2021年废旧电池的回收利用设计方案

1、废旧电池的回收利用设计方案 废旧电池的回收利用设计方案 一 实验目的 回收废旧电池中的金属，环境友好型处理废旧电池，变废为宝，减少废旧电池给环境带来的众多负面影响。 回收废旧电池中的Mn，Zn等金属，在本实验中主要回收锰元素，将电池预处理后，得到粗的二氧化锰，经过提纯，再 利用相关的化学方法转化为有利用价值的碳酸锰（MnCO3）。 二 实验原理 1. 从废旧电池中得到二氧化锰： 将电池粉碎分类，得到锌冒、石墨棒、黑色物以及。取黑色物质家在水里水浸，过滤后取剩下的 滤渣，经过烘炒（除去碳），水浸处理过滤，得到滤渣在烘干，即得到粗的二氧化锰。 2 粗的二氧化锰的提纯： 先将上面的粗二氧化锰加入到稀

2、硝酸中，再加入过量的过氧化氢溶液，待反应完全后，在溶液中缓慢滴加氢氧化钾溶液，调节PH值到7，（三价铁在ph4.1时完全沉淀；锌在6.4沉淀完全，在8.0开始溶解；锰在7.8时开始沉淀），沉淀完全后，过滤取得滤液（用K3Fe()6检验铁是否出尽）； 在滤液中加碳酸钾溶液，沉淀完全后过滤，洗涤，加热转化为二氧化锰。 Mn(NO3)2+K2CO3=MnCO3（沉淀）+2KNO3 2MnCO3+O2=2MnO2+2CO2(g) 3、 用二氧化锰制备碳酸锰： 方案一： 先转化成硝酸锰法 MnO2+H2O2 +2HNO3 =Mn(NO3)2+2H2O+O2（g）（放热反应） Mn(NO3)2+K2CO3

3、=2KNO3+MnCO3 (沉淀) 方案二： 现转化成氯化锰法 MnO2 +4HCl=MnCl2+Cl2(g)+2H2O MnCl2 +K2CO3 = MnCO3 (沉淀)+2KCl 方案一： 三实验器材 坩埚、坩埚钳、烧杯、玻璃棒、表面皿、布氏漏斗、圆底烧瓶、量筒、铁架台、烘箱、硬质坩埚等等 四、实验药品 废旧电池样品、6mol/L的硝酸、3%过氧化氢、12mol/L的浓盐酸、碳酸钾溶液、氢氧化钾溶液、K3Fe()6溶液、稀盐酸、碳酸氢钾溶液、硝酸银溶液、Na3Co()6 五实验步骤 1、从样品中得到粗二氧化锰，步骤见原理。 2、粗二氧化锰的提纯 取5.0g粗二氧化锰，将其放入一个圆底烧瓶中

4、，向其中加入大约25ml6mol/l的硝酸溶液。 再分批加入15ml过氧化氢（3%）溶液。每次滴加后，放置一段时间待反应缓和时再进行下一次滴加，不再有气泡冒出时可认为反应完全。过滤，得到滤液。 在滤液中缓慢滴加氢氧化钾溶液，调节pH值到7，并用玻璃棒 不断搅拌，放置一段时间（大约10min）等沉淀沉积。去上层清液少许于小试管中，滴加K3Fe()6溶液，如果不变蓝色说明铁（+3）除尽。过滤，得到清液，即为硝酸锰溶液。 将上面得到的硝酸锰溶液，再搅拌下缓慢地滴加#url#的碳酸钾溶液，滴加速度不能太快，避免局部碱性过高而使二价锰被氧化。抽滤出沉淀，先用#url#的碳酸钾洗两次，然后再用纯水洗涤，干

5、燥。将所得的产物转移至硬质坩埚中，灼烧到产物变成黑褐色为止。（即为纯二氧化锰） 3制备碳酸锰 方案一： 取上面得到的纯净二氧化锰，将其放入一个圆底烧瓶中，向其中加入大约15ml硝酸（6mol/l）溶液。然后再分批次加入过量的过氧化氢（15ml左右）。反应完全后，加热至50度，以细流注入10%的碳酸氢钾溶液，搅拌此混合物。用二氧化碳饱和后立即用器皿盖上。等溶液澄清后用倾笔法过滤，并用饱和的二氧化碳水浸没沉淀。用此法洗涤直到完全洗去硝酸钾为止（用Na3Co()6检验k+是否除尽）。 过滤出沉淀，于7080度下载二氧化碳的氛围下加热干燥。 方案二： 将所得的二氧化锰加入浓盐酸中，并加热反应。（注意有氯气产生，应该注意尾气的处理）反应完全后得到的是氯化锰溶液。 将10%的碳酸钾水溶液注入烧瓶中，再往其中加入氯化锰溶液，并通入二氧化碳，直到溶液中的全部空气被驱逐干净以后，盖上瓶塞 振荡，放置数小时。最后将上层清液倾出。再加入用二氧化碳饱和的水，然后过滤。反复这一操作，直至在倾出液 中不含有碳酸钾和氯化钾。然后将沉淀在二氧化碳气流中洗涤，吸滤，最后干燥。 六预期实验结果 由于废旧电池中的锰含量不知道，无法得到理论的碳酸锰的量，产率也不能明确。所以补充实验，以得到电池中锰的含量。 补充： 原理：在酸性环境下，二氧化锰会与草酸反应，而