電池回收(shou)方法

一、鋅錳干電池的處理

1、濕法冶金法

該法基于Zn，MnO2可溶于酸的原理，將電池中的Zn，MnO2與酸作(zuo)用(yong)生(sheng)(sheng)成可溶(rong)性鹽進入溶(rong)液，溶(rong)液經過凈化(hua)后電解生(sheng)(sheng)產(chan)金屬鋅(xin)和(he)電解MnO2或(huo)生產其它化工(gong)產品、化肥等。濕法冶金又分(fen)為焙燒(shao)-浸(jin)出(chu)(chu)法和(he)直接(jie)浸(jin)出(chu)(chu)法。

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焙燒-浸(jin)出(chu)(chu)法是(shi)將(jiang)廢電池焙燒(shao)，使其中(zhong)的(de)(de)氯化(hua)銨、氯化(hua)亞(ya)汞等揮發成(cheng)氣相并分別在冷凝裝置中(zhong)回收，高(gao)價(jia)金屬氧化(hua)物被還原成(cheng)低價(jia)氧化(hua)物，焙燒(shao)產物用酸浸(jin)出(chu)(chu)，然(ran)后從浸(jin)出(chu)(chu)液中(zhong)用電解法回收金屬，焙燒(shao)過程中(zhong)發生的(de)(de)主要反(fan)應為：MeO+C→Me+CO↑A（s）→A（g）↑

浸出過(guo)程發生的主要反(fan)應：Me+2H+→Me2++H2↑MeO+2H+→Me2++H2O

電解時，陰極主要反應：Me2++2e→Me

直接(jie)浸出法是將廢干電池破碎(sui)、篩分(fen)、洗(xi)滌后，直接(jie)用(yong)酸浸出其中(zhong)的鋅、錳(meng)等金(jin)屬成分(fen)，經過濾(lv)，濾(lv)液凈(jing)化后，從中(zhong)提取(qu)金(jin)屬并生產化工產品。

反應式為：

MnO2+4HCl→MnCl2+Cl2↑+2H2OMnO2+2HCl→MnCl2+H2OMn2O3+6HCl→2MnCl2+Cl2↑+3H2OMnCl2+NaOH→Mn(OH)2+2NaClMn(OH)2+氧化劑→MnO2↓+2HCl

電池中(zhong)的Zn以ZnO的形式(shi)回收，反(fan)應式(shi)如下：

Zn2++2OH－→ZnO2－→Zn(OH)2（無定型膠體）→ZnO（結晶(jing)體）+H2O

2、常壓冶金法

該法是(shi)在高(gao)溫下(xia)使(shi)廢(fei)電池中(zhong)的金屬及(ji)其化(hua)合(he)物氧化(hua)、還原、分解和揮發以及(ji)冷(leng)凝的過程。

方(fang)法一：在(zai)較低的溫(wen)度下，加(jia)熱(re)廢干(gan)電池(chi)，先(xian)使汞揮發，然后在(zai)較高的溫(wen)度下回(hui)收鋅(xin)和其它重金屬。

方法(fa)二：先在高溫下焙燒，使其(qi)中(zhong)的易(yi)揮(hui)發金(jin)(jin)屬及其(qi)氧化物揮(hui)發，殘留物作(zuo)為冶金(jin)(jin)中(zhong)間產品或另行處理。

濕法冶金和常(chang)壓治金處理(li)廢電(dian)池，在技術上較(jiao)為成熟，但都具有流程長、污染源多、投資和消耗高、綜合效益低的(de)共(gong)同缺點。1996年(nian)，日本TDK公司對再生工(gong)藝作了(le)大(da)膽的改革(ge)，變回(hui)收單項金屬為(wei)回(hui)收做磁性材料。這種做法(fa)簡(jian)化了(le)分離工(gong)序，使成(cheng)本大(da)大(da)降(jiang)低，從(cong)而大(da)幅(fu)度提高(gao)了(le)干(gan)電池再生利用的效益。近年(nian)來，人們又開始嘗試研究開發(fa)一種新的冶金法(fa)--真(zhen)空(kong)冶金(jin)(jin)法(fa)：基于廢(fei)電池(chi)各組分(fen)(fen)在同(tong)一溫度(du)下(xia)具有(you)不同(tong)的(de)蒸氣壓，在真(zhen)空(kong)中通過蒸發與(yu)冷凝，使其分(fen)(fen)別在不同(tong)溫度(du)下(xia)相互(hu)分(fen)(fen)離從而實現綜合利(li)用和回收。由于是在真(zhen)空(kong)中進行，大氣沒有(you)參與(yu)作業，故減小了污染。雖然目前(qian)對真(zhen)空(kong)冶金(jin)(jin)法(fa)的(de)研(yan)究(jiu)尚少，且(qie)還缺(que)乏相應(ying)的(de)經濟指標(biao)，但(dan)它明(ming)顯克服了濕法(fa)冶金(jin)(jin)法(fa)和常壓冶金(jin)(jin)法(fa)的(de)一些缺(que)點，因而必將(jiang)成(cheng)為一種很(hen)有(you)前(qian)途的(de)方(fang)法(fa)。

二、鉛蓄電池的處理

鉛(qian)蓄電池體積較(jiao)大且(qie)鉛(qian)的毒性較(jiao)強，所(suo)以在(zai)各類電池中，最(zui)早進行回收利用，故其工藝也(ye)較(jiao)為完善并在(zai)不(bu)斷發展中。

在廢鉛(qian)蓄電池的回收技(ji)術中，泥渣(zha)的處(chu)理是關鍵，廢鉛(qian)蓄電池的泥渣(zha)物(wu)相主(zhu)要是PbSO4，PbO2，PbO，Pb等。其中PbO2是主要成分，它在正極填料和混合填料中所(suo)占重量(liang)為41%～46%和24%～28%。因(yin)此(ci)，PbO2還原效果(guo)對(dui)整(zheng)個回收技術具(ju)有重要(yao)的(de)影響，其還原工藝(yi)有火(huo)法和濕法兩種。火(huo)法是將PbO2與(yu)泥渣中(zhong)的其它組(zu)分PbSO4，PbO等一同在冶金爐中還原冶煉成(cheng)Pb。但由于產生SO2和高溫(wen)Pb塵(chen)第二次(ci)污(wu)染物，且(qie)能耗高，利用率(lv)低，故將會逐步被淘汰。濕法是(shi)在溶(rong)液條件下(xia)加(jia)入還原(yuan)劑(ji)使PbO2還原轉(zhuan)化為低價態的鉛化合(he)物(wu)。已嘗試(shi)過(guo)的還原劑有(you)許多種。其(qi)中，以硫酸溶液中FeSO4還原PbO2法較為理想，并具有工業應用價值。

硫(liu)酸溶液中FeSO4還原PbO2，還原過程可用下式表示(shi)：

PbO2（固）+2FeSO4（液）+2H2SO4（液）→PbSO4（固(gu)）+Fe2(SO4)3（液）+2H2O

此法還原(yuan)過(guo)程穩定，速(su)度快，還可使(shi)泥渣(zha)中的金屬鉛完全轉(zhuan)化，并有利于PbO2的(de)還原：

Pb（固）+Fe2(SO4)3（液）→PbSO4（固）+2FeSO4（液(ye)）Pb（固）+PbO（固）+2H2SO4（液）→2PbSO4（固(gu)）+2H2O

還原劑可利用鋼(gang)鐵酸洗廢水配制(zhi)，以廢治廢。Ni－MH電(dian)池、新(xin)型的(de)鋰(li)離子電(dian)池隨著近年手(shou)持電(dian)話和電(dian)子設(she)備的(de)發(fa)展得到了大(da)量(liang)的(de)應(ying)用。在日(ri)本，Ni－MH電池的產量(liang)，1992年達(da)1800萬只，1993年達(da)7000萬只，到2000年已占市場份額的近50%。可以預計，在不(bu)久(jiu)的將來，將會有大量的廢Ni－MH電池產生(sheng)。這些廢Ni－MH電池的正、負極材料中含有許多(duo)有用金屬(shu)，如鎳、鈷(gu)、稀土等。因此(ci)，回收Ni－MH電池是十分有(you)益(yi)的，有(you)關它們的再生(sheng)利(li)用技術亦在積(ji)極開發中。

三、鋰離子電池的處理

鋰離(li)子電池(chi)處(chu)理工藝為先將(jiang)電池(chi)焚(fen)燒以除去有機物，再(zai)篩選去鐵(tie)和銅(tong)后，將(jiang)殘余粉加(jia)熱(re)并溶于酸中，用有機溶媒便可提(ti)出氧(yang)化(hua)鈷，可用作顏料、涂料的制作原料。

四、鎳氫電池的處理

1、失效負極合金粉的回收處理

將失(shi)效MH/Ni電(dian)(dian)池(chi)外殼剝開，從(cong)電(dian)(dian)池(chi)芯中(zhong)分(fen)選(xuan)出負極片，用超聲波震(zhen)蕩(dang)和其它物理(li)方(fang)法，得到失效負極粉，再經化學(xue)處理(li)得到處理(li)后的負極粉，將此負極粉壓(ya)片，在非自耗真(zhen)空電(dian)(dian)弧(hu)爐中(zhong)反復(fu)熔煉(lian)3～4次。除去熔煉鑄錠表(biao)面的(de)氧化層，將其破碎，混合(he)均勻(yun)后(hou)，用ICP方法(fa)測其(qi)混合稀(xi)土、鎳、鈷、錳、鋁各元素的(de)百分含(han)量(liang)，根據儲氫(qing)合金元素流(liu)失的(de)不同，以鎳元素的(de)含(han)量(liang)為基準，補充其(qi)它(ta)必要(yao)元素，再進行冶煉，最終得到性能(neng)優良的(de)回收合金。

2、失效MH/Ni電池負極合金的回收

將失(shi)效(xiao)負極粉采(cai)用化(hua)學處理的方法(fa)，利用處理液對(dui)合金(jin)表面的浸蝕(shi)，破(po)壞合金(jin)表面的氧化(hua)物，但(dan)又(you)要使合金(jin)中未氧化(hua)的其它元(yuan)素及導電劑受到(dao)的浸蝕(shi)影響降至最小(xiao)。采(cai)用0 5mol·L-1的(de)醋酸溶液，將(jiang)失效合金粉在(zai)室溫(wen)下處理0.5h，再用蒸餾水洗滌、真空條(tiao)件下干燥。結果看出，AB5型儲氫合金的主體結構(gou)沒有(you)變，仍(reng)屬于CaCu5型六方結構，但(dan)負極粉中Al(OH)3和(he)La(OH)3的(de)雜相基本完(wan)全消失，說(shuo)明這(zhe)些氧化(hua)(hua)物經化(hua)(hua)學(xue)(xue)處(chu)(chu)理后，表面的(de)氧化(hua)(hua)物幾乎完(wan)全被溶解掉。將化(hua)(hua)學(xue)(xue)處(chu)(chu)理后的(de)失效負極(ji)(ji)(ji)粉(fen)(fen)與制作電(dian)池用的(de)原合金(jin)粉(fen)(fen)以及(ji)未經化(hua)(hua)學(xue)(xue)處(chu)(chu)理的(de)失效合金(jin)粉(fen)(fen)，做充放電(dian)性(xing)能(neng)對(dui)比，經過化(hua)(hua)學(xue)(xue)處(chu)(chu)理的(de)失效負極(ji)(ji)(ji)粉(fen)(fen)的(de)放電(dian)比容量(liang)比未經化(hua)(hua)學(xue)(xue)處(chu)(chu)理的(de)失效負極(ji)(ji)(ji)粉(fen)(fen)高23mAh·g-1，說明經(jing)過化學處理以后，由于表面氧化物(wu)被(bei)大部(bu)分除(chu)去，使失效(xiao)負極粉中儲氫(qing)合(he)金的(de)有效(xiao)成分增加。

XPS測(ce)試結果表明，負極粉(fen)表面(mian)鎳原(yuan)子的濃度(du)由(you)化學處(chu)理前(qian)的6.79%升高到(dao)9.30%，這說明(ming)經過化學處理以后(hou)，合金的(de)表(biao)面形成了具(ju)有較高電催化活性的(de)富(fu)鎳(nie)層(ceng),這不但提(ti)高了(le)儲氫(qing)電(dian)極(ji)的(de)電(dian)催(cui)化(hua)活(huo)性，而(er)且也提(ti)供了(le)氫(qing)原子的(de)擴散途徑(jing)，因而(er)使電(dian)極(ji)的(de)放電(dian)性能(neng)提(ti)高。但經過化(hua)學處理的(de)失效負極(ji)粉與(yu)制(zhi)作電(dian)池用(yong)的(de)原合金(jin)粉相比較，放電(dian)比容量仍(reng)低90mAh·g-1，一方面(mian)可(ke)能(neng)是(shi)由(you)于合金的(de)(de)氧化(hua)(hua)(hua)不僅(jin)(jin)僅(jin)(jin)是(shi)局限(xian)于表(biao)面(mian)，也可(ke)能(neng)會深入到合金的(de)(de)內(nei)部，化(hua)(hua)(hua)學(xue)處理僅(jin)(jin)僅(jin)(jin)是(shi)將(jiang)表(biao)面(mian)的(de)(de)氧化(hua)(hua)(hua)物(wu)除去，顆粒內(nei)部的(de)(de)深層氧化(hua)(hua)(hua)并沒有被(bei)完全除去;另(ling)一(yi)方面可能是由于合(he)金(jin)的粉化(hua)使比(bi)表面積增大，同時(shi)使合(he)金(jin)與O2反應(ying)以(yi)及(ji)受電解液(ye)的(de)(de)腐蝕更(geng)加容易，兩方(fang)面原因共同作用導致合金(jin)的(de)(de)放電性能(neng)下降。所以(yi)，僅(jin)(jin)僅(jin)(jin)通過化(hua)學處(chu)理的(de)(de)方(fang)法并不(bu)能(neng)使失效負極恢復功能(neng)，還需進行熔煉(lian)處(chu)理。

將(jiang)上述(shu)經(jing)過化學處理的(de)(de)負極粉，于非自耗電(dian)弧(hu)爐中(zhong)進行第一次冶煉。將(jiang)所(suo)得合(he)金鑄錠拋(pao)光(guang)，去除表面雜(za)質后，分析各(ge)元素含量(liang)，結果(guo)可以(yi)看出合(he)金中(zhong)的(de)(de)元素含量(liang)偏離(li)原(yuan)合(he)金，鎳(nie)含量(liang)遠(yuan)大于原(yuan)合(he)金粉中(zhong)的(de)(de)鎳(nie)含量(liang)，這是因為在制作電(dian)極的(de)(de)過程(cheng)中(zhong)加入鎳(nie)粉做導(dao)電(dian)劑，為了(le)有效的(de)(de)利用(yong)它(ta)，以(yi)它(ta)為基準，調(diao)整(zheng)其(qi)(qi)它(ta)元素的(de)(de)含量(liang)使(shi)其(qi)(qi)符(fu)合(he)組(zu)成為MmNi3.5Co0.7Mn0.4Al0.3的各(ge)元素(su)的配(pei)比，進行(xing)第(di)二次冶煉。冶煉后，將得到的合金鑄錠破碎，研磨后，測其結構(gou)，為CaCu5型，沒(mei)有其(qi)它雜相生(sheng)成。

將回收的合(he)金粉做充放(fang)電(dian)性能測試，可以看出，回收合(he)金粉的放(fang)電(dian)容量比失(shi)效負極(ji)粉高約(yue)100mAh·g-1，與原合金(jin)粉的(de)放電(dian)容量相(xiang)比(bi)基本相(xiang)同(tong)，并且回收合金(jin)粉的(de)放電(dian)平(ping)臺壓比(bi)原合金(jin)粉的(de)放電(dian)平(ping)臺壓高(gao)約20mV左右，這可能是由(you)于合(he)金回收(shou)的過程中(zhong)經過數次(ci)熔(rong)煉,使合金(jin)的(de)成分和(he)微觀結構得到了改(gai)善的(de)原(yuan)因。

【廢電池的危害有哪些>>】

廢舊電池回收利用

一、固化深埋

廢電池一般都運(yun)往專門(men)的有毒、有害垃(la)圾填埋場，但這種做法(fa)不僅花費太大而且還造成(cheng)浪費，

因為其(qi)中尚有(you)不少可作原料(liao)的有(you)用物質。

二、回收利用

（1）熱(re)處理

瑞士(shi)有兩(liang)家專門加工(gong)(gong)利(li)用舊電池的工(gong)(gong)廠(chang)(chang)，巴特列克公(gong)司采取的方法是將舊電池磨碎后(hou)送往爐內加熱(re)，這時可提取揮發出的汞，溫度更高(gao)時鋅也蒸發，它同樣是貴重金(jin)屬。鐵和(he)錳熔合后(hou)成為煉鋼所需的錳鐵合金(jin)。該工(gong)(gong)廠(chang)(chang)一年可加工(gong)(gong)2000噸廢電池(chi)，可獲得780噸錳(meng)鐵合(he)金，400噸鋅合金及3噸(dun)汞(gong)。另(ling)一家工廠(chang)則是直接(jie)從電池(chi)中提取鐵(tie)元素，并將氧(yang)化錳、氧(yang)化鋅、氧(yang)化銅和氧(yang)化鎳(nie)等金屬混合(he)物作為金屬廢(fei)料直接(jie)出售。不過(guo)，熱處(chu)理的方法(fa)花費較高(gao)，瑞士還向每位電池(chi)購買者收取少(shao)量廢(fei)電池(chi)加工專用費。

（2）“濕處理”

馬格德堡近郊區正在興建一(yi)個“濕處理”裝置，在這里除鉛蓄電池外，各類電池均溶解于硫酸，然后借助離子樹脂從溶液中提取各種金屬，用這種方式獲得的原料比熱處理方法純凈，因此在市場上售價更高，而且電池中包含的各種物質有95%都能提取出來。濕處(chu)理可(ke)省去分揀(jian)(jian)環節（因為分揀(jian)(jian)是(shi)手(shou)工(gong)(gong)操(cao)作，會增加成本(ben)）。馬格德堡這套裝置年加工(gong)(gong)能力可(ke)達(da)7500噸，其成本雖然比(bi)填埋方法略高，但(dan)貴重原料不致丟(diu)棄，也不會污(wu)染環(huan)境(jing)。

（3）真(zhen)空熱處理(li)法(fa)

德國阿爾(er)特公司研制的(de)真空熱處理法還(huan)要便宜，不過這首(shou)先需要在廢電池中分揀出鎳鎘電池，廢電池在真空中加熱，其中汞迅速蒸(zheng)發，即可將(jiang)其回收，然后將(jiang)剩余(yu)原(yuan)料磨碎，用磁體提取(qu)金屬鐵，再從余(yu)下(xia)粉末中提取(qu)鎳和錳(meng)。這種(zhong)加工一(yi)噸廢電池的(de)成本(ben)不到(dao)1500馬克（現(xian)約合6345.18元(yuan)人民幣）。