JP2740621B2 - 使用済みナトリウム硫黄電池の処理方法 - Google Patents
使用済みナトリウム硫黄電池の処理方法Info
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- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Description
自動車用電源として開発が進められているナトリウム硫
黄電池の廃棄物から有用物質を回収することを目的とし
た使用済みナトリウム硫黄電池の処理方法に関するもの
である。
の固体電解質管の両側に陰極活物質としてのナトリウム
と、陽極活物質としての硫黄を充填したもので、その外
周をアルミニウム製の外周容器により保護した構造の二
次電池である。このナトリウム硫黄電池は電力貯蔵用電
池として最も適したものとして開発が進められている
が、充放電を繰り返す間に徐々に劣化するため、耐用年
数である10年を経過した後には使用済みのナトリウム
硫黄電池が大量に発生することが考えられる。
の処理技術は未だ完成されていないため、そのままの状
態で保管しておくことも考えられる。しかしナトリウム
硫黄電池の内部には消防法で危険物に指定されているナ
トリウムや硫黄が含まれているため、一箇所に保管でき
る量には限度があり、大量の使用済みのナトリウム硫黄
電池をそのまま保管することは困難である。
理に関する唯一の従来技術が特開平3-88281 号公報に公
開されている。この公報には、使用済みのナトリウム硫
黄電池からナトリウムを回収した後、外周容器を陽極部
分から分離し、外周容器はアルコール浴で洗浄して再使
用するとともに、陽極部分は焼却して硫酸を回収すると
記載されている。しかし長期間にわたり使用されてきた
ナトリウム硫黄電池の外周容器は損傷されている可能性
があるため、アルコール浴で洗浄しただけで再使用する
ことは、我が国では受け入れられないと想定される。ま
た硫酸の回収工程では設備が酸腐食されるおそれがあ
る。
の問題点を解決し、使用済みのナトリウム硫黄電池から
設備を腐食させることなく、アルミニウム、その表面の
金属皮膜、ナトリウム、硫黄、多硫化ソーダ(Na2Sx )
等をそれぞれ分離して回収することができる使用済みナ
トリウム硫黄電池の処理方法を提供するために完成され
たものである。
めになされた第1の発明は、使用済みナトリウム硫黄電
池のキャップを切断し、パラフィン中でナトリウムを回
収したのち外周容器をはぎ取り、この外周容器を加熱炉
内の分離媒体上で700 〜1200℃に加熱してアルミニウム
を滴下させ、このアルミニウムと分離媒体上に残存した
金属皮膜とを分離回収することを特徴とするものであ
る。
黄電池のキャップを切断し、パラフィン中でナトリウム
を回収したのち外周容器をはぎ取り、残部を不活性雰囲
気中で加熱して硫黄を蒸発させるとともに、蒸発した硫
黄を冷却固化して固体硫黄として回収することを特徴と
するものである。
黄電池のキャップを切断し、パラフィン中でナトリウム
を回収したのち外周容器をはぎ取り、残部を不活性雰囲
気中で目的とするNa2Sx のx値に対応する温度に加熱し
て硫黄を蒸発させるとともに、蒸発した硫黄を冷却固化
して固体硫黄を回収し、硫黄分離後の部分をアルコール
又は水中に浸漬してNa2Sx を抽出・回収することを特徴
とするものである。なお、この第1の発明と第2の発明
とは一連の工程で行うことができ、第1の発明と第3の
発明とを一連の工程で行うこともできる。
電池から、ナトリウムと、アルミニウムと、その表面の
高価な金属皮膜とをそれぞれ分離して回収することがで
きる。第2の発明によれば、使用済みナトリウム硫黄電
池から、ナトリウムと硫黄とをそれぞれ分離して回収す
ることができる。第3の発明によれば、使用済みナトリ
ウム硫黄電池から、ナトリウムと、有価物質である多硫
化ソーダとをそれぞれ分離して回収することができる。
なおいずれの発明においても、設備が酸腐食されるおそ
れはない。以下に各発明を順次詳細に説明するが、図1
に各発明を総合した使用済みナトリウム硫黄電池の処理
フローの全体を示す。
断面構造を示す図であって、1はアルミニウム製の外周
容器、2はその内部に収納されたβ−アルミナ製の固体
電解質管、3は陽極活物質としての硫黄、4は陰極活物
質としてのナトリウム、5はキャップ、6は集電棒であ
る。この外周容器1の内面には、ステライト(Co-Cr-W-
C 系合金) 等の金属皮膜がコーティングされている。
ャップ5を機械的に切断し、必要に応じて上部からドリ
ル等で孔を明けて電極上部を開口し、図3のように陰極
部を露出させる。次にこれを図4のようにナトリウムの
融点以上の温度に加温されたパラフィン8の入った槽7
の内部に開口部を下向きとして浸漬する。するとパラフ
ィン8よりも比重の大きいナトリウムは槽7の底部に流
下し、回収できる。なお、ナトリウムは水分との接触に
より激しく反応するが、パラフィン8は全く水分を含有
しないので反応が生ずることはなく、陰極部のナトリウ
ムは容易に回収される。
使用済みナトリウム−硫黄電池の外周容器1をβ−アル
ミナ製の固体電解質管2から機械的にはぎ取り、外周容
器1を例えば縦方向に2等分して断面半円状とする。こ
れを図5のように加熱炉9内のすのこ状あるいは網状の
分離媒体10上に載せ、700 〜1200℃に加熱する。すると
融点が約660 ℃のアルミニウムは溶融して分離媒体10か
ら下方の容器11内へ滴下し、融点が1200℃よりも高いス
テライト等の金属皮膜のみが分離媒体10上に残ることと
なる。このようにして完全にアルミニウムと金属皮膜と
が分離された後、分離媒体10上から金属皮膜を取り出せ
ばよい。なお、容器11に回収されたアルミニウムの純度
は99%以上であって利用価値が高く、またステライト等
の金属皮膜は高速度鋼の製造原料等として再利用するこ
とができる。
られた残部は図6のように陽極部の硫黄3を露出させ
る。そしてこれを図7に示すように電気炉のような加熱
炉12に入れ、不活性ガス雰囲気中で200 〜1000℃に加熱
する。すると陽極部の硫黄3は酸化されることなく蒸発
するので、発生した硫黄の蒸気をヒータ14付きのパイプ
15で冷却固化装置16へ導き、冷却して固化させる。この
結果、純度が99.9%以上の硫黄が得られるので、この硫
黄はナトリウム硫黄電池の陽極活性物質として再利用す
ることができる。なお、加熱炉12の排ガスはスクラバー
17を通したうえで大気中へ放出すればよい。この方法に
よれば、硫黄を蒸発させて冷却固化し固体硫黄として回
収するので、従来法のように設備を腐食させるおそれの
ある硫酸等を生じさせることがない。
回収を目的としたものであるが、第3の発明はNa2S
x (多硫化ソーダ)の回収を目的としたものである。第
3の発明でも、外周容器1をはぎ取られた残部(陽極部
分)の硫黄3を露出させ、図7に示すように電気炉のよ
うな加熱炉12に入れ、不活性ガス雰囲気中で200 〜1000
℃に加熱し、陽極部分の硫黄を蒸発させる。しかし第3
の発明では、回収目的とするNa2Sx のx値に対応する温
度に加熱して硫黄を蒸発させる。これは、加熱温度と後
工程において回収されるNa2Sx のx値との間に、図8の
通りの関係があることが確認されたためである。このた
め、例えば後工程においてNa2S6 を回収したい場合には
約350 ℃で加熱すればよく、後工程においてNa2S3 を回
収したい場合には約1000℃で加熱すればよい。
発明と同様に硫黄の蒸気を冷却固化し固体硫黄を回収し
た後、図9のように硫黄分離後の陽極部分を粉砕してア
ルコール又は水18に浸漬して陽極部分に含まれるNa2Sx
を抽出し、その後、ろ過により固体を除きNa2Sx を回収
したり、図10の例のように硫黄分離後の陽極部分をその
ままアルコール又は水18に浸漬して陽極部分に含まれる
Na2Sx を抽出し回収する。抽出の際のアルコール又は水
の量は陽極部分1g当り100cc 程度とすればよく、陽極
部分を室温で30分程度浸漬する。なお、図10は硫黄分離
後の陽極部分をコンベヤ19に載せてアルコール又は水18
の中を移動させる方法を示しており、コンベヤ19のスピ
ードは陽極部分が必要な時間浸漬できるスピードに調整
されている。
種々の用途があり、大3の発明ではこのNa2Sx のx値を
前工程の温度によって自由に制御できるので、目的とす
るx値を持ったNa2Sx を得ることができる。なお、濾過
された固形物中には陽極を構成しているカーボンマット
が含まれるので、これは乾燥後再びカーボンマットとし
て使用することができる。
明によれば、使用済みナトリウム硫黄電池から、ナトリ
ウムと、アルミニウムと、その表面の高価な金属皮膜と
をそれぞれ分離して回収することができる。また第2の
発明によれば、使用済みナトリウム硫黄電池から、ナト
リウムと硫黄とをそれぞれ分離して回収することがで
き、第3の発明によれば、使用済みナトリウム硫黄電池
から、ナトリウムと、有価物質である多硫化ソーダとを
それぞれ分離して回収することができる。なおいずれの
発明においても、従来法のように処理工程で硫酸が発生
することがないので、設備が酸腐食されるおそれはな
い。よって本発明は従来の問題点を解消した使用済みナ
トリウム硫黄電池の処理方法として、産業の発展に寄与
するところはきわめて大きいものがある。
体を示すブロック図である。
る。
し、ドリルで穴明けをした状態を示す断面図である。
回収する工程を示す断面図である。
と金属皮膜とを分離回収する工程を示す断面図である。
取った状態を示す断面図である。
いて回収されるNa2Sx のx値との関係を示すグラフであ
る。
出する工程の一例を示す断面図である。
程の一例を示す断面図である。
ある硫黄、4 陰極活性物質であるナトリウム、5 キ
ャップ、6 集電棒、7 槽、8 パラフィン、9 加
熱炉、10 分離媒体、11 容器、12 加熱炉、14 ヒー
タ、15 パイプ、16 冷却固化装置、17 スクラバー、
18 アルコール又は水、19 コンベヤ
Claims (5)
- 【請求項1】使用済みナトリウム硫黄電池のキャップを
切断し、パラフィン中でナトリウムを回収したのち外周
容器をはぎ取り、この外周容器を加熱炉内の分離媒体上
で700 〜1200℃に加熱してアルミニウムを滴下させ、こ
のアルミニウムと分離媒体上に残存した金属皮膜とを分
離回収することを特徴とする使用済みナトリウム硫黄電
池の処理方法。 - 【請求項2】使用済みナトリウム硫黄電池のキャップを
切断し、パラフィン中でナトリウムを回収したのち外周
容器をはぎ取り、残部を不活性雰囲気中で加熱して硫黄
を蒸発させるとともに、蒸発した硫黄を冷却固化して固
体硫黄として回収することを特徴とする使用済みナトリ
ウム硫黄電池の処理方法。 - 【請求項3】使用済みナトリウム硫黄電池のキャップを
切断し、パラフィン中でナトリウムを回収したのち外周
容器をはぎ取り、残部を不活性雰囲気中で目的とするNa
2Sx のx値に対応する温度に加熱して硫黄を蒸発させる
とともに、蒸発した硫黄を冷却固化して固体硫黄を回収
し、硫黄分離後の部分をアルコール又は水中に浸漬して
Na2Sx を抽出・回収することを特徴とする使用済みナト
リウム硫黄電池の処理方法。 - 【請求項4】使用済みナトリウム硫黄電池のキャップを
切断し、パラフィン中でナトリウムを回収したのち外周
容器をはぎ取り、この外周容器を加熱炉内の分離媒体上
で700 〜1200℃に加熱してアルミニウムを滴下させ、こ
のアルミニウムと分離媒体上に残存した金属皮膜とを分
離回収する一方、残部を不活性雰囲気中で加熱して硫黄
を蒸発させるとともに、蒸発した硫黄を冷却固化して固
体硫黄として回収することを特徴とする使用済みナトリ
ウム硫黄電池の処理方法。 - 【請求項5】使用済みナトリウム硫黄電池のキャップを
切断し、パラフィン中でナトリウムを回収したのち外周
容器をはぎ取り、この外周容器を加熱炉内の分離媒体上
で700 〜1200℃に加熱してアルミニウムを滴下させ、こ
のアルミニウムと分離媒体上に残存した金属皮膜とを分
離回収する一方、残部を不活性雰囲気中で目的とするNa
2Sx のx値に対応する温度に加熱して硫黄を蒸発させる
とともに、蒸発した硫黄を冷却固化して固体硫黄を回収
し、硫黄分離後の部分をアルコール又は水中に浸漬して
Na2Sx を抽出・回収することを特徴とする使用済みナト
リウム硫黄電池の処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19607893A JP2740621B2 (ja) | 1992-08-14 | 1993-08-06 | 使用済みナトリウム硫黄電池の処理方法 |
Applications Claiming Priority (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21692592 | 1992-08-14 | ||
| JP22728492 | 1992-08-26 | ||
| JP12716493 | 1993-05-28 | ||
| JP4-227284 | 1993-05-28 | ||
| JP4-216925 | 1993-05-28 | ||
| JP5-127164 | 1993-05-28 | ||
| JP19607893A JP2740621B2 (ja) | 1992-08-14 | 1993-08-06 | 使用済みナトリウム硫黄電池の処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0785898A JPH0785898A (ja) | 1995-03-31 |
| JP2740621B2 true JP2740621B2 (ja) | 1998-04-15 |
Family
ID=27471277
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19607893A Expired - Lifetime JP2740621B2 (ja) | 1992-08-14 | 1993-08-06 | 使用済みナトリウム硫黄電池の処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
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Families Citing this family (5)
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|---|---|---|---|---|
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| JP5533319B2 (ja) * | 2010-06-17 | 2014-06-25 | 三菱マテリアル株式会社 | NaS電池の処理設備及びNaS電池の前加工装置 |
| CN105811039B (zh) * | 2016-05-09 | 2018-06-05 | 上海电气钠硫储能技术有限公司 | 一种钠硫电池回收方法 |
| CN111106359B (zh) * | 2020-01-17 | 2020-10-16 | 三门踱哒环保设备有限公司 | 一种废旧电池内金属自动收集装置 |
| CN115663328B (zh) * | 2022-11-15 | 2025-07-25 | 中山大学 | 一种废旧锂电池电极表面涂层的分离装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4801443A (en) | 1986-05-13 | 1989-01-31 | Multi-Task Engineering Ltd. | Sulphur recovery process |
-
1993
- 1993-08-06 JP JP19607893A patent/JP2740621B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4801443A (en) | 1986-05-13 | 1989-01-31 | Multi-Task Engineering Ltd. | Sulphur recovery process |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| J.PAUL PEMSLER ET AL.,"RECYCLE OF BATTERY MATERIALS",INTERSOCIETY ENERGY CONVERSION ENGINEERING CONFERENCE,U.S.A.,1981,VOL.16,NO.1,P.695−698 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0785898A (ja) | 1995-03-31 |
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