废旧电池的回收与利用

科技信息 SCIENCEINFORMATION 2007年 第15期 ● 科 电池是我们日常生活中最常用的商品之一,随着科学技术的进步 及人民生活水平的提高,人们对各种电池的需求量也日益增大。我国 是电池的生产和消费大国每年电池消耗量约为70亿只,而且在逐年 增长。随意丢弃废旧电池不仅污染环境、危害人体健康,而且浪费资 源。 伴随着人民生活水平的提高,人们的环境保护意识越来越强,实 现废电池回收利用,对保护环境、有效利用资源具有重大的现实意义。 一、废旧电池的危害性 废旧电池危害的潜在性和长期性是不容置疑的,电池中含有大量 的重金属———锌、铅、镉、汞、锰等。同时电池中还含有酸、碱等电解质 溶液。据专家测试,一节钮扣电池能污染60万升水(这是一个人一生的 用水量);一节一号电池烂在地里,溶出物就足能使一平方米的土地失 去利用价值。在对自然环境威胁最大的几种物质中,电池里就包含了 汞、铅、镉等,若将废旧电池混入生活垃圾一起填埋,渗出的重金属物质 就会渗透土壤、污染地下水,进而进入鱼类、农作物等,破坏人类的生存 环境,威胁人类的健康,有的还能致癌。另外,人体一旦吸收这些重金属 以后,会出现一些病症。汞是一种毒性很强的重金属,对人体中枢神经 的破坏力很大,还会引起循环性休克、尿毒症、运动失调、精神障碍、知 觉异常等病症。大量调查研究发现,镉在人体内极易引起慢性中毒,主 要病症是肺气肿、骨质软化、肾功能障碍、贫血,很可能使人体瘫痪。经 常接触镉的人,患前列腺癌的可能性大,镉还可能引起呼吸道癌和肾 癌。而铅进入人体后最难排泄,它干扰肾功能、生殖功能,尤其是儿童体 内对铅的吸收率比成人高出4倍以上,儿童铅中毒时常会引起脑病综 合症,具有呕吐、瞌睡、昏迷、运动失调、活动过度等神经病学症状,重者 失明、失聪乃至死亡。 二、各类废旧电池的回收与利用 1.废旧锌锰电池的回收利用 放电后的碱性锌锰电池所含的锌 主要以氧化锌的形式存在,锰的存在形式比较复杂,废旧电池中还含有 铅、汞和镉等。通过探讨盐酸浓度、液固比、溶解时间、溶解温度等对溶 解率的影响,得出了废旧碱性锌锰电池粉末在盐酸中溶解的适宜条 件。适宜条件[1]为:盐酸浓度 3mol/L,液固比 15(质量比),反应温度 60℃,反应时间1h。剩余的不溶解部分以黑色粉末形式存在,这是电 池中填充的碳粉与未完全溶解的电极材料的混合物。该研究对于将废 旧碱性锌锰电池高收益再生利用具有重要意义。 2.废旧铅酸电池的回收与利用 铅酸电池[2]包括塑料外壳、硫酸 电解液、PVC或超细玻璃纤维隔膜和正负电极。其中正负电极的集流 体都是以铅为主要组分并加入适量的锑和钙等元素。活性物质分别为 PbO2/PbSO4和Pb/PbSO4以及一些添加剂。国内外现都已开发出了比 较成熟的废旧铅酸电池回收处理工艺并建立了回收利用系统。国外现 在通用的 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 是首先进行机械破碎并分选。把分出硫酸溶液和电池外 壳后的剩余物进行脱硫预处理,然后通过熔炼回收正负极板中所含的 铅及其它有用物。从而最终实现了资源的合理回收利用并避免了二次 污染的发生。但在国内,铅酸电池的回收方法还过于粗糙,还需要进一 步优化现有处理工艺以增大回收率并减小二次污染。 3.废旧镉镍电池的回收利用 镉镍电池含污染性的镉以及贵重 金属镍,对这种电池的回收利用也主要集中于火法和湿法两种工艺 过程。其中,关于火法回收废旧镉镍电池工艺的研究相对来说已经比 较成熟[3]。 在火法工艺中,一般是先将电池破碎。利用金属镉易挥发的性质, 在还原剂存在下蒸馏回收镉。然后再回收镍或者把镍与铁生成合 金。 对于镉的蒸馏一般分两个阶段加热,德莱尔等[4]则分了三个阶 段。Mauro等[5]把预处理后的废旧镉镍电池用硫酸和H2O2浸取,电解 沉积镉,加入碳酸钠沉淀镍,镉中含镍 1.2%,镍的回收率达 98%。 Nogueira等[6]使用DEHPA分离出99.7%的镉。 4.废旧镍氢电池的回收利用 镍氢电池的开路电压与镍镉电池 相近,为1.2~1.3V,应用领域也与镍镉电池相同,但容量却是镍镉电池 的1.5倍以上,无镉污染,无记忆效应,又可以快速充放电,耐过充放, 低温性能良好。因此镍氢电池有完全取代镍镉电池的趋势[7]。 对废旧氢镍电池进行火法[8]处理,一般经过粉碎、去电解液、干燥 等处理后用还原法熔炼。得到以镍铁合金为主的合金材料。根据不同 的用途,还可以进一步冶炼。如将杂质氧化以除去Mn,V等元素。火法 回收 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 简单,但得到的合金价值较低。湿法[9]冶金处理技术的优势是 可实现对有价金属镍、钴和稀土等元素的单独回收。 5.废旧锂离子电池的回收利用 锂电池是以金属锂作负极活性 物质的化学电源系统的总称,锂离子二次电池是近几年发展起来的新 型高能量二次电池,最早起源于 1992年日本索尼公司推出的 1A·h 级锂蓄电池,因其独特的优势而迅猛发展[7]。 锂离子电池被广泛地应用在心脏起搏器、计算器、无线电通讯设 备以及导弹点火、潜艇、飞机等特殊军事用途中。另外,锂离子二次电 池是一种智能电池,是摄像机、移动电话、笔记本电脑等电子装置的小 型化、轻量化的理想电源。手机是目前锂离子电池最大的使用市场,占 全球锂离子电池使用量的60%以上[10]。因钴是贵重金属,针对正极物质 进行回收利用的方法[11]是用碱溶解,用酸浸出,然后用萃取剂萃取。该 方法可较好地分离钴和锂,具有较高的回收率,所得的Li2CO3纯度较 高 [12],且操作较为简便,因此用该方法回收锂离子二次电池中的锂和 钴具有可行性。 三、结束语 以上介绍的各类废电池处理方法和回收工艺,有的已经较为完 善,正逐步实现产业化。有的仍处于实验研究阶段,以期待更加优化 的技术出现。与国外相比,我国还没有形成完整的废电池回收处理体 系,并且由于资金和效益的问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 使处理工艺难以投产运转,废电池处 理的产业化进程还较慢。相对于废旧电池的处理,电池的回收问题亟 待解决,废电池的回收处置是一个复杂的系统工作。尤其是各类电池 分类收集,工作量大而且难以形成完整的实施体系。尽管目前在各类 电池的生产过程中强调要减少有害物质的加入,但其中的重金属含量 还是不能降为零,而且其中的金属回收还有很大的利用价值。因此,废 旧电池的回收与利用还是具有很大使用价值! 参考文献 [1]李运清,席国喜,徐鹏 废旧碱性锌锰电池粉末在盐酸中的溶解研究.平原大 学学报 2005,22(2)125-127. [2]韩东梅,南俊民.废旧电池的回收与利用.电源技术 2005,29(2)127-131. [3]孔祥华,王晓峰。镉镍旧电池中镉镍资源的回收[J]电池,2000,30(5):231- 234. [4]拉尔夫J德莱尔,哈罗德E马丁等用于镉和镍回收的装置和方法[P]中国专 利CN1095112A,1994. [5]BARTOLOZZI M,BRACCINI G,BONNINIS. Hydrometallurgical recovery processfornickel-cadmiumspentbatteries[J].Jpowersources,1995,55:247-250. [6]NoguciraCA.Newflowsheetfortherecoveryofcadmium,cobaltandnickel fromspentNi-Cdbatteriesbysolventextraction.Hydrometallurgy.1999,52(3):267～ 287. [7]陈国华,等.电化学方法应用.化学工业出版社,2003. [8]李丽,吴锋,陈实等.金属氢化物-镍电池的回收与循环再利用,现代化工, 2003,7:49-50. [9]孔祥华,王晓峰.旧镉镍电池湿法回收处理[J]电池 ,2001,(02). [10]张潇源,张娟,曹晓燕.废旧日用小型电池的回收处理.能源与环境.2007,1: 18-20. [11]吴芳.从废旧锂离子电池中回收钴和锂,中国有色金属学报,2004,14(4), 697～701. [12]LeeJaeryeong,ZbangQiwu,SaitoFuotio.RoomtemperatureextractionofCo andLifromgroundlithium-ionsecondlybatteryscrap [J].ShigentoSozai, 2000,116(11):919～922. 废旧电池的回收与利用 谷 芳 雷久鸣 王文波 (哈尔滨商业大学食品 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 学院化学中心 黑龙江 哈尔滨 150000) 摘要:简述废旧电池对环境造成的危害以及回收利用废旧电池的必要性,介绍锌锰电池、镍镉电池、镍氢电池、锂电池等电池回收处理方法 及利用价值。 关键词:废旧电池;环境污染;回收利用 ○科教视野○ 51