離回収し、レアアースを除去した液
からニッケルを水酸化物沈殿として回収する方法が提案
されている。しかしながら廃ニッケル・水素二次電池は
銅、鉄等雑多の不純物が混入していることが多く、これ
らの不純物は溶液中にフッ素が存在するとフッ素と錯イ
オンを形成し、レアアースとの分離が困難になる。
【0003】また、液中のフッ素は腐食性が強く、特別
に耐蝕性を高めた装置が必要となる。さらに、レアアー
ス、ニッケル等有価物の溶解に用いる鉱酸および液の中
和に使用するアルカリは繰り返して再利用することは困
難であることから、これらの薬剤は全量廃水処理工程で
廃棄されるものと考えられ、経済性及び省資源の観点か
ら、大量処理には難点がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、廃ニ
ッケル・水素二次廃電池からのニッケル、コバルト、レ
アアース元素の回収に関して、銅、鉄等不純物が混入し
た場合にも適用可能で、装置的腐食の問題が少なく、か
つ少ない薬品使用量でニッケル、コバルト、レアアース
元素を回収することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、使用済のニッ
ケル・水素二次電池用を破砕・解砕・篩分し、プラスチ
ックス、鉄、発泡ニッケル等を含む粗粒部と水酸化ニッ
ケル及び水素吸蔵合金を含む細粒部に分離し、粗粒部か
らは磁力選別によるプラスチックス、紙の除去、燃焼に
よるカーボン等の有機物の除去、粉砕・篩分による鉄の
除去を行い、発泡ニッケルを回収する。一方、細粒部か
らはナトリウム、カリウム等のアルカリ金属を含んだ硫
酸溶液でニッケル、コバルトを溶解し、レアアース元素
は硫酸複塩の沈殿物として回収する。
【0006】ニッケル、コバルトの硫酸溶解液は電解を
行いニッケル、コバルトを金属として回収する。ニッケ
ル、コバルトを金属として回収した後の電解液(電解尾
液)は再度廃ニッケル・水素二次電池の溶解に使用する
ことができる。電解尾液を廃ニッケル・水素二次電池の
溶解に用いる場合は、レアアースとアルカリ金属との硫
酸複塩を生じる当量の硫酸及びアルカリ金属を補充す
る。また、ニッケル、コバルトの溶解液に銅、カドミウ
ムが混入する場合は、硫化アルカリ(硫化ナトリウム、
硫化カリウム、硫化アンモニウム)もしくは硫化水素を
溶解液に添加することにより、銅及びカドミウムを除去
し、鉄が混入する場合は過マンガン酸カリウム等の酸化
剤を添加し、3価の鉄に酸化した後、pHを4以上に調
整することにより除去される。
【0007】
【実施例】以下、実施例に基づいて本発明を具体的に説
明する。
【0008】実施例1 ニッケル・水素二次電池を剪断破砕機(Alpine
A.G.Germany製のRotoplex Cut
ting Mill)を用いて、960rpm、200
V、3.7KW、排出径12mmΦ(1/2”)の条件
で乾式で破砕を行った。次に、解砕機(Attrict
ion Machine)を用いて、4枚羽、5段の条
件で湿式で解砕を行い、その後28meshの篩で分級
した。篩上の粗粒部(+28mesh)を2,000〜
3,000Gaussの磁力で磁力選別してプラスチッ
クス、紙等の非着磁物を除去した後、微量のプラスチッ
クス、紙を燃焼除去した。
【0009】燃焼後の残渣を振動ミル(川崎重工業社製
のT−100型)を用いて925rpm、100V、
0.8KWの条件で粉砕し、24meshの篩で分級す
ることにより、金属鉄と発泡ニッケルが分離され、発泡
ニッケルが,−24meshの細粒部に濃縮・回収され
た。一方、解砕機(Attriction Machi
ne)で湿式解砕・分級されて得られた−28mesh
の細粒部には、電池の活物質であるニッケル・水素及び
水酸化ニッケル等の有価物が濃縮されている。表1に、
4種類の廃ニッケル・水素二次電池(A〜D)に上記の
処理を行い、得られた細粒部の分析結果を示す。
【0010】
【表1】
【0011】表1のNo.Aの100gを硫酸濃度3.
5mol/l、ナトリウム濃度1.0mol/lに調整
した液1リットルで80℃、6時間で溶解したところ、
ニッケル、コバルトは100%溶解したが、セリウム、
ランタン、ネオジウムはほとんど溶解しなかった。残っ
た溶解残渣をX線回折分析を行ったところ、これらレア
アース元素は難溶性のナトリウムとの硫酸複塩であるこ
とを確認した。このニッケル、コバルトの硫酸液に苛性
ソーダを添加してpHを5に調整した後に隔膜電解を行
い、ニッケルとコバルトの金属を得た。
【0012】実施例2 実施例1で得られた表1のNo.Aを10g、硫酸濃度
1.0mol/l、ナトリウム濃度1.5mol/lに
調整した液1リットルで80℃、6時間溶解したとこ
ろ、ニッケルは83%、コバルトは92%溶解したが、
セリウム、ランタン、ネオジウムはほとんど溶解しなか
った。このニッケル、コバルト溶解液に苛性ソーダを添
加してpH5に調整した後で隔膜電解を行い、ニッケル
とコバルトの金属を得た。電解後の電解尾液で残渣を再
度、80℃、6時間の溶解を行ったところニッケル、コ
バルトは全量溶解した。電解尾液での再溶解液にもセリ
ウム、ランタン、ネオジウムはほとんど溶解しなかっ
た。
【0013】実施例3 実施例1で得られた表1のNo.Bを100g、硫酸濃
度3.5mol/l、ナトリウム濃度1.0mol/l
に調整した液1リットルで80℃、6時間溶解したとこ
ろ、ニッケル、コバルト、銅は100%溶解したが、セ
リウム、ランタン、ネオジウムはほとんど溶解しなかっ
た。溶解液に硫化ナトリウム10g添加し、30℃、6
時間放置し、濾過したところ、銅は100%除去され
た。ニッケルは5%、コバルトは7%沈殿としてロスし
た。銅を除去した後のニッケル、コバルト液に苛性ソー
ダを添加してpHを5に調整した後で、隔膜電解を行
い、ニッケルとコバルトの金属を得た。また硫化ナトリ
ウムを添加して生じた沈殿を電解尾液で洗浄することに
より、銅と一緒に沈殿していたニッケル、コバルトを全
量溶解・回収することができた。
【0014】実施例4 実施例1で得られた表1のNo.Cを100g、硫酸濃
度3.5mol/l、ナトリウム濃度1.0mol/l
に調整した液1リットルで80℃、6時間溶解したとこ
ろ、ニッケル、コバルト、鉄は100%溶解したが、セ
リウム、ランタン、ネオジウムはほとんど溶解しなかっ
た。溶解液に過マンガン酸カリウム10g添加し、苛性
ソーダを添加してpHを4に調整して、生成した沈殿を
濾過した。鉄は98%が沈殿として除去された。ニッケ
ルは4%、コバルトは1%が沈殿としてロスした。鉄を
除去したニッケル、コバルト液に苛性ソーダを添加して
pHを5に調整して、隔膜電解を行い、ニッケルとコバ
ルトの金属を得た。
【0015】実施例5 実施例1で得られた表1のNo.Dを100g、硫酸濃
度3.5mol/l、ナトリウム濃度1.0mol/l
に調整した液1リットルで80℃、6時間溶解したとこ
ろ、ニッケル、コバルト、銅は100%溶解したが、セ
リウム、ランタン、ネオジウムはほとんど溶解しなかっ
た。この溶解液に硫化ナトリウム10g添加し、30
℃、6時間放置し、濾過したところ、銅は100%除去
された。ニッケルは5%、コバルトは7%沈殿としてロ
スした。銅を除去した後のニッケル、コバルト溶液に苛
性ソーダを添加してpHを5に調整した後で、隔膜電解
を行い、ニッケルとコバルトの金属を得た。また、硫化
ナトリウムを添加して生じた沈殿を電解尾液で洗浄する
ことにより、銅と一緒に沈殿していたニッケル、コバル
トは全量溶解、回収することができた。
【0016】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の方法によ
れば、装置の腐食の問題が少なく、少ない工業薬品使用
量で、廃ニッケル・水素二次電池から、銅、鉄等の不純
物が混入した場合でも、効率的にニッケル、コバルト、
レアアース等の有価物が回収できる。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 使用済みのニッケル・水素二次電池を破
    砕・解砕・篩分し、プラスチックス、鉄、発泡ニッケル
    等を含む粗粒部と水酸化ニッケル及び水素吸蔵合金を含
    む細粒部に分離する工程、篩分後の粗粒部から磁力選別
    によりプラスチックス、紙を除去した後、燃焼により残
    存するカーボン等の有機物を完全に除去し、粉砕・篩分
    により鉄の除去を行い発泡ニッケルを回収する工程、篩
    分後の細粒部からナトリウム、カリウム等のアルカリ金
    属を含んだ硫酸溶液でニッケル、コバルトを溶解し、セ
    リウム、ランタン等のレアアースをアルカリ金属との硫
    酸複塩の沈殿物として分離し、レアアースを回収する工
    程、ニッケル、コバルトの硫酸溶液をカソード部のpH
    を4以上に調整して電解することにより、ニッケル、コ
    バルトを金属として回収する工程とからなることを特徴
    とする廃ニッケル・水素二次電池からの有価物回収方
    法。
  2. 【請求項2】 ニッケル、コバルトを溶解する溶液とし
    て、ニッケル、コバルトを電解回収した後の電解液を使
    用することを特徴とする請求項1記載の廃ニッケル・水
    素二次電池からの有価物回収方法。
  3. 【請求項3】 前記レアアースを回収する工程に引き続
    き、ニッケル、コバルト溶解液に硫化アルカリもしくは
    硫化水素を添加して、溶液中の銅、カドミウムを硫化物
    として除去することを特徴とする請求項1または請求項
    2記載の廃ニッケル・水素二次電池からの有価物回収方
    法。
  4. 【請求項4】 前記レアアースを回収する工程に引き続
    き、ニッケル、コバルト溶解液に過マンガン酸カリウム
    等の酸化剤を添加して溶液中に溶けている鉄を三価に酸
    化した後、pHを4もしくは5に調整して、溶液中の鉄
    を水酸化物沈殿として除去することを特徴とする請求項
    1または請求項2記載の廃ニッケル・水素二次電池から
    の有価物回収方法。
  5. 【請求項5】 前記レアアースを回収する工程に引き続
    き、ニッケル、コバルト溶解液に硫化アルカリもしくは
    硫化水素を添加して、溶液中の銅、カドミウムを硫化物
    として除去した後、該除去液に過マンガン酸カリウム等
    の酸化剤を添加して溶液中に溶けている鉄を三価に酸化
    した後、pHを4もしくは5に調整して、溶液中の鉄を
    水酸化物沈殿として除去することを特徴とする請求項1
    または請求項2記載の廃ニッケル・水素二次電池からの
    有価物回収方法。
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