废旧电池回收利用技术

出处: 学修网 发布于:2022-02-26 06:47:40浏览(8070)

废旧电池回收利用技术 

 国内使用电池现状
  国内使用最多的工业电池为铅蓄电池,铅占蓄电池总成本50%以上,主要采用火法、湿法冶金工艺以及固相电解还原技术。外壳为塑料,可以再生,基本实现无二次污染。
  小型二次电池目前使用较多的有镍镉、镍氢和锂离子电池,镍镉电池中的镉是环保严格控制的重金属元素之一,锂离子电池中的有机电解质,镍镉、镍氢电池中的碱和制造电池的辅助材料铜等重金属,都构成对环境的污染。小型二次电池目前国内的使用总量只有几亿只,且大多数体积较小,废电池利用价值较低,加上使用分散,绝大部分作生活垃圾处理,其回收存在着成本和管理方面的问题,再生利用也存在一定的技术问题。
  民用干电池是目前使用量最大、也是最分散的电池产品,国内年消费80亿只。主要有锌锰和碱性锌锰两大系列,还有少量的锌银、锂电池等品种。锌锰电池、碱性锌锰电池、锌银电池一般都使用汞或汞的化合物作缓蚀剂,汞和汞的化合物是剧毒物质。废电池作为生活垃圾进行焚烧处理时,废电池中的Hg、Cd、Pb、Zn等重金属一部分在高温下排人大气,一部分成为灰渣,产生二次污染。
  国际上通行的废旧电池处理方式大致有三种:固化深埋、存放于废矿井、回收利用。
  1.固化深埋、存放于废矿井
  如法国一家工厂就从中提取镍和镉,再将镍用于炼钢,镉则重新用于生产电池。 其余的各类
  废电池一般都运往专门的有毒、有害垃圾填埋场,但这种做法不仅花费太大而且还造成浪费,
  因为其中尚有不少可作原料的有用物质。
  2.回收利用


  (1)热处理
  瑞士有两家专门加工利用旧电池的工厂,巴特列克公司采取的方法是将旧电池磨碎后送往炉内加热,这时可提取挥发出的汞,温度更高时锌也蒸发,它同样是贵重金属。铁和锰熔合后成为炼钢所需的锰铁合金。该工厂一年可加工2000吨废电池,可获得780吨锰铁合金,400吨锌合金及3吨汞。另一家工厂则是直接从电池中提取铁元素,并将氧化锰、氧化锌、氧化铜和氧化镍等金属混合物作为金属废料直接出售。不过,热处理的方法花费较高,瑞士还规定向每位电池购买者收取少量废电池加工专用费。
  (2)“湿处理”
  马格德堡近郊区正在兴建一个“湿处理”装置,在这里除铅蓄电池外,各类电池均溶解于硫酸,然后借助离子树脂从溶液中提取各种金属,用这种方式获得的原料比热处理方法纯净,因此在市场上售价更高,而且电池中包含的各种物质有95%都能提取出来。湿处理可省去分拣环节(因为分拣是手工操作,会增加成本)。马格德堡这套装置年加工能力可达7500吨,其成本虽然比填埋方法略高,但贵重原料不致丢弃,也不会污染环境。
  (3)真空热处理法
  德国阿尔特公司研制的真空热处理法还要便宜,不过这首先需要在废电池中分拣出镍镉电池,废电池在真空中加热,其中汞迅速蒸发,即可将其回收,然后将剩余原料磨碎,用磁体提取金属铁,再从余下粉末中提取镍和锰。这种加工一吨废电池的成本不到1500马克!
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废电池废电池的回收利用方法2007-01-26 16:002.1 废电池再生利用现状
   国内使用最多的工业电池为铅蓄电池,铅占蓄电池总成本50%以上,主要采用火法、湿法冶金工艺以及固相电解还原技术。外壳为塑料,可以再生,基本实现无二次污染。
   小型二次电池目前使用较多的有镍镉、镍氢和锂离子电池,镍镉电池中的镉是环保严格控制的重金属元素之一,锂离子电池中的有机电解质,镍镉、镍氢电池中的碱和制造电池的辅助材料铜等重金属,都构成对环境的污染。小型二次电池目前国内的使用总量只有几亿只,且大多数体积较小,废电池利用价值较低,加上使用分散,绝大部分作生活垃圾处理,其回收存在着成本和管理方面的问题,再生利用也存在一定的技术问题。
   民用干电池是目前使用量最大、也是最分散的电池产品,国内年消费80亿只。主要有锌锰和碱性锌锰两大系列,还有少量的锌银、锂电池等品种。锌锰电池、碱性锌锰电池、锌银电池一般都使用汞或汞的化合物作缓蚀剂,汞和汞的化合物是剧毒物质。废电池作为生活垃圾进行焚烧处理时,废电池中的Hg、Cd、Pb、Zn等重金属一部分在高温下排人大气,一部分成为灰渣,产生二次污染。
2.2 废旧干电池再生利用技术
a.人工分选回收利用技术
   一般是将干电池分类后,进行简单的机械剖开,人工分离出锌皮、塑料盖、炭棒等,残存的Mn02、水锰石等混合物送人回砖窑煅烧,制成脱水的Mn02,此法简单易行,但占用劳动力较多,经济效益不大。
b.火法回收利用技术
   一般是将干电池分类、破碎后,送入回转窑,在1100~1300摄氏度的的高温下,锌及氯化锌被氧化为氧化锌随烟气排出,用旋风除尘器回收氧化锌,残存的二氧化锰及水锰石进入残渣,再进一步回收锰等物质,此法简便易行,一般的冶炼厂勿需增加设备即可回收锌。
c.湿法回收利用技术
   根据锌、二氧化锰可溶于酸的原理,将废旧干电池分类、破碎后,置于浸出槽中,加入稀硫酸(100~120g/L)进行浸出,得到硫酸锌溶液,可用电解法制得金属锌,滤渣经洗涤分离出铜帽、炭棒后,剩余物Mn02、水锰石经煅烧后制得Mn02。所用方法有焙烧一浸出法和直接浸出法。
   湿法与火法相比较,具有投资少,成本低,建厂速度快,利润高、工艺灵活等优势,但不能保障有害成份完全回收。

3 废电池回收利用过程中二次污染的防治
   以上的三种回收方法皆简单易行,但各有不足,存在着二次污染的问题,通过大量实验测定,我们得到了防治二次污染的可行方法。
   首先将废旧干电池分类,以机械进行剖开后,分离出铜帽、锌皮,可分别回收利用。剩余的炭包物质经磁选除铁后,按1:4的固液比用水浸制1小时,取上层清液进行蒸发、结晶,沉淀物的主要成份是Mn02、MnO(OH)、乙炔黑、碳棒等物质,加入回转窑炼到600摄氏度,产生的烟气经冷凝后可得凝缩液,定期清洗即可得纯汞。同时也防止汞蒸气污染环境。在煅烧的过程中,混合物中大量的乙炔黑与碳,将Mn02还原为MnO。其反应过程如下:
2Mn0 2 +C--->2MnO+C0 2
   把此煅烧物按固液比1:4加入浓度小于2mol/L硫酸溶液中,在温度80℃下浸制1小时,发生如下反应:
MnO+H 2 S0 4 --->MnS0 4 +H 2 0
得到硫酸锰盐溶液,同时,也将引人其他可溶性重金属硫酸盐。
   所得的锌皮及铜等金属可直接重熔利用,氯化铵可以制肥料或提纯作为化工试剂,硫酸锰是动、植物生长的激素成份,可用于油漆油墨的吹干剂和一些有机合成反应的催化剂,此外也用于造纸、陶瓷、印染和电解锰的生产试剂。表1为锌锰干电池可回收物质的成份。
   这种回收方法投资较少,采用的设备简单,易于在中小城市得以实现,从而免除了废旧电池的运输问题。
   废电池回收之后的溶液,浓缩并与EDTA反应生成金属络合物,可以彻底消除二次污染。经测定,回收废电池后的溶液中所含重金属量符合国家环保标准。若要将这些金属进行分离,利用其稳定性不同可分级处理。表2为金属离子与EDTA络合稳定常数。

4 废旧电池回收过程中存在的问题及建议
  ①电池回收后无法处置,一般都采用堆放。堆放过程中电池有可能泄漏或有毒物质扩散。
  ②由于电池的种类繁多,假冒产品多,也给电池回收带来了困难,有的电池是含汞电池,有的是含镉电池,有的以氯化铵为电解液,而有的则以氯化锌为电解液,因此建议生产厂家用统一的标准标识电池的种类及内含的主要成份,以便回收利用。
  ③加强高性能环保型电池的开发,实现普通民用电池的无汞化。
  ④回收处理废电池,国家应从政策上给予扶持。


 

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