变废为宝的化学.doc

变废为宝的化学 班级：弘深电气 学号：20114346 作者：曾宇航摘要：介绍如何化学如何将各种废弃物资源化；查阅图书得到结果。关键词：废弃物、回收利用、汽车，催化剂、电子产品、固体气体废弃物反应原理、简介。 当今社会提倡的是一种绿色生活，然而为了维持正常的生活我们每天都会产生各种各样的垃圾。这显然不符合社会的呼吁，这就需要我们从这些垃圾中入手，让它们变废为宝。 下面我们就来看一下化学是如何变我们生产生活中的垃圾为宝的。 一废旧汽车回收中的化学应用 如果说当今社会是一个汽车的社会一点也没错，遍地都是汽车，每年都会有成千上万的汽车被淘汰，如今已形成了不少“汽车坟墓”，其中以美国和日本最为明显。并且每年都有成千上万的汽车需要生产，而如今缺的就是资源，那么我们从何取得所需资源呢？当然，废旧汽车如果处理得当就是一个巨大的矿藏。 下面有一个表，大家可以看一看一部废弃的汽车到底有多少部件是可以回收的！序号部件名称典型的回收利用形式1前保险杠前保险杠、内饰件及工具盒2冷却液作为锅炉或焚化炉燃料3散热器铜、铝材料4发动机润滑油作为锅炉或焚化炉燃料5发动机再制造发动机或铝制品6线束铜产品7发动机舱盖钢材用于汽车部件和其他产品8风窗玻璃再生玻璃9座椅用于车辆隔音材料10车身车身部件或钢材用于汽车部件和其他产品11行李舱盖车身部件或钢材用于汽车部件和其他产品12后保险杠后保险杠、内饰件13轮胎（内胎）橡胶原料或焚化炉燃料14车门车门钢制品15催化剂稀有贵金属16齿轮油作为锅炉或焚化炉燃料17变速器钢或铝制品18悬架钢制品19车轮车轮、通用钢、铝制品20轮胎（外胎）橡胶原料或水泥炉燃料21蓄电池蓄电池、再生铅材料 相信大家看完这个表之后一定很惊讶一部废弃汽车竟然可以利用到这一步吧。但是这是真的，那么这具体的操作又是如何？下面我就为大家简要介绍一下化学在汽车回收中一些的运用。1. 轮胎的回收及处理 从前轮胎主要是焚烧、填埋，这都是不科学的，造成了极大的浪费和污染。其中填埋彻底让废旧轮胎失去了价值，而且由于废旧轮胎难以分解，进一步污染了环境，是土地板结。但现在随着科技的发展及人类认识的进步，废弃轮胎基本上用于回收利用，当中不少发达国家的回收利用率可达100%。 回收的途径和方法主要有以下几种： 1.旧胎翻新热硫化翻新工艺。其中涉及的化学步骤是硫化（橡胶通过加热，生胶与硫磺发生化学反应，生成硫化胶，使塑性胶重新获得弹性、耐撕裂和耐老化等物理性能）。这样就可以节省不少新胎的生产原料，并且成本低、污染小。 2.生产硫化胶粉。是生产一些橡胶产品的原料，生产成本也比较低，污染也小。 3.热分解：废旧轮胎在高温下可分解提取燃气、油、炭黑和钢铁等。据报道1t废轮胎中可回收燃料油550kg，炭黑350kg，可见利用率是相当高的，这样又可以对资源短缺有一定的减缓。2. 塑料的回收及处理 我们都知道，一部汽车中有许多部件是有塑料做的，其中主要包括：聚氯乙烯（PVC）、聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）、聚氨酯（PUR）、丙烯脂丁二烯苯乙烯（ABS）聚酰胺（PA）和聚甲醛（POM）等。这些都是可以回收利用的。 现在对于飞起汽车塑料的处理主要是填埋、焚烧、采用降解塑料、回收再生。其中填埋与焚烧比重比较大，但这不仅造成了浪费，而且污染较大。我们还是应当将处理方式转向降解塑料的生产，以及回收利用。 塑料的回收主要有四种方法：1 熔融再生：重新加热塑化。这种方法简单直接，成本低。2 回收原料：利用化学分解废旧塑料变成化工原料，用于其他的工业生产。3 能量回收：燃烧废旧塑料产生热能的利用，此法污染大。4 热裂解：将废旧塑料分选后，经热裂解制得燃料油和燃料气的利用方法。有一定的技术要求。3. 金属的回收处理 一部汽车上有很多金属材料，如果我们将其回收利用，不但省去了繁杂的开采过程，不仅有效节约了自然资源，节省了大量的建筑投资，大幅度降低能耗与生产成本，而且大大减少了二氧化碳的排放量。 对于钢铁材料我们主要用生铁稀释钢中夹杂的元素（直接还原铁（DRI）或热压直接还原铁（HBI），从而达到重复利用的目的。对于有色金属如铜，我们一般是入炉熔炼；铝则是根据铝中成分不同来加以铸造；铅一般是用物理富集、湿法冶金、火法冶金等方法回收。4. 润滑油的回收处理 下面主要提一下润滑油回收利用的化学方法。而化学方法主要是为了除去当中有机酸或碳氢化合物的聚合物，有下面两个操作方法： 1 酸性法：在油中加入浓硫酸，比重为1.84。作用：吸水、生成酸性沥青沉淀。 2 碱性法：加入烧碱溶液。作用：除去油中有机酸、脂以及硫酸中分离的残渣等。5. 电池的回收利用 汽车中电池的回收利用主要是对重金属的回收利用。其中铅酸电池是以火法工艺回收正负极板中所含的铅；镉镍电池是以火法和湿法回收镉、镍或直接制成镉镍合金；离子电池是以湿法冶金回收正极的贵重金属钴。 二、电子废弃物的资源化处理 电子废弃物问题的全球化与电子产业的全球化关系紧密，一方面牵涉电子废弃物的跨国贸易和污染的越境转移，另一方面则涉及电子产业的国际竞争。所以电子废弃物的资源化处理势在必行，其中电子产品的回收主要分为一般的电子产品的回收，如电视、手机、电脑、冰箱以及废旧电池的回收。两者回收的主要对象都是一些金属资源，有一般的铁、铅、锌、铝等；也有贵重金属金、钯、铂等；以及如汞之类的有害重金属。 首先介绍的是一般电子产品的回收一般电子产品的回收主要用的是湿法冶金及火法冶金两种方法。湿法回收： 湿法回收主要包括电解沉积法、有机溶剂萃取法、离子交换法和微生物浸出法。其原理都是将电子废弃物破碎后的颗粒在酸性或碱性条件下浸出，对浸出液的溶剂进行萃取、沉淀、置换、离子交换、过滤机蒸馏等操作。与其他方法相比较湿法处理不仅回收率高，而且具有费用低的优点。但是湿法处理也有其缺点。主要是：不能直接处理复杂的电子废弃物；部分金属浸出药剂效率低，作用有限，贵金属的浸出剂只能作用在暴露的金属表面，当金属被覆盖或敷有焊锡时回收率较低，包裹在陶瓷中的贵重金属更是无法通过湿法回收；浸出液及残渣具有腐蚀性及毒性，若处理不当，易引起更为严重的二次污染；这一方法只能回收电子废弃物的贵金属及铜等金属，不能回收电子废弃物的其他金属及非金属成分。而电子工业发展趋势是电子产品中的贵重金属逐渐被贱金属取代，而这一方法很难达到电子废弃物资源化利用的目的。火法回收： 火法回收是指通过焚烧、等离子电弧路炉或高炉熔炼、烧结或熔融等火法处理的手段去除电子废弃物中的塑料机其他有机成分，使金属得到富集并进一步回收处理的方法。其主要方法有焚烧法、热解法、汽化法、直接冶炼法。这一方法的优点是它可以处理所有形式的电子废弃物，对废弃物的物理成分的 要求不像化学处理那么重要，大部分金属回收率也非常高。但火法回收任存在以下问题：易造成有毒气体溢出；电子废弃物中的陶瓷及玻璃成分使熔炼炉中的炉渣量增加，易造成金属的损失；废弃物中高含量的铜增加熔炼炉中固体粒子的析出量，减少了金属的直接回收；部分金属的回收率相当低，如锡、铅等；或在目前的技术经济条件下还无法回收，如铝、锌等。大量的非金属成分如塑料等也在焚烧过程中损失。 下面我们再接着看另一类重要的电子产品电池的回收。电池是当今运用十分广泛的电子产品，也是污染最大的一类电子产品。电池的主要污染物包括重金属以及酸碱等电解质溶液。其中重金属主要有汞、镉、铅、镍、锌等。汞、镉、铅是对于环境和人体健康有较大危害的物质；镍、锌等在一定浓度范围内是有益物质，但在环境中超过一定量时将会对人体造成危害；废酸、废碱等电解液可能使土地酸化或碱化。这种污染既有即时的也有长期的。 下面主要介绍五大类电池的回收。1、 一次性电池 一次性电池是指电池放电后不能用简单的充电方法使活性物质复原而继续使用的电池，主要包括锌锰干电池、碱性锌锰干电池、汞电池、氧化银电池。其化学回收主要有湿法回收、干法回收、干湿法回收。 湿法回收是基于锌、二氧化锰等可溶于酸的原理，使干电池中的锌、二氧化锰与酸作用进入溶液，溶液经净化后电积生产金属锌、二氧化锰或生产化工产品（如立德粉、氧化锌等）及化肥。所用方法有直接浸出法和焙烧浸出法。由于废干电池中含有多种物质，湿法回收流程长，回收后的电解液含有汞、镉、锌等重金属，能源消耗也较高。 干法回收处理干电池是在高温下使干电池中的金属及其化合物氧化、还原、分解、挥发和冷凝。这种方法又分为传统常压冶金法及真空冶金法。与湿法相比，干法可回收汞、镍、锌等更多重金属，干电池中的可燃物如炭棒、塑料、纸、石墨等通过燃烧去除，焙烧产物含锰、铁等重金属，可作为冶金中间产品。其中常压冶金法因为在大气中进行，空气参与反应，造成二次污染且能耗高；而真空冶金法则与常压、湿法冶金法相比较基本上无污染或污染很少，消耗低，各种有用成分的综合回收率高，效益好。2、 镍镉电池 镍镉电池是目前小型二次电池中使用最广泛的电池，其回收技术的出发点是镍、镉和钴的分离提纯技术。气回收的一般方法为火法和湿法两种。湿法过程主要是利用电池各组分在溶液中的不同性质进行回收；火法过程主要是利用电池中各组分的氧势及蒸气压不同进行分离回收。3、 铅酸电池 铅酸蓄电池是以铅化合物（二氧化铅）做正极材料，金属铅做负极材料，硫酸溶液做电解液，通过铅与硫酸的化学反应来贮存、释放电能的一种蓄电池。其回收主要是铅的还原，主要方法有火法和湿法两种。火法冶炼是将PbO2与泥渣中的其他组分PbSO4、PbO等一起在冶金炉中还原冶炼成Pb。但由于产生SO2和高温铅粉尘二次污染物，且能耗高，利用率低，故将会逐步被淘汰。湿法冶炼是在溶液条件下，加入还原剂使PbO2还原转化为低价态的铅化合物。4、 锂电池 锂电池包括一次锂电池和二次锂电池。一次锂电池包括Li/MnO2电池、Li/SOCl2电池以及其他一次锂电池。二次锂电池包括锂离子电池、金属锂负极二次电池、水溶液锂离子电池等。废锂离子电池中最具回收价值的金属是钴，而不是锂。锂、镍和锰等金属只是作为回收钴的的副产品。其回收主要采取湿法回收。5、 纽扣电池 纽扣电池是电池中最小型的电池，但其中汞含量很高，所以其回收是不言而喻的。主要分为碱性锌锰纽扣电池、氧化银纽扣电池、氧化汞纽扣电池、锌-空气纽扣电池和纽扣型锂电池等。根据分类的不同，分别采取之前对应的的方法进行回收处理。 三、固体和气体废弃物的回收利用 固体废物是指人类在生产建设、日常生活和其他活动中产生的污染环境的固态、半固态废弃物质。其主要来源有两方面：一个是生产过程中产生的废物；另一个是社会产品使用消费过程中产生的生活废物。以下主要为大家介绍固体废弃物中农村废弃物和污泥的利用。 农村资源更是我国国民经济持续、健康、快速发展的重要物质保证。长期以来由于方法和意识的落后，农村资源没有得到有效的应用。而当中资源流失最大的就是农村废弃物了，所以对其有效地回收利用是当前一个十分重要的课题。农村废弃物主要包括农业废弃物、林业废弃物、畜牧业废弃物和渔业废弃物。1 农业废弃物回收主要是秸秆和秕壳的回收利用，包括秸秆还田促耕，秸秆饲料化，秕壳制备堆肥、生产沼气，生产化工产品（如酒精、活性炭、糖醛、成型炭、焦油等）、建筑材料、环保餐具、减震包装材料，以及运用热化学转化生产可燃气体等。2 林业废弃物主要是利用其中含有的店纷纷、纤维素等有机物制造人造腐殖土、糠醛、葡萄糖、沼气、甲醇及酒精等有机产品，当然还可以经过物理加工生产纤维板或复合塑料，甚至可以用林业废弃物发电。3 养殖业和渔业主要是对粪便和毛蹄壳角的利用。其中主要利用粪便堆肥、加工生产饲料以及生产复合肥和气体燃料（沼气）。毛蹄壳角主要是从中提取氨基酸如胱氨酸、酪氨酸。 污泥泛指由水处理与废水处理中产生的固液混合物，其固体含量一般在0.2512%之间。所以原本废水中所含的有机物、重金属、致病微生物等有害物质在移出后可能浓缩于污泥中，若得不到适当处理，必然会对环境造成更严重的二次污染。污泥的回收主要是对其处理后的堆肥化和农用化（作为肥料施用），脱干后用作燃料焚烧，其燃烧灰可作为水泥添加剂或是蒸馏后提取焦油、燃料油，还可以制造四氯化碳、有机玻璃树脂、甲醇等化工产品。 气体的回收主要是垃圾填埋时产生的可燃气体的回收利用，以及一些工业气体的回收，分为无机气体的回收和有机气体的回收。 无机气体中含二氧化硫气体可回收制取石膏、化肥、硫酸、硫磺；含氮氧化物的气体可回收制取硝酸盐、硝酸；含氟气体可回收制取冰晶石、硅胶、氟硅酸钠、水玻璃、氟化铝。而有机气体的回收主要用作燃料气体。 四、废催化剂的回收利用 现代科技的飞速发展需要各种高新材料的支持，而这些材料的生产又与崔催化剂密切相关。据统计化学工业中约有80%的反应离不开相应的催化剂。因此，催化剂的消耗简直是一个天文数字，在资源日益匮乏的今天，我们只有加大废催化剂的回收利用，才能实现可持续发展。 而催化剂的回收方法一般可分为四种：干法、湿法、干湿结合法和不分离法。下面就来简略地介绍一下这四种方法。1、 干法 由于此法不用水，一般谓之干法。干法一般利用加热炉将废催化剂与还原剂及助熔剂一起加热熔融，是金属组分经还原熔融成金属或合金状回收，以作为合金或合金钢原料；而载体则与助熔剂形成炉渣排出。氧化焙烧法、升华法和氯化挥发法也包括在干法中。其中Co-Mo/Al2O3、Nio-Mo/Al2O3、Cu-Ni、Ni-Cr等催化剂均可采用此法回收。2、 湿法 用酸或碱或其他溶剂溶解催化剂的主要组分；滤液除杂纯化后，经分离，可得难溶于水的碱类硫化物或金属的氢氧化物；干燥后安需要再进一步加工成最终产品。电解法亦包括在湿法之中。贵金属催化剂、加氢脱硫催化剂、铜及镍系等催化剂一般都采用事发回收。但湿法回收会产生一些