[发明专利]从废干电池回收锰的方法和回收设备

说明书

一种从废干电池回收锰的方法，依次实施如下工序：废干电池的筛选工序；从废干电池得到粉粒体的粉碎·筛分工序；粉粒体的加热处理工序；从加热的粉粒体得到含有Mn、Zn和Fe离子的浸出液的酸浸出工序；分离浸出液的固液分离工序；以及，从浸出液得到含锰离子溶液的锰提取工序；上述锰提取工序以不同顺序包括规定的锌去除工序和铁去除工序。

技术领域

本发明涉及从废干电池回收有价值的金属的方法和回收设备。本发明特别涉及可以将作为废弃的锰干电池和/或碱锰干电池的主要有价值的成分的锰分离并作为可以用作各种电池用的程度的高纯度锰回收作为有价值的金属的从废干电池回收锰的方法和回收设备。

背景技术

近年来，由于金属资源的枯竭、交易价格的上升等，有必要从低品位的原矿、精矿、钢铁厂副产品、工业废弃物等积极地回收有价值的金属。例如，作为有价值的金属之一的锰在工业界的众多领域中被视为必须的金属，担心将来其需求量超过储藏量。特别是在钢铁厂，一直以来作为炼钢原料大量消耗锰，确保锰源是在钢铁领域非常重要的问题。另外，近年来，以锂离子电池为代表的二次电池用锰的消耗增大，在该二次电池领域，确保锰源也成为极其严重的问题。

另一方面，在日本国内，大量的干电池被生产、消耗，作为工业废弃物被处理和废弃。作为工业废弃物被废弃的干电池(废干电池)的一部分中锰含有率高。例如，作为一次电池的代表的锰干电池和碱锰干电池使用二氧化锰作为正极材料，使用锌作为负极材料。在锰干电池中，有时在电解液中使用氯化锌。另外，这些干电池的外筒部使用铁。

因此，需要从这些废干电池回收锰成分并将其作为炼钢原料再利用的技术。从这样的观点出发，最近提出了各种从废干电池不仅回收锌、铁、碳还回收锰的技术。

例如，在专利文献1中提出了一种从废干电池回收冶金原料的方法，其从废干电池对锰电池和碱锰电池进行筛选、粉碎、筛分而得到粉粒体，实施对得到的粉粒体用稀盐酸或稀硫酸进行溶解处理的酸处理，将含有二氧化锰和碳的混合物分离回收。通过专利文献1所记载的技术回收的含有二氧化锰和碳的混合物可以作为锰铁制造的起始原料或作为代替锰铁而在精炼炉中直接使用的材料来利用。

另外，在专利文献2中提出了从废干电池分离回收二氧化锰和氯化锌的技术。专利文献2所记载的技术是如下技术：从废干电池中得到大量包含锰和锌的材料，将该材料进行水洗，溶解于盐酸，去除不溶解物(碳粉等)，制成氯化锰与氯化锌的混合水溶液，对该溶液通过净液去除杂质，然后加热浓缩，在该浓缩物中加入高氯酸进行加热，将溶液中的氯化锰氧化成二氧化锰，得到二氧化锰与氯化锌的固体混合物，然后在得到的固体混合物中加入水溶解氯化锌，进行过滤，将不溶性的二氧化锰与水溶性的氯化锌分离并回收。应予说明，在专利文献2所记载的技术中，氯化锌溶液溶解于有机溶剂得到氯化锌的精制物。专利文献2所记载的技术的要点在于用少量的高氯酸将氯化锰制成二氧化锰，通过专利文献2所记载的技术得到的二氧化锰和氯化锌可以用于制造新的锰干电池。

另外，在专利文献3～5中记载了如下技术：使酸或酸与还原剂作用于将废干电池粉碎、筛分而得的含锰粉粒体，进一步使臭氧作用于得到的锰溶液，由此仅使锰以氧化物的形式沉淀，从废干电池回收作为有价值的成分的锰。

更具体而言，在专利文献3中提出了从废干电池回收有价值的成分的方法。在专利文献3所记载的技术中，依次经过：从废干电池筛选锰干电池和/或碱锰干电池的工序；将筛选工序中筛选的干电池粉碎、筛分而得到粉粒体的粉碎·筛分工序；将粉碎·筛分工序中得到的粉粒体与酸溶液和还原剂混合，从该粉粒体浸出锰和锌的酸浸出工序；将酸浸出工序中得到的浸出液与浸出残渣固液分离的第一固液分离工序；使臭氧作用于第一固液分离工序中分离的浸出液，使该浸出液中包含的锰离子氧化并沉淀，得到含锰沉淀物和含锌离子溶液的臭氧处理工序；以及将臭氧处理工序中得到的含锰沉淀物与含锌离子溶液固液分离的第二固液分离工序；将废干电池中包含的锰成分作为含锰沉淀物回收。由此，在专利文献3所记载的技术中，可以从废干电池取出极少混入锌、碳等的高纯度的锰。应予说明，在专利文献3中，实施在含锌离子溶液中添加碱剂将含锌离子溶液中的锌离子制成含锌沉淀物的碱沉淀处理工序，回收废干电池中包含的锌成分。