废旧电池的危害及回收利用.doc

废旧电池的危害及回收利用班级：04级应化班 学号：200440702125姓名：高道润我国已经成为世界上的电池生产和消费大国巨大的电池生产消费量带来了数目惊人的废电池.1998 年世界电池总产量约300 亿支而我国一次电池产量为140 亿支,年人均电池消费量为6.6 支但回收率还不足2%.如何治理电池污染,减少资源浪费提高经济效益,最大程度地避免环境污染实现废电池资源化利用和无害化处理已成为人们关注的焦点。1.电池的分类及组成。电池的种类主要分为原电池即一次电池，包括锰电池、碱性干电池、锂电池、空气电池、汞电池、氧化汞电池和碱性纽扣型电池；蓄电池即二次电池包括铅电池机动车和电动车用蓄电池镍.镉蓄电池、封闭型镍.镉电池、镍氢蓄电池、锂离子电池还有其他电池如燃料电池、太阳能电池等。目前普遍使用的是原电池与蓄电池锌猛电池含Zn MnO2 NH4C1 ZnC12 主要有害物质为Hg ，碱性锌锰电池含Zn MnO2 KOH 。有害物为Hg、 KOH 镍.镉电池含Cd、 Ni KOH，有害物为Cd KOH，镍氢电池含Ni KOH，有害物为KOH。锂离子电池含Li、Co或Ni、Mn，有害物KOH，铅蓄电池含Pb、 H2SO4、Pb2SO4、Pb、H2SO4 PbSO4.2.废旧电池的危害及潜在的资源化。2.1废旧电池的危害1990 年中国干电池产量为64 亿支2000 年猛增至150亿支目前全国年约需电池44亿支电池。在给人们生活带来便利的同时也给生活环境带来相当大的负面影响。电池中含有许多有害物质，其中Pb、Hg、Cd等重金属对人类及自然威胁极大各类废旧电池中锌占电池总量的13%、22%，锰占12%、20%，.镉0.011%，铅0.1%、0.3% ，汞0.004%，铁23%、26%，碳5%、6%，其他26%、47%。汞能溶解于脂肪，引发动物中枢神经疾病致畸、致变、致癌甚至死亡，.镉使骨质软化，骨骼变形，严重时形成自然骨折以致死亡。锌的盐类使蛋白质沉淀，对皮肤黏膜有刺激作用。铅主要是导致贫血神经功能失调和肾损伤作用于神经系统造血系统消化系统和肝肾等器官抑制血红蛋白的合成。代谢镍溶解于血液参加体内循环损害中枢神经，引起血管变异。锰会引起神经性功能障碍综合性功能紊乱，较重者出现精神症状。2.2 废旧电池潜在的资源化废旧电池也并非有百害而无一利，其中95%的物质均可以回收，尤其是重金属的回收价值很高。国外再生铅业发展迅速，现有铅生产的55%均来自于再生铅。其中废铅蓄电池的再生。处理占据了很大比例。100kg 废铅蓄电池可回收50-60kg，铅对于含.镉废电池的再生处理，国外已有较为成熟的技术。处理100kg含.镉废电池可回收20kg 左右的金属.镉.有人曾为废旧电池处理的经济效益算过一笔账:每天处理10 万支电池除去各项费用后可盈利1.9万-2.1 万元,以70 亿支电池50% 的回收率计算。一年的利润6.6 亿元。中国电池工业协会副董事长兼秘书长王敬忠坦言，到目前为止中国尚未建立起干电池的回收处理渠道。废旧电池的利用和处理。3. 单类别废电池综合利用处理技术。3.1 废干电池回收利用技术。干电池主要指锌一锰酸性电池和锌一锰碱性电池。这类电池的回收利用技术主要有湿法和火法两种冶金处理方法。3.2.1 湿法冶金回收法。湿法冶金的原理是基于废旧镍锡电池中的金属及其化合物能溶解于酸性、碱性溶液或某种溶剂，形成溶液，然后通过电解沉淀、化学沉淀法、萃取及置换等手段使其中的有价金属得到资源回收，从而减轻废旧镍镉电池对环境的污染。1)电解沉积法是利用了镍与镉的电极电位差异，通过电解从溶液中直接回收镉，从而实现镉镍分离。实验表明Cd2+,容易电沉积，而此时Ni+ H+则未发生变化。但是Cd2+浓度降低，H+的生成是影响镉沉积效率的主要因素。因此，电解沉积法的主要缺点是电解电流密度低，且需严格控制，才能保证Cd2+较完全地沉积，此外，电解时电耗较高。2)化学沉淀法的D.A.Wilson利用NHN03选择性浸出镉，然后通入CO2气体使锡成为CdC03沉淀而析出。锡的浸出率可达到94%，但是C02气体消耗量大。Hamanasta等对其进行了改进:在加热的条件下用H2SO4浸出废镍镉电池中的镍和锡后，在溶液的pH值在4.5-5.0时加人沉淀剂NH4HC0,选择沉淀出CdCO3，然后在滤液中加人NaOH，沉淀析出Ni(OH)2。但是为了防止镍的共沉淀，需在其中加人(NH4)2SO4，萃 取。许多萃取剂可以在一定条件下用于萃取分离Ni, Cd，但此方法成本高，很难实现工业化应用。4)置换。该方法主要根据金属元素化学活泼性的大小，利用活泼性大的物质置换活泼性小的物质。此方法虽然操作简单，但是置换出的镉纯度比较低，使其实用性受到影响。3.2.2 火法冶金回收锡的沸点远远低于铁、钻、镍的沸点，且金属镉易挥发，所以可通过氧化、还原、分解、挥发及冷凝的过程回收金属。将预处理过的废镍镉电池在还原剂存在的条件下，加热至900-1000，金属锡将以蒸汽的形式存在，然后经过冷凝设备来回收锡，铁和镍作为铁镍合金进行回收。火法冶金回收包括常压冶金和真空冶金两种方法。3.2.3 废镍锡电池回收利用方法评述。湿法处理工艺流程长，产生的污水易对环境造成二次污染;火法冶金产生的废气、及废渣应严格处理;真空冶金对环境的影响最小，是一种比较好的选择。废铅酸蓄电池的回收利用铅酸蓄电池以金属铅为阳极，氧化铅为阴极，以硫酸作为电解液，可以重复使用。废铅酸蓄电池的回收利用主要以废铅的再生利用为主，还包括对于废酸以及塑料壳体的利用。废铅回收利用再生铅主要采用火法、湿法及固项电解3种处理技术1)火法冶金工艺。无预处理混炼:将废铅蓄电池去壳倒酸等简单处理后，进行火法混合冶炼得到铅锑合金。该金属回收率较低，废酸、塑料及锑等元素未合理利用，生产过程污染严重。2)固相电解还原工艺。该工艺机理是把各种铅的化合物置于阴极上电解，下离子型铅离子得到电子被还原成金属铅。工艺流程为:废铅污泥固相电解熔化铸锭叶金属铅，回收率可达95%，回收铅的纯度可达99.95%，且生产成本也低于直接利用矿石冶炼铅的成本。湿法冶炼工艺。湿法冶炼处理废铅酸蓄电池的流程为:将废蓄电池切割，放出硫酸、分出塑料壳、橡胶壳、加入石灰活化使蓄电池中的pbS04转变成CaSO4,用氟硼酸在直流电作用下溶解Pb,PbO，在氟硼酸溶液中进行电解沉积。采用湿法冶金的技术方法可将废铅蓄电池中的铅分离同收以及制取黄丹，然后再用火法冶金法生产出适应市场需求的红丹，技术可靠，设备投资少，不造成二次污染，值得推广。2）混合废电池的回收.目前需处理的废电池均为混合废电池，主要采用的模块化处理方式，即对所有电池进行破碎、筛分等预处理，然后按类别分选全部电池。混合电池的处理也采用火法或湿法与火法结合的方法。由于废电池中几种主要金属具有不同的沸点，因此，通过将废电池准确地加热到一定的温度，使所需分离的金属蒸发气化，然后再收集气体冷却，沸点高的金属通过较高的温度在熔融状态下回收。4. 结束语废旧电池