廃マンガン電池及びアルカリ電池のリサイクル装置及び方法
【課題】廃マンガン電池及びアルカリ電池の埋め立て時に発生する社会的費用の所要及び環境汚染の問題を解消するための廃マンガン電池及びアルカリ電池のリサイクル装置及び方法を提供する。
【解決手段】廃マンガン電池及びアルカリ電池をその形状に応じて第１に鉄材被服電池と第２に一名ランタン電池と呼ばれる国際規格４Ｒ２５ランタン電池又はアメリカ規格４ＦＭランタン電池（以下、非鉄材被服電池とする）に選別して、前記鉄材被服電池は、破砕、粉砕、粒度選別、磁力線別工程を介して、鉄材片と二酸化マンガンを主に含む廃電池粉末を回収してリサイクル処理し、前記鉄材被服電池の可燃性残渣物と前記非鉄材被服電池は、熱分解炭化、１次粉砕、１次粒度選別、２次粉砕、２次粒度選別を介して亜鉛塊、炭素棒、及びその他残りの炭化物の総混合物である二酸化マンガンを主に含む廃電池粉末を有価物として回収して１００％リサイクル処理する。
【解決手段】廃マンガン電池及びアルカリ電池をその形状に応じて第１に鉄材被服電池と第２に一名ランタン電池と呼ばれる国際規格４Ｒ２５ランタン電池又はアメリカ規格４ＦＭランタン電池（以下、非鉄材被服電池とする）に選別して、前記鉄材被服電池は、破砕、粉砕、粒度選別、磁力線別工程を介して、鉄材片と二酸化マンガンを主に含む廃電池粉末を回収してリサイクル処理し、前記鉄材被服電池の可燃性残渣物と前記非鉄材被服電池は、熱分解炭化、１次粉砕、１次粒度選別、２次粉砕、２次粒度選別を介して亜鉛塊、炭素棒、及びその他残りの炭化物の総混合物である二酸化マンガンを主に含む廃電池粉末を有価物として回収して１００％リサイクル処理する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃電池リサイクル技術に関し、さらに詳細には廃マンガン電池及びアルカリ電池のリサイクル装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な電池は、その再使用の有無によって使い捨て１次電池と充電用２次電池とに区分され、特に、マンガン電池とアルカリ電池とは、代表的な１次電池であって、産業用電池類を除いて一般生活系ごみに含まれて排出される電池類のうち、９０％以上を占める。
【０００３】
一方、このように多量に排出する廃マンガン電池及びアルカリ電池は、主に地中に埋め立てて廃棄するが、この場合、埋め立てによる社会的費用の発生だけでなく、土壌及び地下水汚染などの環境汚染を引き起こすという問題点があるため、最近では、単純埋め立てより廃マンガン電池及びアルカリ電池に含まれている有価物（例えば、鉄、マンガン、亜鉛等）の回収及び無害化処理のための多様なリサイクル技術が開発されている。
【０００４】
例えば、湿式分離方式は、廃マンガン電池及びアルカリ電池を形状の差に無関係に一度に破砕した後、鉄−スクラップを磁力線別に回収した後、硫酸浸出法で残余鉄成分、亜鉛及びマンガンを浸出及び沈殿させて、軟質フェライトを製造するリサイクル技術であって、純度の高いリサイクル金属原料を獲得することができるという長所がある。
【０００５】
中温処理方式は、廃電池の形状の差に無関係に一度に廃マンガン電池及びアルカリ電池を７００℃の温度で熱処理した後、樹脂系及びビニール系成分を焼却した後、破砕及び鉄−スクラップ回収過程を経、残余微粉末と亜鉛酸化物とをリサイクル事業体で処理するリサイクル技術であって、最終廃棄物の体積を縮小することができ、酸化亜鉛をリサイクルできるという長所がある。
【０００６】
高温処理方式は、廃マンガン電池及びアルカリ電池を含むさらに広範囲な廃電池（例えば、酸化銀電池等、その他生活系廃電池などを含む）を、１０００℃に還元焙燒した後亜鉛蒸気を凝縮した後、水銀を分離し、残渣物とフェロマンガンを回収するリサイクル技術であって、処理工程が簡単で、かつ大量処理が容易であるという長所がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、上述の湿式分離方式は、リサイクル金属原料の純度が高い分だけ処理費用が上昇して経済性を深刻に低下させ、特に、導電性カーボンにリサイクル可能な炭素棒が流失するだけでなく、多量の最終廃棄物及び廃液が発生するという短所がある。
【０００８】
また、上述の中温処理方式は、依然として導電性カーボンにリサイクル可能な炭素棒が流失するだけでなく、多量の最終廃棄物が発生するという短所があり、特に、熱処理による鉄の回収率が減少するという短所がある。
【０００９】
また、上述の高温処理方式は、選別費用は低減されても、回収される亜鉛の純度が低く底質フェロマンガンの需要処を探すのが難しいという短所がある。
【００１０】
そこで、本発明は、前記のような従来の方法において廃電池の互いに異なる形状に応じて適した解体工程を対応できなくて発生する費用上昇の問題点及び有価物の純度低下などの問題点を解決するためのものであって、本発明の目的は、廃マンガン電池及びアルカリ電池をその形状に応じて第１に鉄材被服電池と第２に一名ランタン電池と呼ばれる国際規格４Ｒ２５ランタン電池又はアメリカ規格４ＦＭランタン電池（以下、非鉄材被服電池とする）に別に選別して、前記鉄材被服電池は、破砕、粉砕、粒度選別、磁力線別工程を介して、鉄材片と廃電池粉末を有価物として回収してリサイクル処理し、前記鉄材被服電池の可燃性残渣物と前記非鉄材被服電池は、熱分解炭化、１次粉砕、１次粒度選別、２次粉砕２次粒度選別を介して、亜鉛塊、炭素棒、鉄材端子スプリング及びその他残りの物質の総混合物である二酸化マンガンを主に含む廃電池粉末を有価物として回収する廃マンガン電池及びアルカリ電池のリサイクル装置並びに方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達成すべく、本発明による廃マンガン電池及びアルカリ電池のリサイクル装置は、収集された廃マンガン電池及びアルカリ電池のうち、鉄材被服電池の格納される第１ホッパーと、収集された廃マンガン電池及びアルカリ電池のうち、非鉄材被服電池の格納される第２ホッパーと、前記第１ホッパーに格納された後、移送される鉄材被服電池を破砕する破砕機と、前記破砕機により破砕された鉄材被服電池を粉砕して微粉化する第１粉碎機と、前記第１粉碎機により微粉化された鉄材被服電池の粉砕物を、粒度選別用金網を利用して廃電池粉末、電池外皮用鉄材片及び鉄材被服電池の最終残渣物に区分して選別し、前記廃電池粉末を回収する第１振動選別機と、前記第１振動選別機により濾された電池外皮用鉄材片及び鉄材被服電池の最終残渣物のうち、前記電池外皮用鉄材片を磁力選別して回収し、前記鉄材被服電池の最終残渣物を濾す磁力選別機と、前記第２ホッパーに格納された非鉄材被服電池と前記第１磁力選別機により濾された前記鉄材被服電池の最終残渣物を直火ではない間接熱、すなわち酸素供給のない状態で輻射熱による熱分解を介して完全炭化させる熱分解炉と、前記熱分解炉により熱分解された廃電池炭化物を１次粉砕して、前記廃電池炭化物を非鉄材被服電池の炭素棒と１次粉砕廃電池炭化物とに剥離する第２粉碎機と、前記第２粉碎機により剥離吐き出された前記１次粉砕廃電池吐き出し物から１次粉砕廃電池炭化物を選別し、前記非鉄材被服電池の炭素棒を回収する第２振動選別機と、選別された前記１次粉砕廃電池炭化物を２次粉砕して微粉化する第３粉碎機と、前記第３粉碎機により微粉化された２次粉砕廃電池炭化物を、粒度選別用金網を利用して廃電池粉末と非鉄材被服電池の陰極用亜鉛塊及び非鉄材被服電池端子スプリングに区分して選別、回収する第３振動選別機とから構成される。
【００１２】
また、本発明の廃マンガン電池及びアルカリ電池のリサイクル装置の前記第１粉碎機は、高速横型回転式衝撃せん断破砕機であり、第２粉碎機及び第３粉碎機は、ロール粉碎機であることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の廃マンガン電池及びアルカリ電池のリサイクル装置の前記第２粉碎機は、前記熱分解炉により熱分解された廃電池炭化物を一定間隔に離隔された上部ロールと下部ロールとの間を通過させて１次粉砕して、前記廃電池炭化物を非鉄材被服電池の炭素棒と１次粉砕廃電池炭化物とに選別し、前記非鉄材被服電池の炭素棒を回収するロール粉碎機であることを特徴とする。
【００１４】
また、上記の目的を達成すべく、本発明による廃マンガン電池及びアルカリ電池のリサイクル方法は、収集された廃マンガン電池及びアルカリ電池のうち、鉄材被服電池を第１ホッパーに格納する第１工程と、収集された廃マンガン電池及びアルカリ電池のうち、非鉄材被服電池を第２ホッパーに格納する第２工程と、前記第１ホッパーに格納された後鉄材被服電池を破砕機で破砕する第３工程と、前記破砕機により破砕された鉄材被服電池を第１粉碎機で粉砕して微粉化する第４工程と、前記第１粉碎機により微粉化された鉄材被服電池の粉砕物を、粒度選別用金網を備えた第１振動選別機を利用して廃電池粉末、電池外皮用鉄材片及び鉄材被服電池の最終残渣物に区分して選別し、前記廃電池粉末を回収する第５工程と、磁力選別機を利用して、前記第１振動選別機により濾された電池外皮用鉄材片及び鉄材被服電池の最終残渣物のうち、前記電池外皮用鉄材片を磁力選別して回収し、前記鉄材被服電池の最終残渣物を濾す第６工程と、前記第２ホッパーに格納された非鉄材被服電池と前記磁力選別機により濾された前記鉄材被服電池の最終残渣物を熱分解炉に投入して、直火ではない間接熱、すなわち酸素供給のない状態で輻射熱による熱分解を介して完全炭化させる第７工程と、前記熱分解炉により熱分解された廃電池炭化物を第２粉碎機で１次粉砕して、前記廃電池炭化物を非鉄材被服電池の炭素棒と１次粉砕廃電池炭化物とに剥離吐き出す第８工程と、前記第２粉碎機により剥離吐き出された１次粉砕廃電池吐き出し物のうち、第２振動選別機で１次粉砕廃電池炭化物を選別し、非鉄材被服電池の炭素棒を回収する第９工程と、前記第２振動選別機により選別された前記１次粉砕廃電池炭化物を第３粉碎機で２次粉砕して微粉化する第１０工程と、前記第３粉碎機により微粉化された２次粉砕廃電池炭化物を、粒度選別用金網を備えた第３振動選別機を利用して廃電池粉末と非鉄材被服電池の陰極用亜鉛塊及び非鉄材被服電池端子スプリングに区分して選別、回収する第１１工程とからなる。
【００１５】
また、本発明の廃マンガン電池及びアルカリ電池のリサイクル方法の前記第４工程では、前記第１粉碎機として高速横型回転式衝撃せん断破砕機を利用し、第８工程及び第１０工程では、第２粉碎機及び第３粉碎機としてロール粉碎機を利用することを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の廃マンガン電池及びアルカリ電池のリサイクル方法の前記第８工程では、前記熱分解炉により熱分解された廃電池炭化物を前記第２粉碎機の一定間隔に離隔された上部ロールと下部ロールとの間を通過させ、１次粉砕して前記廃電池炭化物を非鉄材被服電池が損傷しなく、かつ残りの１次粉砕廃電池炭化物を剥離できるロール粉碎機を利用することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、従来の廃マンガン電池及びアルカリ電池の埋め立て時に発生する社会的費用の消費及び環境汚染の問題を完壁に解消し、従来の廃マンガン電池及びアルカリ電池のリサイクル技術と比較するとき、従来の技術では回収できなかった導電性炭素棒を含んで鉄材片、亜鉛塊、及びその他残りの物質の総混合物である二酸化マンガンを主に含む廃電池粉末などの有価物を相対的に低廉な費用で回収することができる。
【００１８】
また、前記鉄材被服電池の可燃性残渣物と前記ランタン電池を熱分解炭化処理する時に発生する排気ガスの廃熱を回収して、暖房あるいは温水用として活用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態に係る廃マンガン電池及びアルカリ電池のリサイクル装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る廃マンガン電池及びアルカリ電池のリサイクル方法の動作手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態を、添付された図面を参照してさらに詳細に説明する。
図１に示すように、第１ホッパー１００は、収集された廃マンガン電池及びアルカリ電池のうち、鉄材被服電池が格納される。
【００２１】
第２ホッパー１１０は、収集された廃マンガン電池及びアルカリ電池のうち、非鉄材被服電池が格納される。
【００２２】
破砕機１２０は、前記第１ホッパー１００に格納された後、移送される鉄材被服電池を破砕する。
【００２３】
第１粉碎機１３０は、前記破砕機１２０により破砕された鉄材被服電池を粉砕して微粉化する。前記第１粉碎機１３０には、多様な形態の粉碎機を使用することができ、特に、高速横型回転式衝撃せん断破砕機を使用することが好ましい。
【００２４】
第１振動選別機１４０は、前記第１粉碎機１３０により微粉化された鉄材被服電池の粉砕物を、粒度選別用金網を利用して廃電池粉末、電池外皮用鉄材片及び鉄材被服電池の最終残渣物に区分して選別し、前記廃電池粉末を回収する。
【００２５】
磁力選別機１５０は、前記第１振動選別機１４０により濾された電池外皮用鉄材片及び鉄材被服電池の最終残渣物のうち、前記電池外皮用鉄材片を磁力選別して回収し、前記鉄材被服電池の最終残渣物を濾す。
【００２６】
熱分解炉１６０は、前記第２ホッパー１１０に格納された非鉄材被服電池と前記第１磁力選別機１４０により濾された前記鉄材被服電池の最終残渣物を直火ではない間接熱、すなわち酸素供給のない状態で輻射熱による熱分解により完全炭化させる。
【００２７】
前記熱分解炉１６０は、本発明者の既出願発明である韓国特許出願番号第１０−２００７−００３２５５４号による１次廃電池のリサイクル装置として紹介された熱分解炉を使用することが好ましい。
【００２８】
前記熱分解炉１６０は、略１〜２時間の間に６００〜７００℃の輻射熱を加えて、前記非鉄材被服電池と前記磁力選別機１４０により濾された前記鉄材被服電池の最終残渣物を完全炭化させる。この過程において形状を維持させていた非鉄材被服電池の外形維持材であるＰ．Ｐ樹脂類、タール、紙類は、可燃性ガスを発生させつつ炭化して解体され、このときに発生する可燃性ガスは、前記熱分解炉１６０の火口に引き込んで電池自身を分解する燃料として再度用いられ、前記熱分解炉１６０から排出する不完全燃焼ガスは、別途に設備された排出ガス完全燃焼システムを適用して、１，２５０℃以上の温度で完全燃焼させることが好ましく、特に、この過程で発生する廃熱を回収して温水及び暖房用等としてリサイクルできる。
【００２９】
前記熱分解炉１６０の代わりに、通常の廃棄物焼却炉に前記非鉄材被服電池と前記第１磁力選別機１４０により濾された可燃性物質である前記鉄材被服電池の最終残渣物を投入して、外皮のみを焼却させることもできる。
【００３０】
第２粉碎機１７０は、前記熱分解炉１６０により熱分解された廃電池炭化物を１次粉砕して、前記廃電池炭化物を非鉄材被服電池の炭素棒と１次粉砕廃電池炭化物とに分離されるように剥離、吐き出す。
【００３１】
前記第２粉碎機１７０には、多様な形態の粉碎機を使用することができ、特にロール粉碎機を使用することが好ましい。
【００３２】
例えば、前記第２粉碎機１７０には、前記熱分解炉１６０により熱分解された廃電池炭化物を一定間隔（炭素棒は、損傷しない程度の間隔）に離隔された上部ロールと下部ロールとの間を通過させて１次粉砕して、前記廃電池炭化物が非鉄材被服電池炭素棒と１次粉砕廃電池炭化物とに互いに剥離されて吐き出されるように製作されたロール粉碎機を使用することが好ましい。
【００３３】
第２振動選別機１８０は、粒度選別用金網が備えられて前記第２粉碎機１７０により剥離、吐き出された吐き出し物から前記１次粉砕廃電池炭化物を振動選別し、非鉄材被服電池の炭素棒を回収する。
【００３４】
前記第２振動選別機１８０には、多様な形態の選別機を使用することができ、特に振動選別機を使用することが好ましい。
【００３５】
第３粉碎機１９０は、前記第２振動選別機１８０により選別された１次粉砕廃電池炭化物をリサイクル原料として使用できるように、さらに細かく微粉化する２次粉砕を行う。第３粉碎機１９０は、多様な形態の粉碎機を使用することができ、特に、ロール粉碎機を使用することが好ましい。
【００３６】
第３振動選別機２００は、前記第３粉碎機から微粉化された２次粉砕廃電池炭化物中に含まれた廃電池粉末と電池外皮用亜鉛管が溶融されてから冷却凝固された亜鉛塊及び非鉄材被服電池端子スプリングを選別、回収する。
【００３７】
上記のように構成される本発明による廃マンガン電池及びアルカリ電池のリサイクル装置は、図２に示したような方法により、以下のように作動する。
【００３８】
本発明では、廃マンガン電池及びアルカリ電池をその外観の形状に応じて鉄材被服電池と非鉄材被服電池とに選別した後、前記鉄材被服電池は、破砕、粉砕、粒度選別、磁力選別工程を介して、そして前記鉄材被服電池の最終残渣物と前記非鉄材被服電池とは、熱分解炭化、１次粉砕、１次粒度選別、２次粉砕、２次粒度選別−工程を介して最終的に次のような有価物を回収してリサイクル原料として使用する。第１に、鉄材片（例えば、鉄材被服電池の外皮用鉄材片、非鉄材被服電池の端子スプリング）、第２に、炭素棒（非鉄材被服電池の炭素棒）、第３に、亜鉛塊（非鉄材被服電池の亜鉛管が熱分解工程で溶融されてから再度冷却凝固された塊）、第４に、廃電池粉末（第１から第３までのリサイクル原料を除いた残りの物質の総混合粉末、−鉄材被服電池でも発生し非鉄材被服電池でも発生）のそのものが廃マンガン電池及びアルカリ電池から回収する最終的なリサイクル原料になるものである。
【００３９】
参考に、前記非鉄材被服電池は、一般生活系ごみに含まれて排出される廃マンガン電池及びアルカリ電池のうち、略２０％を占め、外皮が紙又はＰ．Ｐ系樹脂からなっており、内部にタールで密封した亜鉛管が４ケ組合せで構成される一名ランタン電池のことを言う。このように構成される非鉄材被服電池は、リサイクル処理のために鉄材被服電池と同じ工程で破砕、粉砕、振動選別する場合、粉砕過程において膨らんで盛り上がった紙質繊維とタールとが粉碎機の網と振動選別機の金網にねばねばと絡み付いてその機能をマヒさせるだけでなく、磁性のない片状亜鉛は、選別が難しく、炭素棒も破損されると、選別作業が難しくなり回収率も急激に落ちるようになる。したがって、本発明では、前記非鉄材被服電池は、鉄材被服電池とは別途に、熱分解炭化方式を採択して外皮の構成物質がリサイクル過程で不純物として取扱われる蓋然性をなくす。
【００４０】
図２に示すように、収集された廃マンガン電池及びアルカリ電池は、その形状に応じて鉄材被服電池と非鉄材被服電池とに選別された後、前記鉄材被服電池は、第１ホッパー１００に格納され（Ｓ１００）、前記非鉄材被服電池は、第２ホッパー１１０に格納される（Ｓ１１０）。
【００４１】
次に、前記鉄材被服電池のリサイクル処理が行われるが、前記第１ホッパー１００に格納された鉄材被服電池は、破砕機１２０に移送されて破砕（Ｓ１２０）された後、前記第１粉碎機１３０により微粉化される（Ｓ１３０）。
【００４２】
次に、前記第１粉碎機１３０により微粉化された鉄材被服電池の粉砕物は、粒度選別用金網を備えた前記第１振動選別機１４０の粒度選別用金網上に投入されて、下に濾される微細粉末は、リサイクルのための廃電池粉末として回収され（Ｓ１４０）、前記粒度選別用金網上に残存する電池外皮用鉄材片及び前記粒度選別用金網により濾されない太い炭素粉末を含む可燃性残渣物から構成される鉄材被服電池の最終残渣物は、磁力選別機１５０に投入される。
【００４３】
このとき、第１振動選別機から回収される前記廃電池粉末は、主に二酸化マンガンを含む粉末であり、煉瓦や床材などの着色剤として有用に活用でき、実際に本発明者の既出願である韓国特許出願番号第１０−２００７−００２１３４４号による廃乾電池破砕粉末を利用した粘土煉瓦の製造方法に紹介されたように、煉瓦製造用着色剤として活用される。
【００４４】
次に、前記第１振動選別機１４０により濾された電池外皮用鉄材片及び鉄材被服電池の最終残渣物のうち、前記電池外皮用鉄材片が前記磁力選別機１５０により磁力選別されて回収され、前記鉄材被服電池の最終残渣物が濾される（Ｓ１５０）。
【００４５】
このとき、前記磁力選別機１５０から回収される前記電池外皮用鉄材片は、製鉄所の製鉄過程に投入される重要なリサイクル原料となる。
【００４６】
次に、前記非鉄材被服電池のリサイクル処理が行われるが、前記第２ホッパー１１０に格納された非鉄材被服電池と前記磁力選別機により濾された前記鉄材被服電池の最終残渣物は、前記熱分解炉１６０に投入されて直火ではない間接熱、すなわち酸素供給のない状態で輻射熱による熱分解を介して完全炭化される（Ｓ１６０）。
【００４７】
次に、前記熱分解炉１６０により熱分解された廃電池炭化物は、第２粉碎機１７０の一定間隔に離隔された上部ロールと下部ロールとの間を通過する間に、非鉄材被服電池の炭素棒と１次粉砕廃電池炭化物とに剥離されて吐き出される（Ｓ１７０）。
【００４８】
この場合、前記上部ロールと下部ロールとの間の間隔は、前記廃電池炭化物に含まれた炭素棒を損傷無しで回収できる間隔に適切に調節できる。
【００４９】
次に、前記第２粉碎機１７０により剥離されて吐き出された１次粉砕廃電池炭化物は、第２振動選別機１８０に移送されて内部に備えられている粒度選別用金網により下部の１次粉砕廃電池炭化物に振動選別され、上部の非鉄材被服電池の炭素棒は回収される（Ｓ１８０）。
【００５０】
次に、前記第２振動選別機１８０により選別された前記１次粉砕廃電池炭化物は、第３粉碎機１９０に移送されて２次粉砕されて微粉化された後（Ｓ１９０）、最終的に粒度選別用金網を備えた第３振動選別機２００により廃電池粉末と非鉄材被服電池陰極管用亜鉛塊及び非鉄材被服電池端子スプリングに区分されて選別、回収される（Ｓ２００）。
【００５１】
このとき、回収される前記廃電池粉末も、主に二酸化マンガンを含む粉末であり、煉瓦や床材などの着色剤として有用に活用でき、実際に本発明者が出願した韓国特許出願番号第１０−２００７−００２１３４４号による廃乾電池破砕粉末を利用した粘土と煉瓦の製造方法に紹介されたように、煉瓦製造用着色剤として活用される。
【００５２】
以上説明した本発明による廃マンガン電池及びアルカリ電池のリサイクル装置及び方法は、上述の実施の形態に限定されず、以下の特許請求の範囲で請求する本発明の要旨から逸脱せずに本発明の属する分野における通常の知識を有した者であれば、誰でも多様に変更して実施できる範囲までその技術的精神があるはずである。
【符号の説明】
【００５３】
１００ 第１ホッパー
１１０ 第２ホッパー
１２０ 破砕機
１３０ 第１粉碎機
１４０ 第１振動選別機
１５０ 磁力選別機
１６０ 熱分解炉
１７０ 第２粉碎機
１８０ 第２振動選別機
１９０ 第３粉碎機
２００ 第３振動選別機
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃電池リサイクル技術に関し、さらに詳細には廃マンガン電池及びアルカリ電池のリサイクル装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な電池は、その再使用の有無によって使い捨て１次電池と充電用２次電池とに区分され、特に、マンガン電池とアルカリ電池とは、代表的な１次電池であって、産業用電池類を除いて一般生活系ごみに含まれて排出される電池類のうち、９０％以上を占める。
【０００３】
一方、このように多量に排出する廃マンガン電池及びアルカリ電池は、主に地中に埋め立てて廃棄するが、この場合、埋め立てによる社会的費用の発生だけでなく、土壌及び地下水汚染などの環境汚染を引き起こすという問題点があるため、最近では、単純埋め立てより廃マンガン電池及びアルカリ電池に含まれている有価物（例えば、鉄、マンガン、亜鉛等）の回収及び無害化処理のための多様なリサイクル技術が開発されている。
【０００４】
例えば、湿式分離方式は、廃マンガン電池及びアルカリ電池を形状の差に無関係に一度に破砕した後、鉄−スクラップを磁力線別に回収した後、硫酸浸出法で残余鉄成分、亜鉛及びマンガンを浸出及び沈殿させて、軟質フェライトを製造するリサイクル技術であって、純度の高いリサイクル金属原料を獲得することができるという長所がある。
【０００５】
中温処理方式は、廃電池の形状の差に無関係に一度に廃マンガン電池及びアルカリ電池を７００℃の温度で熱処理した後、樹脂系及びビニール系成分を焼却した後、破砕及び鉄−スクラップ回収過程を経、残余微粉末と亜鉛酸化物とをリサイクル事業体で処理するリサイクル技術であって、最終廃棄物の体積を縮小することができ、酸化亜鉛をリサイクルできるという長所がある。
【０００６】
高温処理方式は、廃マンガン電池及びアルカリ電池を含むさらに広範囲な廃電池（例えば、酸化銀電池等、その他生活系廃電池などを含む）を、１０００℃に還元焙燒した後亜鉛蒸気を凝縮した後、水銀を分離し、残渣物とフェロマンガンを回収するリサイクル技術であって、処理工程が簡単で、かつ大量処理が容易であるという長所がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、上述の湿式分離方式は、リサイクル金属原料の純度が高い分だけ処理費用が上昇して経済性を深刻に低下させ、特に、導電性カーボンにリサイクル可能な炭素棒が流失するだけでなく、多量の最終廃棄物及び廃液が発生するという短所がある。
【０００８】
また、上述の中温処理方式は、依然として導電性カーボンにリサイクル可能な炭素棒が流失するだけでなく、多量の最終廃棄物が発生するという短所があり、特に、熱処理による鉄の回収率が減少するという短所がある。
【０００９】
また、上述の高温処理方式は、選別費用は低減されても、回収される亜鉛の純度が低く底質フェロマンガンの需要処を探すのが難しいという短所がある。
【００１０】
そこで、本発明は、前記のような従来の方法において廃電池の互いに異なる形状に応じて適した解体工程を対応できなくて発生する費用上昇の問題点及び有価物の純度低下などの問題点を解決するためのものであって、本発明の目的は、廃マンガン電池及びアルカリ電池をその形状に応じて第１に鉄材被服電池と第２に一名ランタン電池と呼ばれる国際規格４Ｒ２５ランタン電池又はアメリカ規格４ＦＭランタン電池（以下、非鉄材被服電池とする）に別に選別して、前記鉄材被服電池は、破砕、粉砕、粒度選別、磁力線別工程を介して、鉄材片と廃電池粉末を有価物として回収してリサイクル処理し、前記鉄材被服電池の可燃性残渣物と前記非鉄材被服電池は、熱分解炭化、１次粉砕、１次粒度選別、２次粉砕２次粒度選別を介して、亜鉛塊、炭素棒、鉄材端子スプリング及びその他残りの物質の総混合物である二酸化マンガンを主に含む廃電池粉末を有価物として回収する廃マンガン電池及びアルカリ電池のリサイクル装置並びに方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達成すべく、本発明による廃マンガン電池及びアルカリ電池のリサイクル装置は、収集された廃マンガン電池及びアルカリ電池のうち、鉄材被服電池の格納される第１ホッパーと、収集された廃マンガン電池及びアルカリ電池のうち、非鉄材被服電池の格納される第２ホッパーと、前記第１ホッパーに格納された後、移送される鉄材被服電池を破砕する破砕機と、前記破砕機により破砕された鉄材被服電池を粉砕して微粉化する第１粉碎機と、前記第１粉碎機により微粉化された鉄材被服電池の粉砕物を、粒度選別用金網を利用して廃電池粉末、電池外皮用鉄材片及び鉄材被服電池の最終残渣物に区分して選別し、前記廃電池粉末を回収する第１振動選別機と、前記第１振動選別機により濾された電池外皮用鉄材片及び鉄材被服電池の最終残渣物のうち、前記電池外皮用鉄材片を磁力選別して回収し、前記鉄材被服電池の最終残渣物を濾す磁力選別機と、前記第２ホッパーに格納された非鉄材被服電池と前記第１磁力選別機により濾された前記鉄材被服電池の最終残渣物を直火ではない間接熱、すなわち酸素供給のない状態で輻射熱による熱分解を介して完全炭化させる熱分解炉と、前記熱分解炉により熱分解された廃電池炭化物を１次粉砕して、前記廃電池炭化物を非鉄材被服電池の炭素棒と１次粉砕廃電池炭化物とに剥離する第２粉碎機と、前記第２粉碎機により剥離吐き出された前記１次粉砕廃電池吐き出し物から１次粉砕廃電池炭化物を選別し、前記非鉄材被服電池の炭素棒を回収する第２振動選別機と、選別された前記１次粉砕廃電池炭化物を２次粉砕して微粉化する第３粉碎機と、前記第３粉碎機により微粉化された２次粉砕廃電池炭化物を、粒度選別用金網を利用して廃電池粉末と非鉄材被服電池の陰極用亜鉛塊及び非鉄材被服電池端子スプリングに区分して選別、回収する第３振動選別機とから構成される。
【００１２】
また、本発明の廃マンガン電池及びアルカリ電池のリサイクル装置の前記第１粉碎機は、高速横型回転式衝撃せん断破砕機であり、第２粉碎機及び第３粉碎機は、ロール粉碎機であることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の廃マンガン電池及びアルカリ電池のリサイクル装置の前記第２粉碎機は、前記熱分解炉により熱分解された廃電池炭化物を一定間隔に離隔された上部ロールと下部ロールとの間を通過させて１次粉砕して、前記廃電池炭化物を非鉄材被服電池の炭素棒と１次粉砕廃電池炭化物とに選別し、前記非鉄材被服電池の炭素棒を回収するロール粉碎機であることを特徴とする。
【００１４】
また、上記の目的を達成すべく、本発明による廃マンガン電池及びアルカリ電池のリサイクル方法は、収集された廃マンガン電池及びアルカリ電池のうち、鉄材被服電池を第１ホッパーに格納する第１工程と、収集された廃マンガン電池及びアルカリ電池のうち、非鉄材被服電池を第２ホッパーに格納する第２工程と、前記第１ホッパーに格納された後鉄材被服電池を破砕機で破砕する第３工程と、前記破砕機により破砕された鉄材被服電池を第１粉碎機で粉砕して微粉化する第４工程と、前記第１粉碎機により微粉化された鉄材被服電池の粉砕物を、粒度選別用金網を備えた第１振動選別機を利用して廃電池粉末、電池外皮用鉄材片及び鉄材被服電池の最終残渣物に区分して選別し、前記廃電池粉末を回収する第５工程と、磁力選別機を利用して、前記第１振動選別機により濾された電池外皮用鉄材片及び鉄材被服電池の最終残渣物のうち、前記電池外皮用鉄材片を磁力選別して回収し、前記鉄材被服電池の最終残渣物を濾す第６工程と、前記第２ホッパーに格納された非鉄材被服電池と前記磁力選別機により濾された前記鉄材被服電池の最終残渣物を熱分解炉に投入して、直火ではない間接熱、すなわち酸素供給のない状態で輻射熱による熱分解を介して完全炭化させる第７工程と、前記熱分解炉により熱分解された廃電池炭化物を第２粉碎機で１次粉砕して、前記廃電池炭化物を非鉄材被服電池の炭素棒と１次粉砕廃電池炭化物とに剥離吐き出す第８工程と、前記第２粉碎機により剥離吐き出された１次粉砕廃電池吐き出し物のうち、第２振動選別機で１次粉砕廃電池炭化物を選別し、非鉄材被服電池の炭素棒を回収する第９工程と、前記第２振動選別機により選別された前記１次粉砕廃電池炭化物を第３粉碎機で２次粉砕して微粉化する第１０工程と、前記第３粉碎機により微粉化された２次粉砕廃電池炭化物を、粒度選別用金網を備えた第３振動選別機を利用して廃電池粉末と非鉄材被服電池の陰極用亜鉛塊及び非鉄材被服電池端子スプリングに区分して選別、回収する第１１工程とからなる。
【００１５】
また、本発明の廃マンガン電池及びアルカリ電池のリサイクル方法の前記第４工程では、前記第１粉碎機として高速横型回転式衝撃せん断破砕機を利用し、第８工程及び第１０工程では、第２粉碎機及び第３粉碎機としてロール粉碎機を利用することを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の廃マンガン電池及びアルカリ電池のリサイクル方法の前記第８工程では、前記熱分解炉により熱分解された廃電池炭化物を前記第２粉碎機の一定間隔に離隔された上部ロールと下部ロールとの間を通過させ、１次粉砕して前記廃電池炭化物を非鉄材被服電池が損傷しなく、かつ残りの１次粉砕廃電池炭化物を剥離できるロール粉碎機を利用することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、従来の廃マンガン電池及びアルカリ電池の埋め立て時に発生する社会的費用の消費及び環境汚染の問題を完壁に解消し、従来の廃マンガン電池及びアルカリ電池のリサイクル技術と比較するとき、従来の技術では回収できなかった導電性炭素棒を含んで鉄材片、亜鉛塊、及びその他残りの物質の総混合物である二酸化マンガンを主に含む廃電池粉末などの有価物を相対的に低廉な費用で回収することができる。
【００１８】
また、前記鉄材被服電池の可燃性残渣物と前記ランタン電池を熱分解炭化処理する時に発生する排気ガスの廃熱を回収して、暖房あるいは温水用として活用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態に係る廃マンガン電池及びアルカリ電池のリサイクル装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る廃マンガン電池及びアルカリ電池のリサイクル方法の動作手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態を、添付された図面を参照してさらに詳細に説明する。
図１に示すように、第１ホッパー１００は、収集された廃マンガン電池及びアルカリ電池のうち、鉄材被服電池が格納される。
【００２１】
第２ホッパー１１０は、収集された廃マンガン電池及びアルカリ電池のうち、非鉄材被服電池が格納される。
【００２２】
破砕機１２０は、前記第１ホッパー１００に格納された後、移送される鉄材被服電池を破砕する。
【００２３】
第１粉碎機１３０は、前記破砕機１２０により破砕された鉄材被服電池を粉砕して微粉化する。前記第１粉碎機１３０には、多様な形態の粉碎機を使用することができ、特に、高速横型回転式衝撃せん断破砕機を使用することが好ましい。
【００２４】
第１振動選別機１４０は、前記第１粉碎機１３０により微粉化された鉄材被服電池の粉砕物を、粒度選別用金網を利用して廃電池粉末、電池外皮用鉄材片及び鉄材被服電池の最終残渣物に区分して選別し、前記廃電池粉末を回収する。
【００２５】
磁力選別機１５０は、前記第１振動選別機１４０により濾された電池外皮用鉄材片及び鉄材被服電池の最終残渣物のうち、前記電池外皮用鉄材片を磁力選別して回収し、前記鉄材被服電池の最終残渣物を濾す。
【００２６】
熱分解炉１６０は、前記第２ホッパー１１０に格納された非鉄材被服電池と前記第１磁力選別機１４０により濾された前記鉄材被服電池の最終残渣物を直火ではない間接熱、すなわち酸素供給のない状態で輻射熱による熱分解により完全炭化させる。
【００２７】
前記熱分解炉１６０は、本発明者の既出願発明である韓国特許出願番号第１０−２００７−００３２５５４号による１次廃電池のリサイクル装置として紹介された熱分解炉を使用することが好ましい。
【００２８】
前記熱分解炉１６０は、略１〜２時間の間に６００〜７００℃の輻射熱を加えて、前記非鉄材被服電池と前記磁力選別機１４０により濾された前記鉄材被服電池の最終残渣物を完全炭化させる。この過程において形状を維持させていた非鉄材被服電池の外形維持材であるＰ．Ｐ樹脂類、タール、紙類は、可燃性ガスを発生させつつ炭化して解体され、このときに発生する可燃性ガスは、前記熱分解炉１６０の火口に引き込んで電池自身を分解する燃料として再度用いられ、前記熱分解炉１６０から排出する不完全燃焼ガスは、別途に設備された排出ガス完全燃焼システムを適用して、１，２５０℃以上の温度で完全燃焼させることが好ましく、特に、この過程で発生する廃熱を回収して温水及び暖房用等としてリサイクルできる。
【００２９】
前記熱分解炉１６０の代わりに、通常の廃棄物焼却炉に前記非鉄材被服電池と前記第１磁力選別機１４０により濾された可燃性物質である前記鉄材被服電池の最終残渣物を投入して、外皮のみを焼却させることもできる。
【００３０】
第２粉碎機１７０は、前記熱分解炉１６０により熱分解された廃電池炭化物を１次粉砕して、前記廃電池炭化物を非鉄材被服電池の炭素棒と１次粉砕廃電池炭化物とに分離されるように剥離、吐き出す。
【００３１】
前記第２粉碎機１７０には、多様な形態の粉碎機を使用することができ、特にロール粉碎機を使用することが好ましい。
【００３２】
例えば、前記第２粉碎機１７０には、前記熱分解炉１６０により熱分解された廃電池炭化物を一定間隔（炭素棒は、損傷しない程度の間隔）に離隔された上部ロールと下部ロールとの間を通過させて１次粉砕して、前記廃電池炭化物が非鉄材被服電池炭素棒と１次粉砕廃電池炭化物とに互いに剥離されて吐き出されるように製作されたロール粉碎機を使用することが好ましい。
【００３３】
第２振動選別機１８０は、粒度選別用金網が備えられて前記第２粉碎機１７０により剥離、吐き出された吐き出し物から前記１次粉砕廃電池炭化物を振動選別し、非鉄材被服電池の炭素棒を回収する。
【００３４】
前記第２振動選別機１８０には、多様な形態の選別機を使用することができ、特に振動選別機を使用することが好ましい。
【００３５】
第３粉碎機１９０は、前記第２振動選別機１８０により選別された１次粉砕廃電池炭化物をリサイクル原料として使用できるように、さらに細かく微粉化する２次粉砕を行う。第３粉碎機１９０は、多様な形態の粉碎機を使用することができ、特に、ロール粉碎機を使用することが好ましい。
【００３６】
第３振動選別機２００は、前記第３粉碎機から微粉化された２次粉砕廃電池炭化物中に含まれた廃電池粉末と電池外皮用亜鉛管が溶融されてから冷却凝固された亜鉛塊及び非鉄材被服電池端子スプリングを選別、回収する。
【００３７】
上記のように構成される本発明による廃マンガン電池及びアルカリ電池のリサイクル装置は、図２に示したような方法により、以下のように作動する。
【００３８】
本発明では、廃マンガン電池及びアルカリ電池をその外観の形状に応じて鉄材被服電池と非鉄材被服電池とに選別した後、前記鉄材被服電池は、破砕、粉砕、粒度選別、磁力選別工程を介して、そして前記鉄材被服電池の最終残渣物と前記非鉄材被服電池とは、熱分解炭化、１次粉砕、１次粒度選別、２次粉砕、２次粒度選別−工程を介して最終的に次のような有価物を回収してリサイクル原料として使用する。第１に、鉄材片（例えば、鉄材被服電池の外皮用鉄材片、非鉄材被服電池の端子スプリング）、第２に、炭素棒（非鉄材被服電池の炭素棒）、第３に、亜鉛塊（非鉄材被服電池の亜鉛管が熱分解工程で溶融されてから再度冷却凝固された塊）、第４に、廃電池粉末（第１から第３までのリサイクル原料を除いた残りの物質の総混合粉末、−鉄材被服電池でも発生し非鉄材被服電池でも発生）のそのものが廃マンガン電池及びアルカリ電池から回収する最終的なリサイクル原料になるものである。
【００３９】
参考に、前記非鉄材被服電池は、一般生活系ごみに含まれて排出される廃マンガン電池及びアルカリ電池のうち、略２０％を占め、外皮が紙又はＰ．Ｐ系樹脂からなっており、内部にタールで密封した亜鉛管が４ケ組合せで構成される一名ランタン電池のことを言う。このように構成される非鉄材被服電池は、リサイクル処理のために鉄材被服電池と同じ工程で破砕、粉砕、振動選別する場合、粉砕過程において膨らんで盛り上がった紙質繊維とタールとが粉碎機の網と振動選別機の金網にねばねばと絡み付いてその機能をマヒさせるだけでなく、磁性のない片状亜鉛は、選別が難しく、炭素棒も破損されると、選別作業が難しくなり回収率も急激に落ちるようになる。したがって、本発明では、前記非鉄材被服電池は、鉄材被服電池とは別途に、熱分解炭化方式を採択して外皮の構成物質がリサイクル過程で不純物として取扱われる蓋然性をなくす。
【００４０】
図２に示すように、収集された廃マンガン電池及びアルカリ電池は、その形状に応じて鉄材被服電池と非鉄材被服電池とに選別された後、前記鉄材被服電池は、第１ホッパー１００に格納され（Ｓ１００）、前記非鉄材被服電池は、第２ホッパー１１０に格納される（Ｓ１１０）。
【００４１】
次に、前記鉄材被服電池のリサイクル処理が行われるが、前記第１ホッパー１００に格納された鉄材被服電池は、破砕機１２０に移送されて破砕（Ｓ１２０）された後、前記第１粉碎機１３０により微粉化される（Ｓ１３０）。
【００４２】
次に、前記第１粉碎機１３０により微粉化された鉄材被服電池の粉砕物は、粒度選別用金網を備えた前記第１振動選別機１４０の粒度選別用金網上に投入されて、下に濾される微細粉末は、リサイクルのための廃電池粉末として回収され（Ｓ１４０）、前記粒度選別用金網上に残存する電池外皮用鉄材片及び前記粒度選別用金網により濾されない太い炭素粉末を含む可燃性残渣物から構成される鉄材被服電池の最終残渣物は、磁力選別機１５０に投入される。
【００４３】
このとき、第１振動選別機から回収される前記廃電池粉末は、主に二酸化マンガンを含む粉末であり、煉瓦や床材などの着色剤として有用に活用でき、実際に本発明者の既出願である韓国特許出願番号第１０−２００７−００２１３４４号による廃乾電池破砕粉末を利用した粘土煉瓦の製造方法に紹介されたように、煉瓦製造用着色剤として活用される。
【００４４】
次に、前記第１振動選別機１４０により濾された電池外皮用鉄材片及び鉄材被服電池の最終残渣物のうち、前記電池外皮用鉄材片が前記磁力選別機１５０により磁力選別されて回収され、前記鉄材被服電池の最終残渣物が濾される（Ｓ１５０）。
【００４５】
このとき、前記磁力選別機１５０から回収される前記電池外皮用鉄材片は、製鉄所の製鉄過程に投入される重要なリサイクル原料となる。
【００４６】
次に、前記非鉄材被服電池のリサイクル処理が行われるが、前記第２ホッパー１１０に格納された非鉄材被服電池と前記磁力選別機により濾された前記鉄材被服電池の最終残渣物は、前記熱分解炉１６０に投入されて直火ではない間接熱、すなわち酸素供給のない状態で輻射熱による熱分解を介して完全炭化される（Ｓ１６０）。
【００４７】
次に、前記熱分解炉１６０により熱分解された廃電池炭化物は、第２粉碎機１７０の一定間隔に離隔された上部ロールと下部ロールとの間を通過する間に、非鉄材被服電池の炭素棒と１次粉砕廃電池炭化物とに剥離されて吐き出される（Ｓ１７０）。
【００４８】
この場合、前記上部ロールと下部ロールとの間の間隔は、前記廃電池炭化物に含まれた炭素棒を損傷無しで回収できる間隔に適切に調節できる。
【００４９】
次に、前記第２粉碎機１７０により剥離されて吐き出された１次粉砕廃電池炭化物は、第２振動選別機１８０に移送されて内部に備えられている粒度選別用金網により下部の１次粉砕廃電池炭化物に振動選別され、上部の非鉄材被服電池の炭素棒は回収される（Ｓ１８０）。
【００５０】
次に、前記第２振動選別機１８０により選別された前記１次粉砕廃電池炭化物は、第３粉碎機１９０に移送されて２次粉砕されて微粉化された後（Ｓ１９０）、最終的に粒度選別用金網を備えた第３振動選別機２００により廃電池粉末と非鉄材被服電池陰極管用亜鉛塊及び非鉄材被服電池端子スプリングに区分されて選別、回収される（Ｓ２００）。
【００５１】
このとき、回収される前記廃電池粉末も、主に二酸化マンガンを含む粉末であり、煉瓦や床材などの着色剤として有用に活用でき、実際に本発明者が出願した韓国特許出願番号第１０−２００７−００２１３４４号による廃乾電池破砕粉末を利用した粘土と煉瓦の製造方法に紹介されたように、煉瓦製造用着色剤として活用される。
【００５２】
以上説明した本発明による廃マンガン電池及びアルカリ電池のリサイクル装置及び方法は、上述の実施の形態に限定されず、以下の特許請求の範囲で請求する本発明の要旨から逸脱せずに本発明の属する分野における通常の知識を有した者であれば、誰でも多様に変更して実施できる範囲までその技術的精神があるはずである。
【符号の説明】
【００５３】
１００ 第１ホッパー
１１０ 第２ホッパー
１２０ 破砕機
１３０ 第１粉碎機
１４０ 第１振動選別機
１５０ 磁力選別機
１６０ 熱分解炉
１７０ 第２粉碎機
１８０ 第２振動選別機
１９０ 第３粉碎機
２００ 第３振動選別機
【特許請求の範囲】
【請求項１】
収集された廃マンガン電池及びアルカリ電池のうち、鉄材被服電池の格納される第１ホッパー（１００）と、
収集された廃マンガン電池及びアルカリ電池のうち、非鉄材被服電池の格納される第２ホッパー（１１０）と、
前記第１ホッパー（１００）に格納された後、移送される鉄材被服電池を破砕する破砕機（１２０）と、
前記破砕機（１２０）により破砕された鉄材被服電池を粉砕して微粉化する第１粉碎機（１３０）と、
前記第１粉碎機（１３０）により微粉化された鉄材被服電池の粉砕物を、粒度選別用金網を利用して廃電池粉末、電池外皮用鉄材片及び鉄材被服電池の最終残渣物に区分して選別し、前記廃電池粉末を回収する第１振動選別機（１４０）と、
前記第１振動選別機（１４０）により濾された電池外皮用鉄材片及び鉄材被服電池の最終残渣物のうち、前記電池外皮用鉄材片を磁力選別して回収し、前記鉄材被服電池の最終残渣物を濾す磁力選別機（１５０）と、
前記第２ホッパー（１１０）に格納された非鉄材被服電池と前記第１磁力選別機（１４０）により濾された前記鉄材被服電池の最終残渣物を直火ではない間接熱、すなわち酸素供給のない状態で輻射熱による熱分解を介して完全炭化させる熱分解炉（１６０）と、
前記熱分解炉（１６０）により熱分解された廃電池炭化物を１次粉砕して、前記廃電池炭化物を非鉄材被服電池の炭素棒と１次粉砕廃電池炭化物とに剥離する第２粉碎機（１７０）と、
前記第２粉碎機（１７０）により剥離吐き出された前記１次粉砕廃電池吐き出し物から１次粉砕廃電池炭化物を選別し、前記非鉄材被服電池の炭素棒を回収する第２振動選別機（１８０）と、
選別された前記１次粉砕廃電池炭化物を２次粉砕して微粉化する第３粉碎機（１９０）と、
前記第３粉碎機（１９０）により微粉化された２次粉砕廃電池炭化物を、粒度選別用金網を利用して廃電池粉末と非鉄材被服電池の陰極用亜鉛塊及び非鉄材被服電池端子スプリングに区分して選別、回収する第３振動選別機（２００）と、から構成されることを特徴とする廃マンガン電池及びアルカリ電池のリサイクル装置。
【請求項２】
前記第１粉碎機（１３０）は、高速横型回転式衝撃せん断破砕機であり、第２粉碎機（１７０）及び第３粉碎機（１９０）は、ロール粉碎機であることを特徴とする請求項１に記載の廃マンガン電池及びアルカリ電池のリサイクル装置。
【請求項３】
前記第２粉碎機（１７０）は、前記熱分解炉（１６０）により熱分解された廃電池炭化物を一定間隔に離隔された上部ロールと下部ロールとの間を通過させて１次粉砕して、前記廃電池炭化物を非鉄材被服電池の炭素棒と１次粉砕廃電池炭化物とに選別し、前記非鉄材被服電池の炭素棒を回収するロール粉碎機であることを特徴とする請求項１に記載の廃マンガン電池及びアルカリ電池のリサイクル装置。
【請求項４】
収集された廃マンガン電池及びアルカリ電池のうち、鉄材被服電池を第１ホッパー（１００）に格納する第１工程（Ｓ１００）と、
収集された廃マンガン電池及びアルカリ電池のうち、非鉄材被服電池を第２ホッパー（１１０）に格納する第２工程（Ｓ１１０）と、
前記第１ホッパー（１００）に格納された後鉄材被服電池を破砕機（１２０）で破砕する第３工程（Ｓ１２０）と、
前記破砕機（１２０）により破砕された鉄材被服電池を第１粉碎機（１３０）で粉砕して微粉化する第４工程（Ｓ１３０）と、
前記第１粉碎機（１３０）により微粉化された鉄材被服電池の粉砕物を、粒度選別用金網を備えた第１振動選別機（１４０）を利用して廃電池粉末、電池外皮用鉄材片及び鉄材被服電池の最終残渣物に区分して選別し、前記廃電池粉末を回収する第５工程（Ｓ１４０）と、
磁力選別機（１５０）を利用して、前記第１振動選別機（１４０）により濾された電池外皮用鉄材片及び鉄材被服電池の最終残渣物のうち、前記電池外皮用鉄材片を磁力選別して回収し、前記鉄材被服電池の最終残渣物を濾す第６工程（Ｓ１５０）と、
前記第２ホッパー（１１０）に格納された非鉄材被服電池と前記磁力選別機により濾された前記鉄材被服電池の最終残渣物を熱分解炉（１６０）に投入して、直火ではない間接熱、すなわち酸素供給のない状態で輻射熱による熱分解を介して完全炭化させる第７工程（Ｓ１６０）と、
前記熱分解炉（１６０）により熱分解された廃電池炭化物を第２粉碎機（１７０）で１次粉砕して、前記廃電池炭化物を非鉄材被服電池の炭素棒と１次粉砕廃電池炭化物とに剥離吐き出す第８工程（Ｓ１７０）と、
前記第２粉碎機（１７０）により剥離吐き出された１次粉砕廃電池吐き出し物のうち、第２振動選別機（１８０）で１次粉砕廃電池炭化物を選別し、非鉄材被服電池の炭素棒を回収する第９工程（Ｓ１８０）と、
前記第２振動選別機（１８０）により選別された前記１次粉砕廃電池炭化物を第３粉碎機（１９０）で２次粉砕して微粉化する第１０工程（Ｓ１９０）と、
前記第３粉碎機（１９０）により微粉化された２次粉砕廃電池炭化物を、粒度選別用金網を備えた第３振動選別機（２００）を利用して廃電池粉末と非鉄材被服電池の陰極用亜鉛塊及び非鉄材被服電池端子スプリングに区分して選別、回収する第１１工程（Ｓ２００）と、からなることを特徴とする廃マンガン電池及びアルカリ電池のリサイクル方法。
【請求項５】
前記第４工程（Ｓ１３０）では、前記第１粉碎機（１３０）として高速横型回転式衝撃せん断破砕機を利用し、第８工程（Ｓ１７０）及び第１０工程（Ｓ１９０）では、第２粉碎機（１７０）及び第３粉碎機（１９０）としてロール粉碎機を利用することを特徴とする請求項４に記載の廃マンガン電池及びアルカリ電池のリサイクル方法。
【請求項６】
前記第８工程（Ｓ１７０）では、前記熱分解炉（１６０）により熱分解された廃電池炭化物を前記第２粉碎機（１７０）の一定間隔に離隔された上部ロールと下部ロールとの間を通過させ、１次粉砕して前記廃電池炭化物を非鉄材被服電池が損傷しなく、かつ残りの１次粉砕廃電池炭化物を剥離できるロール粉碎機を利用することを特徴とする請求項４に記載の廃マンガン電池及びアルカリ電池のリサイクル方法。
【請求項１】
収集された廃マンガン電池及びアルカリ電池のうち、鉄材被服電池の格納される第１ホッパー（１００）と、
収集された廃マンガン電池及びアルカリ電池のうち、非鉄材被服電池の格納される第２ホッパー（１１０）と、
前記第１ホッパー（１００）に格納された後、移送される鉄材被服電池を破砕する破砕機（１２０）と、
前記破砕機（１２０）により破砕された鉄材被服電池を粉砕して微粉化する第１粉碎機（１３０）と、
前記第１粉碎機（１３０）により微粉化された鉄材被服電池の粉砕物を、粒度選別用金網を利用して廃電池粉末、電池外皮用鉄材片及び鉄材被服電池の最終残渣物に区分して選別し、前記廃電池粉末を回収する第１振動選別機（１４０）と、
前記第１振動選別機（１４０）により濾された電池外皮用鉄材片及び鉄材被服電池の最終残渣物のうち、前記電池外皮用鉄材片を磁力選別して回収し、前記鉄材被服電池の最終残渣物を濾す磁力選別機（１５０）と、
前記第２ホッパー（１１０）に格納された非鉄材被服電池と前記第１磁力選別機（１４０）により濾された前記鉄材被服電池の最終残渣物を直火ではない間接熱、すなわち酸素供給のない状態で輻射熱による熱分解を介して完全炭化させる熱分解炉（１６０）と、
前記熱分解炉（１６０）により熱分解された廃電池炭化物を１次粉砕して、前記廃電池炭化物を非鉄材被服電池の炭素棒と１次粉砕廃電池炭化物とに剥離する第２粉碎機（１７０）と、
前記第２粉碎機（１７０）により剥離吐き出された前記１次粉砕廃電池吐き出し物から１次粉砕廃電池炭化物を選別し、前記非鉄材被服電池の炭素棒を回収する第２振動選別機（１８０）と、
選別された前記１次粉砕廃電池炭化物を２次粉砕して微粉化する第３粉碎機（１９０）と、
前記第３粉碎機（１９０）により微粉化された２次粉砕廃電池炭化物を、粒度選別用金網を利用して廃電池粉末と非鉄材被服電池の陰極用亜鉛塊及び非鉄材被服電池端子スプリングに区分して選別、回収する第３振動選別機（２００）と、から構成されることを特徴とする廃マンガン電池及びアルカリ電池のリサイクル装置。
【請求項２】
前記第１粉碎機（１３０）は、高速横型回転式衝撃せん断破砕機であり、第２粉碎機（１７０）及び第３粉碎機（１９０）は、ロール粉碎機であることを特徴とする請求項１に記載の廃マンガン電池及びアルカリ電池のリサイクル装置。
【請求項３】
前記第２粉碎機（１７０）は、前記熱分解炉（１６０）により熱分解された廃電池炭化物を一定間隔に離隔された上部ロールと下部ロールとの間を通過させて１次粉砕して、前記廃電池炭化物を非鉄材被服電池の炭素棒と１次粉砕廃電池炭化物とに選別し、前記非鉄材被服電池の炭素棒を回収するロール粉碎機であることを特徴とする請求項１に記載の廃マンガン電池及びアルカリ電池のリサイクル装置。
【請求項４】
収集された廃マンガン電池及びアルカリ電池のうち、鉄材被服電池を第１ホッパー（１００）に格納する第１工程（Ｓ１００）と、
収集された廃マンガン電池及びアルカリ電池のうち、非鉄材被服電池を第２ホッパー（１１０）に格納する第２工程（Ｓ１１０）と、
前記第１ホッパー（１００）に格納された後鉄材被服電池を破砕機（１２０）で破砕する第３工程（Ｓ１２０）と、
前記破砕機（１２０）により破砕された鉄材被服電池を第１粉碎機（１３０）で粉砕して微粉化する第４工程（Ｓ１３０）と、
前記第１粉碎機（１３０）により微粉化された鉄材被服電池の粉砕物を、粒度選別用金網を備えた第１振動選別機（１４０）を利用して廃電池粉末、電池外皮用鉄材片及び鉄材被服電池の最終残渣物に区分して選別し、前記廃電池粉末を回収する第５工程（Ｓ１４０）と、
磁力選別機（１５０）を利用して、前記第１振動選別機（１４０）により濾された電池外皮用鉄材片及び鉄材被服電池の最終残渣物のうち、前記電池外皮用鉄材片を磁力選別して回収し、前記鉄材被服電池の最終残渣物を濾す第６工程（Ｓ１５０）と、
前記第２ホッパー（１１０）に格納された非鉄材被服電池と前記磁力選別機により濾された前記鉄材被服電池の最終残渣物を熱分解炉（１６０）に投入して、直火ではない間接熱、すなわち酸素供給のない状態で輻射熱による熱分解を介して完全炭化させる第７工程（Ｓ１６０）と、
前記熱分解炉（１６０）により熱分解された廃電池炭化物を第２粉碎機（１７０）で１次粉砕して、前記廃電池炭化物を非鉄材被服電池の炭素棒と１次粉砕廃電池炭化物とに剥離吐き出す第８工程（Ｓ１７０）と、
前記第２粉碎機（１７０）により剥離吐き出された１次粉砕廃電池吐き出し物のうち、第２振動選別機（１８０）で１次粉砕廃電池炭化物を選別し、非鉄材被服電池の炭素棒を回収する第９工程（Ｓ１８０）と、
前記第２振動選別機（１８０）により選別された前記１次粉砕廃電池炭化物を第３粉碎機（１９０）で２次粉砕して微粉化する第１０工程（Ｓ１９０）と、
前記第３粉碎機（１９０）により微粉化された２次粉砕廃電池炭化物を、粒度選別用金網を備えた第３振動選別機（２００）を利用して廃電池粉末と非鉄材被服電池の陰極用亜鉛塊及び非鉄材被服電池端子スプリングに区分して選別、回収する第１１工程（Ｓ２００）と、からなることを特徴とする廃マンガン電池及びアルカリ電池のリサイクル方法。
【請求項５】
前記第４工程（Ｓ１３０）では、前記第１粉碎機（１３０）として高速横型回転式衝撃せん断破砕機を利用し、第８工程（Ｓ１７０）及び第１０工程（Ｓ１９０）では、第２粉碎機（１７０）及び第３粉碎機（１９０）としてロール粉碎機を利用することを特徴とする請求項４に記載の廃マンガン電池及びアルカリ電池のリサイクル方法。
【請求項６】
前記第８工程（Ｓ１７０）では、前記熱分解炉（１６０）により熱分解された廃電池炭化物を前記第２粉碎機（１７０）の一定間隔に離隔された上部ロールと下部ロールとの間を通過させ、１次粉砕して前記廃電池炭化物を非鉄材被服電池が損傷しなく、かつ残りの１次粉砕廃電池炭化物を剥離できるロール粉碎機を利用することを特徴とする請求項４に記載の廃マンガン電池及びアルカリ電池のリサイクル方法。
【図１】
【図２】
【図２】
【公表番号】特表２０１０−５３８４１７（Ｐ２０１０−５３８４１７Ａ）
【公表日】平成２２年１２月９日（２０１０．１２．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−５２２７８７（Ｐ２０１０−５２２７８７）
【出願日】平成２０年７月１８日（２００８．７．１８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＫＲ２００８／００４２１５
【国際公開番号】ＷＯ２００９／０２８７９５
【国際公開日】平成２１年３月５日（２００９．３．５）
【出願人】（５０９２４７５６０）
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２２年１２月９日（２０１０．１２．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年７月１８日（２００８．７．１８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＫＲ２００８／００４２１５
【国際公開番号】ＷＯ２００９／０２８７９５
【国際公開日】平成２１年３月５日（２００９．３．５）
【出願人】（５０９２４７５６０）
【Ｆターム（参考）】
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