我国废电池回收利用现状及建议

我国废旧电池的回收利用现状及建议 学院 专业 班级 姓名 学号 2 摘要 根据电池的组成 分析了废电池中所含的有害成分及其对环境的的危害 而我国在废电池 回收利用上存在着诸多问题 本文简单介绍了我国废电池回收处理现状及所利用的技术 并在此基础上提出建议 关键词 废电池 环境保护 资源再生 1 目录 1 前言 1 2 废电池的组成及危害及利用价值 1 2 1 电池的组成 1 2 2 废电池的危害 1 2 3 废电池的利用价值 1 3 我国废电池回收利用现状及处理技术 2 3 1 我国废电池回收现状 2 3 2 废电池再生技术 2 3 2 1 锌锰干电池的处理 2 3 2 2 镍镉电池的处理 3 3 2 3 铅蓄电池的处理 3 3 2 4 锂离子电池的处理 3 3 3 废电池回收利用中存在的问题 3 4 对我国废电池回收利用的建议 4 5 结语 4 6 参考文献 4 1 1 前言 伴随着我国经济的发展 越来越多的电子产品被人们购买和使用 而电池 作为一种便携式能量储存器 消耗量与日俱增 但其中含有重金属物质 如果 对废电池处理不当 随意丢弃 使其有毒物质进入环境中 就会对人体健康造 成严重危害 与此同时 其中的重金属都取自我国矿产资源 有很高的回收利 用价值 若能对其进行合适处理 即可变废为宝 实现资源再生 我国是电池 的使用大国 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 2 废电池的组成及危害及利用价值 2 1 电池的组成 表 1 常用电池组成 电池系列 大量元素或物质 主要有害物质 锌锰电池 Zn MnO2 NH4Cl ZnCl2 Hg 碱性锌锰电池 Zn MnO2 KOH Hg KOH 镍镉电池 Cd Ni KOH Cd KOH 镍氢电池 MH Ni KOH KOH 锂离子电池 Li Co 或 Ni Mn 有机电解质 铅蓄电池 Pb H2SO4 PbSO4 Pb H2SO4 PbSO4 2 2 废电池的危害 一般来说 电池中的有害物质主要有Zn Hg Cd Ni Pb等重金属 铅蓄 电池中的H2SO4 各种碱性电池中的KOH和锂电池中的LiPF6电解液等 废旧电池 中的酸 碱电解质溶液会影响土壤利水系的pH 值 使土壤和水系酸性化或碱性 化 Zn Hg Cd Ni Pb及其化合物具有极强的生物毒性 一旦进入环境之中 就会通过生物富集作用 对人体造成严重危害 2 3 废电池的利用价值 据环保专家介绍 在废电池中每回收l 000克金属 其中就有82克汞 88克 镉 可以说 回收处置废电池不仅处理了污染源 而且也实现了资源的回收再 利用 以占我国电池总量92 5 的锌锰电池为例 1号废旧锌锰电池的组成 重量70g左右 其中锰棒5 g9 锌皮7 0g 锰粉0 59g 其他32g 其中有用 物质锌 放电二氧化锰 铁 铜 汞及石黑 占电池总量的75 可以作为资 源化的主要对象 废电池中95 的物质均可以回收再利用 尤其是重金属回收 1 价值很高 2 3 我国废电池回收利用现状及处理技术 3 1 我国废电池回收现状 电池品种繁多 按用途可分为工业电池和民用电池两大类 目前国内使用 最多的工业电池为铅蓄电池 污染物主要为和硫酸 占电池总成本50 以上的 铅 铅化合物 可以重新回炉提炼 外壳多为塑料 也可再生 但存在二次污染 问题 民用电池按能否充电又可分为一次电池和二次电池 主要有锌锰电池 锌 汞电池 锂电池 氧化银电池 锌 空气纽扣电池 镍镉电池 氢镍电池等 小 型二次电池使用较多的有镍镉 氢镍和锂电池 镍镉电池中的镉是环保部门严 格控制的重金属元素之一 锂电池中的有机电解质 镍镉 氢镍电池中的碱和 制造电池的辅助材料铜等重金属 都构成对环境的污染 锌锰 碱性锌锰电池 是用量最大的民用一次电池 废弃电池中除了汞 还存在锌 锰 铜等其他重 金属 目前 我国废弃电池主要是随城镇生活垃圾一起填埋 焚烧或堆肥 废 电池作为生活垃圾进行焚烧处理时 废电池中的Hg Cd Ni Pb等重金属一部 分在高温下排入大气 一部分成为灰渣 产生二次污染 3 2 废电池再生技术 以几种常见电池为例 介绍我国废电池处理方法 其中着重介绍了最常见 的锌锰干电池的处理方法 3 2 1 锌锰干电池的处理 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MnO2 水锰石等混合物送入回转窑煅烧 制成脱水的MnO2 此法 简单易行 但占用劳动力较多 经济效益不大 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 C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 炼厂无需增加设备即可回收锌 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 MnO2 水锰石经煅烧后 制得 MnO2 所用方法有焙烧 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 二次污染防治的方法 1 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 现 3 有一种防治二次污染的方法 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 小时 取上层清液进行蒸发 结晶 沉淀物的主要成份是MnO2 MnO OH 乙炔黑 碳棒等物质 加入回转窑炼到600 C 发生反应 2MnO2 C 2MnO CO2 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MnO2还原为MnO 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 C 下浸制1小时 发生反应 MnO H2SO4 MnSO4 H2O 得到硫酸锰盐溶液 同时 也将引入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 废电池回收之后的溶液 浓缩并与乙二胺四乙酸 EDTA 反应生成金属络 合物 可以彻底消除二次污染 再利用其稳定性不同将不同金属分离 3 2 2 镍镉电池的处理 其处理工艺有干法和湿法两种 干法主要利用镉及其氧化物蒸气压高的特 点 在高温下使镉蒸发而与镍分离 湿法则是将废电池破碎后 一并用硫酸浸 出后 再用H2S 利用硫化镉和硫化镍容度的差异 控制一定条件 使镍镉分离 3 2 3 铅蓄电池的处理 铅蓄电池的回收工艺过程主要包括 1 解体 将硫 酸放出后单独回收 机壳用破碎机解体 用比重法选出塑料后 再分为极板 极柱 电池槽和盖等 2 分类 将除去塑料的含铅部件破碎成60mm以下的小块后分为4 类 a 铅粉 占总量的64 其中含铅 70 b 铅泥 占5 其中含铅约3 c 小块铅合金 占7 其中含铅26 5 d 铅渣 占 14 其中含铅约 0 5 3 再生 将上 述铅粉和制铅厂的烟尘一并处理 制成含锑 1 7 1 9 的电池用软铅再生利用 将铅泥供转炉处理 将小块铅合金作金属配料 将铅渣填埋处理 如果铅酸电 池的回收利用工艺水平还需要进一步提高 则重点应该是稳定增加回收率和改善 回收过程中硫酸和铅尘的污染 近年来 我国对废铅蓄电池回收利用技术的开 发又有了新的突破 火法冶炼再生铅工艺 此项技术是有回收率高 污染小 的特点 3 2 4 锂离子电池的处理 相对而言 锂离子电池中最具高回收价值的金属是钴 而不是锂 其工艺 为先将电池焚烧以除去有机物再筛选去铁和铜后 将残余粉加热并溶于酸中 用有机溶媒使可提出氧化钻 可用作颜料 涂料的制作原料 3 3 废电池回收利用中存在的问题 没有形成一套完整的处理电池及其管理的体系 电池回收后常不能及时处理 常采取堆放处理 此时电池中的有毒物质 可能泄漏 造成污染 电池种类繁多 不同电池含有不同的物质 需不同的处理方法 在此方 面我国没有细化分类 给废电池的处理带来了一定的困难 4 4 对我国废电池回收利用的建议 电池种类繁多 含有不同物质的电池的处理方法也不同 国家应对此进 行统一规范 建立分类收集制度 让厂家标识电池成分 以便于回收处理 没有形成一套完整处理处理电池及其管理的体系 对于废电池处理企业给予一定的政策补贴 开发如太阳能电池或燃料电池等新型环保电池 减少对汞 镉等重金属 物质的使用 5 结语 废电池对环境和人体危害极大 所以必须回收利用 以防止其污染并实现 资源的再生利用 我国是电池生产和消费大国 然而废电池的回收利用方面却 存在诸多问题 技术落后且没有形成完整的体系 对此应加快技术革新 开发 新的处理技术 研发新型环保电池 做到科学的 系统化的回收利用 以实现 废电池的减量化 无害化和资源化 6 参考文献 1 白青子 白云起 钟乃良 废电池回收利用与二次污染的防治 J 中国资 源综合利用 2004 5 30 32 2 丁树谦 废电池回收利用研究 J 2009 10 385 388 3 王欣 李小云 废电池的回收利用现状及发展分析 J 北方环境 2011 12 99 100 4 张盛涛 王林 韩涟漪 等 废弃电池的危害及其回收利用 J 电池工业 2002 1 5 胡青云 对废电池的回收利用现状及发展分析 J 数字化用户 2013 33 27 6 李宝华 郭瑞霞 康飞宇 废电池的回收利用 J 现代化工 2004 24 8 55 57 7 徐广炜 廖洪强 钱凯 等 废电池的回收利用及冶炼处理 J 环境卫生 工程 2003 12 2 83 85