废旧锌锰电池中有价金属回收技术研究

废旧锌锰电池中有价金属回收技术研究

1废电池回收处理中汞的去除c汞和化合物是有毒物质。从旧锡锰电池中回收废物的关键一环是确保全球回归金属。在废旧锌锰电池中汞分散存在于锌皮、黑粉、内层纸以及糊状物等载体中,且载体中汞不能用水清洗除去。鉴于这种情况,按目前已报道的有关废旧锌锰电池的回收处理工艺,极容易出现汞在回收过程中的散失从而造成二次污染。另外,废旧锌锰电池中含有铵化合物,铵化合物的存在对其它物质的制备会产生影响。根据汞、汞化合物以及铵化合物具有遇热易分解且分解物易于回收的特点,本研究提出对废旧锌锰电池中汞、汞化合物和铵化合物作一次性集中回收处理工艺。这样既可回收得到汞及铵化合物,同时又可以避免废电池回收处理中汞的散失,为回收处理废旧锌锰电池提供便利。由于汞和铵化合物分解后的收集容易实现,这里只集中探讨从废旧锌锰电池中分离汞及汞和铵化合物的适宜条件和方法。2实验部分2.1实验原理由表1可以看出:用先加热分解然后冷凝的方法从废旧锌锰电池中先集中回收汞和铵化合物是可能的。2.2试剂:氯化亚锡、氯化汞、酸钠仪器:722型分光光度计(上海分析仪器总厂);F732-V型测汞仪(上海华光仪器仪表厂)。试剂:氯化亚锡(分析纯,天津石英钟厂霸州市化工分厂);氯化汞(分析纯,广州化学试剂厂);高锰酸钾(分析纯,天津市博迪化工有限公司);硫酸、氯化铵、碘化汞、碘化钠等均为分析纯。2.3不同品牌电池的热性能选取天王、555、金钟、光能、虎威五种品牌的5号电池和中华、华太、金钟、火车四种品牌的1号锌锰电池作为研究对象。考虑到降低成本,将各品牌电池只作沿轴线的对中剖切,将每种品牌剖切后电池分成6份,依次将其放在温度分别为310℃、330℃、350℃、370℃、390℃、410℃的炉中加热1h。分别测不同品牌电池在不同温度下黑粉与锌皮中汞的残留量以及不同温度下黑粉中铵的残留量。其检测结果取平均值并归类于电池型号(以下处理同),实验结果见表2、表3。由表2可以看出:对于5号电池,当加热温度为330℃时,其锌皮和黑粉中汞的残留量已达到土壤的二级标准(土壤中汞含量的二级标准为0.3～1.0mg/kg);黑粉中铵在310℃时已能达到要求的去除效果。所以5号电池的适宜回收处理温度应为330℃。从表3可以看出:1号电池中锌皮和黑粉中的汞和铵的适宜回收温度应为310℃。由于实际生产中可能把1号和5号电池一块处理,所以最适宜的加热处理温度应为330℃。2.4加热时间对锌皮、黑粉中汞和铵含量的影响选取步骤2.3所用品牌的1号和5号废旧锌锰电池作为研究对象并作同样的剖切处理。取剖切后的每一品牌电池并分成6份,依次将其放入温度为350℃的炉中加热,时间分别控制为:10min、20min、30min、40min、50min、80min。测加热焙烧后锌皮和黑粉中汞的含量以及黑粉中铵的含量。数据处理同2.3步骤。检测结果见表4、表5。由表4可以看出:对于5号电池,其汞含量在加热时间为50min时去除效果最好;铵的含量经10min加热已能满足去除要求。经综合考虑,5号电池较适宜加热时间应为50min。由表5可以看出:对于1号电池,最佳加热时间应为50min。所以回收废旧电池的适宜加热时间应为50min。2.5废电池生物污染锌锰电池中除含有锌皮、黑粉以外还有外包装纸、内层纸、塑料盖、密封用沥青及硬纸片等。外包装纸一般由普通纸和塑料纸两部分叠加组成。为了考察这些物质对回收汞和铵化合物的影响,将这些物质中的每一种物质分成5份并依次放在温度分别为:290℃、310℃、330℃、350℃、370℃的炉中加热。各种物质在不同温度下的状态见表6。从表6可以看出:废电池中的塑料纸、纸、沥青、塑料、硬纸板在温度为290～370℃区间不会燃烧,其中,塑料、沥青将熔化。因此,将废旧锌锰电池剖切后直接进行汞和铵的回收处理即采用最简化的加工步骤,则塑料、纸、沥青等的存在不会对汞和铵的回收造成影响。另外,塑料、沥青在加热过程中的熔化可为碳棒与沥青和塑料的分离创造条件,为废旧锌锰电池的后续加工处理提供便利。3焙烧时间及加热处理由以上实验结果可知:将废旧锌锰电池作沿轴线的对中剖切后不作其它任何分离即可进行汞和铵的直接回收处理;回收处理汞和铵的适宜焙烧温度是350℃,适宜的焙烧时间为50min;经以上处理后废电池中锌皮和黑粉中的汞残留量可达土壤二级标准,黑粉中铵残留量可满足制备氯化铵等一般产品的