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(yu)Zn，MnO2可溶于酸的原理，將電池中的Zn，MnO2與酸作用(yong)生(sheng)成可(ke)溶(rong)性(xing)鹽進入溶(rong)液，溶(rong)液經過凈化后電解生(sheng)產金屬(shu)鋅和電解MnO2或生產(chan)其(qi)它化(hua)工(gong)產(chan)品、化(hua)肥等。濕法冶金又分(fen)為(wei)焙燒-浸出(chu)(chu)法和直接(jie)浸出(chu)(chu)法。

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焙燒(shao)-浸出法是將廢電(dian)池焙燒，使其中(zhong)(zhong)的(de)氯化銨、氯化亞汞等揮發成氣相并分(fen)別在冷凝裝置中(zhong)(zhong)回收(shou)，高價(jia)金(jin)屬氧(yang)化物被還原成低價(jia)氧(yang)化物，焙燒產物用酸(suan)浸出，然后從浸出液中(zhong)(zhong)用電(dian)解法回收(shou)金(jin)屬，焙燒過程中(zhong)(zhong)發生(sheng)的(de)主要反(fan)應(ying)為：MeO+C→Me+CO↑A（s）→A（g）↑

浸(jin)出過(guo)程發生的主要(yao)反應：Me+2H+→Me2++H2↑MeO+2H+→Me2++H2O

電解(jie)時，陰極主要反應(ying)：Me2++2e→Me

直接浸(jin)(jin)出(chu)法是將廢干電池(chi)破碎(sui)、篩分、洗滌后(hou)，直接用(yong)酸浸(jin)(jin)出(chu)其中的鋅、錳等金屬(shu)成分，經過濾，濾液凈(jing)化后(hou)，從(cong)中提(ti)取(qu)金屬(shu)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(yang)化劑→MnO2↓+2HCl

電池中的Zn以ZnO的形(xing)式回收，反應式如下：

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

2、常壓冶金法

該法是(shi)在(zai)高溫下使(shi)廢電池中的金屬(shu)及(ji)其化合物氧化、還原、分解和揮(hui)發(fa)以(yi)及(ji)冷凝的過程。

方(fang)法(fa)一：在較(jiao)低的(de)溫(wen)度(du)下(xia)，加熱廢(fei)干電池，先(xian)使汞揮發，然(ran)后在較(jiao)高的(de)溫(wen)度(du)下(xia)回收鋅和其它重(zhong)金屬。

方法二(er)：先在(zai)高(gao)溫下焙(bei)燒，使其(qi)中(zhong)(zhong)的易(yi)揮發(fa)金(jin)屬及其(qi)氧化(hua)物揮發(fa)，殘(can)留物作為(wei)冶金(jin)中(zhong)(zhong)間產(chan)品或另行處理。

濕法冶金和(he)常壓治金處理廢電池(chi)，在技術上(shang)較(jiao)為成熟，但都具(ju)有流程長、污染(ran)源多、投資和(he)消耗高、綜(zong)合(he)效(xiao)益低(di)的共同缺點。1996年，日本TDK公司對再生(sheng)工(gong)藝(yi)作了(le)大(da)(da)膽(dan)的(de)改革，變(bian)回(hui)(hui)收單(dan)項金屬(shu)為回(hui)(hui)收做磁性(xing)材料。這種(zhong)做法(fa)簡化了(le)分離工(gong)序，使成本(ben)大(da)(da)大(da)(da)降低，從而大(da)(da)幅度提高了(le)干電池再生(sheng)利用的(de)效益。近年來，人(ren)們又開(kai)始嘗試研究開(kai)發一種(zhong)新的(de)冶(ye)金法(fa)--真(zhen)空(kong)(kong)冶(ye)金法(fa)：基于廢電池各組分在(zai)同一(yi)溫度下具有不同的(de)(de)蒸氣(qi)壓(ya)，在(zai)真(zhen)空(kong)(kong)中通過(guo)蒸發(fa)與(yu)冷凝，使其分別在(zai)不同溫度下相(xiang)互分離從而實現綜合(he)利用(yong)和回(hui)收。由于是在(zai)真(zhen)空(kong)(kong)中進(jin)行，大氣(qi)沒有參與(yu)作業(ye)，故(gu)減小了污染。雖然目前(qian)對真(zhen)空(kong)(kong)冶(ye)金法(fa)的(de)(de)研究尚少(shao)，且還缺乏相(xiang)應(ying)的(de)(de)經濟指(zhi)標，但它(ta)明(ming)顯克服(fu)了濕法(fa)冶(ye)金法(fa)和常壓(ya)冶(ye)金法(fa)的(de)(de)一(yi)些缺點(dian)，因而必將(jiang)成為一(yi)種很有前(qian)途的(de)(de)方法(fa)。

二、鉛蓄電池的處理

鉛蓄電(dian)(dian)池體積較大且鉛的毒(du)性較強，所以(yi)在各(ge)類(lei)電(dian)(dian)池中(zhong)(zhong)，最早進(jin)行回(hui)收利用，故其工藝(yi)也較為完善(shan)并在不斷發展中(zhong)(zhong)。

在廢鉛(qian)蓄(xu)電(dian)池(chi)的(de)回收技術中(zhong)，泥(ni)渣的(de)處(chu)理是關鍵，廢鉛(qian)蓄(xu)電(dian)池(chi)的(de)泥(ni)渣物相主要是PbSO4，PbO2，PbO，Pb等(deng)。其中PbO2是(shi)主(zhu)要成(cheng)分，它在正極填料和混合(he)填料中(zhong)所占重量為41%～46%和24%～28%。因此，PbO2還原(yuan)效果對整個回收(shou)技(ji)術具有(you)重要的影響，其還原(yuan)工(gong)藝有(you)火(huo)(huo)法(fa)和濕法(fa)兩種。火(huo)(huo)法(fa)是(shi)將PbO2與泥渣中的其它組分PbSO4，PbO等一同在冶(ye)金爐(lu)中還原冶(ye)煉成Pb。但由于產生SO2和高溫Pb塵第二次污染物，且能耗(hao)高(gao)，利用率低，故將會逐(zhu)步被淘汰。濕(shi)法(fa)是在溶液(ye)條件下加入還原劑使PbO2還(huan)原轉化為低價態的鉛化合物。已嘗試過(guo)的還(huan)原劑有許(xu)多種。其(qi)中(zhong)，以硫酸(suan)溶(rong)液(ye)中(zhong)FeSO4還(huan)原PbO2法較為(wei)理(li)想，并具有工業應用價值(zhi)。

硫酸溶液中(zhong)FeSO4還原PbO2，還原(yuan)過(guo)程可用下式表示：

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

此法還原過程穩定，速度快，還可使泥渣中(zhong)的金屬鉛(qian)完(wan)全轉化，并有利于PbO2的還原：

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

還(huan)原劑可利用鋼鐵酸洗(xi)廢(fei)水(shui)配(pei)制，以廢(fei)治廢(fei)。Ni－MH電池、新型的鋰離子電池隨著近(jin)年手持電話和電子設備的發展得到了大量(liang)的應用。在日本，Ni－MH電池的產(chan)量，1992年達1800萬只，1993年達7000萬只，到2000年已占市場份(fen)額的近(jin)50%。可以預計，在不久的將來，將會(hui)有大量的廢Ni－MH電池產(chan)生。這些廢Ni－MH電池的正(zheng)、負極材料中(zhong)含有許多有用金屬(shu)，如鎳、鈷(gu)、稀(xi)土等。因此，回(hui)收Ni－MH電(dian)池是(shi)十(shi)分(fen)有益的，有關(guan)它們(men)的再生利用技術(shu)亦在(zai)積極(ji)開(kai)發中。

三、鋰離子電池的處理

鋰離子電(dian)池處理工藝(yi)為先將電(dian)池焚燒以除(chu)去有(you)(you)機(ji)物，再篩選去鐵和銅后(hou)，將殘(can)余粉加熱并溶(rong)于(yu)酸中(zhong)，用(yong)有(you)(you)機(ji)溶(rong)媒便可提出氧化鈷，可用(yong)作(zuo)顏料、涂料的制作(zuo)原(yuan)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(xiao)MH/Ni電(dian)池外殼(ke)剝開，從(cong)電(dian)池芯中分選(xuan)出負極片，用(yong)超(chao)聲(sheng)波震蕩和其它物理方法，得到(dao)失效負極粉，再(zai)經化學處理得到(dao)處理后(hou)的負極粉，將此負極粉壓片，在非自耗(hao)真空電(dian)弧爐中反復熔煉3～4次。除去熔煉鑄錠表面的氧化層，將其破碎，混合均勻后，用ICP方法(fa)測其混合(he)稀土(tu)、鎳、鈷(gu)、錳、鋁各(ge)元(yuan)素(su)(su)的(de)百分含量，根據儲氫合(he)金元(yuan)素(su)(su)流失的(de)不同，以鎳元(yuan)素(su)(su)的(de)含量為(wei)基準，補充其它必要元(yuan)素(su)(su)，再(zai)進行(xing)冶煉(lian)，最終(zhong)得(de)到(dao)性(xing)能(neng)優良的(de)回收合(he)金。

2、失效MH/Ni電池負極合金的回收

將失效負極(ji)粉采(cai)用化(hua)學處理的(de)方法，利用處理液對合金表面的(de)浸蝕(shi)，破(po)壞(huai)合金表面的(de)氧(yang)化(hua)物(wu)，但(dan)又要使合金中未氧(yang)化(hua)的(de)其它元素及導(dao)電劑受(shou)到的(de)浸蝕(shi)影響(xiang)降至最(zui)小。采(cai)用0 5mol·L-1的醋酸溶液，將(jiang)失效合(he)金(jin)粉在(zai)室(shi)溫下處理(li)0.5h，再用蒸(zheng)餾水洗滌、真空條件(jian)下干燥。結果看出，AB5型儲氫合金(jin)的主(zhu)體(ti)結構沒有變，仍屬于CaCu5型六方(fang)結構，但負(fu)極粉中(zhong)Al(OH)3和La(OH)3的雜相基本完全消失，說(shuo)明這些氧化物(wu)經(jing)化學(xue)(xue)處(chu)理(li)后(hou)，表面的氧化物(wu)幾乎完全被溶解掉。將化學(xue)(xue)處(chu)理(li)后(hou)的失效負極粉(fen)與制作(zuo)電池用(yong)的原合金粉(fen)以(yi)及未(wei)經(jing)化學(xue)(xue)處(chu)理(li)的失效合金粉(fen)，做(zuo)充放電性能(neng)對比(bi)，經(jing)過化學(xue)(xue)處(chu)理(li)的失效負極粉(fen)的放電比(bi)容量(liang)比(bi)未(wei)經(jing)化學(xue)(xue)處(chu)理(li)的失效負極粉(fen)高(gao)23mAh·g-1，說明(ming)經過化學處理(li)以后，由于(yu)表面(mian)氧化物被大部分除去(qu)，使失效負極粉中儲(chu)氫合金的(de)有效成分增加。

XPS測試(shi)結果(guo)表明，負極(ji)粉表面鎳(nie)原(yuan)子的(de)濃度由化學處理前的(de)6.79%升高(gao)到9.30%，這說明經過化(hua)學處(chu)理(li)以后，合金(jin)的(de)表面形(xing)成了具有較(jiao)高電催化(hua)活性的(de)富鎳層,這不但提(ti)(ti)高了儲氫電(dian)(dian)極的(de)(de)電(dian)(dian)催化活(huo)性，而(er)(er)且也(ye)提(ti)(ti)供了氫原子的(de)(de)擴散(san)途徑，因而(er)(er)使(shi)電(dian)(dian)極的(de)(de)放電(dian)(dian)性能提(ti)(ti)高。但經過化學(xue)處理(li)的(de)(de)失效負極粉與制(zhi)作電(dian)(dian)池(chi)用的(de)(de)原合(he)金粉相(xiang)比(bi)較，放電(dian)(dian)比(bi)容量仍低(di)90mAh·g-1，一(yi)方面(mian)可(ke)(ke)能是(shi)由于合金的氧化不僅(jin)僅(jin)是(shi)局限于表面(mian)，也可(ke)(ke)能會深(shen)入到合金的內(nei)部(bu)，化學處(chu)理僅(jin)僅(jin)是(shi)將(jiang)表面(mian)的氧化物除去，顆粒內(nei)部(bu)的深(shen)層氧化并沒有被完(wan)全除去;另一方面(mian)(mian)可能是由于合金(jin)的粉(fen)化(hua)使比表面(mian)(mian)積增大，同時使合金(jin)與O2反(fan)應以及受電(dian)解液的腐蝕(shi)更加容易，兩方面(mian)原(yuan)因共同(tong)作用導致合金的放電(dian)性能下(xia)降。所(suo)以，僅(jin)僅(jin)通過化學處(chu)理的方法并(bing)不能使失效負極(ji)恢復功能，還需進行熔煉處(chu)理。

將上述(shu)經(jing)過化學處理的負(fu)極粉(fen)(fen)，于非(fei)自耗電(dian)弧爐中(zhong)(zhong)進行第一次(ci)冶煉(lian)。將所得合(he)(he)金(jin)鑄錠拋光，去除表面雜質后(hou)，分析各元素(su)含(han)(han)量(liang)，結果可(ke)以看出(chu)合(he)(he)金(jin)中(zhong)(zhong)的元素(su)含(han)(han)量(liang)偏離(li)原合(he)(he)金(jin)，鎳含(han)(han)量(liang)遠大于原合(he)(he)金(jin)粉(fen)(fen)中(zhong)(zhong)的鎳含(han)(han)量(liang)，這是因(yin)為在(zai)制作(zuo)電(dian)極的過程中(zhong)(zhong)加入鎳粉(fen)(fen)做導電(dian)劑，為了(le)有效的利(li)用它(ta)，以它(ta)為基準，調整其它(ta)元素(su)的含(han)(han)量(liang)使其符合(he)(he)組成(cheng)為MmNi3.5Co0.7Mn0.4Al0.3的各元(yuan)素的配(pei)比，進行第二次冶煉。冶煉后(hou)，將得到的合金鑄錠破碎，研磨(mo)后(hou)，測其結構，為CaCu5型(xing)，沒有其它雜相生成。

將回收的(de)合(he)金粉做充(chong)放(fang)電性(xing)能測試，可以(yi)看出，回收合(he)金粉的(de)放(fang)電容(rong)量比失效負極粉高(gao)約100mAh·g-1，與原合金粉(fen)的放電(dian)容量相比基本相同，并且回(hui)收合金粉(fen)的放電(dian)平(ping)(ping)臺(tai)壓比原合金粉(fen)的放電(dian)平(ping)(ping)臺(tai)壓高約(yue)20mV左右，這可能是由于合金回收的過(guo)程(cheng)中經過(guo)數次熔煉(lian),使合金的(de)成分和微觀結構得到了改善的(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(fei)電(dian)池(chi)一般都運往(wang)專(zhuan)門的(de)有(you)毒、有(you)害(hai)垃圾填(tian)埋(mai)場，但這種做法不僅花(hua)費太大而且還(huan)造成浪費，

因為(wei)其中尚(shang)有不少可(ke)作原(yuan)料的有用(yong)物質。

二、回收利用

（1）熱處(chu)理(li)

瑞(rui)士有兩家(jia)專門加工利用舊電池的(de)工廠，巴(ba)特列克(ke)公司采(cai)取的(de)方(fang)法是(shi)將舊電池磨碎后(hou)送往爐內(nei)加熱，這時可提取揮發(fa)出的(de)汞(gong)，溫度更高(gao)時鋅也蒸發(fa)，它同樣(yang)是(shi)貴重(zhong)金屬。鐵(tie)和錳熔合后(hou)成為(wei)煉鋼所需的(de)錳鐵(tie)合金。該工廠一年可加工2000噸廢(fei)電池，可獲得780噸錳鐵(tie)合金，400噸鋅合金(jin)及(ji)3噸汞(gong)。另一家(jia)工廠則是直(zhi)接從電(dian)(dian)池中提(ti)取鐵元素，并(bing)將氧(yang)(yang)化(hua)錳、氧(yang)(yang)化(hua)鋅、氧(yang)(yang)化(hua)銅和(he)氧(yang)(yang)化(hua)鎳等金(jin)屬混合物作為金(jin)屬廢(fei)料直(zhi)接出(chu)售。不過，熱處(chu)理(li)的方法花費較高，瑞士還向每位電(dian)(dian)池購買(mai)者收取少(shao)量廢(fei)電(dian)(dian)池加工專(zhuan)用費。

（2）“濕處(chu)理”

馬格德堡近(jin)郊(jiao)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(dou)能提取(qu)出來。濕處(chu)理可(ke)省去分(fen)(fen)揀環節（因(yin)為分(fen)(fen)揀是手工操(cao)作，會(hui)增加(jia)成(cheng)本）。馬格德堡這套裝置年(nian)加(jia)工能力可(ke)達7500噸，其成(cheng)本雖然比(bi)填(tian)埋方法(fa)略高(gao)，但貴重(zhong)原(yuan)料不致丟棄，也不會污染環(huan)境(jing)。

（3）真空熱處理(li)法

德(de)國阿爾特公(gong)司(si)研制的(de)真(zhen)空熱處理法還要(yao)便宜，不(bu)過(guo)這首(shou)先需要(yao)在(zai)廢電(dian)池中(zhong)分揀出鎳(nie)鎘電(dian)池，廢電(dian)池在(zai)真(zhen)空中(zhong)加熱，其(qi)中(zhong)汞(gong)迅速蒸發，即(ji)可(ke)將其(qi)回收(shou)，然(ran)后將剩余原料磨碎，用磁體提取金屬鐵，再從余下粉末中(zhong)提取鎳(nie)和錳(meng)。這種加工一噸廢電(dian)池的(de)成本不(bu)到1500馬克（現約合6345.18元人民幣）。