(57)【要約】【課題】

廃二次電池から正極材及び負極材を変質させず、そのままの形で自動的に分離回収する分離回収装置を提供する。
【解決手段】

二次電池の粉体混合破砕物より、電極材以外のものを取り除き電極材粉末を選別した後、該電極材粉末をスラリ状に薄流選別手段に流しながら正極材粉末と負極材粉末との層流分離を行うとともに、該分離した二つの層流の下流部位境界線位置に仕切分離手段を配したことを特徴とする。

(2)特開平１０−２１１４４７21【特許請求の範囲】

６０℃で金属酸化物を部分的に還元する工程、３）１４【請求項１】

二次電池の粉体混合破砕物より、電極材００〜１６００℃の炉での融解および還元の工程からな以外のものを取り除き電極材粉末を選別した後、該電極るもので、かかるリサイクルによりニッケル、鉄、バン材粉末をスラリ状に薄流選別手段に流しながら正極材粉ジウム等については鉄基合金製品として販売され、ジル末と負極材粉末との層流分離を行うとともに、該分離しコニウム、チタン、アルミ等は無害な金属スラッグとした二つの層流の下流部位境界線位置に仕切分離手段を配て回収され、建設用骨材として使用される。又Knoll がしたことを特徴とする二次電池の正、負極材の分離回収開発した方式は、廃電池を機械的に破砕して内容物を露装置。

出させてから、洗浄してＰＨ調整用ＫＯＨを除去し、そ【請求項２】

前記薄流選別手段は、薄流流れ方向に向け下方傾斜させたテーブル上に、薄流流れ方向と直交すの後で酸中に金属元素を溶解させる。溶解した金属は次10の沈殿工程で酸溶液から選択的に除去される。酸に溶解る方向に略平行に延設して形成され複数のリツフル群をしない成分は固形廃棄物として分離される。

具え、該複数のリツフル群（自由）端側を順次長さを長【０００４】

くし階段状勾配を持って形成するとともに、前記テーブ【発明が解決しようとする課題】しかしながら前記リサ

ルを薄流流れ方向と直交する方向に往復振動するようにイクル技術は、回収されたものは熱的変質或いは化学的構成したものであることを特徴とする請求項１記載の二変質処理を経ているため正極材と負極材とを個別に且つ次電池の正、負極材の分離回収装置。

そのままの形で分離回収するものではなく、原材料とは【請求項３】

前記テーブル振動速度を前進速度を低速異なる化合物若しくは熱的に変質した形状若しくは化合で行い後退速度は前進速度に比較して相対的に高速で行物となって、有効な回収とは言えない状況にある。しかなうようにした請求項２記載の二次電池の正、負極材のもコバルト、ニッケル、クロム、バナジウム、及びジル20分離回収装置。
【請求項４】

コニウムのような高価または戦略的に重要な金属と、鉄前記仕切分離手段が、リツフル最下流位またはマンガンのような高価でない金属とが複合一体化

置近傍に先端を有する分離仕切部材、好ましくは可動分してしまい、現状ではリサイクルで得られた生成物は、離仕切部材であることを特徴とする請求項１記載の二次電池材料への再利用できないのみならず、金属元素とし電池電極材用薄流選別装置。ての価値も低下しているという欠点を持っている。

【請求項５】

前記仕切分離手段が、正、負極材の受け【０００５】本発明は、廃二次電池から正極材及び負極皿区分け用仕切り板、好ましくは可動仕切り板であるこ材を変質させず、そのままの形で容易に分離回収する分とを特徴とする請求項１記載の二次電池電極材用薄流選離回収装置を提案する。

別装置。

【０００６】【発明の詳細な説明】【０００１】【課題を解決するための手段】請求項１記載の本発明
30は、二次電池の粉体混合破砕物より、電極材以外のもの【発明の属する技術分野】本発明は、廃棄二次電池正極を取り除き電極材粉末を選別した後、該電極材粉末をス材、負極材が化学変化が生じる事なくそのままの形で分ラリ状に薄流選別手段に流しながら正極材粉末と負極材離回収を可能とする二次電池の正、負極材の分離回収装粉末との層流分離を行うとともに、該分離した二つの層置に関する。

流の下流部位境界線位置に仕切分離手段を配したことを【０００２】特徴とする。即ち、正極材を構成するＮｉ化合物粉と負【従来の技術】二次電池は鉛電池と比較して大幅に小型極材を構成するＭＨ粉は比重差があることを見出し、電／軽量にして且つ充電により繰り返し再使用の可能な事

池の切断破砕、破砕物の粉体を洗浄攪拌濾過分離と浮遊から、電気自動車やラップトップ型パソコンに多く用い／沈降分離等により電極材粉体以外のものを除去するとられており、今後もその需要増加の傾向は続くものと考ともに電極材粉末の電極材スラリを形成させ、その電極えられるが、そのリサイクルシステムは研究段階にあ40材スラリを、振動と薄流との作用による選別機能を持つる。特に上記リサイクルプロセスの最重要課題として薄流選別により、正極材粉体と負極材粉体の層流に分離は、廃二次電池から有用且つ高価な正極材及び負極材をするようにしたものである。

分離回収することであるが、現状は廃二次電池から容易【０００７】そして更に本発明は正極材層流と負極材層に正極材と負極材とを個別に且つそのままの形で分離回流との間の下流部位境界線位置に仕切分離手段を配し分収する技術は確立されていない現状である。

離精度の向上を図ったものである。これにより廃二次電【０００３】例えば、社団法人日本機械工業連合会が平池から正極材及び負極材を変質させず、そのままの形で成７年５月に出した調査研究報告書によれば、廃二次電

精度良く確実に分離回収するすることが出来、リサイク池のリサイクル法として、高温金属回収法が提案されてルした正極材及び負極材の再使用が可能である。尚、前いる。この装置は１）電池の破砕および電界液を除去するための洗浄からなる前処理工程、２）回転炉中で１２記仕切分離手段は、リツフル最下流位置近傍に先端を有50する分離仕切部材、好ましくは可動分離仕切部材、若し(3)特開平１０−２１１４４７43
くは正、負極材の受け皿区分け用仕切り板、好ましくは流を利用する湿式比重選別と沈降分離とよりなる湿式分可動仕切り板であるのがよい。

離手段を使用して電極材の電極材スラリを形成させ、上【０００８】ここで薄流選別手段とは、傾斜平板上に薄記電極材スラリより正極材及び負極材の分離には、他の流を流し、この薄流の作用により密度差、粒径差のある選別手段に比較して後述するように格段の高分離性能を微粒子を分離する手法で、平板を振動させることにより持つ薄流選別手段を使用するようにしたものである。

分離能力を高めることが出来るものである。請求項２記【００１１】本実施例の二次電池の正、負極材の分離回載の発明は、かかる点を特定したもので、前記薄流選別収システムは、図１及び図２に示すように、電池２５を手段は、薄流流れ方向に向け下方傾斜させたテーブル上輪切り縦切りをして粉体に破砕する破砕切断装置１１に、薄流流れ方向と直交する方向に略平行に延設して形成され複数のリツフル群を具え、該複数のリツフル群自と、粉砕された電池の粉体より、フィルム、ラベル等２10６ａを取り除く乾式の風力分別装置１２Ａと、洗浄水２由端（精鉱端）側を順次長さを長くし階段状勾配を持っ０による、傾斜加振板１２ｂ及び攪拌機１２ｃ及び篩１て形成するとともに、前記テーブルを薄流流れ方向と直２ｄによる洗浄攪拌濾過部１２０と、浮遊物処理部１２交する方向に往復振動するように構成したものである。

１と、沈降分離部１２Ｇと、不用大型固形材搬出部１２

この場合、請求項３記載のように、前記テーブル振動速

ｈと、により、電極材以外のもの２６ａを取り除くとと度を前進速度を低速で行い後退速度は前進速度に比較しもに電極材の電極材スラリ２６を形成する湿式分離手法て相対的に高速で行なうようにする事により、一層の分よりなる分離装置１２Ｂと、形成された電極材スラリ２離性能が向上する。

６を適量送り出す調整弁等の調整装置１３と、電極材ス【０００９】

ラリ２６を薄流水２１により薄流選別して正極材と負極【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例の形態を、材に分離する薄流選別装置１４と、選別直後の水を含む図示例と共に説明する。ただし、この実施例に記載され20

正極材＋水（以下、正極部材２７という）、負極材＋水ている構成部品の寸法、形状、その相対的位置等は特に（以下、負極部材２８という）より脱水して正極材２

特定的な記載がないかぎりは、この発明の範囲をそれに９、負極材３０を得る脱水機１５、１６と、前記湿式分限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。図１

離装置１２Ｂ及び薄流選別装置１４からの排水２２を処は本発明の二次電池、例えばニッケル水素電池の正、負理してリサイクル２３ないし外部放水（廃水）２４をす

極材の分離回収システムの概略の構成を示すブロック図

る廃水処理装置１７と、より構成する。

で、図２は図１の二次電池の破砕、切断工程で得られた【００１２】以下に図２により、前記湿式分離装置１２

該電池の粉体混合破砕物より、電極材粉末の電極材スラＢの一実施例につき概略構成を説明する。図２に見るよリを形成する湿式分離手段の一実施例の概略の構成を示

うに、切断破砕され風力分別装置１２Ａによりフィルムす図で、図３は図２で得られた電極材粉末の電極材スラリより正、負極材を分離する薄流選別手段の構成を示す

ラベル等の軽いものを乾式除去処理したあとの粉体混合30

破砕物は浮遊物処理部１２１上の投入口１２ｆより湿式模式図である。図４（Ａ）は図３の薄流選別手段の分離分離装置１２Ｂ内に投入される。湿式分離装置１２Ｂした二つの層流（分離２層流）に設けた仕切り分離材のは、末端にバケットコンベア等の大型固形物搬出部１２取り付け状況を示す図で、（Ｂ）は仕切り分離材に使用ｈを持ち、前記投入口１２ｆより搬出部１２ｈに向けてされている、くさび型、丸型、板型の構成を示す斜視図

傾斜篩１２ｄを設け、傾斜篩１２ｄ下方の投入口側底部である。に振動面積、振幅、振動周期を適当に設定した傾斜加振【００１０】本実施例の二次電池の正、負極材の分離回板１２ｂを、またその下流に攪拌機１２ｃを設け、適当収装置は、正極材及び負極材をその分離過程において変の脈動水流と攪拌流を起こさせる一方、傾斜加振板１２質させることなく、もとの形のままで分離し即再利用をｂに振動を与えて浮遊物の上昇移動と電極材スラリの取可能とさせるため、正極材と負極材の液体中における比出し口１２ｎへの移動を可能とした水槽１２ｅにより構重差及び粒径の差によりもたらせられる沈降速度の差を40成される。そして、右端投入口１２ｆより風力分別装置利用した比重選別による湿式分離手段により電極材と電１２Ａよりの粉体混合破砕物と洗浄水２０を投入し、該極材以外のものを分離するとともに、電極材粉末の電極粉体混合破砕物を洗浄攪拌して電解液を除き、更に適当材スラリを形成させ、また、形成した電極材粉末の電極メッシュの傾斜篩１２ｄにより缶体、極板パンチングメ

材スラリより水流、干渉沈降及びテーブルデッキの振動タル、セパレータ、接着剤固形物等の大型固形物は傾斜運動による選別機能を形成する薄流選別手段により正極篩上の傾斜面に沿って左方へ移行させ末端に設けたバケ材と負極材とを分離するようにしたもので、廃二次電池

ットコンベア等の搬出部１２ｈにより外部へ搬出されるの切断破砕により得られた粉体混合破砕物より電極材以ようにする。

外のものを取り除く前工程においては、図２に見るよう【００１３】正極材、負極材以外の小さな固形物は液上に、フィルム、ラベル等を取り除く乾式の風力分別手段と、篩による濾過洗浄工程と往復加振板等による脈動水に浮くか若しくは傾斜加振板１２ｂに振動を与えられて50浮遊化して再度傾斜篩１２ｄの隙間を通って若しくはバ(4)特開平１０−２１１４４７65
ケットコンベア等の搬出部１２ｈの隙間より上方に浮ｂから下方に仕切り分離板３８を設け、正極材と負極材

き、沈降分離部１２Ｇにおいて浮遊沈降を繰り返しながの分離を確実にできるようにしている。図４（Ａ）の丸らホッパフロー部１２ｇより浮遊選別されて１２Ｆより中拡大図はリッフル３４の形状を示す。なお、上記仕切排出されて排水処理装置１７を介して排出される。なおり分離板３８は塩ビ、プラスチック、木材、ＦＲＰ、金前記傾斜篩１２ｄで濾過され選別された正極材及び負極属、その他の非金属で形成されるようにし、その形状は材の混合微粉体は前記脈動水流と攪拌流とを介して暫時

図４（Ｂ）に示す、くさび型（ａ）、丸型（ｂ）、板型沈降水域に移行して水槽水底に電極材スラリ２６を形成（ｃ）等で構成した。

する。

【００１８】表１には、本発明の二次電池の正、負極材【００１４】図３には、前記薄流選別装置１４の模式図が示され、薄流選別装置は投入口３１ａ側より図上下方の分離回収装置に使用した薄流選別装置の試験結果を示10してあるが、表に見るように、バッチ試験の結果であるに向け所定角度下方に向け傾斜させたテーブルデッキ３が純度約１００％の負極材が約７５％以上の回収率が得１と該テーブルデッキ３１上に設けられた複数のリツフられることを示している。

ル群３４と該テーブルデッキ３１をテーブルデッキ３１【００１９】

傾斜方向と直交する図上左右（水平）方向に振動させる【表１】

振動機構３２と、デッキ３１上を散布管２１Ａにより散布された薄流用水２１がテーブルデッキ３１底面の傾斜面を薄く覆うように流れる薄流流れ３３を主要構成とし、前記テーブルデッキ３１上に配設された複数のリツ
フル群３４は、テーブルデッキ３１傾斜方向と直交する図上左右（水平）方向に平行に延設して形成され、投入

20

口３１ａの側より出口側３１ｃ側に向け順次長さを長く【００２０】また、前記仕切り分離板を使用した薄流選し階段状勾配を持って形成するとともに、その上面は出別装置の試験結果を表２に示してあるが、表に見るよう口側に向け僅かに傾斜させた下降傾斜面（図４参照）をに、純度１００％の負極材の回収率は約９１％ととな持つか若しくは、振動機構３２側より反対側の出口側にり、格段に分離選別効果が上がることがわかった。

向って僅かに傾斜させた下降傾斜面を形成させてある。

【００２１】

また、振動機構３２は、テーブルデッキ３１を矢印Ａ１【表２】〜Ａ２方向に往復振動するようにするとともに、トッグ
ル機構により振動しＡ１方向への前進を低速で行いＡ２方向の後退は高速で行なうようにし、粒子の出口方向への運搬効率を上がるようにするとともに、テーブルデッ

30

キ３１が、振動数略３００ｒｐｍ以上、振幅略１ｍｍ以上の振動条件を持つように構成してある。
【００１５】上記構成により、振動するテーブルデッキ【００２２】図５は、本発明の分離仕切手段の種々の変上に膜状に流れる薄流を利用し薄流水とともに上方より形例を示し、図５は図４の分離仕切り部材を可動にした投入されたスラリ状の微粒子を選別するわけであるが、の実施例を示し、（Ａ）、（Ｂ）は夫々の実施形態を示

その選別は、水流、干渉沈降と、テーブルデッキの運動す要部概略図で、（Ｃ）は取り付け状況を示す。

により行なわれ、投入粒子はデッキの振動運動と重力方【００２３】図５に示すように、本実施例の分離仕切り向の流れとによってデッキ上に扇形状に広がり、粒子は部材１０ａの可動手段として磁力を用い、分離仕切り部それぞれリッフルに沿って出口側進み、比重差により外材１０ａは強磁性材料で構成し同図（Ｃ）に示すよう側に負極材の層流３５＋内側に正極材の層流３６の二つ40に、テーブルデッキ５１は一般に表面を非磁性体５１ａの分離した層流３１ｂが形成される。

で形成してあるが、その裏側に鉄等の磁性体５１ｂを固【００１６】しかし、図４（Ａ）に示すように、上記二着し、磁性体５１ｂとの共同作用で強磁性体で構成されつの層流３５と３６はテーブルデッキ３１上で分離されている分離仕切り部材１０ａを所定位置に変更固定できた状態で流れ独立した層流を形成しているが、リツフルるようにしてある。そして同図（Ａ）は仕切り部材１０群３４の最下段のリッフル３４ａの末端部位３４ｂを過ａの形状をテーブルデッキ５１の末端形状に沿わせるよぎる近辺で分離状態が崩れて、境界３７は不明瞭となりうにして分離仕切り効果をテーブルデッキの下端の受け接近し合い、受け皿３９、４０に供給される正極部材及皿３９、４０まで確実に行えるようにしたものであり、び負極部材の純度が落ちる結果を招く恐れがある。

その移動方向は分離した二つの層流の境界線上に仕切り【００１７】そこで、本実施例は、上記二つの分離した層流の下流の、最下段のリツフル３４ａの末端部位３４部材１０ａ先端が位置するように矢印Ａ方向に移動可能50に構成されている。同図（Ｂ）に示す分離仕切り部材１(5)特開平１０−２１１４４７
87０ｂは、分離仕切り効果をテーブルデッキ５１上だけに固定し、該混合層流に対する別異の回収受け皿１４ｉを限ったものであるが、振動テーブル５１上に形成された設けるようにしても良く、この場合得られた混合層流に正極材の層流５６と負極材５５の分離層流との間の分離よる混合液を原料２５として再度薄流選別装置に再度投境界界域５７の状況が、下流に特に最終リツフル通過地入選別するようにして、分離回収精度の向上を図ること点を境として乱され、その境界部位に分離精度の低下がができる。

発生する恐れがあり、又上記分離境界界域５７の位置【００２６】

は、運転条件の変化及び負荷変動に対応変化する為に、【発明の効果】以上記載のごとく本発明によれば、廃二移動方向は矢印Ａのほか、層流上流側Ｂにも移動可能に次電池からの正極材及び負極材が変質させることなくそ構成され、対象材料、運転条件、負荷状況に最適に対応できる。これにより、図５（Ａ）、（Ｂ）に示す仕切りのままの形で分離回収ができ、回収後の正極材及び負極10材の再利用を可能にした。

分離板１０ａ、１０ｂのセット方向は、リッフル群５４【図面の簡単な説明】の最下端リッフル５４ａの位置より横方向にＬの位置に【図１】本発明の二次電池の正、負極材の分離回収シスある、分離した正極材の層流５６と負極材の層流５５とテムの手順を示すブロック図である。の分離境界界域５７と一致するようにセットする事が出【図２】図１の二次電池の破砕、切断工程で得られた該来る。

電池の粉体混合破砕物より、電極材粉末の電極材スラリ【００２４】図６の（Ａ）は、図５の変形構成を示す図を形成する湿式分離装置の一実施例の概略構成図であで、同図（Ｂ）はその取り付け状況を示す図である。図る。

６（Ａ）には、図５に示す分離仕切り部材１１ａの構成【図３】図２で得られた電極材粉末の電極材スラリより材料を例えば塩ビ、プラスチック、木材、ＦＰＲ、金正、負極材を分離する薄流選別装置の概略構成を示す模属、その他の非金属の任意の部材で構成したもので、こ20式図である。の場合は同図（Ｂ）のＹ−Ｙ視図に示すように取り付け【図４】（Ａ）は図３の薄流選別装置の分離２層流に設位置を、テーブルデッキ５１下部の回収用受け皿側面にけた仕切り分離材の取り付け状況を示す図で、（Ｂ）は設け、その形状はテーブルデッキ５１盤面の一部と下側仕切り分離材の形状を示す図で、（ａ）；くさび型、壁に全幅をぴったり隙間なく接触できるように先側を折（ｂ）；丸型、（ｃ）；鋭角型の構成を示す斜視図であ曲し、その末端取り付け部位に横方向の長穴１１ｂを設る。

け、テーブルデッキ５１の裏面から取り付け部位に当て【図５】図５は、本発明の分離仕切手段の種々の変形例

板１１ｅを当てがいセットボルト１１ｃ、ナット１１ｄを示し、図５は図４の分離仕切り部材を可動にしたの実で長穴１１ｂの適宜位置で固定できるようにしてある。

施例を示し、（Ａ）、（Ｂ）は夫々の実施形態を示す要なお、図６（Ａ）に示す仕切り分離板１１ａのセット方向は、最下端リッフル５４ａの位置より延長線のＬ距離

部概略図で、（Ｃ）は取り付け状況を示す。
30【図６】（Ａ）は、図５の変形構成を示す図で、同図にある、正極材層流５６と負極材層流５５との分離境界（Ｂ）はその取り付け状況を示す図である。

界域５７と、一致するようにセット固定する。

【図７】（Ａ）は、分離仕切手段として受け皿区分け用【００２５】図７（Ａ）は、分離仕切手段として受け皿仕切り板を可動として概略構成図で、同図（Ｂ）はその区分け用仕切り板を可動として概略構成図で、同図取り付け状況を示す斜視図で、同図（Ｃ）は区分け用仕（Ｂ）はその取り付け状況を示す斜視図で、同図（Ｃ）切り板の作用を示す図である。

は区分け用仕切り板の作用を示す図である。図７（Ａ）【符号の説明】には二次電池電極材薄流選別装置の受け皿区分け用仕切

１１

破砕切断手段り板の概略の構成を示す模式図を示してあるが、同図

１２Ａ

風力分別手段（Ｂ）の斜視図に見るように、テーブルデッキ５１の側

１２Ｂ

湿式分離装置壁５１ｃ（斜線部）の下部に設けた受け皿用コの字状樋

40

１２Ｇ

沈降分離部

容器６０の樋の軸方向の矢印Ａ／Ｂ方向に移動可能の堰

１４

薄流選別手段である受け皿区分け用仕切り板１３i、１３i+1により樋１７

排水処理手段

６０を適宜位置で分割した回収用皿３９、４０が形成で２１Ａ散布管きるように構成し、仕切り板１３i、１３i+1はセットボ

２６電極材スラリルト１５により樋６０の側壁６０ａに固定できるように２７

正極材粉体スラリ（正極部材）してある。なお、同図（Ｃ）に見るように、、テーブル

２８負極材粉体スラリ（負極部材）

デッキ５１盤面上に配置される分離仕切り板１２を２個２９正極材粉体用意し、前記テーブルデッキ５１上に形成される正極材

３０

負極材粉体

３１、５１

テーブルデッキ

３２振動機構の層流５５と負極材の層流５６との分離した２層流の分離境界界域５７に存在する混合層流５７ａを挟むように50(6)特開平１０−２１１４４７
109
３３

薄流の流れ

３４

リツフル群

＊ １０ａ、１０ｂ、１１ａ、１２１３ｉ

受け皿区分け用仕切り板

３５、５５

負極材の層流

１４ｉ

受け皿

３６、５６

正極材の層流３９

負極材回収槽３８

仕切り分離板４０

正極材回収槽＊【図１】

分離仕切り板(7)【図２】

特開平１０−２１１４４７

(8)
【図３】

特開平１０−２１１４４７
【図４】

【図５】

(9)

特開平１０−２１１４４７
16

15
【図６】

【図７】

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フロントページの続き(72)発明者

鈴木匠

横浜市金沢区幸浦一丁目８番地１工業株式会社横浜研究所内(72)発明者 岡田
三菱重昇

横浜市中区錦町12番地 三菱重工業株式会
社横浜製作所内

(10)

特開平１０−２１１４４７
18

17(72)発明者

白石武利

横浜市中区錦町12番地(72)発明者 小島三菱重工業株式会社横浜製作所内(72)発明者

黒沢

横浜市中区錦町12番地

中央電気工業株式会社内良弘社横浜製作所内泰志

新潟県中頸城郡妙高高原町田口272(72)発明者 北村

三菱重工業株式会

元

新潟県中頸城郡妙高高原町田口272

中央電気工業株式会社内(72)発明者 菅田善昭

東京都港区虎ノ門１丁目１番12号
気工業株式会社内

中央電