JPS6229072A - 廃乾電池の有価物回収方法及びその装置 - 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〉 本発明は、使用済みの廃乾電池より有価物を回収する廃
乾電池の有価物回収方法及びその装置に関するものであ
る。

〈従来の技術〉 最近の社会は、電化製品の技術的進歩に伴い、企業のみ
ならず一般家庭での乾電池類の使用は年年増加し、加え
て従来のマンガン乾電池よりもより放電容量が大きく、
電圧変動が少なく、そして高率放電に適するアルカリマ
ンガン乾電池の使用量の増加は特に著しいものである。

このような乾電池の多くは負極に亜鉛を用いており、放
電時には負極より水素ガスが発生するが、これを抑制す
るために水銀や水銀化合物を用いている。この有害な水
銀を含む廃乾電池は、家庭から廃棄物として各自治体が
収集し、直接埋立処分場に埋め立てられるか、可燃物と
共に焼却処分されている。この結果として最近の調査報
告では埋め立てられた場合、水銀による土壌の汚染は数
ｐｐｍから数＋ｐｐｎｔという箇所が発見され、更にこ
れ等の埋立地の多くでメチル水銀さえも検出されている
。このような状況のもとで、各自治体の中では廃乾電池
を分別して収集する傾向が強まり、その処理に対応する
には、水銀を除去して無害化することばもとよりこれら
を構成する有価物を有効的に回収する必要がある。

しかして、従来より水銀含有廃棄物を処理する方法とし
て、水銀含有廃棄物を竪型多段焙焼式へレスホフ炉で焙
焼し、発生する排ガスをコンデンサーにて冷却して水銀
を回収し、水銀を回収した後の排ガスは、薬液洗滌、電
気集塵機によろミスト等の除去を行い、清浄化した後、
大気中に放散し、また、処理過程で生ずる余剰水は、蒸
発炉で処理していた。また、上記へレスホフ炉を出た焼
滓は、調湿してダストを押さえ、鉄筋コンクリート製埋
設槽に埋立処理していた。

上記、水銀含有廃棄物の処理方法及び装置を用いて従来
は回収廃乾電池より水銀を回収していた。

その従来のフローシステムを第７図に、系統図を第８図
に示す。

回収廃乾電池は倉庫１１に貯蔵され、各種混合のまま解
砕混合機１５に入れて破砕及び押し潰しを行い、原料貯
留ビン１６に貯留される。原料は原料貯留ビン１６から
フィーダー（図示せず）でヘレスホフ炉２１に投入され
る。上記へレスホフ炉２１は第９図に示すように、円筒
型鋼板外胴に耐火煉瓦を裏張りしたもので、内部を水平
またはわずかに勾配のある煉瓦棚２１ｂを置く、軸２１
ｄより各段に歯のついたアーム２１ｃを出しており、原
料貯留ビン１６より供給され、ホッパー２１ａよりチャ
ージされた原料の各段煉瓦棚２１ｂ上の装入物を攪拌す
ると同時に水平移動させる。原料は上部より連続的に装
入されて、各煉瓦棚２１ｂの中心部より円周方向と、そ
の逆方向を交互に繰り返しながら移動し、下部に落下し
て焼滓出口２１ｈより排出される。炉の中央部付近にバ
ーナー２１ｅが挿入され、炉内を加熱焙焼する。２次空
気は空気’ｌｌ’２１　ｆより吹き込まれ、軸２１ｄを
通り各段に供給される。排ガスは炉頂からＡ方向に排出
サレる。２１ｇは上記軸２１ｄとこれに取り付けたアー
ム２１ｃを回転させる原動機である。第８図の焙焼設備
２０はへレスホフ炉２１で構成される。上記へレスホフ
炉２１を出た焼滓は埋立処分場へ運搬され埋め立てられ
る。

〈発明が解決しようとする問題点〉 しかして、上記従来の廃乾電池の有価物回収方法及びそ
の装置は下記の如き欠点があった。

（ａ）　　種類、大きさの異なる廃乾電池を解砕混合機
１５でただ単に解砕混合してヘレスホフ炉２１に入れる
ので、水銀の含有状態による適正な焙焼条件が設定でき
ず、解砕混合された原料の大きさが不揃いであるので、
水銀を含む物質に均一に熱を伝達するのが困難である。

（ｂ）　　廃乾電池は鉄の外皮で覆われているので、解
砕混合機１５で処理して分離しても、ヘレスホフ炉２１
に亜鉛と共にチャージされるので、水銀を含む物質と共
に加熱する際、亜鉛と鉄は亜鉄酸亜鉛を形成することが
あり、原料にするには不適である。さらに、外皮の鉄板
は熱効率にも悪い影響を及ぼす。

（Ｃ）　　へレスホフ炉２１での焙焼は原料の動キが少
ないため、熱を受けとる原料表面の水銀は揮発するが、
亜鉛が互いに接触した状態から適度な溶融で結びつき、
団塊が生ずる傾向になり水銀が揮発し難くなり、亜鉛を
含む焼滓中の水銀の残存率が高くなる。

（ｄ）　　へレスホフ炉２１を出な焼滓は、亜鉛と二酸
化マンガンが主体を占め、亜鉛はほぼ５０％近い含有率
を示すが、これを埋立処分することは、有価物の大部分
を捨て去ることとなり、埋設槽の費用をも含めると資源
の損失につながる。

本発明は上述した事情に鑑みてなされたもので、廃乾電
池を処理し、これに含まれる有害物である水銀を除去し
て、水銀をはじめ鉄層、亜鉛原料を有価資源として有効
的かつ運転操業上無公害で安全衛生に影響なく回収する
廃乾電池の有価物回収方法及びその装置を提供せんとす
るものである。

く問題点を解決するための手段〉 そのため本発明は、廃乾電池を破砕混合した原料を焙焼
した排ガスより、凝縮・排ガス処理設備と排水処理設備
によって水銀を回収する廃乾電池の有価物回収方法にお
いて、回収した廃乾電池を型状選別機にかけて形状及び
寸法の差異により分別し、次に重量選別機にかけて同一
寸法の廃乾電池を原理的な違いによる製品の種類別に分
別し、分別した廃乾電池を寸法と種類の同じもの別に解
砕機にかけて鉄の外皮を除去回収し、次に解砕混合機で
破砕混合した後、ロータリーキルンで焙焼し・該ロータ
リーキルンの焼滓はクーラーにて冷却し、解砕機にかけ
た後、磁選機により鉄くずを回収し、残りの亜鉛、二酸
化マンガン等を含む亜鉛滓を回収することを特徴とする
廃乾電池の有価物回収方法と、廃乾電池を破砕混合した
原料を焙焼した排ガスより水銀を回収する凝縮・排ガス
処理設備と排水処理設備を有する廃乾電池の有価物回収
装置において、回収した廃乾ｆ４池を形状及び寸法別に
分別する型状選別機と重量の相違により分別する重量選
別機と分別された廃乾電池の外皮を本体と分離する解体
機と該解体機より出た電池の本体を破砕及び押し潰す解
砕混合機とよりなる前処理設備と、上記解砕混合機で処
理した廃乾電池の本体を焙焼するロータリーキルンと該
ロータリーキルンを出た焼滓を冷却するクーラーとより
なる焙焼設備と、上記クーラーを出た焼滓を解砕する解
砕機と該解砕機の排出物より鉄くずを分離すると共に亜
鉛、二酸化マンガン等を含む亜鉛滓を回収する磁選機と
よりなる焼滓処理設備を有することを特徴とする廃乾電
池の有価物回収装置により構成される。

く作　用〉 廃乾電池は原理的な違いの製品の種類、形状及び大きさ
の差異により分別され、鉄の外皮は取り除いてロータリ
ーキルン３１に投入されるので、水銀の含有状態による
適正な焙焼条件が設定可能であり、焙焼炉のロータリー
キルン３１は原料が該キルンの回転により炉の内壁と共
に一定の位置まで昇って落下し炉内の傾斜と共に出口側
に移動するので、落下する原料と上昇する原料が衝突し
合い原料は互いに結合する乙となく粉状あるいは構成物
が単体として存在し単体は互いに表面をきづつけ合う。

従って、水銀を含む亜鉛等の構成物は表面が活性化し合
い水銀が熱を吸収し易く、又揮発表面が大きくなり揮発
が効果よく行われる。

さらに、ロータリーキルン３１を出た焼滓はクーラー３
２を経て解砕機６２にかけて解砕した後、磁選機６３に
より鉄くずを分離するので亜鉛、二酸化マンガン等を含
む亜鉛滓が回収できる。

〈実施例〉 以下、添付図に基づいて本発明の一実施例を説明する。

第１図は本発明の一実施例を示す廃乾電池の有価物回収
フローシステム図、第２図は同系統図である。

回収廃乾電池は倉庫１１に貯蔵され、各種混合のまま型
状選別機１２に送られる。この型状選別機１２は第３図
に示すように、整列フィーダー１２ａに供給された廃乾
電池は電磁式振動によって上記整列フィーダー１２ａの
溝の中を前方に送られ選別フィーダー１２ｂに落ちる。

この時、ボタン型及び単４型易下の小さい廃乾電池は１
２ｅで示す２本の桟の間のスリットより下に落ち集めら
れる。次に単３型はスリット１２ｄより、単体ｚ型はス
リット１２ｅ及び単１型はスリット１２ｆよりそれぞれ
下に落ちて集められる。最後に単１型が集められると、
その他の箱型の大きい廃乾電池は選別フィーダー１２ｂ
先端より落ちて集められる。上記選別フィーダー１２ｂ
は、整列フィーダー１２　ａと同様に電磁振動式フィー
ダー１２ｇによって廃乾電池を送るようになっている。

上記スリット１２ｅで分別されたボタン型と単４．５型
は図示しない上記と同じ構造の型状選別機でさらに区別
する。

上記型状選別機１２により形状及び寸法別に分別された
廃乾電池の内、単１型、単２型、単３型の各筒型のもの
にはマンガン乾電池とアルカリマンガン乾電池の２種が
大半を占めており、これ等は同一型状であっても構成物
質の違いにより重さが違っているので、同−型状別に重
量選別機１３により重量選別を行う。第４図に重量選別
機の斜視図を示す。

廃乾電池はフィーダー１３ａから送り込み、コンベヤー
１３ｂで計量コンベヤー１３ｃに載せられる。ここで一
定の範囲の重量を検知するように指定すると、この計量
コンベヤー１３ｃでロードセルにより１個１個の重量を
検知して選別コンベヤー１３ｄにて計量された各々の重
量に選り分ける。選り分ける装置にはフリッパ一式、エ
ヤジェット式等がある。

上記型状選別Ｐｌｋ１２と重量選別機１３により形状、
寸法及び重量別に選別された廃乾電池は、例えば単１、
単２、単３等の各型とマンガン、アルカリマンガン等の
穏頚別に第５図に示す解体機１４にかけて鉄の外皮を除
去する。外皮の除去は、刃又は砥石を用いて外皮を切断
する方法では、切断によって発生する熱で水銀が飛散し
、作業環境に悪影響が生じるのでそれを防ぐため、第５
図に示す解体機１４を使用する。この構造は、廃乾電池
を同じ方向に整列させ、受は台の両側より支持棒１４ａ
が圧力により押し出されて廃乾電池１４ｂを支えると、
解体型１４ｃが支持棒１４ａに沿って両側より出て解体
型１４ｃを廃乾電池１４ｂの極板を押さえる部分に当て
圧力で解体型１４ｃを図に鎖線で示すように開く。外皮
１４ｄは解体型１４ｃによって外側に拡げられ本体１４
ｅと分離する。これ等を下に落とし、磁選によって外皮
１４ｄを鉄くずとして回収する。

上記解体機１４にて外皮を除去した残りの本体１４ｅの
集合である原料は解砕混合機１５にて破砕及び押し潰し
をして筒状の本体中の正極合剤等の包含物質を筒より分
離し粉砕する。上記廃乾電池の本体１４ｅは、マンガン
乾電池においては亜鉛の筒に囲まれ、アルカリマンガン
乾電池においては鉄製の筒の中に亜鉛が入れられている
。上記解砕混合機１５は、パドル式と称され、第６図に
示すように長方形の上面解放で、溝形の本体１５ａの中
には羽根１５ｃがついた軸１５ｂが２９配設されている
。この軸１５ｂ、１５ｂは、一対の歯車１５ｄ、１５ｄ
で互いに反対方向に回転するようになっており、図示し
ないモータにより駆動される。廃乾電池の本体は第６図
の右方向から矢印方向にチャージされ、互いに反対方向
に回転する羽根１５ｃにより破砕及び押し債されて左方
の破線矢印方向に下方の出口１５ｅから押し出される。

押し出された原料は供給コンベヤー（図示せず）により
原料貯留ビン１６に貯留される。上記型状選別機１２か
ら原料貯留ビン１６までを前処理設備１０として第２図
に示す。

上記原料貯留ビン１６には廃乾電池の本体を破砕及び押
し潰した原料が型・寸法別及び構成物質の相違による種
類別に貯留され、ロータリーキルン３１に図示しない定
量供給機でチャージされる。

チャージされた原料の内、水銀は亜鉛の融点４１９℃に
到るまでに沸点３６０℃でほとんど揮発し、上記ロータ
リーキルン３１の入口側に設けられたダクト（図示せず
）を通り他の可燃物の燃焼ガス及び揮発成分あるいは水
分と共に排ガスとして第１図、第２図に示すサイクロン
４１以下の凝縮・排ガス処理膜４ＩＩ４０及び排水処理
設備５０で処理される。しかして、上記凝縮・排ガス処
理膜［４０及び排水処理設備５０は第７図の従来のフロ
ーシステム図と同じである。

上記ダクトを通った排ガスはダストを除去するサイクロ
ン４１及び乾式電気集塵機４２を経てコンデンサー４３
に導かれる。コンデンサー４３では排ガスは常温まで温
度が下がるので、常温で水銀蒸気圧以上の水銀蒸気は凝
縮し、水銀が回収される。排ガス中の塩化物等の大気汚
染物質は次のガス洗浄塔４４で適当な薬液にて気液接触
によって除去する。又、ミスト等は湿式電気集塵機４５
で除くが、水銀は一部がガス化しているので、水銀を吸
着するキレ−１・樹脂を添着した活性炭槽の脱Ｍ塔４６
を通過接触させて大気中に排ガスとして放出する。上記
サイクロン４１から脱Ｍ塔までの設備を凝縮・排ガス処
理設備４０として第２図に示す。このようにして排ガス
は環境保全に適合した状態で排出するので環境汚染の問
題は生じない。又、薬液に使用す水等は循環利用し、こ
れ等に吸収された水銀は排水処理ＰＡ５２とフィルター
５３を通して水銀固定剤にて処理して回収する。

また、薬液内の一部塩類にも亜鉛の一部が含まれている
ため、これを回収するのと水を排出しないようにドライ
ヤー５４を使用し、そのためのボイラー５５が設けであ
る。クーリングタワー５１はガス洗浄塔に使用する薬液
温度を下げろためのものである。

上記クーリングタワー５１からボイラー５５までの設備
を排水設備５０として第２図に示す。

上記ロータリキルンは有害な水銀ガスのリーク防止のシ
ールを施しであるが、その他の構造は一般的に使用され
ているものと同しである。炉入口からチャージされた原
料は、バーナー（図示せず）による燃料の燃焼熱により
加熱され、炉内の傾斜と共に焼滓が排出され、排ガスは
上述のダクトに排出される。上記ロータリーキルンを出
た焼滓は高ｍであるので、ロータリークーラー３２ａと
グーリングコンベヤー３２ｂで構成されるクーラー３２
で冷却するが、先ずロータリークーラー３２ａにて空気
と熱交換して冷却され、焼滓が出口側に移動する間に３
００〜４００℃に温度が下がり、クーリングコンベヤー
３２ｂにチャージされる。

上記熱交換して加熱した空気は、ロータリーキルン３１
の二次空気として利用することにより、エネルギーの節
減を計る。上記クーリングコンベヤー３２ｂは、セーキ
ングコンベヤー（振動コンベヤー）で、外部より冷却す
るジャケット付のものを使用し、焼滓は移動中に冷却す
る。上記ロータリーキルン３１、ロータリークーラー３
２ａ１クーリングコンベヤー３２ｂを燃焼設備３０とし
て第２図に示す。上記クーリングコンベヤー３２ｂで冷
却された焼滓は一旦焼滓貯留槽６１に入れる。

焼滓にはアルカリマンガン乾電池の筒型の鉄製品、又一
部原料中に入る鉄製品があり、これ等には亜鉛、マンガ
ン等の他の構成物質が付着しているので解砕機６２で分
離しＴｉ１選機６３にて鉄くずを回収する。上記解砕機
６２はケージミル型式のものが使用される。鉄を除去し
た焼滓は秤量ビン６４に入れ計量された後、亜鉛滓とし
て回収される。

この亜鉛滓は亜鉛と二酸化マンガンが主体を占める乙と
になり、亜鉛はほぼ５０％近い含有率を示す。上記焼滓
貯留槽６１から秤量ピン６４までの設備を焼滓処理設備
６０として第２図に示す。

〈発明の効果〉 以上詳細に説明した本発明の廃乾電池の有価物回収方法
及びその装置によれば、下記の如き効果を奏する。

■　前処理設備により廃乾電池を形状・寸法別及び構成
物質の相違により分別し、それぞれ別個に処理すると共
に外皮を鉄くずとして回収するので、有価物でも有害な
水銀を確実に除去回収できる。

■　焙焼設備にロータリーキルンを使用するので水銀が
効果的に揮発し、回収効率が良い。

■　解砕機と磁選機を組み合わせた焼滓処理設備により
、廃乾電池から再資源化として利用可能な有価物の鉄く
ず、亜鉛、二酸化マンガン等を回収できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す廃乾電池の有価物回収
フローシステム図、第２図は同系統図、第３図は本発明
の有価物回収装置に使用する型状選別機の斜視図、第４
図は同重量選別機の斜視図、第５図（ａ）、（ｂ）はそ
れぞれ同解体機の解体動作を示す平面図及び側面図、第
６図は同解砕混合機の斜視図、第７図は従来の廃乾電池
の有価ξグ回収フローシステム図、第８図は同系統図、
第９図は従来使用されたヘレスホフ炉の縦断面図である
。 １０・前処理設備、１１　倉庫、 １２・・型状選別機、１３・・重量選別機、１４　解体
機、１４ｄ・外皮、１４ｅ　　本体、１５　解砕混合機
、２０，３０　　焙焼設備、２１　ヘレスホフ炉、 ３１　・ロータリーキルン、３２・クーラー、３２ａ　
　・ロータリークーラー、 ３２ｂ　　クーリングコンベヤー、 ４０　・凝縮・排ガス処理設備、 ５０　・排水処理設備、６０　焼滓処理設備、６２　・
解砕機、６３　・磁選機、

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）廃乾電池を破砕混合した原料を焙焼した排ガスよ
   り、凝縮・排ガス処理設備と排水処理設備によって水銀
   を回収する廃乾電池の有価物回収方法において、回収し
   た廃乾電池を型状選別機にかけて形状及び寸法の差異に
   より分別し、次に重量選別機にかけて同一寸法の廃乾電
   池を原理的な違いによる製品の種類別に分別し、分別し
   た廃乾電池を寸法と種類の同じもの別に解体機にかけて
   鉄の外皮を除去回収し、次に解砕混合機で破砕混合した
   後、ロータリーキルンで焙焼し、該ロータリーキルンの
   焼滓はクーラーにて冷却し、解砕機にかけた後、磁選機
   により鉄くずを回収し、残りの亜鉛、二酸化マンガン等
   を含む亜鉛滓を回収することを特徴とする廃乾電池の有
   価物回収方法。
2. （２）廃乾電池を破砕混合した原料を焙焼した排ガスよ
   り水銀を回収する凝縮・排ガス処理設備と排水処理設備
   を有する廃乾電池の有価物回収装置において、回収した
   廃乾電池を形状及び寸法別に分別する型状選別機と重量
   の相違により分別する重量選別機と分別された廃乾電池
   の外皮を本体と分離する解体機と該解体機より出た電池
   の本体を破砕及び押し潰す解砕混合機よりなる前処理設
   備と、上記解砕混合機で処理した廃乾電池の本体を焙焼
   するロータリーキルンと該ロータリーキルンを出た焼滓
   を冷却するクーラーとよりなる焙焼設備と、上記クーラ
   ーを出た焼滓を解砕する解砕機と該解砕機の排出物より
   鉄くずを分離すると共に亜鉛、二酸化マンガン等を含む
   亜鉛滓を回収する磁選機とよりなる焼滓処理設備を有す
   ることを特徴とする廃乾電池の有価物回収装置。