一、废旧电池的种类与成分

电池的种类繁多,不但有多种化学成分,其大小差别也非常大,小到医学应用领域中使用的纽扣电池,大到与各种测量系统配套的大型多隔室蓄电池。根据能否充电再次使用,电池可分为两类:一次电池和二次电池。一次电池是指电池放电后不能用简单的充电方法使活性物质复原而继续使用的电池。而二次电池则使用可逆的电化学电极,可进行再次充电。

一次电池产品主要有普通锌锰电池、碱性锌锰干电池、汞电池和锌银电池。主要有三大部分组成:阴极、阳极和电解液。

二次电池产品主要有锂电池、铅酸电池、镍镉电池和Zn—AgO电池。

二、废旧电池的主要危害

废旧电池对环境的主要影响是重金属和酸碱等电解质的污染。当被废弃置环境中的时候,重金属可能在电池外壳破解的情况下溶解进入渗滤液,污染地下水和土壤,从而造成对人体的危害。而酸、碱的主要危害是腐蚀管道,影响水体的pH值。汞是目前危害性最大的重金属,因其单质和化合物均具有强烈的毒性,它能致畸引发中枢神经紊乱,甲基汞毒性比之单质更强;铅和镉是废旧电池中危害性仅次于汞的重金属,铅也能造成神经系统的疾病还会造成消化系统损害和其他病变等,镉能致癌,最大的危害是肾毒性,其后引发骨质疏松、软骨症和骨折口,日本的“骨痛病”即是由镉引起的;Ni也具有致癌性,其盐类能引起过敏性皮肤炎,还可导致心肌损伤,其对水性生物危害更明显;Zn、Mn为人体所需的微量元素,但吸收过多也会引起中毒口。

三、废旧电池的处置方式

国内外废旧电池处理方式目前,国内及国际上通行的废旧电池处理方式大致有三种:固化深埋、存放于废矿井、回收利用。

目前国内外主要的处理方式有4 种,人工分选、干法、湿法和干湿法。

(1)人工分选回收利用法就是将回收的废旧干电池,先进行分类,人工分选出碳棒、铜帽、锌皮及各种残留物,并分别用相应的方法予以处理,这种方法简单易行,但使用劳动力多,经济效益差。

(2)所谓干法,也叫烟法或火法,或者称为热处理。就是对废旧干电池分类筛选、破碎后,再放人焙烧炉中在 600 ~ 800 度下焙烧,将排出的气体冷凝后提取汞,再将焙烧剩余物放入回转窑在 1100 ~ 1300 度下低烧,从烟气中回收氧化锌,从残渣中回收锰和铁。运用此法,一般冶炼厂无须增加设备和劳力,就可回收干电池中的锌,若须进一步回收其他物质,尚须增加设备。不过,热处理的方法花费较高。

(3)所谓湿法,就是将干电池分类破碎后,置于侵取槽中,加入稀硫酸进行浸取,再经过滤,从滤液中提取金属锌,滤渣分离出铜帽铁皮后,再从剩余泥渣中进一步提取出锰来。在这里除铅蓄电池外,各类电池均溶解于硫酸,然后借助离子树脂从溶液中提取各种金属,用这种方式获得的原料比热处理方法纯净,因此在市场上售价更高,而且电池中包含的各种物质有95%都能提取出来。湿法处理可省去分拣环节(因为分拣是手工操作,会增加成本)。其成本虽然比填埋方法略高,但贵重原料不致丢弃,也不会污染环境。此法可以利用现有湿法炼锌工厂的设备和技术,对废旧干电池进行回收利用。

(4)干湿法,就是将干法和湿法的优点结合起来,先用焙烧的方法回收汞和部分锌,再用浸取、电积方法回收锰和剩余的锌。运用此法,回收效果较好,但工序较复杂,成本也较高。国外通常的做法是采用湿法,但比国内的处理方法多一道工序,也就是说,不仅用酸浸取、电积、以提取铁、镉等,而且用碱中和来沉淀锌、镍等。

四、废旧电池的回收与利用

废旧电池的回收利用技术主要有湿法和火法两种冶金处理方法。

废旧电池的湿法冶金回收过程是基于锌、二氧化锰、镍、镉、铅、锂等可溶于酸的原理,所用方法有焙烧-浸出法和直接浸出法。

湿法与火法相比较,具有投资少、成本低、建厂速度快、利润高、工艺灵活等优势。火法冶金处理废于电池,是在高温下使皮干电池中的金属及其化合物氧化、还原、分解和挥发、冷凝。火法又分为常压冶金法和真空冶金法。火法具有回收利用效率高,无二次污染的优点,但是一次性投资大,技术要求及运行成本都比较高。

迄今为止,所有废干电池再生利用技术尚不能保障有害成分的百分之百回收。可以通过修建危险废物处置场,采用安全掩埋法处理废旧电池。

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