Silviase/jgov_v1.4_full_ann huggingface dataset:
### 3.5 リサイクルシステムの経済性

これまで述べた調査結果および技術的知見より、当初の目的である廃乾電池からのマテリアルリサイクルに対する経済性を試算した。

## (1) 試算のための条件設定

まず以下のように前提条件を設定した。

## ①想定するプラント規模

廃乾電池の年間使用量と現在の集荷状況調査から、1ヶ月当たり100tの処理能力を有するプラントについて試算を行なうこととした。

## ②有価物の回収率

廃乾電池のアルカリ電池とマンガン電池の比率、各サイズの比率、解体による各部位の回収率より、得られる各有価物量を以下のように想定した。

集荷量 (t/月)	正極合剤 (t-dry/月)	負極合剤 (t-dry/月)	鉄スクラップ (t-dry/月)
アルカリ電池	75	37	15	12
マンガン電池	25	12	2	5
合計	100	49	17	17

## ③有価物の含有量

廃乾電池の残電圧は 1.2V と 0V が半々とし、解体によって得られた各部位の元素分析結果より、有価物の含有率（純度）を以下のように想定した。

正極合剤	負極合剤
マンガン（wt%）	亜鉛（wt%）	カリウム（wt%）	亜鉛（wt%）
アルカリ電池	45	10	2.5	75
マンガン電池	35	20	0.3	90

## ④壳却価格

有価物の建値として、マンガンは4万円/t、亜鉛は20万円/t、鉄スクラップは3万円/tと設定し、これに純度をかけ、リサイクル原料であるため最終的な売却価格はさらにその1/2として設定した。(売却価格＝建値×純度×1/2)

## ⑤中間処理費

中間処理費は将来削減されることを見越し、調査結果からやや低い6.0万円/tとした。
## ⑥設備費

研究者のこれまでの経験および設備会社からの聞き取り調査を元に、各工程の初期設備費として設備1機当たり

分別設備 1,000 万円

解体設備 2,000 万円

酸洗净設備 3,000 万円

を想定した。また、マンガン電池を解体処理ではなく破砕・磁選処理に供する場合は、

破碎·磁選設備2,000万円

を計上した。いずれも加熱エネルギーは必要としない設備であり、電力が必要な場合は設備費の中に内包しているとみなした。

また、土地代2,000万円、建物代2,000万円とし、プラント設備の減価償却は5年とした。

## ⑦酸洗净液

夾雑物除去に用いる酸洗浄液量は、含有するカリウムと亜鉛量から求めた。また、酸溶液の費用は研究時点での実勢価格を元に、塩酸(35%)を30円/kgとして算出した。

## ⑧廃棄物処理費

リサイクル工程から最終的に排出されるプラスチック類や酸廃液の処理費用は、研究時点の実勢価格を元に、1.5万円/tとした。ただし、中和後の酸廃液はスラッジ状の固形分量として計算した。

## ⑨プラント要員と稼動日数

最大6名の要員が1ヶ月20日勤務とした。ただし、一部の工程を省くケースでは、それに応じて要員を減じた。
## (2) プロセスの設定

以下の8ケースのプロセスを設定し、損益計算を行なった。

【ケース3】酸洗净工程を必要とするマンガンの売却をあきらめ、亜鉛と鉄スクラップだけを売却対象とした場合
【ケース4】回収が容易な鉄スクラップとアルカリ電池からの亜鉛だけを売却対象とした場合

【ケース5】ケース1と同じく全ての工程を実施するが、排出者の協力により分別された状態で集荷された場合

[正極合剤]→[酸洗净]→[マンガン]→売却

[集荷電池]→[アルカリ電池]→[解体]+[負極合剤]→[亜鉛]→[売却]→[鉄スクラップ]→売却

[集荷電池]—[マンガン電池]—<解体>+[負極缶]—[亜鉛]—→売却

【ケース6】ケース2と同じくマンガン電池の亜鉛回収をあきらめるが、電池が分別された状態で集荷された場合

[正極合剤]→[酸洗净]→[マンガン]→売却

[集荷電池]→[アルカリ電池]→[解体]+[負極合剤]→[亜鉛]→[売却]→[鉄スクラップ]→売却

[正極・負極]→[酸洗净>

[集荷電池]→[マンガン電池]→[破砕・磁選>

[マンガン]→[売却

[鉄スクラップ]→[売却
【ケース7】ケース3と同じく酸洗净工程が必要なマンガンの売却はあきらめ、亜鉛と鉄スクラップだけを売却対象とするが、電池が分別された状態で集荷された場合

[正極合剂]→廃棄

[集荷電池]—[アルカリ電池]—<解体>+[負極合剤]—[亜鉛]—→売却

[正極合剂]→廃棄

[集荷電池]—[マンガン電池]—<解体>

【ケース8】ケース4と同じく、回収が容易な鉄スクラップとアルカリ電池からの亜鉛だけを売却対象とするが、電池が分別された状態で集荷された場合

[正極合剤] → 廃棄

[集荷電池] → [アルカリ電池] → <解体> → [負極合剤] → [垂鉛] → 売却

[鉄スクラップ] → 売却

[正極・負極] → 廃棄

[集荷電池] → [マンガン電池] → 破砕・磁選]

[铁スクラップ] → 売却
## (3) 損益計算

8つのケースごとに、想定される処理量と必要施設を表20に、それに基づいて計算した損益を表21に示す。100tの乾電池から、マンガンは21t、亜鉛は11～13tのリサイクル品が製造できると試算された（いずれも酸化物ではなく元素量として示している）。また、鉄スクラップはどのケースでも17t製造できると試算された。これら製造量から、マンガンは約40万円／月、亜鉛は約110～130万円／月、鉄スクラップは約25万円／月の売却益が得られることになる。しかし、これら製品の売却益より中間処理費の収入の方がはるかに大きく、収入のほとんどは中間処理費に依存している。これらの試算より、現状の中間処理費を維持することができるのであれば、いずれのプロセスも赤字になることはなかった。

次に、アルカリ電池とマンガン電池が混在した状態で集荷されるケース1～4で各プロセスを比較する。マンガンの売却を行なうケース1～2とマンガンの売却をあきらめたケース3～4を比較すると、ケース3～4の方が残念ながら収益が良い結果となった。これは、マンガン精製のための洗浄設備と洗浄液の費用を削減できるためであるが、リサイクル時に発生した廃棄物量が増えて処理費がかさむため、費用削減効果の約半分は相殺されてしまった。また、ケース3～4のプロセスはマンガンのリサイクルという当初の目的を達成できないばかりか、環境負荷の低減効果も小さくなるため適切ではない。一方、ケース1～2は収益こそ低くなるが、100tの廃乾電池をリサイクルすることで廃棄物を約25tにまで減量することができると試算され、環境負荷の低減に貢献できるプロセスであった。

次に、ケース1と2を比較すると、全工程を実施するケース1の方が収益が良く、解体による成分単純化の効果が表れているといえる。また、ケース1は発生する廃棄物量が全てのケースの中でも最も少なく、環境負荷の低減に最も貢献するものであった。

ケース 5～8 は排出者の協力により分別された状態で集荷されることを仮定したものである。もちろん経費節減に貢献するものの、その貢献度はさほど大きくはなかった。

総じて、中間処理費の収入が見込めるならば本プロセスは経済的に成り立ち、分別・解体によるリサイクルシステムを進める意義が確認された。
表 20 100t/月の廃乾電池処理施設における処理量と必要施設

ケース	単位
1	2	3	4	5	6	7	8
収入部	廃乾電池引受量	100	100	100	100	100	100	100	100	t/月
マンガン売却量	21	21	0	0	21	21	0	0	t-Mn/月
亜鉛売却量	13	11	13	11	13	11	13	11	t-Zn/月
鉄スクラップ売却量	17	17	17	17	17	17	17	17	t/月
費用部	分別設備	1	1	1	1	0	0	0	0	機
解体設備	2	1	2	1	2	1	2	1	機
酸洗浄設備	2	2	0	0	2	2	0	0	機
破碎・磁選設備	0	1	0	1	0	1	0	1	機
酸洗浄液量	24	30	0	0	24	30	0	0	t-HCl/月
廃棄物量	23	26	64	66	23	26	64	66	t/月
人件費	6	6	5	5	5	5	4	4	人/月
土地・建物	1	1	1	1	1	1	1	1

表 21 100t/月の廃乾電池処理施設の損益計算

ケース
1	2	3	4	5	6	7	8
収入	中間処理費	600	600	600	600	600	600	600	600
マンガン売却	42	42	0	0	42	42	0	0
亜鉛売却	131	113	131	113	131	113	131	113
鉄スクラップ売却	26	26	26	26	26	26	26	26
収入合計	798	780	757	739	798	780	757	739
費用	分別設備	17	17	17	17	0	0	0	0
解体設備	68	34	68	34	68	34	68	34
酸洗浄設備	100	100	0	0	100	100	0	0
破碎・磁選設備	0	34	0	34	0	34	0	34
酸洗浄液	71	90	0	0	71	90	0	0
廃棄物処理費	34	40	96	99	34	40	96	99
人件費	150	150	125	125	125	125	100	100
土地・建物	34	34	34	34	34	34	34	34
費用合計	474	499	340	343	432	457	298	-301
収支	+324	+281	+417	+396	+366	+323	+459	+438

单位：万円／月
### 3.6 ボタン型電池のリサイクル

電子機器の発達により、小型のボタン型電池の使用量が増えている。市販されているボタン型電池には、水銀を含むものと含まないものがある。これは、亜鉛系のボタン電池では電気反応によりガスを発生して液漏れや破裂などの危険を引き起こすため、それを抑制するために水銀が含まれているからである。水銀を含む電池は電気店などで回収し適正処理されていることになっている。一方で、リチウム系のボタン型電池には水銀が含まれていない。水銀を含まない電池は回収されておらず、ほとんどが不燃ゴミとして廃棄され、最終的に埋立て処理されている。

表 22 に、市販されているボタン型電池の種類を示す。このうち、日本では二酸化マンガンリチウム電池(C)とアルカリ電池(L)の販売量が多く、続いて酸化銀電池(S)が多く用いられている。ボタン電池の主成分である正極合剤，負極合剤に注目するとマンガンや金属リチウム，亜鉛など有用な金属が含まれており、筒型一次電池と同じくリサイクルする価値がありそうに見える。ただし、ボタン電池は小型で内容物含量が少ないため、通常の筒型乾電池に比べるとリサイクルの確立は遠いといわざるを得ない。

表 22 市販されているボタン型電池の種類

記号	電池系	正極	負極	水銀含有	電圧
B	フッ化黒鉛リチウム電池	CF4	Li	なし	3.0
C	二酸化マンガンリチウム電池	MnO2	Li	3.0
L	アルカリ電池	MnO2	Zn	あり	1.5
P	空気亜鉛電池	O2	Zn	1.4
S	酸化銀電池	Ag2O	Zn	1.55

※一部、水銀を含まないアルカリ電池も市販されている。
#### 3.6.1 サイズによるボタン型電池の選別

図 37 に、ボタン型電池の表記を示す。1 文字目は電池系を、2 文字目は円形（通常 R）の電池であることを示し、3～4 文字目は直径を、5～6 文字目は高さを表している。したがって、例えばボタン型電池をサイズで選別するのであれば、3～6 文字目の数値が根拠となる。ボタン電池の標準的な内部構造を図 38 に示す。

図 37 ボタン型電池の表記

図38 ボタン型電池の内部構造
通常の筒型乾電池はサイズの種類はそれほど多くなく、アルカリ電池はマンガン電池より重いため、サイズと重量により選別が可能であった。しかし、ボタン型電池はサイズが様々で、異なる電池系や大きさでも同じ重量であるものが多く、多種多様であるため選別が困難である。そこで、直径や高さの情報から電池系の選別が可能かどうか検討した。

表 23 は、国内で市販されているボタン型電池を、その直径で分類したものである。水銀を含む亜鉛系の電池は小型のものが多く、水銀を含まないリチウム系電池は直径が大きなものが多い。ここで例えば 12.5mm で区切ると、リチウム系 (BR, CR) と亜鉛系 (LR, PR, SR) の電池を選別することができる。よって、水銀を含む小型のボタン型電池は回収ボックスに入れることにより、水銀による環境破壊を防止しつつ適正処理を行うことができる。ただし、CR1025 はリチウム系でありながら亜鉛系ボタン型電池に混入することとなる。間違いなく分類するには、10.0mm の CR1025 だけを再選別することが必要となる。一方、例えば LR41, PR41, SR41 のように全く同一サイズのものもあり、これらの選別は不可能である。現在のところ水銀の適正処理に主眼があるためこれらを選別する要請はないが、今後必要ならば対応を検討しなければならない。

水銀を含まないリチウム系ボタン型電池の場合は、筒型電池と同様に不燃物として処理され、結局は埋め立て処理されることとなる。リチウムイオン型の充電式電池のリサイクルが先行して検討されているが、ボタン型一次電池の場合は1個当たりの含有量が少ないため、現在のところはコストに見合うリサイクルの意義は低いといえる
表 23 ボタン型電池の直径による分類

直径	リチウム系(水銀なし)	亜鉛系(水銀あり)
BR	CR	LR	PR	SR
~9.5 mm	LR41	PR41PR48PR536	SR41SR512SR416SR516SR616SR716SR916SR920SR721SR421SR521SR621SR626SR726SR527SR927SR936
10.0 mm	CR1025
11.6 mm	LR43LR44LR1120LR1130	PR44	SR43SR44SR1120SR1130
12.5 mm~	BR1225BR2325BR3032	CR1216CR1220CR2330CR1632CR2032CR2012CR1616CR2016CR1620CR2025CR2450CR2354CR2477CR3032CR2450CR2354CR2477
#### 3.6.2 ボタン型電池のマテリアルリサイクル

図 39 に、二酸化マンガンリチウム電池である CR2032 を解体した状況を示す。正極合剤である二酸化マンガンは、新品でも OV 放電電池でも、外観上は同様の黒色粉末であった。リチウムは、新品では負電極に密着しているものの、掻き取ることで回収可能であった。しかし、OV 放電電池ではリチウムは既に電解液に溶解して二酸化マンガン部もしくはセパレータに浸透していて、単独回収は不可能であった。

図 39 ボタン型電池 (CR2032) の解体状況
各ボタン型電池を解体したときに得られた各成分の回収量の例を図40に示す。

二酸化マンガンリチウム電池であるCR2032では、全体の約1/3は二酸化マンガン成分であり、残りの大部分は負極端子および正極端子から成る。なお、カタログ調査によれば、両端子はニッケルや銅で皮膜されている鉄やステンレスを主とするクラッド材で構成されているようである。リチウム部は新品でも0.1g以下と僅かであり、電池の消耗によってさらに回収量は低下することから、積極的に回収するのは非効率といえる。なお、製造メーカーによって端子やガスケット部の重量に若干差異があるものの、これらを区別して回収するほどの意義はないものと判断される。

フッ化黒鉛リチウム電池であるBR2325では、化学反応成分であるフッ化黒鉛やリチウムの含量はCR電池よりもさらに少なく、負極および正極端子が全体の約75％を占めるようになる。したがって、BR電池では、CR電池よりもさらにリサイクルする意義は低いと判断される。

これらの分析結果は、Hg が含有していないことが確認できるのであれば、解体によってマンガンやリチウムを回収するのではなく、そのままマンガン含有の鉄スクラップとして使用するのが得策であることを示唆している。

図 40 二酸化マンガンリチウム電池 (CR2032) およびフッ化黒鉛リチウム電池 (BR2325) からの各解体部位の回収量
図 41 に、サイズが異なるボタン型電池からの各解体部位の回収量と構成比を示す。小型のボタン型電池になるほど、両端子であるハウジング部の構成比が高くなり、リチウムやマンガンを回収する価値が低下する。一方、CR2477 のような比較的大型のボタン電池であれば、二酸化マンガン部位の割合が単一～単二乾電池に匹敵する 45% 程度となる。また、0V 放電でありながらリチウムも約 0.2g が回収可能となる。現況ではこれらを回収する意義は低いと言わざるを得ないが、将来は大型のボタン型電池を中心としたリサイクルを検討する価値はあるかもしれない。

各解体部位の回収量(g)

各解体部位の構成比

図 41 様々なサイズの完全放電させたボタン型電池からの各解体部位の回収

## 量と構成比

CR:二酸化マンガンリチウム電池、BR:フッ化黒鉛リチウム電池
#### 3.6.3 ボタン型電池の解体時および廃棄時の安全性

現在のところボタン型電池のリサイクルの意義は低いが、将来リサイクルシステムが実行に移されたときには解体時の安全性が問題となる。また、ボタン型電池が個別回収されずに不燃ごみとして廃棄された場合は、他物質との共存による発熱安全性が問題となる。そこで、解体した成分あるいはプラスチック類と混合した場合の示差走査熱分析から発熱反応の挙動を調べた。

## (1) 二酸化マンガンリチウム電池成分の熱分解挙動

図 42 に、CR2032 から解体回収された各構成要素の DTA カーブを示す。化学反応性に富む新品の電池では、マンガン成分単独では顕著な発熱は見られなかった。また、リチウム成分は約 200℃で最初の発熱が始まり、約 350℃に大きな発熱ピークを示した。セパレーターはそれ自身が有機プラスチックであるため、約 200℃から熱分解が開始した。一方、残電圧 0V まで完全放電した CR2032 はマンガン部とリチウム部の分離回収が困難なため混合状態で分析を行なったが、電池としては既に消耗して化学反応が期待されないため、顕著な発熱は観察されなかった。しかし、セパレーターについては、新品電池から分離したものよりも鋭い約 350℃の発熱ピークを示した。これらの結果は、ボタン型電池は電池としての役目は終わって化学的に不活性に見えても、高温にさらすことによって発熱反応を生じ、予期せぬ事故を引き起こしかねないことを示している。

## (2) ボタン型アルカリ電池成分の熱分解挙動

図 43 に、水銀を含まないパナソニック製のアルカリ電池である LR1130 から解体回収された各構成要素の DTA カーブを示す。新品あるいは完全放電を問わず、マンガン、亜鉛とも CR2032 と同様に特に顕著な発熱ピークは見られなかった。また、セパレーターは CR2032 の場合より若干高く、約 250℃から分解が開始したが、電池の消耗による大きな変化は見られなかった。
図 42 ボタン型二酸化マンガンリチウム電池 (CR2032) から解体回収された各要素の DTA カーブ 上：新品の CR2032 (P) 3V からの回収要素 下：完全放電させた CR2032 (P) 0V からの回収要素
図 43 ボタン型アルカリ電池 (LR1130) から解体回収された各要素の DTA カーブ上：新品の LR1130 (P) 1.5V からの回収要素

下：完全放電させた LR1130(P)0V からの回収要素
## (3) 有機物との混合危険性

次に、埋め立て処分場において乾電池成分が有機物と共存状態で発熱した場合を想定し、有機物モデルである各種プラスチックおよびセルロースを混合してTG-DTA分析を行った。この場合、ボタン電池成分を混合して十分冷却後、有機物を等量加えて昇温加熱分析した。図44は、今回用いたプラスチック類単独のDTAカーブである。PPおよびPEは220℃付近に熱分解と解釈される発熱ピークを示す。PETおよびPVCは明確な発熱ピークは示さないが、250～300℃の高温領域で発熱が開始する。

表 24 は、プラスチック類に乾電池成分を加えて測定した結果をまとめたものである。乾電池成分を加えることにより、およそ乾電池成分に由来するとみなせる温度で発熱反応が生じた。しかし、例えばポリエチレン(PE)のように、それぞれ単独の状態よりも低温で発熱反応が生じる組み合わせも見られた。また、その影響は新品の電池よりも、むしろ完全放電した電池からの成分で生じやすい傾向が見られた。

このような分解開始温度が変化する原因は、乾電池の金属成分が有機物の酸化反応を促進しているためと思われる。このことより、乾電池内の化学成分が偶発的にプラスチック類と混合した状態で、何らかの原因で200℃程度に加熱されると発熱反応が生じ、熱暴走に至る危険がある。また、紙などの断熱性の廃棄物中であれば蓄熱するためさらに温度が上がり、火災に至る危険性がある。なお、このストーリーにより500℃程度まで温度が上昇したときには、後述する次の発熱反応を引き起こす危険性もある。

図 44 各種プラスチックの DTA カーブ

PE ポリエチレン、PVC ポリ塩化ビニル
表 24 電池内容物とプラスチックとの混合物の発熱開始温度

プラスチックのみ	CR2032 電池内容物
未使用(3V)	廃棄電圧(2V)	完全放電(0V)
電池成分のみ	213	207
PET	300	-	212	202
PP	221	-	215	202
PE	218	211	211	201
PVC	257	265	205	205
セルロース	295	293	-	-

プラスチックのみ	LR1130 電池内容物
未使用(1.5V)	完全放電(0V)
PE	218	230	219
セルロース	295	300	300
蓄熱によってさらに温度が上昇したときの危険性を、DTA カーブから想像してみる。図 45 および図 46 は、CR2032 の成分とセルロースあるいはポリエチレンを混合したときの結果である。

前述の図 42 で示したように、マンガン成分は単独では顕著な発熱現象を示さない。しかし、図 45 のように、セルロースとの混合の場合、マンガン成分単独あるいはリチウム成分単独では見られなかった鋭い発熱ピークが観察された。マンガン成分とセルロースとの混合で見られる発熱ピークはセルロースの熱分解温度領域に対応するが、大きく鋭いピークに変化している。また、リチウム成分とセルロースとの混合では、300℃付近の発熱はセルロース単独のときとさほど変わらないが、420℃付近にリチウム単独あるいはセルロース単独では見られない新たなピークが発現している。これらの発熱反応の原因は不明であるが、発熱と蓄熱によって温度が上昇したときには極めて危険な状況に至る可能性がある。また、マンガン・リチウム・セルロースの三成分混合系では、セルロースの分解温度が低温側にシフトしており、危険性が増している。そして注目すべきは、完全放電したCR2032の内容物でも、危険性を増長させる力を保持していることである。

図 46 に示すポリエチレンとの混合では、ポリエチレン単独の分解温度よりも若干低温側に分解開始温度がシフトした。特に顕著なのは、完全放電した CR2032 内容物でも混合により 500℃付近に鋭い発熱ピークが観察されたことである。この原因は明確ではないが、電気反応が終了しても残存するマンガン成分が酸化反応を促進させたものと考えている。

以上を総括すると、乾電池単独であれば損傷などにより内容物が漏出しても危険性は低いが、有機物と接触することで思わぬ事故を引き起こす可能性があるということである。水銀を含まないボタン電池は不燃物として処理されているが、埋め立て処分するならば、有機物と接触しない措置が必要であること、リサイクルする場合は有機物が混入しないように作業する必要があることを示唆している。結局、本研究で提案している選別・解体分離の工程を適用してリサイクルを進めることで、このような危険な状況を避けることにつながる可能性がある。

なお、電池の回収には保管時の放電スパークを防止するために、端子にテープを貼って廃棄することが勧められている。しかし、これらテープの素材は本実験で用いたプラスチック類であるため、発火を防ぐためにはさらなる工夫が必要であるといえる。
図 45 セルロースと CR2032 解体成分との混合 DTA カーブ

上：マンガン成分との二成分混合

中：リチウム成分との二成分混合

下：三成分混合系
図 46 ポリエチレンと CR2032 解体成分との混合 DTA カーブ 上：マンガン成分との二成分混合 中：リチウム成分との二成分混合 下：三成分混合系
### 4. 結論

本研究では、廃棄された一次乾電池に含まれる亜鉛およびマンガンを、それらを原料とする製造プラントラインに供給できる品質状態にまで分離精製するプロセスの確立を検討した。そのため、まず廃乾電池の資源量調査と廃棄時の状況調査を行なった。次に、化学的分離精製に頼らずできるだけ機械的に分離することでコスト低下ができると考え、アルカリ電池とマンガン電池の分別方法、解体による電池内容物の回収方法を検討した。また、回収した乾電池成分の有価物含量を調べ、さらに夾雑物を取り除く工程の検討を行なった。そして、これらの調査および実験結果を元に、プラント化したときの経済性を試算した。ボタン電池に関しては資源量の少なさから、資源リサイクルの観点ではなく、ボタン電池の選別方法と廃棄時の安全性について検討した。

## （１）廃乾電池の資源量調査

乾電池の国内生産量と輸出入量からの試算より、国内で年間約6万トンの使用済み筒型一次電池が排出されていると推定された。しかし、実際に乾電池として分別回収されているものは使用量の1割強にすぎなかった。現況の廃乾電池の回収率では広範囲の市町村から集荷するための多大な輸送コストがかかり、回収率を上げる施策が重要であることがわかった。

実際に回収された廃乾電池は、アルカリ電池とマンガン電池が質量基準で約2：1であった。両者を選別することなく破砕してマンガンを回収した場合、アルカリ電池由来のカリウムが混入するため、マンガン鉱石の代替としては直接使用できないことが確認された。また、鋳びなどの損傷を受けている乾電池は1/3～1/2に達しており、運搬や保管時での雨濡れ対策などを提案した。

## （２）アルカリ電池とマンガン電池の自動分別

アルカリ電池とマンガン電池の大量選別のため、滑走式の自動分別機を試作した。これにより両者を飛距離によって選別することができ、条件を整えれば90%以上の確率で選別できることに成功した。しかし、電池表面が鋳びたりラベルが劣化している場合は、選別率は低下した。また、一次電池と同一サイズの充電式二次電池が間違って混入した場合の選別は困難であった。

## （３）機械解体による電池内容物の回収

乾電池の両端子部分を切断し、マンガン部位、亜鉛部位を取り出す分解装置を設計、試作した。アルカリ電池では解体による内容物の回収は容易であった。しかし、マンガン電池では電池の消耗による亜鉛缶の腐蝕のため、亜鉛部の分離回収は困難であり、マンガン部では電池の消耗により固着現象が起き、解体が困難であった。総じて、電子機器が動作しなくなって廃棄対象となる1.2V程度の放電状態が最も作業性が良好であった。なお、製造メーカによる作業上の差異は特に見られなかった。
## （４）回収物中の有価物および夾雑物含量と精製工程

機械解体によって得られた乾電池内容物の分析から、アルカリ電池からの亜鉛部はそのまま精錬工場の原料としてリサイクル使用可能な高含有量であることが確認された。一方、アルカリ電池からのマンガン部のマンガン含有量は十分であったが、夾雑物であるカリウムが多く含まれており、直接リサイクル原料として使用することができないことがわかった。マンガン電池からのマンガン部のマンガン含有量は十分であり、アルカリ電池と選別しているためカリウムは少なかったが、電池の消耗に伴って亜鉛の混入が多くなることがわかった。

アルカリ電池において、マンガン部に混入したカリウムや亜鉛は、希塩酸洗浄で十分な除去に成功した。しかし、洗浄を繰り返しても大きな除去効果はなかった。マンガン電池からのマンガン部では、大きく消耗した電池は亜鉛含量が多く、酸洗浄では取り除くことができなかった。なお、酸へのマンガンの可溶化による損失は認められなかった。

## （５）プラント化における経済性試算

月 100t 規模の乾電池リサイクル工場を想定したところ、マンガンは約 40 万円／月、亜鉛は約 110～130 万円／月、鉄スクラップは約 25 万円／月ほどの売却益が得られると試算された。しかし、多くの収入は約 600 万円／月の中間処理費に依存しており、この収入がなくなればリサイクルプロセスは経済的に成り立たない試算結果となった。

考えられるいくつかのプロセスを比較したところ、解体によって亜鉛やマンガンを分離する工程を取り入れた方が、破砕・磁選を経て精製するより収益が良く、解体による成分単純化の効果が表れた。一方で、マンガン精製のための酸洗浄を行なうとそれだけ費用がかかるため、洗浄工程を省いてマンガン売却をあきらめた方が収益は良かったが、この場合はマンガンのリサイクルという当初の目的を達成できないばかりか、環境負荷の低減効果も小さくなる。総じて、中間処理費の収入が見込めるならば本プロセスは経済的に成り立つことがわかり、分別・解体によるリサイクルシステムを進める意義も確認できた。

## （6） ボタン電池の廃棄時の安全性

市販されているボタン型電池のサイズ調査より、水銀を含む亜鉛系ボタン電池と水銀を含まないリチウム系ボタン電池は、サイズの違いを根拠に選別することが可能であった。ボタン電池が不燃ごみとして処理されて破損や他物質と接触したときの危険性を示差熱分析で調べたところ、ボタン電池単独の廃棄状態であれば危険性は低いが、有機物と接触することで思わぬ事故を引き起こす可能性があることが示唆された。水銀を含まないボタン電池は不燃物として処理されているが、埋め立て処分するならば有機物と接触しない措置が必要であること、リサイクルする場合は有機物が混入しないように作業する必要があることが示唆された。
### 5. 参考文献

[1] 株式会社日刊市況通信社ホームページ (www.mrj.jp/data/price/nonferrousmetals/zinc.pdf)

[2] 一般社団法人電池工業会ホームページ (www.baj.or.jp/)

[3] 経済産業省機械統計 (www.meti.go.jp/statistics/tyo/seidou/result/ichiran/08_seidou.html)

[4] 財務省貿易統計(www.customs.go.jp/toukei/info/tsdl.htm)

[5] 一般社団法人日本鉄リサイクル工業会ホームページ

(www.jisri.or.jp/market/kokunai/index.html)

[6] 中央電気工業株式会社ホームページ (www.chu-den.co.jp/ir/2012/ir-2012-ir_kondankai.pdf)

[7] 財務省貿易統計（www.customs.go.jp/tetsuzuki/kawase/）

[8] 野村興産株式会社、情報公開資料

(http://www.nomurakohsan.co.jp/info/pdf/167-5_syori_h25.pdf)

### 6. 研究発表

W. Kowhakul, S. Murata, K. Yoishimura, H. Masamoto, M. Shigematsu: Thermal decomposition study of cellulose and polyethylene with the mistaken discarding of coin-cell batteries: 2nd Central and Eastern European Conference on Thermal Analysis and Calorimetry, CEEC-TAC2 (Vilnius, Lithuania), p.139 (2013.8)

T. Kawamura, K. Yoshimura, W. Kowhakul, H. Masamoto, M. Shigematsu: Material recycling of used primary battery: 4th International Conference on Biology, Environment and Chemistry, ICBEC2013 (Pucket, Thailand), 58, 77-81 (2013.11)

W. Kowhakul, K. Yoshimura, H. Masamoto, M. Shigematsu: Thermal behavior of the recycling of used alkaline primary button battery: 3rd International Conference on Chemical and Process Engineering, ICCPE2014 (Bangkok, Thailand), (2014.6 発表予定・受理済)

### 7. 知的財産権の取得状況

なし
### 8. 研究概要図

廃乾電池マテリアルリサイクルのフロー図

従来の方法

本申請で提案する方法

乾電池の解体方法

乾電池選別装置の開発
### 9. 英文概要

# MATERIAL RECYCLING OF USED PRIMARY BATTERY

Mikiji Shigematsu, Hiroshi Masamoto, Wasana Kowhakul, Ryuji Yanase, $ ^{*} $ Naoyuki Tsuruta, Hiroyuki Mori, $ ^{**} $ and Tomonori Kawamura $ ^{**} $

Faculty of Engineering, Fukuoka University, Fukuoka 814-0180, JAPAN

* Environmental Protection Center, Fukuoka University, Fukuoka 814-0180, JAPAN

** Morishoji Co., Ltd., Omuta 837-0917, JAPAN

For the development of recycle process of Zn and Mn contained in used primary batteries, (1) the survey of household and industrial waste batteries, (2) the separation of cylindrical primary batteries to alkaline batteries (LR) and manganese batteries (R), (3) the recovering of contents by dismantling of each battery, and (4) the removal of contaminants were investigated. Then, the economy of recycling process was estimated by their results. Moreover, the safety on disposed button cell batteries were investigated by differential thermal analysis.

The used cylindrical primary batteries were disposed approximately 60,000 tons per year in Japan. However, the amount of collected batteries was only over 10% because the public collection system was ineffective.

In grinding of unseparated LR and R batteries, the recovered Mn cannot be used for the raw material by high potassium contamination of over 4 wt%. To avoid it, the automated separator based on the different frictions of their batteries to separator was developed. This machine showed 90% over separation probability of them. However, the probability was reduced on the damaged batteries, and the separator could not work for rechargeable secondary batteries.

To reduce the chemical refining operation, the contents in each type of batteries were recovered by prototype dismantling machine developed in this research. The recovering of both Zn and Mn parts was easy in LR batteries, but it was difficult to recover of Zn part from R batteries.

It was found that the Zn content in Zn part fabricated from LR batteries was high and could be reused without further chemical purification process. On the other hand, the Mn content in Mn part from LR batteries was sufficient to reuse, but could not be used as recycle material because of the high potassium contamination. Then to reduce the potassium content, the leaching with dilute hydrochloric acid was recommended for recycle material.

Even though, the amount of the Mn in Mn part fabricated from R batteries was much more sufficient to reuse, and also the potassium contamination was less. However, the Zn contamination in it was the main problem on the higher discharged batteries. Thus, some plan to avoid the discharge in collection and storage is desirable.

For the economy of battery recycling plant with dismantling and leaching processes, it was
found that to be profit in the expense, it is necessary to receive the current intermediate cost for disposed batteries from the clients.

Moreover, in this project, the Hg-contained Zn-type button cells and Hg-free Li-type button cells were also considered. It was found that the sorting with their different diameters were possible. However, their recycling was abandoned by small contents of valuable metals. The differential thermal analysis revealed the unexpected fire accident is led if the contents of button cell contacted with organic materials such as plastic wastes.

Keywords: material recycle, manganese, zinc, alkaline manganese battery, zinc-carbon battery, button cell battery, thermal safety
## 第1回検討事項「重傷病給付金の支給対象期間等の在り方」に関する論点表

## 1 支給対象期間について

支給対象期間をどのように考えるか。

【考慮事項】

—加療期間が１年を超えた事案の実態

一対象期間を長期化することの弊害

## 2 支給上限額について

支給額の上限をどのように考えるべきか。

## 【考慮事項】

—治療費が120万円を超える事案の実態
平成30年度 大臣官房厚生科学課概算要求の概要

(单位: 千円)

事項	平成29年度予算額	平成30年度概算要求額	対前年度差引増△減額	対前年度比率(%)	備考
[厚生労働本省共通費]	12,655	12,188	△467	96.3%
厚生科学事務処理費	599	599	0	100.0%
医薬品等第三者監視·評価組織運営費	4,041	3,636	△405	90.0%
厚生科学審議会費	6,283	6,221	△62	99.0%
国立研究開発法人審議会費	564	564	0	100.0%
厚生科学国際研究協力推進費	1,168	1,168	0	100.0%
[健康危機管理推進費]	20,137	252,195	232,058	1252.4%
健康危機管理推進費	20,137	252,195	232,058	1252.4%
[厚生労働調査研究等推進費]	51,310,335	61,022,312	9,711,977	118.9%
研究評価推進事業費	69,207	235,929	166,722	340.9%
国立感染症研究所施設周辺安全対策等事業費補助金	149,926	275,700	125,774	183.9%
医療研究開発推進事業費補助金	43,998,938	50,225,792	6,226,854	114.2%	保健衛生医療調査等推進事業費補助金(5,700,423千円)を含む。
1.オールジャパンでの医薬品創出プロジェクト	10,111,988	11,092,606	980,618	109.7%
2.オールジャパンでの医療機器開発プロジェクト	2,691,670	3,020,467	328,797	112.2%	一部再掲
3.革新的医療技術創出拠点プロジェクト	1,125,125	1,407,334	282,209	125.1%
4.再生医療実現プロジェクト	2,960,408	3,637,297	676,889	122.9%	一部再掲
5.疾病克服に向けたゲノム医療実現プロジェクト	3,953,757	6,877,538	2,923,781	173.9%	一部再掲
6.ジャパン・キャンサーリサーチ・プロジェクト	8,653,909	10,127,551	1,473,642	117.0%	一部再掲
7.脳ところの健康大国実現プロジェクト	1,379,614	1,658,129	278,515	120.2%	一部再掲
8.新興・再興感染症制御プロジェクト	2,288,438	2,648,542	360,104	115.7%	一部再掲
9.難病克服プロジェクト	11,517,750	12,207,779	690,029	106.0%	一部再掲
10.統合プロジェクト以外の健康・医療戦略の推進に必要となる研究開発事業(厚生労働科学に係る医療分野の研究開発事業)	6,727,378	8,368,223	1,640,845	124.4%
厚生労働科学研究費補助金	7,092,264	10,284,891	3,192,627	145.0%	厚生労働行政推進調査事業費補助金(3,184,205千円)を含む。
Ⅰ.行政政策研究分野	986,757	1,832,151	845,394	185.7%
Ⅱ.疾病・障害対策研究分野	4,300,169	6,097,607	1,797,438	141.8%
Ⅲ.健康安全確保総合研究分野	1,805,338	2,355,133	549,795	130.5%
合計	51,343,127	61,286,695	9,943,568	119.4%
## 平成30年度 試験研究機関(等)予算概算要求の概要

(单位: 百万円)

事項	平成29年度予算額	平成30年度概算要求額	对前年度差引増△減額	对前年度比	事項
試験研究機関合計	13,797	13,193	△604	95.6%
国立医薬品食品衛生研究所	5,296	3,624	△1,672	68.4%
試験研究費他	5,295	3,624	△1,671	68.4%
うち要求枠分	3,055	3,356	301	109.9%
うち特殊要因分	2,240	268	△1,972	12.0%	川崎移転に係る経費
施設整備費	1	0	△1	0.0%
国立保健医療科学院	1,565	1,821	255	116.3%
試験研究費他	1,565	1,534	△31	98.0%
うち要求枠分	1,496	1,534	38	102.5%
施設整備費	69	286	217	414.8%	設備の経年劣化に伴う更新経費
国立社会保障·人口問題研究所	851	872	21	102.5%
試験研究費他	851	872	21	102.5%
うち要求枠分	851	872	21	102.5%
国立感染症研究所	6,085	6,877	792	113.0%
試験研究費他	5,783	6,364	581	110.0%
うち要求枠分	5,783	6,309	526	109.1%
うち「新しい日本のための優先課題推進枠」分	-	55	-	-	国際的脅威となる感染症の流入・蔓延防止を目的とした迅速な診断法の確立等に係る事業費
施設整備費	302	513	211	169.8%	設備の経年劣化に伴う更新経費
(単位:百万円)
事項	平成29年度予算額	平成30年度概算要求額	对前年度差引増△減額	对前年度比	事項
国立研究開発法人医薬基盤·健康·栄養研究所	3,675	4,182	507	113.8%
うち要求枠分	3,675	3,421	△254	93.1%
うち「新しい日本のための優先課題推進枠」分	-	761	-	-	緊急感染症対応体制強化事業希少疾病創薬Gateway事業新薬創出を加速する人工知能の開発健康的な食環境整備のためのモニタリング事業等

※端数処理により、合計と内訳が一致しない場合がある。
エディトリアル

# Measurement and Analysis of Service Sector Growth

Special Editor Kyoji FUKAO $ ^{*} $

Japan’s service sector is widely regarded as suffering from sluggish productivity growth and a number of policies to enhance the efficiency of Japan’s service sector have been proposed. However, there is substantial uncertainty about the accuracy of these perceptions of productivity growth and about the policy prescriptions because of serious data limitations. In particular, it is quite difficult to create appropriate price indicators for service output that correctly reflect changes in service quality. This means that real value-added growth and productivity improvements in the service sector are not necessarily measured correctly. This limitation impedes the design of strategies to enhance productivity growth in the service sector. The majority of Japan’s GDP is now created in the service sector. Therefore, in order to design evidence-based growth strategies, it is becoming more and more important for the Japanese government to measure service activities correctly.

To design appropriate growth strategies for the service sector, the following long-term research program is needed. First of all, ways to accurately measure deflators and real value-added in the service sector are required so as to provide the foundations for analysis and policy discussion. Secondly, the mechanisms of service sector growth as well as the determinants of service quality and service sector productivity need to be examined. And thirdly, the potential for productivity improvements in the service sector need to be analyzed. Each of these three tasks is formidable and requires extensive research. Against this background, this program takes a long-term approach that seeks to address these tasks step by step.

As a first step of this long-term research program, the Economic and Social Research Institute (ESRI) in fiscal 2015 embarked on a research project to examine issues related to the measurement of service activities from an international perspective. This special issue contains four studies based on this project. Although each of the studies constitutes only part of the long-term program, together they