废电池回收处理实验.doc

废电池回收处理实验实验1：解剖电池兼蒸发黑色的废电池内物 取四节普通5号电池，剥开外层的锌皮，剔除铜帽，抽出碳棒冲洗干净，将电池的填充物以及锌皮上附着的黏稠物质（黑色物质,如图）转移到烧杯中。（考虑到附在锌皮上的物质难以完全转移，就将剥出的的锌皮一起放入大烧杯）加入适量的水，充分搅拌，静置，取上层清液、过滤、蒸发。得到白色的物质，加强热有刺激性气味逸出(如图)。（据气味推测含有NH3气体，可能是发生了NH4Cl = NH3+HCl的反应。）实验一的现象分析与结论(如下表):实验操作现 象解 释备 注普通锌锰干电池，用剪刀 剪开锌皮。锌皮的外表是银白色，内侧粘附一层蜡黄色糊状的，锌铜内填充着黑色混合物。银白色锌蜡黄色糊状物氯化铵与淀粉混合的电解质。黑色混合物MnO2、炭粉等。锌皮边缘可能有黑色胶状物粘附，那是作封口用的沥青。实验2：制取锌粒 器材：废旧干电池、酒精喷灯、水槽、漏斗(含滤纸)、烧杯、铁圈、铁架台、剪刀、蒸发器、坩埚、小铁勺。实验步骤：1、将锌壳从废电池上剥下，洗干净、剪碎。2、将锌片放在坩埚中用酒精喷灯加热，直到锌片融成液体。3、除去液体上面的浮渣。4、用小铁勺舀锌液，一滴一滴地滴入冷水中，便得圆粒状的锌粒。实验3：提取MnO2和NH4Cl器材：废旧干电池、细纱布、烧杯、铁圈、铁架台、蒸发器、铁坩埚、玻璃棒、酒精喷灯。实验步骤：1、将废电池的黑色填充物取出，除去纸屑、棉纱等杂物取出。2、放入烧杯中，在加水并搅拌几分钟，用细纱布过滤。3、将滤渣放在铁坩埚内灼热至不冒火星为止，以除去有机物和炭得到的黑色残渣便是二氧化锰。4、将滤液放到蒸发皿中蒸发浓缩成饱和溶液，在低温下让水挥发可得氯化铵晶体。实验4：制取NH3器材：废旧干电池、细纱布、烧杯、铁圈、铁架台、蒸发器、铁坩埚、玻璃棒、酒精喷灯、酒精灯、试管、带导管的单孔胶塞、集气瓶。实验操作现 象解 释收集糊状物加入水，用玻璃棒充分搅拌。糊状物溶解，沉在其中的黑色杂质沉于杯底。糊状物主要是氯化铵晶体，易溶于水，杂质为炭粒或MnO2不溶于水。用细纱布过滤上一步中的溶液，将滤液放到蒸发皿中蒸发，控制温度蒸发（350。）析出白色颗粒，有轻微的氨气所具有的刺激性气味放出。取上一步所得的晶体，放入小试管加热。有更浓烈的刺激气味生成。实验5：回收废电池中金属铜器材：试管、锤子、铁圈、铁架台、酒精灯。实验步骤：将废电池炭棒上的铜帽取下，将其锤成扁平，放入试管中，加入稀硫酸后煮沸，可得些紫红色铜片。点燃酒精灯,准备加热将铜片放入试管中，加入稀硫酸加热,尚未有明显的现象过了一会儿, 稀硫酸沸腾,可看到一点紫红色的物质实验6：选取电极实验步骤：取出废电池的炭棒，用水洗净、晾干，可用作电极。总结：经过小组成员们的讨论和小结，我们得出了部分回收物的可利用方向：（请看下表：）回收得到的物质可利用的方向(领域) 锌皮1.磨成锌粉，与有机浮料混合，可得银油。2.提纯后可得金属锌，广泛用于工业上，如制合金和其它锌制器具。3.与HCl溶液反应制得ZnCl2，可做除锈剂或供得ZnCl2晶体供实验使用。碳棒1.作电极，用于电锌工业。2.由于在电池中不易损耗，故可循环利用。二氧化锰1.实验室作催化剂。2.作某些反应的氧化剂，如实验室制Cl2（MnO2 + 4HCl = MnCl2 + 2Cl2 + H2O）。铜片1.铜片灼烧：2Cu +O2 =2CuO CuO + H2SO4 = CuSO4+ H2O 所得的CuSO4可以广泛应用于各生产领域，以及实验中。2.制造优良的导体等。氯化铵1.制化肥。2.氯化铵可用于制取NH3或HCl气体。我们设想的进一步处理电池的过程：（如下图）废旧电池回收利用处理过程大致有以下几步：1. 分类。将回收的废旧电池砸烂，剥去锌壳和电池底铁，取出铜帽和石墨棒，余下的黑色物是作为电池芯的二氧化锰和氯化铵的混合物，将上述物质分别集中收集后加工处理，即可得到一些有用物质。其石墨棒经水洗、烘干再用作电极。2. 制锌粒。将剥去的锌壳洗净后置于铸铁锅中，加热熔化并保温2小时，除去上层浮渣，倒出冷却，滴在铁板上，待凝固后即得锌粒。3.回收铜片。将铜帽展平后用热水洗净，再加入一定量的10%的硫酸煮沸30分钟，以除去表面氧化层，捞出洗净、烘干即得铜片。4. 回收氯化铵。将黑色物质放入缸中，加入60oC的温水搅拌1小时，使氯化铵全部溶解于水中，静止、过滤、水洗滤渣2次，收集母液；在将母液真空蒸馏至表面有白色晶体膜出现为止，冷却、过滤得氯化铵晶体，母液循环利用。5. 回收二氧化锰。将过滤后的滤渣水洗3次，过滤，滤饼置入锅中蒸干除去少许的碳和其它有机物，再放入水中充分搅拌30分钟，过滤，将滤饼于100-110oC烘干，即得黑色二氧化锰。废电池中含有许多重要的化学物质如铜、锌、二氧化锰、氯化铵等，若能很好处理，可从中获得许多有用物质。根据电池的结构，可按以下方法进行处理。 1、收集铜帽：取下废电池盖，用小刀除去沥青，用钳子慢慢把碳棒拔出，取下铜帽集存，可做为实验或生产硫酸铜等化工产品的原料。 2、提纯氯化铵（NH4CI）：用小刀把废电池外壳剥开，取出里边的黑色物质（它是由二氧化锰MnO2、炭粉、氯化铵、氯化锌等组成的混合物），然后加水（每节电池的黑色物质加水约50毫升），搅拌溶解，澄清后，进行过滤。把滤液加热蒸发，至滤液中有晶体出现时，改用小火加热，并不断搅拌（以防局部过热致使氯化铵分解）。待容器中剩下少量氯化锌（ZnCI2），如欲获得较纯的NH4CI，可利用NH4CI在350时升华的性质，把它和ZnCI2分开。 3、提纯二氧化锰：把在过滤时所剩余的黑色沉淀物，用水冲洗5-6次后放入铁瓢中。先用小火烘干，再在搅拌下用强火灼烧，以除去其中所含炭粉和有机物。到不冒火星时，再灼烧5-10分钟，冷却后即得MnO2。 4、制取锌粒：把从废电池剥下的铁壳，用水浸，洗去浆糊状物质。然后把锌壳敲扁。集中放在铁瓢中，加热至500左右（锌的熔点为419.4)，锌即熔化，氧化物等杂质浮在表面，用铁丝把它刮去后，迅速地倒在一个打有许多小孔的铁彭瓢中，并不断地来回振摇铁瓢。液锌穿过铁瓢小孔，流入盛有冷水的缸内冷却，立即形成光亮的锌粒沉积在缸底。取出晒干，装备用或出售。实验用品：小刀、酒精灯、火柴、试管、铁架台、蒸发皿、表面皿、带火星木条； 双氧水、浓硝酸、稀盐酸、旧干电池。实验过程：实验内容实验现象实验结论一、将旧电池拆开，按物质初步分类，并了解电池的构造。基本原理图如下：铜帽封蜡锌筒多孔纸石墨电极NH4Cl和MnO2拆开的旧电池大致可分为：电池外包装纸；锌筒；铜帽；石墨碳棒；黑色粉末；少量白色糊状物。、可直接回收；用盐酸溶解；、为混合物。二、电池中锌皮的利用制取氯化锌：将废锌皮用水冲洗干净后，放入烧杯中加入稀盐酸，待完全反应后，过滤，将滤液放入蒸发皿中边加热边搅拌。有无色气体放出。有白色晶体生成。蒸发皿中白色晶体为氯化锌，是一种重要的化工原料。Zn+2HCl=ZnCl2+H2ZnO+2HCl=ZnCl2+H2O三、电池中二氧化锰的回收及检验：1、将黑色粉末放入钳锅持续加热2、将经过处理后的黑色粉末放入试管中加入浓HNO3混合加热至无气体产生3、将上述生成物用水冲净干燥4、取少量上述粉末加入双氧水，将产生的气体用试管收集，用带火星的木棒放入试管口钳锅中冒烟；加热时产生红棕色气体，并有刺激味；加入上述物质的双氧水分解快，产生大量气体，并且使带火星的木条复燃。NH4Cl=NH3+HClNH3+HCl=NH4Cl=C+O2=CO22C+O2=2COC