(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ペースト紙が貼付された鉛蓄電池用極板から活物質と鉛合金を分離回収する方法であって、前記極板に水流を噴射して活物質と格子体に分離する工程、ペースト紙が付着したままの前記格子体を乾燥する工程、前記格子体をペースト紙が付着したまま熱溶解する工程を経るものであり、前記ペースト紙が付着したままの格子体を乾燥する工程において、ペースト紙の水分含有率〔（ペースト紙質量−ペースト紙の絶対乾燥質量）／ペースト紙質量×１００〕を１０％以下にすることを特徴とする鉛蓄電池用極板の活物質と鉛合金の分離回収方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉛蓄電池用極板から活物質と鉛合金を分離回収する方法及びそれに用いる装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、鉛蓄電池用極板の製造工程は、鉛または鉛合金からなる格子体を製造する工程、酸化鉛粉を水と硫酸で混練して活物質となるペーストを製造する工程、このペーストを前記格子体に充填し極板とする工程、前記極板を所定の湿度雰囲気で熟成した後に乾燥する工程から成る。この後、極板は組立工程に送られ、セパレータやその他の部品を組み付け電槽に収容して液無しの電池とされる。続いて、電解液（希硫酸）を注液して通電する化成工程を経て製品となる。
【０００３】
各工程では、製造中に様々な要因で後工程に送れない仕損品が発生することがある。これら仕損品をそのまま廃棄するのは、コストがかかり環境面からも好ましくない。そこで、再利用して電池の製造工程に戻す必要がある。このうち、熟成、乾燥工程以前の状態の極板であれば、極板を水に浸漬し揺動することで容易に活物質と格子体に分離できる。格子体は再溶解し、格子体製造工程の原料として使用する。
【０００４】
鉛蓄電池の格子体には、製造法により鋳造格子体とエキスパンド格子体がある。近年主流となっているエキスパンド格子体を用いた極板は、充填工程でペースト紙といわれる薄い紙を極板に貼り付け、充填したペーストが格子体から脱落するのを防止している。このペースト紙は格子体や活物資とは物性が異なるため、分離、回収の障害となっていた。
【０００５】
鉛蓄電池用極板から活物質と鉛合金を分離回収するために、特許文献１には、溶解炉内の上部に極板又は極板群のいずれか一方又は双方からなる被溶解物を投入する部屋が設けられ、溶解炉内の下部には被溶解物を熱溶解した溶解鉛合金を回収する溶解鉛合金回収部屋が設けられ、両部屋の間は被溶解物を加熱して溶解させると共に、得られた溶融鉛合金を孔から落として分離する有孔分離板で仕切った装置が開示されている。また、特許文献２には、鉛蓄電池用極板を圧延することにより、活物質を粉砕して格子体から分離し、格子体を構成している材料を回収する方法及び装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平８−４５５６５号公報
【特許文献２】特開２００８−１３０４３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１の方法は、被溶解物を加熱するのは有孔分離板と周囲の大気である。有孔分離板は被溶解物との接触面積が小さく、被溶解物の活物質部分は多孔質の鉛化合物で熱伝達の効率が低い。大気も被溶解物の溶解にはほとんど寄与しないので被溶解物の溶解に時間がかかるといった問題がある。
【０００８】
特許文献２の方法は、機械的に極板を粉砕するため、鉛化合物の粉塵が多量に発生する。そのため、装置全体をカバーして、外部の集塵機で鉛粉塵を回収しなければならない。また、装置各部への鉛粉塵の付着は避けられず、定期的な洗浄が必要であり、運用コストが高くなる問題があった。
【０００９】
本発明が解決しようとする課題は、短時間で格子体を溶解し、鉛粉塵の飛散を抑制して、極板から活物質と鉛合金を分離回収することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため本発明では、鉛蓄電池用極板から活物質と鉛合金を分離回収する方法であって、前記極板に水流を噴射して活物質と格子体に分離する工程、前記格子体を乾燥する工程、前記格子体を熱溶解する工程を有することを特徴とする。
【００１１】
殊に本発明では、ペースト紙が貼付された鉛蓄電池用極板から活物質と鉛合金を分離回収する方法であって、前記極板に水流を噴射して活物質と格子体に分離する工程、ペースト紙が付着したままの前記格子体を乾燥する工程、前記格子体をペースト紙が付着したまま熱溶解する工程を経ることを特徴とする。
【００１２】
上記ペースト紙が付着したままの格子体を乾燥する工程において、ペースト紙の水分含有率〔（ペースト紙質量−ペースト紙の絶対乾燥質量）／ペースト紙質量×１００〕を１０％以下にすることを特徴とする。
【００１３】
上記の極板に水流を噴射して活物質と格子体に分離する工程では、外部と隔離された空間内を、鉛蓄電池用極板を載置して水平方向に移動するメッシュコンベアと、メッシュコンベア上方に設置されメッシュコンベアに向かって水流を噴射するノズルと、メッシュコンベア下方に設置された活物質回収かごと、メッシュコンベア終端に設置された格子体回収かごとを備えた分離装置が用いられる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、短時間で格子体を溶解し、鉛粉塵の飛散を抑制して、極板から活活物質と鉛合金を分離回収することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の工程フロー図である。
【図２】本発明の鉛蓄電池用極板の活物質と格子体の分離装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１７】
本発明の工程フローを図１に示す。
（分離工程）
仕損品の鉛蓄電池用極板に水流を噴射して、活物質と格子体に分離する工程である。
（乾燥工程）
前記格子体または、ペースト紙が貼付された鉛蓄電池用極板ではペースト紙が付着したままの格子体を乾燥する工程である。
（溶解工程）
前記格子体または、前記ペースト紙が付着したままの格子体を熱溶解する工程である。
【００１８】
前述のように、格子体の種類によってペースト紙の有無があるので、それぞれの場合について説明する。
【００１９】
参考例
鋳造格子体を用いた極板１５について説明する。
（分離工程）
図２に鉛蓄電池用極板の活物質と格子体の分離工程で用いる装置を示す。分離装置１は外部と隔離された空間で、メッシュコンベア２が貫通している。メッシュコンベア２は、メッシュベルト２ａとローラ３で構成され、メッシュベルト２ａは、ステンレスの鋼線を網目状にして作られている。ローラ３は図示しないモータで矢印方向に回転され、メッシュベルト２ａを駆動する。極板１５は搬送経路１０から矢印方向に搬送され、メッシュコンベア２に移送される。メッシュコンベア２は極板１５を載置し、速度０．５ｍ／ｍｉｎで右から左へ水平方向に移動する。
【００２０】
分離装置１の上部には送水管４が貫通し、メッシュコンベア２の上方に設置され、メッシュコンベアに向かって水流を噴射するノズル５が３箇所設けられている。送水管４は通常バルブで閉められているが、分離装置１の運転時にはバルブを開放し、左から右方向（矢印で図示）に送水される。このとき、ノズル５からは０．５〜１．５ＭＰａの水圧で、一本あたり２０Ｌ／ｍｉｎの水流６が噴射される。
【００２１】
この水流６によって極板１５から活物質１６が分離し、格子体１７がメッシュベルト２ａ上に残り搬送される。活物質１６は水流６にのって、メッシュベルト２ａの網目開口部から下方へ流出し、メッシュコンベア２の下方に設置された活物質回収かご７に捕集される。活物質回収かご７は網目状のかごで、水は網目から流出し排水管８から排水される。活物質回収かご７が活物質１６で満杯になったら、水洗装置１から引き出される。活物質１６は、乾燥、粉砕処理して、ペースト製造工程で再利用される。
【００２２】
前記格子体１７は、メッシュコンベア２の左端から落下し、メッシュコンベア２の終端に設置された格子体回収かご９に捕集される。上記の条件で、極板１５の処理量は５０ｋｇ／ｈであった。このように分離工程は、水流の噴射によって活物質を格子体から洗い流しているので、活物質の粉塵が大気中に飛散することはない。
（乾燥工程）
前記格子体１７を６５ｋｇ捕集した格子体回収かご９を乾燥炉へ移動させ、温度１３０℃で加熱した。乾燥効率を上げるために、格子体回収かご９は網目またはパンチングメタルなどのように、熱風が循環する構造が好ましい。
【００２３】
乾燥１時間ごとに格子体回収かご９から格子体１７の破片をサンプリングして、水分の付着を観察する。水分の付着がなくなったら乾燥を終了し、次の工程へ移動させる。
（溶解工程）
溶解炉の底部に鉛合金を入れ、溶解炉を加熱する。底部の前記鉛合金は溶融鉛となる。続いて、乾燥後の前記格子体１７を溶解炉に投入する。格子体１７は熱容量が小さいため、前記溶融鉛に容易に溶解し鉛合金の溶融物となる。溶解温度は４５０℃程度にすると適度な流動性を持ち、回収の作業性が良い。この熱溶解は格子体１７を直接溶解するので、前述の特許文献１の方法より短時間で溶解できる。
【００２４】
実施例
ペースト紙が貼付された、エキスパンド格子体を用いた極板１５’について説明する。（分離工程）
図２に示した分離装置を用いる。分離装置１は外部と隔離された空間で、メッシュコンベア２が貫通している。メッシュコンベア２は、メッシュベルト２ａとローラ３で構成され、メッシュベルト２ａは、ステンレスの鋼線を網目状にして作られている。ローラ３は図示しないモータで矢印方向に回転され、メッシュベルト２ａを駆動する。極板１５’は搬送経路１０から矢印方向に搬送され、メッシュコンベア２に移送される。メッシュコンベア２は極板１５’を載置し、速度０．５ｍ／ｍｉｎで右から左へ水平方向に移動する。
【００２５】
分離装置１の上部には送水管４が貫通し、メッシュコンベア２の上方に設置され、メッシュコンベアに向かって水流を噴射するノズル５が３箇所設けられている。送水管４は通常バルブで閉められているが、分離装置１の運転時にはバルブを開放し、左から右方向（矢印で図示）に送水される。このとき、ノズル５からは０．５〜１．５ＭＰａの水圧で、一本あたり２０Ｌ／ｍｉｎの水流６が噴射される。
【００２６】
この水流６によって極板１５’から活物質１６が分離し、格子体１７’がメッシュベルト２ａ上に残り搬送される。格子体１７’にはペースト紙が絡み付いて付着しているが、図が煩雑になるのでペースト紙は図示していない。活物質１６は水流６にのって、メッシュベルト２ａの網目開口部から下方へ流出し、メッシュコンベア２の下方に設置された活物質回収かご７に捕集される。活物質回収かご７は網目状のかごで、水は網目から流出し排水管８から排水される。活物質回収かご７が活物質１６で満杯になったら、分離装置１から引き出される。活物質１６は、乾燥、粉砕処理して、ペースト製造工程で再利用される。
【００２７】
前記ペースト紙が付着した格子体１７’は、メッシュコンベア２の左端から落下し、メッシュコンベア２の終端に設置された格子体回収かご９に捕集される。上記の条件で、極板１５’の処理量は５０ｋｇ／ｈであった。
【００２８】
このように水洗工程は、水流の噴射によって活物質を格子体から洗い流しているので、活物質の粉塵が大気中に飛散することはない。
（乾燥工程）
前記ペースト紙が付着した格子体を格子体１７’を６５ｋｇ捕集した格子体回収かご９を乾燥炉へ移動させ、温度１３０℃で加熱した。乾燥効率を上げるために、格子体回収かご９は網目またはパンチングメタルなどのように、熱風が循環する構造が好ましい。
【００２９】
乾燥１時間ごとに格子体回収かご９からペースト紙を１０ｇサンプリングして、赤外線水分量計で水分含有率を測定する。サンプリング場所は、格子体回収かご９のできるだけ内部が好ましい。ペースト紙の水分含有率は次の式１によって求められる。
ペースト紙の水分含有率（％）＝（乾燥後のペースト紙質量−ペースト紙の絶対乾燥質量）／乾燥後のペースト紙質量×１００  ・・・・・（１）
ペースト紙に水分が残留していると、次の溶解工程で溶解効率が低下するばかりか、水の体積膨張で溶融鉛が飛散する危険性があるので、この工程でペースト紙の水分含有率を下げなければならない。予備実験により、水分含有率１０％以下ならば次工程で危険性がないことを確認した。
【００３０】
ペースト紙の水分含有率が１０％以下になったら、３０分後に再度サンプリングして、同様に水分含有率を測定する。これは、ペースト紙は格子体回収かご９中にランダムに分布しているため、安全を期するためである。この測定で、水分含有率が１０％以下であるならば、次の工程へ移行する。
（溶解工程）
溶解炉の底部に鉛合金を入れ、溶解炉を加熱する。底部の前記鉛合金は溶融鉛となる。続いて、乾燥後の前記ペースト紙が付着した格子体１７’を溶解炉に投入する。格子体１７’は熱容量が小さいため、前記溶融鉛に容易に溶解し鉛合金の溶融物となる。このとき、ペースト紙は木質紙の発火温度（２８０〜３００℃）で燃焼し、格子体１７’は３３０℃以上で溶解が始まる。溶解した格子体１７’は、鉛合金の溶融物となる。溶解温度は４５０℃程度にすると適度な流動性を持ち、回収の作業性が良い。ペースト紙の燃焼残渣は溶融鉛合金の上に鉛酸化物と共に浮遊するので、これをスコップ状の道具で除去した後、鉛合金をひしゃくなどですくいとる。
【００３１】
以上のように本発明では、短時間で格子体を溶解し、鉛粉塵の飛散を抑制して、極板から活物質と鉛合金を分離回収することができる。
【符号の説明】
【００３２】
１  分離装置
２  メッシュコンベア
２ａ  メッシュベルト
３  ローラ
４  送水管
５  ノズル
６  水流
７  活物質回収かご
８  排水管
９  格子体回収かご
１０  搬送経路
１５  （鋳造格子体を用いた）極板
１５‘  （エキスパンド格子体を用いた）極板
１６  活物質
１７  分離後の（鋳造）格子体
１７’  分離後の（エキスパンド）格子体
【図１】
0005407608.tif 000002
【図２】
0005407608.tif 000003