電池回收方法

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(suan)作用生(sheng)成可溶性鹽進入(ru)溶液，溶液經過凈化后電(dian)解(jie)生(sheng)產(chan)金(jin)屬(shu)鋅和電(dian)解(jie)MnO2或(huo)生產(chan)其它(ta)化(hua)工產(chan)品、化(hua)肥等。濕法冶金(jin)又(you)分為焙(bei)燒(shao)-浸出法和直接浸出法。

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焙燒-浸(jin)出法是將(jiang)廢電(dian)池(chi)焙燒(shao)，使其中(zhong)的(de)氯(lv)化銨、氯(lv)化亞(ya)汞(gong)等揮發(fa)(fa)成氣相并分別在冷凝裝(zhuang)置中(zhong)回(hui)收，高價金屬(shu)(shu)氧化物(wu)被(bei)還原成低價氧化物(wu)，焙燒(shao)產物(wu)用酸浸(jin)出，然后從浸(jin)出液中(zhong)用電(dian)解法回(hui)收金屬(shu)(shu)，焙燒(shao)過程(cheng)中(zhong)發(fa)(fa)生的(de)主(zhu)要反(fan)應為：MeO+C→Me+CO↑A（s）→A（g）↑

浸出(chu)過(guo)程發(fa)生的主要反應(ying)：Me+2H+→Me2++H2↑MeO+2H+→Me2++H2O

電解時(shi)，陰(yin)極主要反應：Me2++2e→Me

直接(jie)浸出(chu)法(fa)是將廢干電池破碎、篩分、洗滌(di)后，直接(jie)用(yong)酸浸出(chu)其中(zhong)的鋅(xin)、錳等金屬(shu)成(cheng)分，經過濾，濾液(ye)凈化后，從中(zhong)提(ti)取金屬(shu)并(bing)生產(chan)化工產(chan)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(hua)劑→MnO2↓+2HCl

電池(chi)中的Zn以(yi)ZnO的形式(shi)(shi)回收，反應式(shi)(shi)如下：

Zn2++2OH－→ZnO2－→Zn(OH)2（無(wu)定型膠(jiao)體(ti)）→ZnO（結(jie)晶(jing)體）+H2O

2、常壓冶金法

該法是在(zai)高(gao)溫下(xia)使(shi)廢(fei)電池中的(de)金屬(shu)及其化(hua)合物氧(yang)化(hua)、還原、分(fen)解和(he)揮(hui)發以(yi)及冷(leng)凝的(de)過程。

方法一(yi)：在較低的(de)溫(wen)度下，加熱廢(fei)干電池(chi)，先使汞揮發(fa)，然后在較高(gao)的(de)溫(wen)度下回收鋅和(he)其它(ta)重(zhong)金屬(shu)。

方法二(er)：先在高溫(wen)下(xia)焙(bei)燒，使其(qi)中(zhong)的易揮(hui)發(fa)金屬及其(qi)氧化物(wu)揮(hui)發(fa)，殘留物(wu)作(zuo)為冶金中(zhong)間(jian)產品(pin)或另行處(chu)理(li)。

濕法冶金(jin)和常(chang)壓治金(jin)處理廢電池，在技術(shu)上較為成熟，但都(dou)具有流程長(chang)、污染源(yuan)多(duo)、投資和消耗高、綜合效益低的(de)共(gong)同缺點(dian)。1996年，日(ri)本TDK公司對再(zai)生(sheng)工(gong)藝作了大膽的(de)(de)改革，變回收單項金屬為回收做磁性材料。這(zhe)種做法簡化了分離工(gong)序，使成本大大降(jiang)低，從而大幅度提(ti)高了干電池再(zai)生(sheng)利(li)用的(de)(de)效益。近(jin)年來，人(ren)們(men)又開始(shi)嘗試研究開發(fa)一種新的(de)(de)冶金法--真(zhen)空冶金(jin)(jin)法：基于(yu)廢電池(chi)各組(zu)分(fen)在(zai)同(tong)一溫度下(xia)(xia)具有不(bu)同(tong)的蒸(zheng)氣壓，在(zai)真(zhen)空中(zhong)通過蒸(zheng)發與冷(leng)凝，使其(qi)分(fen)別在(zai)不(bu)同(tong)溫度下(xia)(xia)相(xiang)(xiang)互分(fen)離從而實(shi)現(xian)綜合利用和回收。由于(yu)是在(zai)真(zhen)空中(zhong)進行，大氣沒有參與作(zuo)業，故減小了(le)(le)污(wu)染。雖然目前對(dui)真(zhen)空冶金(jin)(jin)法的研究尚少，且還缺(que)乏(fa)相(xiang)(xiang)應的經濟指(zhi)標，但它(ta)明(ming)顯克服了(le)(le)濕法冶金(jin)(jin)法和常(chang)壓冶金(jin)(jin)法的一些缺(que)點，因而必將成(cheng)為一種很有前途的方法。

二、鉛蓄電池的處理

鉛(qian)蓄電(dian)池(chi)體(ti)積較(jiao)大且鉛(qian)的毒性較(jiao)強，所(suo)以(yi)在各類電(dian)池(chi)中，最早(zao)進行回收利用，故(gu)其工藝也較(jiao)為完(wan)善并在不斷發展中。

在廢鉛蓄(xu)電(dian)池(chi)的(de)(de)回(hui)收(shou)技(ji)術中，泥(ni)渣的(de)(de)處理是關鍵(jian)，廢鉛蓄(xu)電(dian)池(chi)的(de)(de)泥(ni)渣物相主要是PbSO4，PbO2，PbO，Pb等。其中PbO2是(shi)主要(yao)成分，它在正極填料(liao)和混合填料(liao)中所占重量為41%～46%和24%～28%。因此(ci)，PbO2還原效果對(dui)整個回收技(ji)術具有(you)重要的影響，其還原工藝有(you)火(huo)(huo)法(fa)和濕法(fa)兩種。火(huo)(huo)法(fa)是(shi)將PbO2與泥渣中的其它(ta)組分PbSO4，PbO等一同在冶金爐中還原冶煉成Pb。但由于產生SO2和(he)高(gao)溫Pb塵第(di)二次污染(ran)物(wu)，且能耗(hao)高，利(li)用(yong)率低，故將會逐(zhu)步被淘汰。濕法(fa)是在(zai)溶液條件下加入還原劑使(shi)PbO2還原轉化為低(di)價態的(de)鉛化合物。已嘗試過(guo)的(de)還原劑有許多種。其中，以硫酸溶液中FeSO4還原PbO2法較為理(li)想(xiang)，并具有(you)工業應用價值。

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

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

此(ci)法還原(yuan)過程(cheng)穩(wen)定，速(su)度(du)快，還可使泥渣中(zhong)的(de)金(jin)屬鉛完(wan)全(quan)轉化，并有利于PbO2的還原：

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

還原劑可利用鋼鐵酸(suan)洗廢(fei)水配制，以廢(fei)治廢(fei)。Ni－MH電(dian)池、新(xin)型的(de)鋰離(li)子(zi)電(dian)池隨著(zhu)近年手持(chi)電(dian)話(hua)和電(dian)子(zi)設備的(de)發展(zhan)得到(dao)了大(da)量的(de)應用。在日本，Ni－MH電池的產量，1992年達(da)1800萬只(zhi)，1993年達7000萬只，到2000年已占市場份(fen)額的近50%。可以預(yu)計，在不久(jiu)的將來(lai)，將會(hui)有大量的廢Ni－MH電池產生。這些廢Ni－MH電池的正、負極材(cai)料中含有許多有用金(jin)屬，如鎳、鈷、稀(xi)土等。因此，回收Ni－MH電池是(shi)十分有(you)益的(de)，有(you)關它們的(de)再生(sheng)利用技術亦在積極開發中。

三、鋰離子電池的處理

鋰離子(zi)電池處理工(gong)藝(yi)為先(xian)將(jiang)電池焚燒以除去有機物，再篩選去鐵和銅后，將(jiang)殘余粉加(jia)熱并溶于酸中，用有機溶媒便可提出氧化鈷，可用作顏料、涂料的(de)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

將失效MH/Ni電池外殼剝開，從電池芯中(zhong)分選出(chu)負極片，用超聲(sheng)波震蕩和(he)其(qi)它物理方法，得(de)到失效負極粉(fen)，再經化學處理得(de)到處理后的負極粉(fen)，將此負極粉(fen)壓片，在非自(zi)耗真空電弧爐中(zhong)反復熔煉(lian)3～4次。除去熔(rong)煉鑄錠表面的氧化(hua)層，將其(qi)破碎，混(hun)合均勻后，用ICP方法測(ce)其混合(he)稀土、鎳、鈷、錳(meng)、鋁各元素的百分含量(liang)，根(gen)據儲氫合(he)金元素流失(shi)的不同，以鎳元素的含量(liang)為基準，補充其它必要元素，再(zai)進行冶(ye)煉，最終得到性能優良的回收合(he)金。

2、失效MH/Ni電池負極合金的回收

將失效負極粉(fen)采用(yong)化(hua)學處(chu)理(li)的(de)方法(fa)，利用(yong)處(chu)理(li)液對合金表面的(de)浸蝕，破壞合金表面的(de)氧(yang)化(hua)物，但(dan)又要使合金中(zhong)未氧(yang)化(hua)的(de)其它元(yuan)素及導電(dian)劑受到的(de)浸蝕影(ying)響降至最(zui)小。采用(yong)0 5mol·L-1的(de)醋(cu)酸(suan)溶液，將失效合金(jin)粉在室(shi)溫(wen)下處理(li)0.5h，再用蒸餾水洗滌、真空條件下干燥。結(jie)果看出，AB5型儲(chu)氫合金的(de)主體結構沒有變，仍屬于CaCu5型六方結構，但負極粉中(zhong)Al(OH)3和La(OH)3的(de)雜相基本(ben)完全消(xiao)失(shi)，說明這些氧化(hua)(hua)物(wu)經化(hua)(hua)學(xue)(xue)(xue)處(chu)(chu)理后，表面的(de)氧化(hua)(hua)物(wu)幾乎完全被溶解掉。將化(hua)(hua)學(xue)(xue)(xue)處(chu)(chu)理后的(de)失(shi)效(xiao)(xiao)負(fu)極粉(fen)與制作電池用的(de)原(yuan)合金粉(fen)以及未(wei)經化(hua)(hua)學(xue)(xue)(xue)處(chu)(chu)理的(de)失(shi)效(xiao)(xiao)合金粉(fen)，做充(chong)放(fang)電性能對(dui)比(bi)，經過(guo)化(hua)(hua)學(xue)(xue)(xue)處(chu)(chu)理的(de)失(shi)效(xiao)(xiao)負(fu)極粉(fen)的(de)放(fang)電比(bi)容量比(bi)未(wei)經化(hua)(hua)學(xue)(xue)(xue)處(chu)(chu)理的(de)失(shi)效(xiao)(xiao)負(fu)極粉(fen)高23mAh·g-1，說明(ming)經過化(hua)學處理以后，由于表面氧化(hua)物被大(da)部分除去，使失效負(fu)極粉中儲氫合金的有效成分增(zeng)加。

XPS測試結果表明，負(fu)極粉表面鎳原子(zi)的濃度由(you)化(hua)學處理前的6.79%升(sheng)高到9.30%，這說明經過(guo)化(hua)學處理以后，合(he)金的表面形成了具(ju)有較(jiao)高電催化(hua)活性的富(fu)鎳層(ceng),這不(bu)但提(ti)(ti)高了(le)儲氫(qing)(qing)電(dian)極(ji)的(de)(de)電(dian)催化(hua)活性，而且也提(ti)(ti)供了(le)氫(qing)(qing)原(yuan)子的(de)(de)擴散途徑(jing)，因(yin)而使電(dian)極(ji)的(de)(de)放(fang)電(dian)性能(neng)提(ti)(ti)高。但經(jing)過化(hua)學(xue)處理的(de)(de)失效負極(ji)粉與(yu)制(zhi)作電(dian)池用的(de)(de)原(yuan)合金粉相比較，放(fang)電(dian)比容(rong)量(liang)仍低90mAh·g-1，一方面(mian)可能是由于合(he)(he)金(jin)的氧化不僅(jin)僅(jin)是局(ju)限于表面(mian)，也可能會深(shen)入到合(he)(he)金(jin)的內部(bu)，化學(xue)處(chu)理僅(jin)僅(jin)是將表面(mian)的氧化物(wu)除(chu)去，顆粒內部(bu)的深(shen)層(ceng)氧化并沒(mei)有(you)被完(wan)全除(chu)去;另一方面(mian)可能是由于合(he)金的(de)粉(fen)化使(shi)(shi)比表面(mian)積增大(da)，同時(shi)使(shi)(shi)合(he)金與(yu)O2反應(ying)以及受電解液的腐蝕(shi)更(geng)加容易，兩(liang)方面原因共同(tong)作用(yong)導致合金的放電性能(neng)下降。所以，僅僅通過化學處(chu)理的方法并不能(neng)使失效(xiao)負(fu)極恢復功能(neng)，還需進行(xing)熔煉處(chu)理。

將上述經(jing)過化學處理的(de)負極粉，于非自耗(hao)電弧爐(lu)中(zhong)(zhong)進(jin)行第一次冶煉。將所得(de)合金鑄錠拋光(guang)，去除表(biao)面(mian)雜質后，分(fen)析各(ge)元(yuan)素(su)含(han)量(liang)(liang)(liang)，結果(guo)可以(yi)(yi)看出合金中(zhong)(zhong)的(de)元(yuan)素(su)含(han)量(liang)(liang)(liang)偏離(li)原合金，鎳含(han)量(liang)(liang)(liang)遠大(da)于原合金粉中(zhong)(zhong)的(de)鎳含(han)量(liang)(liang)(liang)，這(zhe)是因為(wei)在制作電極的(de)過程(cheng)中(zhong)(zhong)加入鎳粉做(zuo)導(dao)電劑，為(wei)了有效的(de)利(li)用它(ta)，以(yi)(yi)它(ta)為(wei)基準，調整(zheng)其(qi)它(ta)元(yuan)素(su)的(de)含(han)量(liang)(liang)(liang)使其(qi)符合組成為(wei)MmNi3.5Co0.7Mn0.4Al0.3的各元素的配比，進行第(di)二(er)次冶煉。冶煉后，將(jiang)得(de)到(dao)的合金鑄錠(ding)破碎，研磨后，測其結(jie)構，為CaCu5型，沒有其它雜相生成。

將回收的(de)合金粉做充放電性能測(ce)試，可(ke)以(yi)看出，回收合金粉的(de)放電容(rong)量比失(shi)效負極粉高約100mAh·g-1，與(yu)原合(he)金粉的放電容(rong)量(liang)相比基本相同(tong)，并且(qie)回(hui)收合(he)金粉的放電平(ping)臺壓(ya)比原合(he)金粉的放電平(ping)臺壓(ya)高(gao)約20mV左右，這可能是由于合金回收的過程中經(jing)過數次(ci)熔煉,使合金的成分和微觀結構得到了(le)改善(shan)的原因。

【廢電池的危害有哪些>>】

廢舊電池回收利用

一、固化深埋

廢電池一般都運往專門(men)的有毒、有害垃圾填埋場，但這種(zhong)做法不僅花費(fei)太大而且還造成浪費(fei)，

因為(wei)其中尚有(you)不(bu)少可(ke)作(zuo)原料的(de)有(you)用物質。

二、回收利用

（1）熱處理

瑞士有(you)兩(liang)家專門(men)加工(gong)利(li)用舊(jiu)電(dian)池的工(gong)廠，巴特列克(ke)公司(si)采取的方法(fa)是將(jiang)舊(jiu)電(dian)池磨(mo)碎后送往爐內加熱(re)，這時可提(ti)取揮發出的汞，溫度更(geng)高(gao)時鋅也蒸(zheng)發，它(ta)同樣是貴(gui)重金屬(shu)。鐵和錳(meng)熔合后成(cheng)為(wei)煉鋼所需的錳(meng)鐵合金。該工(gong)廠一年可加工(gong)2000噸廢電池，可獲得780噸錳鐵合金，400噸(dun)鋅合金(jin)及(ji)3噸汞。另(ling)一家(jia)工廠(chang)則是直(zhi)接從電池(chi)中提取鐵元素，并將氧化錳、氧化鋅(xin)、氧化銅(tong)和氧化鎳(nie)等金(jin)屬(shu)混合物作為(wei)金(jin)屬(shu)廢(fei)料直(zhi)接出售。不過，熱處理的方法花費較(jiao)高，瑞士還向每位電池(chi)購買者收取少量(liang)廢(fei)電池(chi)加工專用(yong)費。

（2）“濕處理(li)”

馬格德堡近郊區正在興建一個(ge)“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(ti)取(qu)出來。濕(shi)處理可(ke)省去分揀(jian)環節(jie)（因為分揀(jian)是手工(gong)操作，會(hui)增加(jia)(jia)成本）。馬格德堡(bao)這套裝置(zhi)年(nian)加(jia)(jia)工(gong)能(neng)力可(ke)達7500噸，其(qi)成(cheng)本雖然比(bi)填埋方法(fa)略(lve)高，但貴重原料不(bu)致丟棄，也不(bu)會污染環境。

（3）真空(kong)熱處理(li)法

德國阿爾特(te)公司研制的真空(kong)熱處理法(fa)還要便宜(yi)，不過這首先需要在廢電(dian)池(chi)中(zhong)(zhong)分(fen)揀(jian)出鎳(nie)鎘電(dian)池(chi)，廢電(dian)池(chi)在真空(kong)中(zhong)(zhong)加(jia)熱，其中(zhong)(zhong)汞迅速(su)蒸(zheng)發(fa)，即可將其回(hui)收，然后將剩余原料磨(mo)碎，用磁體(ti)提取金屬鐵，再從余下粉末中(zhong)(zhong)提取鎳(nie)和錳。這種加(jia)工(gong)一噸廢電(dian)池(chi)的成(cheng)本不到1500馬克（現約合(he)6345.18元人(ren)民幣(bi)）。