回收电池-我的计划书.doc

回收旧电池的问题：1、 利润点在哪？分解电池里的金属获得利润（所以要根据金属市场价来定回收价格）2、 各个电池提取的金属含量有多少？3、 若从事着行？职业定位先从最低级的回收员做起？4、 回收电池会产生哪些法律问题？5、 投入的成本多大？6、 找好买家？废旧干电池的回收利用作者姓名：司 呈 元 班 级：化 学 10-1 学 号：201004011030 指导教师：盖 利 刚2011年 07 月 01 日废旧干电池的回收利用摘要采用湿化学法对废旧5#锌锰干电池进行了回收利用。采用丙酮萃取法实现了干电池电解质中氯化铵和锌的氯化物的分类，回收了氯化铵，制备了硫化锌，确定了电解质中锌化物的含量。采用在箱式电阻炉中加热熔烧的方式，回收了二氧化锰。分别采用甲醛-酸碱滴定和高锰算钾氧化法对回收的氯化铵和二氧化锰样品进行纯度检测，所回收的氯化铵和二氧化锰的纯度高。一 引言 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。电池对环境污染很严重，一节电池可以污染数十万立方米的水。有的甚至说废电池随生活垃圾处理可以引起诸如日本水俣病之类的危害，还有一节5号废电池就可以使一平方千米土地荒废。 汞的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，产生二次污染挥发温度低，是一种毒性较大的重金属。很多地方的土壤中也含有微量的汞，在汞矿开采、提炼、含汞产品加工过程中，如密闭措施不够完备，释放到空气中的汞(蒸气)对操作人员的健康影响很大。 二 实验部分2.1实验材料废旧华太五号干电池四节、高锰酸钾、酚酞、分析纯的浓硝酸、浓盐酸、碘化钾、硫化钠、丙酮、35%甲醛水溶液、氢氧化钠、邻苯二甲酸氢钾和草酸钠基准物质。2.2 实验仪器和设备SX-5-12型数显箱式电阻炉（天津.泰斯特）、HJ-3恒温磁力搅拌器（江苏.中大）、SHZ-D型循环水式真空泵（巩义.予华），GZX-9140ME型数显鼓风干燥箱2.3 实验步骤实验原理和方法锌锰干电池其负极是作为电池壳体的锌电极，正极是被MnO2和碳粉包围的石墨电极，电解质是氯化锌与氯化铵的糊状物，其电池方应为：Zn + 2NH4Cl + 2MnO2-Zn（NH3）2Cl2 + 2MnOOH。根据离子极化的观点，锌的氯化物具有较强的共价性，易溶于丙酮等弱极性有机溶剂；而氯化铵属于离子性化合物，不溶于丙酮等弱极性有机溶剂.2.3.1 黑色混合物中锌化物含量的测定 将单节5号废旧锌锰干电池的黑色混合物转移至一个100ml单口烧瓶中，加入10ml丙酮，振摇数次，固液分离 ，重复一次，将锌的氯化物的丙酮溶液（其中可能含有其他过渡金属氯化物）转移至一个50ml的单口烧瓶中，过滤池去杂质将丙酮蒸干、回收后，瓶底白色固体加20ml蒸馏水溶解，间歇摇动下缓慢滴加5M的NaOH溶液调节溶液的PH值为12。过滤，滤液用50ml单口烧瓶收集，间歇摇动下滴加1M盐酸，待析出的胶体重新溶解后停止滴加此时溶液的PH为56。往往上述烧瓶中通入自制的H2S气体，待溶液中不再有白色沉淀析出时停止通气。固体经离心分离、洗涤，置于60摄氏度鼓风干燥箱中干燥612h，称重。 2.3.2 氯化铵的回收 往上述经丙酮萃取后的黑色混合物中加入20ml蒸馏水，振摇数次，固液分离，重复一次。将氯化铵的水溶液转移至一50ml的单口烧瓶中，通入自制的硫化氢气体，直至溶液中不在有沉淀析出。过滤，滤液用100ml烧杯收集（滤液pH为12），小火加热使水蒸发，水中的氯化氢气体挥发。待液面出现晶膜时停止加热，将烧杯置于60鼓风干燥箱中干燥612小时，固体称量。2.3.3 甲醛酸碱滴定法测定铵根离子 铵根离子与甲醛可迅速化合而放出等物质的量的酸；生成的酸可用标准氢氧化钠溶液滴定。量取25ml0.05mol/L的氯化铵的醇水溶液（无水乙醇/蒸馏水=1:1，体积比）转移至250ml锥形瓶中，加入35%的中性甲醛溶液8ml，滴入5滴（0.1wt%）酚酞指示剂摇匀，立即用0.1020mol/L氢氧化钠标准溶液滴定，溶液由无色变为浅粉色，稳定30s不退色即为终点，记录滴定体积。做滴定25ml醇水和8ml35%中性甲醛混合溶液的空白实验。根据反应方程式确定样品中氯化铵的含量。2.3.4 二氧化锰的回收和纯度测定 为了除去锰粉中的石墨、乙炔黑和其他有机物，将水洗后的锰粉初干后转移至100ml的陶瓷坩埚中，置于电阻加热炉中于500焙烧1h，降至室温。称取（15020）mg的二氧化锰样品置于250ml锥形瓶中，再加入0.330.35g的基准草酸钠和8ml1.5M的硫酸，用小火直接加热至不再放出二氧化碳气体且残渣屋黑色颗粒为止；最后将溶液稀释至30ml，加热至7580，趁热用0.01995 M高锰酸钾标准溶液滴定剩余的草酸钠溶液至呈粉红色，稳定30s不退色即为终点。记录滴定体积。做滴定38ml新鲜蒸馏水的空白实验。根据反应方程式确定样品中二氧化锰的含量.三 结果与讨论3.1 单节5#废旧锌锰干电池各部分组成的质量由表1给出了单节电池各部分的物质组成质量，黑色混合物和锌皮占电池总质量的73.62%；其中包括氯化铵、锌的氯化物和氧化锰等待取物的黑色混合物占总质量的50.55%。废旧干电池各部分组成的质量电池编号解剖前总质量/g碳棒质量/g黑色混合物/g铜冒质量/g锌皮质量/g其他/g113.16211.16466.78930.05373.15241.5123213.31461.11236.78000.06012.97712.3886314.18861.20016.98810.05333.25142.6957平均值13.55511.15906.85250.05573.12692.1980百分含量%1008.5550.550.4123.0717.423.2黑色混合物中锌化物含量的测定跟氯化物相比，锌的氯化物分子的共价性明显增强。根据两者在弱极性溶剂中溶解度的差异，我们选用丙酮做锌化物的萃取剂。利用氢氧化锌酸碱两性的特点，将溶液中的锌离子和其他过渡经书离子分离开来；通过通入硫化氢气体形成硫化锌沉淀，而不往溶液中引入其他杂质离子，制备了较为纯净的硫化锌，进而确定了黑色混合物中锌化物的含量。废旧干电池中锌化物得电池编号黑色混合物/gZnS/g锌化物/g占得的百分含量%平均值/%相对偏差/%16.78930.09860.13822.062.87-28.2226.78000.12260.17192.54-11.4936.98810.1971027634.0139.713.3氯化铵的回收和纯度的测定文献报道较低浓度的氯化铵水溶液其pH值在5左右，考虑到铵根离子的水解性，在不往体系中引入杂质离子的前提下，我们采用通入硫化氢气体的方法，除去了水溶液中的其他过渡金属离子。研究结果表明，在溶液pH值小于2时回收氯化铵的质量随pH值的降低增加缓慢。因此，我们在氯化铵水溶液的pH值为12的情况下，对单节电池中的氯化铵进行了回收，并对回收的氯化铵进行了纯度检验。由表3可见，所回收的氯化铵样品的纯度为95.44%表3氯化铵的回收和纯度的测定编号黑色混合物质量（g）回收氯化铵质量(g)平均值(g)氯化铵取样质量（g）氢氧化钠溶液体积（ml）氯化铵含量（g）样品纯度（%）纯度平均值（%）相对偏差（%）18.02630.53160.53370.203512.570.199197.8395.44-0.3927.08620.52330.201712.490.192195.220.4437.09410.54620.213811.470.199493.27-0.0053.4二氧化锰回收及纯度检验为了提高电池中二氧化锰的去极化作用并提高导电性，常加入石墨、乙炔黑等比表面积大的导电性物质。在回收过程中，通常采用高温焙烧的方法将其与锰的氧化物分开。表4是从单节废旧电池中回收二氧化锰的质量及纯度检测的数据。由表4可见，回收的二氧化锰纯度较高，平均纯度为96.10%。黑色混合物在加热焙烧的过程中存在着低价态锰被空气中的氧氧化成高价态锰的反应，但同时存在着石墨等还原性物质将高价态的锰还原为低价态的锰的反应。如果样品焙烧充分，则样品中二氧化锰的含量会增加。反之会降低。未完全燃烧的碳使样品颜色加深，不仅会干扰滴定终点的确定，而且在滴定过程中会消耗一部分高锰酸钾，使二氧化锰的计算含量偏低，造成负误差。二氧化锰回收及纯度检验次数MnO2质量/gNa2C2O4质量/gKMnO4溶液体积/mlMnO2含量/g样品纯度（%）平均纯度（%）10.15010.347217.300.146397.4796.1020.14670.335416.210.138294.2130.15740.345717.230.152196.63四 结论（1）通过本实验我进一步熟悉掌握了萃取、过滤、滴定各种操作技能，同时也学习了各种仪器的操作规范。（2）在实验过程中萃取用到丙酮，丙酮用毒对身体有害，在以后的实验中我们可以尝试这用别的无毒有机萃取剂（3）通过实验研究，获得了5#废旧锌锰干电池的各部分组成的实验数据。（4）分别采用甲醛-酸碱滴定法和高锰酸钾氧化法对回收的氯化铵和二氧化锰进行了纯度检验。（5）采用丙酮萃取法分离了电解质中的氯化铵和锌的氯化物。利用氢氧化锌酸碱两性的性质和采用通入硫化氢的方法分别实现了锌离子、铵根离子和其他过渡金属离子的分离得到了纯度较高的氯化铵，制备了硫化锌，并确定了碳包中锌化物的含量为2.87 %（以氯化锌计）。（6）采用在箱式电阻炉中加热焙烧的方法回收了二氧化锰。纯度不高是因为在加热的过程中没有完全溶解，以及在滴定过程中对滴定终点颜色的判断不准确。(7) 通过一系列的研究与讨论，让我们知道了废旧干电池对环境的影响，但大部分对此都不太清楚，也不太在意，我们应该通过这次研究，使人们对废旧干电池的危害更清楚，让人们更好地保护环境和自身利益。参考文献（1）冯鹏棉，狄晓威，杨学娟，碘量电位滴定法车测定锌锰旧电池中二氧化锰J.冶金分析，2007,27（4）：49-51.（2）何庆中，黎俊青。赵文纯，等.废旧锌锰干电池机械分离回收处理技术研究J.机械设计与制造，2010，（4）：266-268.（3）蒋玉萍，张建强，李杏兰，等.废旧锌锰干电池回收利用的探究J.实验技术与管理，2002,19（6）：68-70.（4）浙江大学、华东理工大学、四川大学合编，殷学锋主编，新编