对废旧电池回收利用的研究.doc

对废旧电池回收利用的研究我们每个人都存在于环境之中，环境的质量与我们息息相关。废旧电池以其以极小体积造成大范围污染的特点对我们的环境生活造成了极大的影响。化学电池按工作性质可分为：一次电池（原电池）；二次电池（可充电电池）铅酸蓄电池。其中：一次电池可分为：糊式锌锰电池、纸板锌锰电池、碱性锌锰电池、扣式锌银电池、扣式锂锰电池、扣式锌锰电池、锌空气电池、一次锂锰电池等。二次电池可分为：镉镍电池、氢镍电池、锂离子电池、二次碱性锌锰电池等。铅酸蓄电池可分为：开口式铅酸蓄电池、全密闭铅酸蓄电池。我们日常所用的普通干电池，主要有酸性锌锰电池和碱性锌锰电池两类，它们都含有汞、锰、镉、铅、锌等各种金属物质，废旧电池被遗弃后，电池的外壳会慢慢腐蚀，其中的重金属物质会逐渐渗入水体和土壤，造成污染。重金属污染的最大特点是它在自然界是不能降解，只能通过净化作用，将污染消除。 废旧电池的危害主要集中在其中所含的少量的重金属上 。 废弃在自然界电池中的汞会慢慢从电池中溢出来，进入土壤或水源，再通过农作物进入人体，损伤人的肾脏。在微生物的作用下，无机汞可以转化成甲基汞，聚集在鱼类的身体里，人食用了这种鱼后，甲基汞会进入人的大脑细胞，使人的神经系统受到严重破坏，重者会发疯致死。著名的日本水俣病就是甲基汞所致。镉渗出污染土地和水体，最终进入人体使人的肝和肾受损，也会引起骨质松软，重者造成骨骼变形。汽车废电池中含有酸和重金属铅泄漏到自然界可引起土壤和水源污染，最终对人造成危害。电池里重金属有非常大的危害，主要有镉、铬、镍、锰、汞等元素。 废电池中所含铅等重金属对土壤、水源的污染只是一种短期内的危害，对生态环境的危害却是潜在性的长期危害，土壤具有一定的孔隙，对有机物或含碳、氧、磷、硫等化合物进行降解后，可生成无毒或低毒物质，表现出一定的自净能力，但是汞、铅、镉等重金属进入环境后，却不易被除解，长期蓄积在土壤中。破坏自然的自净能力，使土壤成污染物的“储存库”，最终降低土壤肥力，在这样的土壤中种植农作物，重金属会被植物根系吸入植物体内，引起农作物减产或长出的农作物会有害，在土中的重金属还能不断迁移到相邻的环境介质中，被雨水冲刷后渗透到深层土壤中，随地下水进入江河水源，人一旦饮了这种水，就会出现多系统多器官的慢性损害。 日常生活中使用的电池是靠化学作用，通俗讲就是靠腐蚀作用产生电能的，经过这种作用后的含重金属废弃电池危害相当大。 一节一号电池能使1平方米的土地失去利用价值， 一粒钮扣电池能污染60万升水（这是一个人一生的用水量）。 据有关资料报道，全球的镉污染有50是来自废旧电池的污染，长期饮用被镉污染的水，会发生骨质改变和贫血，典型表现是全身骼酸痛。铬会引起胃肠道溃疡和损伤，镍有致癌倾向，还可导致心肌损伤，铅被摄入后不易排泄，高血，铅会导致儿童行为异常和低智商，锰虽为人体所需的微量元素，但吸收过多引起中毒，汞可通过血脑屏障进入中枢神经，造成神经紊乱甚至性格改变，曾在日本发生过“水侯病”慢性汞中毒。一粒纽扣电池可污染60万升水，等于一个人一生的饮水量。一节电池烂在地里，能够使一平方米的土地失去利用价值，所以把一节节的废旧电池说成是“污染小炸弹”一点也不过分。 国产干电池的含铅量一般高于25，尚不到“绿色环保电池”（ 指近年来已投入使用和正在研制的一类高性能、无污染电池，包括目前已投入使用的金属氢化物镍蓄电池、锂离子蓄电池，正在推广使用的无汞碱性锌锰原电池，及燃料电池、太阳能电池，光伏电池等）的要求，而且，我国从垃圾中分离回收的干电池仅为生产量的10左右。正是由于废旧电池对人类造成的巨大危害，我们意识到废旧电池的回收的不足的严重性，并且开始分析废旧电池在我国回收利用的可行性。 根据我们在相关政府部门了解到的情况，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。 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。 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。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。 根据大量的数据搜集，废旧电池的回收在我国是完全可行的。1、废电池回收利用的成本可以归结如下: （1）、废电池从众多消费者手中集中到废电池处置场所的费用。 （2）、废电池在处置场所进行处理时所需的生产性支出。 （3）、废电池回收所得产物的销售成本和财务管理成本。 （4）、回收利用废电池过程中的环保费用。 通过政策上的扶持，规模化和产业化的改造，电池生产的低汞化和无汞化，可充电电池的生产，有效地降低了回收利用中的成本，降低了处理的难度，容易实现规模化和产业化效益。 2、废电池回收利用的收益表现如下： 从回收利用过程中所得材料的销售收入。以我国每年可以生产100亿只电池计算,全年可回收15.6万吨锌,22.6万吨二氧化锰,2080吨铜,207万吨氯化锌,7.9万吨氯化铵,4.03万吨炭棒,还有各种有色贵金属的回收价值更高。有人计算,即使我们只是回收其中的一半,就可以达到两万/天的利润,全国电池回收的年利润可达7亿多元。由于行政上的罚款，提高了普通电池的生产成本，从而不得不提高普通电池的销售价格，再而人们会选择性价比高的新型电池，这有利于电池的更新换代，从而促进电池产业的升级。从另一侧面也是提高了新型电池的利润空间。 3、我国废旧电池的处理能力分析 ：我国经济实力的不断增强，不仅吸引了外资企业的进驻，而且带动了我国本地企业的蓬勃发展，我国经济活动活跃有生气，面对我国庞大的市场需求，废旧电池回收利用企业具有强大的生命力，如：广州某一电池回收企业可以回收处理旧电池20T/天，但是仅仅回收到了15T/年的量，而且大部分电池是从海关缴获得来的.如：北京一外资回收利用电池企业，可以达到150T/天的处理能力，而且开发的产品具有市场前景，却苦于没有足够的废旧电池而不得不向国外进口旧电池，但另一方面，数以百万吨的旧电池被填埋在垃圾填埋场。以我国年产销电池超过150多亿只的巨大数量，现在的企业还不能完全消化，可喜的是，现在越来越多的处理企业上马建设，相信随着技术的不断改进，处理能力的不断提高，我国的废旧电池处理企业完全有有足够的处理能力。 4、与国外回收技术的对比分析 ：目前国外发达国家的回收技术普遍较我国先进，这是由具体的历史条件下决定的，我国在短短的时间里发展迅猛，许多技术和设备达到了或接近国外的先进水平。如陕西省西安市废电池的回收工艺为物理化学常温无害处理，技术先进、可靠，基本达到了产业化要求，为我国废电池无害化处理及综合利用提供了技术支持。我国具有我国的特有的优势，一是我国的废电池总量巨大，这为市场提供了基础，二是我国的人力资源丰富，庞大的人力市场为我国提供了低的生产成本；三是我国具有深厚的科研力量，科研人才不断涌现，为我国的科研事业不断地提供后备军；四是我国是一个中央集权的社会主义国家，国家的方针政策得到了更好的实施和管理，极大地调动了生产积极性。 5、对废旧电池回收利用过程中产生的废水废气的治理： 废电池的综合利用可以采取清洁生产管理模式，调整产品结构，进行综合回收利用。在电池制造业大力开展有利于环境保护和资源循环的绿色工程，建立绿色标志，绿色产品等。但废旧电池在回收过程中不可避免地要产生废水废气，这是生产过程中必须面对的问题，我们在完善技术水平的同时，也要积极做好废水废气的治理，避免产生二次污染。同时，我们也对回收废旧电池提出一下几点建议：第一：在固体废物防治法的基础上，出台废旧回收利用的行业政策和法律法规，并制定我国实际的管理办法及具体的可操作的管理实施细则，建立起完善的废电池运输管理制度。 第二：根据“谁污染，谁治理”的原则，电池生产企业负责回收利用废旧电池，在电池销售时，实行抵押金制度，国家向电池生产厂家收取一定的治理费用，并一定的比例返回给回收治理企业。在我国可以利用人工分拣来降低成本，这得益于我国丰富的人力资源。 第三：实现电池生产的低汞化和无汞化，加强对可充式电池的生产。实现电池回收的规模化产业化道路。对于不符合要求的企业勒令其改造或关停，对不改造和关停的处于罚款。 第四：国家给予废旧电池回收企业一定的政策扶持，对于技术上有突破，工艺先进的企业给予奖励并做大做强；鉴于我