電池(chi)回收(shou)方法(fa)

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(zuo)用生成可溶性(xing)鹽進入溶液(ye)，溶液(ye)經過凈化(hua)后(hou)電解生產金屬鋅和電解MnO2或生產其它化工(gong)產品、化肥等。濕法冶金又分為焙燒(shao)-浸出法(fa)和(he)直接浸出法(fa)。

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焙燒-浸出法是將(jiang)廢電(dian)池焙(bei)燒(shao)(shao)，使其中(zhong)的氯化銨、氯化亞汞等揮發成(cheng)氣(qi)相(xiang)并分別在冷(leng)凝裝置中(zhong)回收，高價金屬(shu)氧(yang)化物(wu)被還原成(cheng)低價氧(yang)化物(wu)，焙(bei)燒(shao)(shao)產(chan)物(wu)用酸浸出，然(ran)后從浸出液中(zhong)用電(dian)解法回收金屬(shu)，焙(bei)燒(shao)(shao)過程中(zhong)發生(sheng)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(ying)：Me+2H+→Me2++H2↑MeO+2H+→Me2++H2O

電解(jie)時，陰(yin)極主要反(fan)應：Me2++2e→Me

直接(jie)浸出法是(shi)將廢干電池破碎、篩分(fen)、洗(xi)滌后，直接(jie)用酸(suan)浸出其(qi)中的(de)鋅、錳(meng)等金(jin)屬成分(fen)，經過(guo)濾，濾液凈化(hua)后，從中提(ti)取金(jin)屬并生產化(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

電池中的Zn以(yi)ZnO的形(xing)式(shi)回收，反應式(shi)如下(xia)：

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

2、常壓冶金法

該法是(shi)在高溫下(xia)使廢電池中的金屬及其化(hua)合(he)物氧(yang)化(hua)、還原、分解和揮(hui)發以及冷凝的過程。

方法(fa)一：在(zai)較低的(de)溫度下(xia)，加熱廢干(gan)電池，先使汞揮(hui)發，然后在(zai)較高(gao)的(de)溫度下(xia)回收鋅(xin)和(he)其它重金屬。

方法二(er)：先在高溫下焙燒，使其中的(de)易揮(hui)(hui)發(fa)(fa)金(jin)屬及(ji)其氧化物揮(hui)(hui)發(fa)(fa)，殘留物作為(wei)冶金(jin)中間產品或另行處理。

濕法冶金(jin)和常壓治金(jin)處理廢電池，在技術上(shang)較為成熟，但都具有流程長(chang)、污染源多、投資(zi)和消(xiao)耗高(gao)、綜合效益低的共同缺點。1996年，日本TDK公司對(dui)再(zai)生工藝(yi)作了(le)(le)大膽的(de)改革，變(bian)回(hui)收單項金屬為回(hui)收做(zuo)磁性(xing)材料。這種做(zuo)法(fa)簡化(hua)了(le)(le)分離(li)工序，使(shi)成本大大降低(di)，從(cong)而(er)大幅度(du)提高了(le)(le)干電池再(zai)生利用的(de)效益(yi)。近(jin)年來，人們(men)又開始(shi)嘗(chang)試研究開發一種新的(de)冶金法(fa)--真(zhen)空冶(ye)金(jin)法(fa)：基于(yu)廢電池各組(zu)分(fen)在同一(yi)溫度(du)下(xia)具(ju)有不(bu)同的蒸(zheng)氣(qi)壓，在真(zhen)空中(zhong)通過蒸(zheng)發與冷凝(ning)，使其(qi)分(fen)別在不(bu)同溫度(du)下(xia)相(xiang)互分(fen)離(li)從而(er)(er)實現綜合(he)利(li)用和回收。由(you)于(yu)是在真(zhen)空中(zhong)進行，大氣(qi)沒有參與作業，故(gu)減小了污染。雖(sui)然(ran)目前(qian)對真(zhen)空冶(ye)金(jin)法(fa)的研究尚少，且還缺(que)乏相(xiang)應的經濟(ji)指(zhi)標，但它明(ming)顯克(ke)服了濕法(fa)冶(ye)金(jin)法(fa)和常壓冶(ye)金(jin)法(fa)的一(yi)些缺(que)點，因而(er)(er)必將成為一(yi)種很有前(qian)途(tu)的方(fang)法(fa)。

二、鉛蓄電池的處理

鉛(qian)蓄電(dian)池體積較(jiao)(jiao)大(da)且鉛(qian)的毒性較(jiao)(jiao)強，所以在(zai)各類電(dian)池中，最早進行回收利用，故其工藝也較(jiao)(jiao)為完善并在(zai)不斷(duan)發展中。

在(zai)廢(fei)鉛蓄電池的回收技術中，泥渣(zha)的處(chu)理是關(guan)鍵，廢(fei)鉛蓄電池的泥渣(zha)物相主要是PbSO4，PbO2，PbO，Pb等(deng)。其中PbO2是主要成分，它在正極(ji)填料和(he)混合填料中(zhong)所占重量(liang)為41%～46%和24%～28%。因此，PbO2還(huan)原效果對整個回收技術具有重要的影響，其(qi)還(huan)原工藝(yi)有火法(fa)(fa)和濕法(fa)(fa)兩種。火法(fa)(fa)是將PbO2與泥(ni)渣中的其它(ta)組分PbSO4，PbO等一(yi)同在(zai)冶(ye)金爐中還原冶(ye)煉成Pb。但由(you)于產生(sheng)SO2和高溫Pb塵(chen)第二(er)次(ci)污(wu)染物，且(qie)能耗高，利(li)用率低，故將會逐步(bu)被淘汰。濕(shi)法是(shi)在溶液條件下加入還原劑使(shi)PbO2還原轉化為低(di)價態的鉛化合物。已嘗(chang)試過的還原劑有(you)許多(duo)種(zhong)。其中(zhong)(zhong)，以(yi)硫酸溶液中(zhong)(zhong)FeSO4還原PbO2法較為(wei)理想，并具(ju)有工業應用價(jia)值。

硫酸溶液中FeSO4還原PbO2，還(huan)原過程(cheng)可用下式表示：

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

此法還原過程穩定，速度快，還可(ke)使泥渣中的金屬鉛完全轉化，并有利于PbO2的還原：

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

還(huan)原劑可利(li)用鋼鐵酸洗(xi)廢水配制(zhi)，以廢治廢。Ni－MH電(dian)池、新型的鋰(li)離子電(dian)池隨著近(jin)年手持電(dian)話(hua)和(he)電(dian)子設備的發展得到了大量的應用。在日本，Ni－MH電池的(de)產量，1992年達1800萬(wan)只(zhi)，1993年達7000萬只，到2000年已占市場(chang)份額的近50%。可以預(yu)計，在不(bu)久的將(jiang)(jiang)來，將(jiang)(jiang)會有大量的廢Ni－MH電池產生。這些廢(fei)Ni－MH電(dian)池的正、負極(ji)材料中(zhong)含有許多有用金(jin)屬，如鎳、鈷、稀土(tu)等。因此，回收Ni－MH電池是(shi)十分有益的，有關它(ta)們(men)的再生(sheng)利用技術(shu)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(yi)為先將電池焚燒以除去有(you)機(ji)物，再篩選去鐵和銅后，將殘(can)余(yu)粉加熱并溶于酸中，用有(you)機(ji)溶媒(mei)便可提出氧化鈷，可用作(zuo)顏料(liao)、涂料(liao)的制(zhi)作(zuo)原料(liao)。

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(chi)外殼剝開，從電池(chi)芯中分選(xuan)出負(fu)極片，用超聲(sheng)波震蕩和其它物理方(fang)法，得到失(shi)效負(fu)極粉(fen)，再經(jing)化(hua)學處理得到處理后的負(fu)極粉(fen)，將此負(fu)極粉(fen)壓片，在非(fei)自耗真(zhen)空電弧爐中反復熔煉3～4次(ci)。除去熔煉(lian)鑄錠表面的氧化(hua)層，將(jiang)其破碎(sui)，混合均(jun)勻(yun)后，用ICP方法測(ce)其混(hun)合(he)稀土(tu)、鎳、鈷(gu)、錳、鋁各元(yuan)素的百分(fen)含量，根據儲(chu)氫(qing)合(he)金(jin)元(yuan)素流失的不同(tong)，以(yi)鎳元(yuan)素的含量為基準(zhun)，補充其它必(bi)要元(yuan)素，再進行冶煉(lian)，最終(zhong)得到(dao)性能優良(liang)的回收合(he)金(jin)。

2、失效MH/Ni電池負極合金的回收

將失效(xiao)負極粉(fen)采(cai)用化(hua)學(xue)處理的(de)(de)(de)方法，利用處理液對合(he)金表(biao)面的(de)(de)(de)浸蝕，破壞合(he)金表(biao)面的(de)(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)物，但(dan)又要使合(he)金中未氧(yang)(yang)化(hua)的(de)(de)(de)其(qi)它元素(su)及導(dao)電(dian)劑受(shou)到的(de)(de)(de)浸蝕影響降(jiang)至最小。采(cai)用0 5mol·L-1的(de)醋酸溶液，將失效(xiao)合金粉在室溫下處(chu)理0.5h，再用(yong)蒸餾水洗滌、真空條件下干燥。結果看出(chu)，AB5型儲(chu)氫合金的主體結構沒有變，仍屬于CaCu5型(xing)六方結構，但負極粉中Al(OH)3和La(OH)3的(de)雜相基本完(wan)全(quan)消失(shi)，說明這些氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)物(wu)經(jing)化(hua)(hua)(hua)學(xue)(xue)處理(li)后，表面的(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)物(wu)幾乎完(wan)全(quan)被溶解掉。將化(hua)(hua)(hua)學(xue)(xue)處理(li)后的(de)失(shi)效負極粉與(yu)制作電(dian)池用的(de)原合金粉以(yi)及(ji)未(wei)經(jing)化(hua)(hua)(hua)學(xue)(xue)處理(li)的(de)失(shi)效合金粉，做(zuo)充放(fang)電(dian)性能對比，經(jing)過化(hua)(hua)(hua)學(xue)(xue)處理(li)的(de)失(shi)效負極粉的(de)放(fang)電(dian)比容量比未(wei)經(jing)化(hua)(hua)(hua)學(xue)(xue)處理(li)的(de)失(shi)效負極粉高23mAh·g-1，說明經過化學(xue)處理以后，由于(yu)表面氧(yang)化物被大(da)部分(fen)除(chu)去，使失效負極(ji)粉中儲(chu)氫合金的有效成分(fen)增加。

XPS測試結果(guo)表明，負極粉表面鎳原子的(de)濃度(du)由化學處理(li)前(qian)的(de)6.79%升高到9.30%，這說明經(jing)過化學(xue)處理以后，合金的表面(mian)形成了具有較(jiao)高(gao)電催化活性的富鎳層,這不但(dan)提高(gao)了儲氫電(dian)極(ji)(ji)的(de)(de)(de)電(dian)催化(hua)活性，而(er)且也提供了氫原子的(de)(de)(de)擴散途徑(jing)，因而(er)使電(dian)極(ji)(ji)的(de)(de)(de)放(fang)(fang)電(dian)性能提高(gao)。但(dan)經過化(hua)學處理(li)的(de)(de)(de)失(shi)效負極(ji)(ji)粉與制作電(dian)池用(yong)的(de)(de)(de)原合金粉相比較，放(fang)(fang)電(dian)比容(rong)量仍(reng)低90mAh·g-1，一(yi)方面可能(neng)是(shi)由于合(he)金(jin)的(de)(de)氧化不僅(jin)僅(jin)是(shi)局限于表(biao)面，也可能(neng)會(hui)深入到合(he)金(jin)的(de)(de)內部，化學處理僅(jin)僅(jin)是(shi)將(jiang)表(biao)面的(de)(de)氧化物除(chu)去，顆(ke)粒內部的(de)(de)深層氧化并(bing)沒有被(bei)完全除(chu)去;另一方(fang)面可能是由于合金的粉化使比(bi)表(biao)面積增(zeng)大，同時使合金與O2反應以(yi)及受電解液的腐蝕(shi)更加(jia)容(rong)易(yi)，兩方面原(yuan)因(yin)共同作用導致(zhi)合(he)金的放電性能下降。所以(yi)，僅僅通過化(hua)學處理的方法(fa)并不能使失效負極恢復功能，還需進行熔煉處理。

將上述經過化學處理的(de)(de)負極(ji)(ji)粉(fen)，于(yu)非自(zi)耗電弧爐中進行第一次冶煉。將所(suo)得合(he)金(jin)鑄(zhu)錠拋(pao)光，去除表面雜質后，分析(xi)各元素含(han)量(liang)，結(jie)果(guo)可以(yi)看出合(he)金(jin)中的(de)(de)元素含(han)量(liang)偏離原合(he)金(jin)，鎳(nie)含(han)量(liang)遠(yuan)大于(yu)原合(he)金(jin)粉(fen)中的(de)(de)鎳(nie)含(han)量(liang)，這是因為在制(zhi)作電極(ji)(ji)的(de)(de)過程中加(jia)入鎳(nie)粉(fen)做導電劑，為了有效的(de)(de)利用(yong)它，以(yi)它為基準，調整其(qi)它元素的(de)(de)含(han)量(liang)使其(qi)符合(he)組成為MmNi3.5Co0.7Mn0.4Al0.3的(de)各元素的(de)配比，進(jin)行第(di)二(er)次冶煉(lian)。冶煉(lian)后，將(jiang)得到(dao)的(de)合(he)金鑄(zhu)錠破碎，研磨后，測(ce)其結構，為CaCu5型，沒(mei)有其它雜(za)相(xiang)生成。

將回收的合(he)金粉做充放(fang)電性能測試(shi)，可(ke)以看出(chu)，回收合(he)金粉的放(fang)電容量(liang)比失(shi)效(xiao)負極(ji)粉高(gao)約100mAh·g-1，與原合(he)金粉(fen)的放(fang)(fang)電容量(liang)相比基本(ben)相同，并且回收合(he)金粉(fen)的放(fang)(fang)電平(ping)(ping)臺壓比原合(he)金粉(fen)的放(fang)(fang)電平(ping)(ping)臺壓高約20mV左右(you)，這可能是由于合金回收的過(guo)程(cheng)中經過(guo)數次熔煉,使合金的成分(fen)和微觀結構得到了改善的原因。

【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(ban)都(dou)運往(wang)專(zhuan)門的(de)有(you)(you)毒、有(you)(you)害垃(la)圾填埋場(chang)，但這種做(zuo)法不僅花(hua)費太(tai)大而且(qie)還(huan)造(zao)成浪費，

因為其中尚有(you)不少(shao)可作原(yuan)料的(de)有(you)用物質(zhi)。

二、回收利用

（1）熱(re)處理

瑞士有兩家專門加(jia)(jia)工利(li)用舊電池(chi)的工廠，巴特列克公(gong)司采取(qu)的方法是(shi)將舊電池(chi)磨碎后送往爐(lu)內加(jia)(jia)熱，這(zhe)時(shi)可提取(qu)揮發出的汞，溫度更(geng)高時(shi)鋅也蒸發，它(ta)同樣是(shi)貴重金屬。鐵(tie)和(he)錳熔合(he)后成為煉鋼所需的錳鐵(tie)合(he)金。該工廠一年可加(jia)(jia)工2000噸廢(fei)電(dian)池(chi)，可獲得780噸錳鐵合金，400噸(dun)鋅合金及3噸汞。另一(yi)家工(gong)廠則(ze)是直接從電(dian)池中提取鐵(tie)元素，并將氧(yang)化(hua)(hua)(hua)錳、氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鋅、氧(yang)化(hua)(hua)(hua)銅和(he)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎳(nie)等金屬混合物作(zuo)為金屬廢(fei)料直接出售。不過(guo)，熱(re)處理的(de)方法花費(fei)較高，瑞士還向每位(wei)電(dian)池購買者收取少量廢(fei)電(dian)池加工(gong)專用費(fei)。

（2）“濕(shi)處(chu)理”

馬格德(de)堡近郊區正在興建(jian)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%都能提(ti)取出來。濕處(chu)理可省去分(fen)(fen)揀(jian)環節(jie)（因(yin)為(wei)分(fen)(fen)揀(jian)是手工操作，會(hui)增加成本(ben)）。馬格德堡這套裝置年加工能力可達7500噸，其成本(ben)雖(sui)然比填埋方(fang)法(fa)略(lve)高，但貴重(zhong)原(yuan)料不致丟(diu)棄，也(ye)不會污染環境。

（3）真空(kong)熱處理法

德國(guo)阿爾(er)特公司研制的真空(kong)熱處理(li)法(fa)還要(yao)便宜(yi)，不(bu)過這首先需要(yao)在(zai)廢電池(chi)中分揀出鎳(nie)鎘電池(chi)，廢電池(chi)在(zai)真空(kong)中加熱，其中汞迅速(su)蒸發，即可將其回收，然后(hou)將剩余(yu)原料磨碎，用磁(ci)體提取(qu)金(jin)屬鐵，再(zai)從余(yu)下粉末(mo)中提取(qu)鎳(nie)和錳。這種加工一噸廢電池(chi)的成本不(bu)到1500馬(ma)克（現約合6345.18元人民幣）。