電(dian)池回(hui)收方法

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)用生成可溶性鹽進入溶液(ye)，溶液(ye)經過凈化后電解生產(chan)金屬鋅(xin)和電解MnO2或生產其它化(hua)工產品、化(hua)肥等。濕法冶金又分(fen)為焙(bei)燒-浸(jin)出法和(he)直(zhi)接浸(jin)出法。

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焙燒(shao)-浸(jin)出(chu)法是(shi)將廢(fei)電(dian)池焙(bei)燒(shao)，使其中的氯化(hua)銨、氯化(hua)亞(ya)汞等揮(hui)發成氣相并分(fen)別(bie)在冷凝裝置(zhi)中回收，高價(jia)金(jin)屬氧(yang)化(hua)物被還原成低價(jia)氧(yang)化(hua)物，焙(bei)燒(shao)產物用酸浸(jin)出(chu)，然后從浸(jin)出(chu)液中用電(dian)解法回收金(jin)屬，焙(bei)燒(shao)過程中發生的主要反應為：MeO+C→Me+CO↑A（s）→A（g）↑

浸出過程發生(sheng)的主要(yao)反應：Me+2H+→Me2++H2↑MeO+2H+→Me2++H2O

電解時，陰極主(zhu)要反應：Me2++2e→Me

直接(jie)浸出法是(shi)將廢(fei)干電池破碎、篩分(fen)、洗滌(di)后，直接(jie)用酸浸出其中的鋅、錳等金屬成(cheng)分(fen)，經過濾，濾液凈化(hua)后，從中提取金屬并生(sheng)產化(hua)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(yi)ZnO的(de)形式回收，反應式如下：

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

2、常壓冶金法

該法是在(zai)高溫下使廢電池(chi)中的金屬及其化合物氧化、還原、分解和揮發以及冷凝的過程。

方法一：在較低(di)的溫度下(xia)，加(jia)熱廢干電池(chi)，先使汞揮發，然后在較高的溫度下(xia)回收鋅和其它(ta)重金(jin)屬。

方法二：先在高溫下焙(bei)燒，使其中的易揮發金(jin)屬及其氧化(hua)物(wu)(wu)揮發，殘留物(wu)(wu)作(zuo)為冶金(jin)中間產品或另行處理。

濕法冶金和(he)常壓治金處(chu)理廢電池，在技術上較為成熟，但都具有流程長、污染(ran)源(yuan)多(duo)、投資和(he)消(xiao)耗高(gao)、綜合效(xiao)益低的共(gong)同缺點(dian)。1996年，日(ri)本TDK公司對(dui)再(zai)生工(gong)藝(yi)作了(le)大(da)膽的改革，變回收(shou)單項金(jin)屬為(wei)回收(shou)做磁(ci)性材料(liao)。這種做法(fa)簡化(hua)了(le)分離工(gong)序(xu)，使成本大(da)大(da)降低，從(cong)而大(da)幅度提(ti)高了(le)干電池再(zai)生利(li)用的效益(yi)。近年來，人們又開始嘗試研究開發一種新的冶(ye)金(jin)法(fa)--真(zhen)空(kong)(kong)冶(ye)(ye)(ye)金(jin)法(fa)(fa)：基于廢(fei)電(dian)池(chi)各組分在(zai)(zai)(zai)同一溫度(du)下具(ju)有不同的(de)蒸氣壓，在(zai)(zai)(zai)真(zhen)空(kong)(kong)中(zhong)(zhong)通過蒸發與(yu)冷(leng)凝，使其分別在(zai)(zai)(zai)不同溫度(du)下相互分離從而實現(xian)綜合利用和回收。由于是在(zai)(zai)(zai)真(zhen)空(kong)(kong)中(zhong)(zhong)進行，大氣沒有參(can)與(yu)作業，故減小了(le)污(wu)染。雖然目前對真(zhen)空(kong)(kong)冶(ye)(ye)(ye)金(jin)法(fa)(fa)的(de)研究尚少，且(qie)還缺(que)乏相應的(de)經濟指(zhi)標，但它明顯克服了(le)濕(shi)法(fa)(fa)冶(ye)(ye)(ye)金(jin)法(fa)(fa)和常壓冶(ye)(ye)(ye)金(jin)法(fa)(fa)的(de)一些缺(que)點，因而必將成為一種很有前途的(de)方法(fa)(fa)。

二、鉛蓄電池的處理

鉛蓄電(dian)池體積較(jiao)大且鉛的毒性較(jiao)強，所以在(zai)各(ge)類電(dian)池中(zhong)，最早進行回收利用，故其工(gong)藝也較(jiao)為完(wan)善并在(zai)不斷發展中(zhong)。

在廢鉛(qian)蓄電池的(de)(de)回收(shou)技術中，泥(ni)渣(zha)(zha)的(de)(de)處理是關(guan)鍵，廢鉛(qian)蓄電池的(de)(de)泥(ni)渣(zha)(zha)物相主要是PbSO4，PbO2，PbO，Pb等。其(qi)中PbO2是(shi)主要(yao)成分，它在正極(ji)填(tian)料和混合填(tian)料中(zhong)所占(zhan)重量為41%～46%和24%～28%。因此，PbO2還原(yuan)效(xiao)果對整個回收技術(shu)具有重要(yao)的(de)影(ying)響，其(qi)還原(yuan)工藝有火法(fa)和(he)濕法(fa)兩(liang)種。火法(fa)是將PbO2與泥渣中的其它組(zu)分PbSO4，PbO等一(yi)同在冶(ye)(ye)金爐中還(huan)原冶(ye)(ye)煉成Pb。但由于產生SO2和高溫(wen)Pb塵第(di)二次污染物，且能耗(hao)高，利用(yong)率(lv)低，故將(jiang)會逐(zhu)步被淘汰。濕法是(shi)在溶(rong)液(ye)條件下加入還原劑使PbO2還原轉化(hua)為低價態(tai)的(de)鉛化(hua)合物。已嘗試過的(de)還原劑有許多種。其中(zhong)，以硫酸溶液中(zhong)FeSO4還原PbO2法較(jiao)為理(li)想，并具有工業應用價值。

硫酸溶液中FeSO4還原PbO2，還原(yuan)過程可用下(xia)式表(biao)示(shi)：

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

此法(fa)還原過程穩定，速度快，還可使泥渣(zha)中的(de)金屬(shu)鉛(qian)完全轉化，并有利于(yu)PbO2的還原：

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

還原劑(ji)可利(li)用鋼鐵(tie)酸洗(xi)廢水配制，以廢治廢。Ni－MH電池(chi)、新(xin)型(xing)的(de)(de)(de)鋰(li)離(li)子電池(chi)隨著近年手(shou)持電話和電子設備的(de)(de)(de)發展(zhan)得到了大量(liang)的(de)(de)(de)應(ying)用(yong)。在(zai)日本，Ni－MH電池的(de)產量，1992年(nian)達1800萬只，1993年達7000萬只，到2000年已占市(shi)場份額(e)的近50%。可以預計，在不(bu)久的將來，將會有大量的廢Ni－MH電池(chi)產(chan)生。這些(xie)廢Ni－MH電池的正、負(fu)極材料中含有許多有用(yong)金屬，如(ru)鎳、鈷、稀土等。因此，回收Ni－MH電池是(shi)十分有(you)益的，有(you)關它(ta)們的再生利用技術亦在積極開發中。

三、鋰離子電池的處理

鋰離子電池處理工藝為先將(jiang)(jiang)電池焚燒以除去有機物，再(zai)篩選(xuan)去鐵和銅后，將(jiang)(jiang)殘(can)余粉加熱并溶于酸中，用有機溶媒便可提出氧化鈷，可用作(zuo)顏料、涂料的制作(zuo)原料。

四、鎳氫電池的處理

1、失效負極合金粉的回收處理

將失效MH/Ni電(dian)池外殼剝開，從電(dian)池芯中分選出負(fu)極片，用(yong)超聲波震蕩和其它物理(li)方法，得到(dao)失(shi)效(xiao)負(fu)極粉，再經(jing)化學處理(li)得到(dao)處理(li)后的負(fu)極粉，將此負(fu)極粉壓片，在非自耗(hao)真空電(dian)弧爐中反復(fu)熔煉(lian)3～4次。除去熔煉鑄錠表面的氧化層(ceng)，將其破碎，混合(he)均勻后，用(yong)ICP方法測其混(hun)合(he)(he)稀(xi)土、鎳(nie)、鈷、錳、鋁各元(yuan)(yuan)素(su)的(de)百(bai)分含量，根(gen)據(ju)儲氫合(he)(he)金(jin)元(yuan)(yuan)素(su)流失(shi)的(de)不同，以鎳(nie)元(yuan)(yuan)素(su)的(de)含量為基準，補充其它必(bi)要元(yuan)(yuan)素(su)，再進行冶煉，最(zui)終(zhong)得到性能優良的(de)回收合(he)(he)金(jin)。

2、失效MH/Ni電池負極合金的回收

將失效負極(ji)粉(fen)采用化學處理的(de)(de)方法(fa)，利(li)用處理液對合金表面(mian)的(de)(de)浸蝕(shi)，破(po)壞合金表面(mian)的(de)(de)氧化物，但又要使(shi)合金中未氧化的(de)(de)其它元素及導電劑受到的(de)(de)浸蝕(shi)影響降至最小(xiao)。采用0 5mol·L-1的醋酸溶液，將(jiang)失(shi)效合金粉在室溫下處(chu)理(li)0.5h，再(zai)用蒸餾水洗(xi)滌、真空條件下(xia)干燥。結果看(kan)出，AB5型儲氫合(he)金的主體結構沒有變，仍屬(shu)于CaCu5型六方結構，但(dan)負(fu)極粉中Al(OH)3和La(OH)3的(de)(de)(de)(de)雜(za)相基(ji)本完全消(xiao)失(shi)，說明(ming)這些氧化(hua)物(wu)經化(hua)學處(chu)理后，表面的(de)(de)(de)(de)氧化(hua)物(wu)幾乎完全被(bei)溶解掉。將化(hua)學處(chu)理后的(de)(de)(de)(de)失(shi)效(xiao)負(fu)(fu)極粉(fen)(fen)與制作電(dian)池用的(de)(de)(de)(de)原合金(jin)粉(fen)(fen)以及未經化(hua)學處(chu)理的(de)(de)(de)(de)失(shi)效(xiao)合金(jin)粉(fen)(fen)，做充放電(dian)性能對比，經過化(hua)學處(chu)理的(de)(de)(de)(de)失(shi)效(xiao)負(fu)(fu)極粉(fen)(fen)的(de)(de)(de)(de)放電(dian)比容量比未經化(hua)學處(chu)理的(de)(de)(de)(de)失(shi)效(xiao)負(fu)(fu)極粉(fen)(fen)高(gao)23mAh·g-1，說(shuo)明(ming)經過化學處理以后，由于表面氧(yang)化物被大部分除去(qu)，使失效(xiao)負極粉中儲氫合金的有效(xiao)成(cheng)分增加。

XPS測試結果表(biao)明，負極(ji)粉表(biao)面鎳原子的(de)濃度由(you)化學處理前的(de)6.79%升高(gao)到(dao)9.30%，這(zhe)說明經過化(hua)(hua)學(xue)處理以后(hou)，合金的表面形成了(le)具有較(jiao)高電(dian)催(cui)化(hua)(hua)活性(xing)的富鎳層,這不(bu)但提高了儲氫電(dian)(dian)極的(de)電(dian)(dian)催化活性，而且也(ye)提供了氫原子的(de)擴散途徑，因而使電(dian)(dian)極的(de)放電(dian)(dian)性能提高。但經過(guo)化學處理的(de)失效負極粉與(yu)制作電(dian)(dian)池(chi)用的(de)原合金粉相比較，放電(dian)(dian)比容量(liang)仍(reng)低90mAh·g-1，一方面可(ke)能是由于(yu)合金的(de)氧化(hua)不僅僅是局限于(yu)表(biao)面，也可(ke)能會深入(ru)到合金的(de)內(nei)部(bu)，化(hua)學處理僅僅是將表(biao)面的(de)氧化(hua)物除去(qu)，顆(ke)粒內(nei)部(bu)的(de)深層氧化(hua)并沒有被(bei)完全除去(qu);另(ling)一方面可能是由于合金的(de)粉化使比表面積(ji)增(zeng)大，同時使合金與O2反應(ying)以(yi)及(ji)受(shou)電解液的(de)腐蝕(shi)更加容易，兩方(fang)面原(yuan)因共同作用導致合金的(de)放(fang)電性能下降(jiang)。所以(yi)，僅(jin)僅(jin)通過化(hua)學處(chu)理的(de)方(fang)法并不能使失(shi)效(xiao)負極(ji)恢復功能，還需進行熔(rong)煉(lian)處(chu)理。

將(jiang)上述(shu)經過化學處理的(de)負極粉，于(yu)非(fei)自耗電(dian)弧爐(lu)中進(jin)行第一次冶(ye)煉。將(jiang)所得合(he)金(jin)(jin)鑄錠(ding)拋光，去除表面雜質后(hou)，分析各元(yuan)素(su)含量，結果可(ke)以(yi)看出合(he)金(jin)(jin)中的(de)元(yuan)素(su)含量偏(pian)離(li)原合(he)金(jin)(jin)，鎳含量遠大于(yu)原合(he)金(jin)(jin)粉中的(de)鎳含量，這(zhe)是(shi)因(yin)為(wei)在制作(zuo)電(dian)極的(de)過程(cheng)中加入鎳粉做導(dao)電(dian)劑(ji)，為(wei)了有效(xiao)的(de)利用它(ta)，以(yi)它(ta)為(wei)基準，調(diao)整其它(ta)元(yuan)素(su)的(de)含量使(shi)其符合(he)組成為(wei)MmNi3.5Co0.7Mn0.4Al0.3的各元素的配比，進行(xing)第二(er)次冶煉(lian)。冶煉(lian)后，將得到的合金鑄錠破碎(sui)，研磨后，測其結構，為CaCu5型，沒(mei)有其(qi)它雜相生成(cheng)。

將(jiang)回(hui)收(shou)的(de)合金(jin)粉(fen)做(zuo)充放電性能測試，可以看出，回(hui)收(shou)合金(jin)粉(fen)的(de)放電容量比失(shi)效負(fu)極粉(fen)高約(yue)100mAh·g-1，與原合(he)金(jin)粉的(de)放電(dian)(dian)容量相比(bi)基本相同，并且回收合(he)金(jin)粉的(de)放電(dian)(dian)平(ping)臺壓比(bi)原合(he)金(jin)粉的(de)放電(dian)(dian)平(ping)臺壓高約20mV左右，這可能(neng)是(shi)由(you)于合金回收(shou)的(de)過程中經過數次(ci)熔煉,使合(he)金的(de)成分和微(wei)觀結構得到(dao)了(le)改善的(de)原因。

【廢電池的危害有哪些>>】

廢舊電池回收利用

一、固化深埋

廢電(dian)池一般都運往專門的有毒、有害垃圾(ji)填(tian)埋(mai)場(chang)，但這種做法不(bu)僅花費(fei)太大(da)而(er)且還造(zao)成浪費(fei)，

因為其中尚有不少可作原料(liao)的有用物質(zhi)。

二、回收利用

（1）熱處理

瑞(rui)士有兩家專門加(jia)工(gong)利(li)用舊電池(chi)的(de)工(gong)廠，巴特列克公司采取的(de)方法是將(jiang)舊電池(chi)磨碎后送往爐內(nei)加(jia)熱，這時可(ke)提(ti)取揮發(fa)出的(de)汞(gong)，溫度更高時鋅也蒸發(fa)，它同(tong)樣是貴重金屬(shu)。鐵和錳(meng)熔合后成為(wei)煉(lian)鋼所需(xu)的(de)錳(meng)鐵合金。該工(gong)廠一年可(ke)加(jia)工(gong)2000噸廢電池，可獲得780噸錳鐵(tie)合(he)金，400噸鋅(xin)合金及3噸(dun)汞(gong)。另一家工(gong)廠則(ze)是直(zhi)(zhi)接從電(dian)池(chi)中提(ti)取鐵元素，并將氧(yang)化(hua)錳、氧(yang)化(hua)鋅、氧(yang)化(hua)銅和氧(yang)化(hua)鎳等金(jin)屬混合物作為金(jin)屬廢料直(zhi)(zhi)接出售(shou)。不(bu)過，熱處理的方法花費較高，瑞(rui)士還(huan)向每位電(dian)池(chi)購買者收(shou)取少量廢電(dian)池(chi)加工(gong)專用費。

（2）“濕(shi)處理”

馬格(ge)德(de)堡(bao)近郊區正在興建一個“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(neng)提取(qu)出來(lai)。濕處理可省(sheng)去分(fen)揀(jian)環節（因為分(fen)揀(jian)是(shi)手工操(cao)作，會(hui)增加(jia)成本）。馬格德堡這套裝置年(nian)加(jia)工能(neng)力可達7500噸，其成本雖然比填埋方(fang)法略高，但貴重原(yuan)料不(bu)致(zhi)丟棄(qi)，也不(bu)會(hui)污染環境。

（3）真(zhen)空(kong)熱(re)處理(li)法

德國阿爾特公(gong)司研制的真空熱處理法還要便宜，不過這首先需(xu)要在廢(fei)電(dian)池中分(fen)揀(jian)出鎳鎘電(dian)池，廢(fei)電(dian)池在真空中加熱，其中汞迅速(su)蒸發，即可(ke)將其回收，然后將剩余原料磨(mo)碎，用磁體提取金(jin)屬鐵(tie)，再從余下粉末(mo)中提取鎳和(he)錳。這種加工(gong)一噸廢(fei)電(dian)池的成本不到1500馬克（現約合6345.18元人(ren)民(min)幣）。