(57)【要約】【課題】コストの低い方法で乾電池からマンガン酸化物を回収する。【解決手段】この発明の乾電池からのマンガン酸化物回収方法は、乾電池を破砕処理した後に篩い分け処理をして、マンガン酸化物粒子と亜鉛酸化物粒子を含む破砕物を篩下物として得る破砕・篩い分け処理工程と、破砕・篩い分け処理工程後の前記篩下物に存在するマンガン酸化物粒子と亜鉛酸化物粒子を含む粒子の凝集体を、各粒子に分散する乾式解砕処理工程と、乾式解砕処理工程による解砕物から、重さの違いによりマンガン酸化物粒子と亜鉛酸化物粒子を分離する乾式重量差分離処理工程と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
乾電池を破砕処理した後に篩い分け処理をして、マンガン酸化物粒子と亜鉛酸化物粒子を含む破砕物を篩下物として得る破砕・篩い分け処理工程と、
破砕・篩い分け処理工程後の前記篩下物に存在するマンガン酸化物粒子と亜鉛酸化物粒子を含む粒子の凝集体を、各粒子に分散する乾式解砕処理工程と、
乾式解砕処理工程による解砕物から、重さの違いによりマンガン酸化物粒子と亜鉛酸化物粒子を分離する乾式重量差分離処理工程と、
を有する乾電池からのマンガン酸化物回収方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、乾電池からマンガン酸化物を回収する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一次電池である乾電池は二次電池と異なり繰り返し使用ができないため、従来より、廃棄された乾電池（廃乾電池）を回収して、再利用可能な金属材料を回収することが提案されている。
下記の特許文献１には、廃乾電池を一軸せん断タイプの破砕機で破砕し、破砕物を篩い分け処理して篩上物を磁力選別処理し、鉄成分含有粒片と亜鉛成分および銅成分含有粒片とに分類することが記載されている。篩下物は、そのまま亜鉛および銅成分含有粒片に分類している。そして、得られた鉄成分含有粒片は鉄源原料とし、亜鉛成分および銅成分含有粒片は、非鉄精錬プロセス向けの亜鉛および銅源原料としている。この方法において、二酸化マンガンは、外装鉄缶、亜鉛缶、集電棒、合剤とともに、篩い分け処理によって篩上物とされるが、二酸化マンガンを単独で回収することについては記載されていない。
【０００３】
下記の特許文献２には、廃乾電池から二酸化マンガン（ＭｎＯ2 ）と塩化亜鉛（ＺｎＣｌ2 ）を分離回収する方法が記載されている。この方法では、先ず、マンガン乾電池を破砕した後に篩い分け処理し、アンダーサイズ品（篩下物）を塩酸に溶解し、その溶液から不純物成分を除去した後に加熱濃縮する。次に、この濃縮物に過塩素酸を加えて加熱することで二酸化マンガンと塩化亜鉛の固形混合物を得、得られた固形混合物に水を加えて塩化亜鉛を溶解した後に濾過することで、固形の二酸化マンガンと水溶性の塩化亜鉛を分離している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−８７１号公報
【特許文献２】特開平１１−１９１４３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のように、特許文献１には、乾電池から二酸化マンガンを単独で回収する記載はなく、特許文献２の方法は、化学反応を伴う手法で二酸化マンガンと塩化亜鉛を分離回収しているため、溶媒コストや廃水コストが大きいという問題点がある。
この発明の課題は、コストの低い方法で乾電池から二酸化マンガン（ＭｎＯ2 ）などのマンガン酸化物を回収することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、この発明は、乾電池を破砕処理した後に篩い分け処理をして、マンガン酸化物粒子と亜鉛酸化物粒子を含む破砕物を篩下物として得る破砕・篩い分け処理工程と、破砕・篩い分け処理工程後の前記篩下物に存在するマンガン酸化物粒子と亜鉛酸化物粒子を含む粒子の凝集体を、各粒子に分散する乾式解砕処理工程と、乾式解砕処理工程による解砕物から、重さの違いによりマンガン酸化物粒子と亜鉛酸化物粒子を分離する乾式重量差分離処理工程と、を有する乾電池からのマンガン酸化物回収方法を提供する。
【０００７】
この発明の方法で回収されたマンガン酸化物粒子に対して改質処理を行って得られた酸化マンガン（ＭｎＯ）は、高炉製鉄方法で製鋼副原料として使用することができる。
【発明の効果】
【０００８】
この発明の乾電池からのマンガン酸化物回収方法は、化学反応を伴わない手法であり、しかも、乾式による解砕処理および重量差分離処理を行うため廃水処理が不要となることで、コストを低く抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この発明の一実施形態に相当する、乾電池からのマンガン酸化物回収方法を示す工程図である。
【図２】篩下物をＥＰＭＡで面分析した結果を示す図である。
【図３】実施形態の方法を実施可能な装置構成を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、この発明の実施の形態について説明する。
図１は、この発明の一実施形態に相当する、乾電池からのマンガン酸化物回収方法を示す工程図である。
［破砕・篩い分け処理工程］
先ず、回収された使用済み乾電池の中に二次電池が入っていないかを確認し、入っていた場合には二次電池を取り出した残りの使用済み乾電池に対して、破砕処理を行う。この破砕処理では、一軸せん断タイプの破砕機を用いて乾電池を一次破砕する。次に、一次破砕により生じた乾電池の破砕物を篩い分け処理する。この篩い分け処理は、例えば、篩い目が５ｍｍ以下のものを用いて行う。篩上物は磁力選別処理して鉄片と残渣に分離する。篩下物は、ほとんどが１ｍｍ以下の粒子となる。
【００１１】
図２は、この篩下物をＥＰＭＡで面分析した結果（どの場所にどの元素が分布しているか）を示す図である。図２から、マンガン（Ｍｎ）元素と亜鉛（Ｚｎ）元素は別々に存在しており、化学結合はしていないと推測される。また、マンガン（Ｍｎ）元素の分布が濃い部分と亜鉛（Ｚｎ）元素の分布が濃い部分とでは大きさが異なり、マンガン酸化物粒子は亜鉛酸化物粒子より大きいことが分かる。
【００１２】
ＭｎＯ2 の比重は５．０ｇ／ｃｍ3 、ＭｎＯの比重は５．２ｇ／ｃｍ3 、Ｍｎ2 Ｏ3 の比重は４．８ｇ／ｃｍ3 、ＺｎＯの比重は５．６ｇ／ｃｍ3 であり、マンガン酸化物（ＭｎＯ2 、ＭｎＯ、Ｍｎ2 Ｏ3 など）と亜鉛酸化物（ＺｎＯ）の比重はほぼ同じである。そして、マンガン酸化物粒子は亜鉛酸化物粒子より大きいことから、マンガン酸化物粒子は亜鉛酸化物粒子より重いことが分かる。また、マンガン酸化物粒子の周囲に亜鉛酸化物粒子が凝集していることが分かる。
この篩下物に対して、さらに破砕する粉砕（二次破砕）処理を行う。この粉砕処理により、例えば、ほとんどが１００μｍ以下の粒子となるようにする。
【００１３】
［乾式解砕処理工程］
次に、粉砕処理後の破砕物を乾式解砕処理装置（例えば、ジェットミル、ボールミル）にかけて、マンガン酸化物粒子と亜鉛酸化物粒子を含む粒子の凝集体を、各粒子に分散する。
［乾式重量差分離処理工程］
次に、解砕処理後の解砕物を乾式重量差分離処理装置（例えば、サイクロン選別機、重力沈降機、エアーテーブル）にかけて、重さの違いにより、重量物であるマンガン酸化物（ＭｎＯ2 など）粒子と軽量物である亜鉛酸化物（ＺｎＯ）粒子を分離する。
［改質処理工程］
分離して取り出したマンガン酸化物粒子は、改質処理を行って酸化マンガン（ＭｎＯ）とし、製鋼副原料として使用する。亜鉛酸化物（ＺｎＯ）粒子も回収して、亜鉛精錬メーカーなどに提供する。
なお、篩下物に鉄が含まれている場合、重量物である鉄（Ｆｅ）は、重量差分離処理工程でマンガン酸化物とともに重量物側に分離されるため、改質処理工程の前に低磁力（３０００ガウス以下）選別処理を行って、マンガン酸化物から分離することが好ましい。
【００１４】
この実施形態の方法は、化学反応を伴わない手法で乾電池からマンガン酸化物（ＭｎＯ2 など）を回収できる。また、乾式による解砕処理および重量差分離処理を行うため、廃水処理が不要となる。よって、コストを低く抑えることができる。
この実施形態の方法は、例えば図３に示すように、ホッパー１と、ジェットミル２と、サイクロン選別機３とを用いて構成した装置で実施できる。
【００１５】
この装置では、粉砕処理後の篩下物６をホッパー１に投入すると、この篩下物が、ホッパー１の下部に配置された吹き出し装置１１により、高圧エアでジェットミル２に導入される。篩下物６はマンガン酸化物粒子と亜鉛酸化物粒子を含む粒子の凝集体を含んでいるため、この凝集体がジェットミル２内でマンガン酸化物粒子と亜鉛酸化物粒子に解砕された後に、サイクロン選別機３に導入される。
【００１６】
そして、サイクロン選別機３により、重さの違いでマンガン酸化物粒子と亜鉛酸化物粒子が分離され、重量物であるマンガン酸化物粒子は容器４に入り、軽量物である亜鉛酸化物粒子は容器５に入る。
【符号の説明】
【００１７】
１  ホッパー
２  ジェットミル（乾式解砕処理装置）
３  サイクロン選別機（乾式重量差分離処理装置）
４  容器
５  容器
６  粉砕処理後の篩下物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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