廢電池管理與回收

如果按某些報(bào)道呼吁的那樣，在中國建造一個(gè)專業(yè)的、能夠批量處理廢電池的工廠，是否可行呢?國家環(huán)?？偩治劭厮竟腆w處彭德富工程師介紹說，建設(shè)一個(gè)廢電池回收處理廠，需要投資1000多萬元人民幣，而且還要每年至少回收4000多噸廢舊電池，工廠才能運(yùn)轉(zhuǎn)起來。而實(shí)際上要回收這樣大數(shù)量的廢電池十分困難。以首都北京為例，在大力宣傳和鼓勵(lì)下，3年才回收了200多噸。在環(huán)保模范城杭州市，廢電池的回收率也只有10%。據(jù)了解，目前瑞士和日本已建好的兩家可加工利用廢舊電池的工廠，現(xiàn)在也因無人進(jìn)行加工利用廢電池處于停產(chǎn)狀態(tài)。這不得不讓我們慎重考慮投資建回收廠的問題。

彭德富還介紹說，處理這些集中存放廢電池的另一個(gè)辦法是按照危險(xiǎn)廢棄物的處理方法集中填埋或存放，但是這樣處理一噸需要三四千元的費(fèi)用，又面臨著費(fèi)用無著落的問題。據(jù)了解，四川省有一家小企業(yè)打著"環(huán)保"的旗號(hào)，動(dòng)用小學(xué)生在周六周日幫他們把收集的廢電池用錘子敲開，回收其中有價(jià)值的電池外殼當(dāng)廢鐵賣，而將殘?jiān)S意拋棄。廢電池不會(huì)對(duì)環(huán)境構(gòu)成威脅，很重要的一點(diǎn)是電池包了不銹鋼或碳鋼外包皮，有效地防止了汞的外漏。把廢電池外面的不銹鋼或碳鋼外包皮砸開了，里面所含的汞極易滲出，結(jié)果電池中的有害物質(zhì)污染了環(huán)境，損害了小學(xué)生的身體健康。這是絕對(duì)不能允許的，必須嚴(yán)格禁止。

1. 廢鎳氫電池

1.1失效負(fù)極合金粉的回收處理

將失效MH/Ni電池外殼剝開，從電池芯中分選出負(fù)極片，用超聲波震蕩和其它物理方法，得到失效負(fù)極粉，再經(jīng)化學(xué)處理得到處理后的負(fù)極粉，將此負(fù)極粉壓片，在非自耗真空電弧爐中反復(fù)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方法測其混合稀土、鎳、鈷、錳、鋁各元素的百分含量，根據(jù)儲(chǔ)氫合金元素流失的不同，以鎳元素的含量為基準(zhǔn)，補(bǔ)充其它必要元素，再進(jìn)行冶煉，最終得到性能優(yōu)良的回收合金。

1.2失效MH/Ni電池負(fù)極合金的回收

將失效負(fù)極粉采用化學(xué)處理的方法，利用處理液對(duì)合金表面的浸蝕，破壞合金表面的氧化物，但又要使合金中未氧化的其它元素及導(dǎo)電劑受到的浸蝕影響降至最小。采用0 5mol·L-1的醋酸溶液，將失效合金粉在室溫下處理0.5h，再用蒸餾水洗滌、真空條件下干燥。結(jié)果看出，AB5型儲(chǔ)氫合金的主體結(jié)構(gòu)沒有變，仍屬于CaCu5型六方結(jié)構(gòu)，但負(fù)極粉中Al(OH)3和La(OH)3的雜相基本完全消失，說明這些氧化物經(jīng)化學(xué)處理后，表面的氧化物幾乎完全被溶解掉。將化學(xué)處理后的失效負(fù)極粉與制作電池用的原合金粉以及未經(jīng)化學(xué)處理的失效合金粉，做充放電性能對(duì)比，經(jīng)過化學(xué)處理的失效負(fù)極粉的放電比容量比未經(jīng)化學(xué)處理的失效負(fù)極粉高23mAh·g-1，說明經(jīng)過化學(xué)處理以后，由于表面氧化物被大部分除去，使失效負(fù)極粉中儲(chǔ)氫合金的有效成分增加。XPS測試結(jié)果表明，負(fù)極粉表面鎳原子的濃度由化學(xué)處理前的6.79%升高到9.30%，這說明經(jīng)過化學(xué)處理以后，合金的表面形成了具有較高電催化活性的富鎳層,這不但提高了儲(chǔ)氫電極的電催化活性，而且也提供了氫原子的擴(kuò)散途徑，因而使電極的放電性能提高。但經(jīng)過化學(xué)處理的失效負(fù)極粉與制作電池用的原合金粉相比較，放電比容量仍低90mAh·g-1，一方面可能是由于合金的氧化不僅僅是局限于表面，也可能會(huì)深入到合金的內(nèi)部，化學(xué)處理僅僅是將表面的氧化物除去，顆粒內(nèi)部的深層氧化并沒有被完全除去;另一方面可能是由于合金的粉化使比表面積增大，同時(shí)使合金與O2反應(yīng)以及受電解液的腐蝕更加容易，兩方面原因共同作用導(dǎo)致合金的放電性能下降。所以，僅僅通過化學(xué)處理的方法并不能使失效負(fù)極恢復(fù)功能，還需進(jìn)行熔煉處理。

將上述經(jīng)過化學(xué)處理的負(fù)極粉，于非自耗電弧爐中進(jìn)行第一次冶煉。將所得合金鑄錠拋光，去除表面雜質(zhì)后，分析各元素含量，結(jié)果可以看出合金中的元素含量偏離原合金，鎳含量遠(yuǎn)大于原合金粉中的鎳含量，這是因?yàn)樵谥谱麟姌O的過程中加入鎳粉做導(dǎo)電劑，為了有效的利用它，以它為基準(zhǔn)，調(diào)整其它元素的含量使其符合組成為MmNi3.5Co0.7Mn0.4Al0.3的各元素的配比，進(jìn)行第二次冶煉。冶煉后，將得到的合金鑄錠破碎，研磨后，測其結(jié)構(gòu)，為CaCu5型，沒有其它雜相生成。

將回收的合金粉做充放電性能測試，可以看出，回收合金粉的放電容量比失效負(fù)極粉高約100mAh·g-1，與原合金粉的放電容量相比基本相同，并且回收合金粉的放電平臺(tái)壓比原合金粉的放電平臺(tái)壓高約20mV左右，這可能是由于合金回收的過程中經(jīng)過數(shù)次熔煉,使合金的成分和微觀結(jié)構(gòu)得到了改善的原因。

2. 廢鋰離子二次電池

采用堿溶解→酸浸出→P204萃取凈化→P507萃取分離鈷、鋰→反萃回收硫酸鈷和萃余液沉積回收碳酸鋰的工藝流程，從廢舊鋰離子二次電池中回收鈷和鋰。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:堿溶解可預(yù)先除去約90%的鋁，H2SO4+H2O2體系浸出鈷的回收率達(dá)到99%以上;P204萃取凈化后，雜質(zhì)含量為Al3.5mg/L、Fe0.5mg/L、Zn0.6mg/L、Mn2.3mg/L、Ca<0.1mg/L;用P507萃取分離鈷和鋰，在pH為5.5時(shí)，分離因子βCo/Li可高達(dá)1×105;95℃以上用飽和碳酸鈉沉積碳酸鋰，所得碳酸鋰可達(dá)零級(jí)產(chǎn)品要求，一次沉鋰率為76.5%。

鋰離子二次電池由外殼和內(nèi)部電芯組成，外殼為不銹鋼、鍍鎳金屬鋼殼或塑料外殼;電池的內(nèi)部電芯為卷式結(jié)構(gòu)，主要由正極，負(fù)極，隔離膜，電解液組成。一般電池的正極材料由約90%鈷酸鋰活性物質(zhì)，7%~8%乙炔黑導(dǎo)電劑和3%~4%有機(jī)粘和劑，均勻混合后涂抹于厚度約20μm鋁箔集流體上;電池的負(fù)極由約90%負(fù)極活性物質(zhì)碳素材料，4%~5%乙炔黑導(dǎo)電劑和6%~7%粘和劑均勻混合后涂抹在厚度為15μm銅箔集流體上。正負(fù)極的厚度約0.18~0.20mm，中間用厚度約10μm隔離膜隔開，隔離膜一般用聚乙烯或聚丙烯膜，電解液為六氟磷酸鋰的有機(jī)碳酸酯溶液。將廢舊鋰離子二次電池除去包裝及外殼，取出電芯，分離出正極材料。

分離技術(shù)

1、USP及大容量免維護(hù)鉛酸蓄電池再生保護(hù)補(bǔ)充液。

2、除化物鉛酸蓄電池。

3、處理含金屬廢料的方法。

4、從廢電池中去除和回收汞的方法。

5、從廢二次電池回收有價(jià)金屬的方法。

6、從廢二次電池回收有價(jià)值物質(zhì)的方法。

7、從廢干電池中提取鋅和二氧化錳的方法。

8、從廢干電池中提取鋅和二氧化錳的方法。

9、從廢舊的鋰離子電池回收制備納米氧化鈷的方法。

10、從廢舊鋰電池中回收負(fù)極材料的方法。

11、從廢鋰離子電池中回收金屬的方法。

12、從廢鋅錳干電池中提取二氧化錳及鋅的方法。

13、從廢蓄電池獲取富集物質(zhì)的方法與設(shè)備。

14、從垃圾中分離出電池、紐扣電池和金屬的方法和設(shè)備。

15、從用過的鎳-金屬氫化物蓄電池中回收金屬的方法。

16、從用過的鎳-金屬氫化物蓄電池中回收金屬的方法。

17、電池破碎機(jī)及其電池破碎方法。

18、二次電池的再利用方法。

19、廢電池處理裝置。

20、廢電池的無害化生物預(yù)處理方法。

21、廢電池的綜合利用。

22、廢干電池的回收利用方法。

23、廢干電池?zé)o害化回收工藝。

24、廢舊電池處理方法。

25、廢舊電池的無害化回收處理工藝。

26、廢舊電池回收處理機(jī)。

27、廢舊電池回收分解頭。

28、廢舊電池回收用的真空蒸餾裝置。

29、廢舊電池鉛回收的方法。

30、廢舊電池?zé)峤鈿饣贌幚碓O(shè)備及其處理方法。

31、廢舊電池綜合處理中鋅和二氧化錳分離、提純方法。

32、廢舊電池綜合利用處理工藝。

33、廢舊干電池的堿性浸出。

34、廢舊干電池回收處理裝置。

35、廢舊鋰離子電池的回收處理方法。

36、廢舊鋰離子二次電池正極材料的再生方法。

37、廢舊手機(jī)電池綜合回收處理工藝。

38、廢舊蓄電池綠色提鉛方法。

39、廢舊蓄電池鉛清潔回收方法。

40、廢舊蓄電池鉛清潔回收技術(shù)。

41、廢鉛酸蓄電池生產(chǎn)再生鉛、紅丹和硝酸鉛。

42、廢鉛蓄電池回收鉛技術(shù)。

43、廢鉛蓄電池泥渣的還原轉(zhuǎn)化方法。

44、廢鉛蓄電池熔煉再生爐。

45、廢蓄電池含鉛物料反射爐連續(xù)熔煉。

46、廢蓄電池含鉛物料反射爐連續(xù)熔煉的方法。

47、鎘鎳電池廢渣廢液的治理及利用。

48、含汞廢電池的綜合回收利用方法。

49、含汞廢干電池的綜合回收利用方法。

50、化學(xué)電源電池的原料及循環(huán)再生利用技術(shù)。

51、還原蒸餾回收鎘的方法及其裝置。

52、回收電池、特別是干電池的方法。

53、回收密封型電池的部件的方法和設(shè)備。

54、堿性電池用的鋅粉。

55、堿性電池用高比能無汞合金鋅粉和其制備方法及其所用裝置。

56、堿性鋅錳電池用無汞無隔鋅粉及其生產(chǎn)方法。

57、金屬-空氣電池的廢料回收裝置。

58、浸出法回收干電池。

59、凈化處理廢舊電池或含汞污泥的組合物及其處理方法。

60、垃圾處理廠廢電池及重金屬分選機(jī)械手。

61、垃圾廢電池及重金屬分選裝置。

62、鋰電池工業(yè)廢氣處理中n-甲基吡咯烷酮的回收工藝。

63、鋰離子二次電池正極邊角料及殘片回收方法。

64、鋰離子二次電池正極殘料的回收方法。

65、利用廢干電池制備錳鋅鐵氧體顆粒料和混合碳酸鹽的方法。

66、利用廢舊鋅錳干電池生產(chǎn)金屬化合物的方法。

67、鎳鎘廢電池的綜合回收利用方法。

68、鎳鎘蓄電池用氧化鎘粉末的制造方法。

69、鎳氫二次電池正負(fù)極殘料的回收方法。

70、鉛酸蓄電池回生源及生產(chǎn)方法。

71、鉛酸蓄電池失效的再生技術(shù)。

72、去除廢鉛蓄電池極板中硫酸根的方法。

73、失效鎳氫二次電池負(fù)極合金粉的再生方法。

74、水泥熟料煅燒處理廢干電池技術(shù)方法。

75、鋅-二氧化錳原電池電解液快速處理工藝。

76、蓄電池廢極板再生多性劑及處理工藝。

77、蓄電池脫硫劑再生方法。

78、一種摻雜改性的鋰二氧化錳電池用電解二氧化錳。

79、一種從廢蓄電池回收鉛的方法。

80、一種廢電池資源化處理方法。

81、一種廢舊干電池的破碎裝置。

82、一種廢蓄電池?zé)o污染反射爐熔煉方法。

83、一種火法精練精鉛的方法。

84、一種蓄電池脫硫劑的再生方法。

85、一種用于鋰電池的改進(jìn)的二氧化錳。

86、以廢舊電池為原料生產(chǎn)污水處理劑的方法。

87、以廢蓄電池渣泥生產(chǎn)活性鉛粉的方法。

88、用廢舊堿性二氧化錳電池制備錳鋅鐵氧體的方法。

89、用廢舊鋅錳電池制備錳鋅鐵氧體的方法。

90、用離子篩從廢舊鋰離子電池中分離回收鋰的方法。

91、用于鎳和鎘回收的裝置和方法。

92、由廢舊鋅錳電池制備鐵氧體的方法。

93、在中性介質(zhì)中用電解還原回收廢蓄電池中的鉛方法。

94、自廢鋅錳干電池中回收硫酸錳、二氧化錳、石墨、復(fù)用石墨電極及其專用備設(shè)。

廢電池的處理方法也可以從電池的結(jié)構(gòu)入手，首先是表面的皮，它的主要成分是鋅。在初三的實(shí)驗(yàn)中也有這樣的一個(gè)實(shí)驗(yàn):

1、用廢棄電池鋅皮制取硫酸鋅晶體。

實(shí)驗(yàn)用品:燒杯、鐵架臺(tái)(帶鐵圈)、酒精燈、蒸發(fā)皿。

稀硫酸、干電池鋅皮。

實(shí)驗(yàn)步驟:

(1)、把干電池鋅皮表面的雜質(zhì)除掉后把它們放在燒杯里。

(2)、向燒杯倒進(jìn)適量稀硫酸，以浸沒鋅皮為度，待鋅皮溶解。

(3)、把反應(yīng)后的溶液進(jìn)行過濾。

(4)、把濾液倒入蒸發(fā)皿，把蒸發(fā)皿放在鐵架臺(tái)的鐵圈上，用酒精燈加熱。待蒸發(fā)皿析出較多晶體時(shí)停止加熱，用蒸發(fā)皿的余熱把濾液蒸干，把硫酸鋅晶體回收，放入指定的容器內(nèi)。

2、第二層的化學(xué)物質(zhì)中的成分很復(fù)雜，只有用先進(jìn)的機(jī)器才能從中提取出有關(guān)成分，再制成有用的東西。日本也曾經(jīng)有一間這樣的工廠，把廢電池回收，從中提取出汞，但一噸廢電池最多可以提取幾十千克的汞，所以這間工廠最后由于投資大，回收小而破產(chǎn)倒閉。雖然政府鼓勵(lì)發(fā)展這種實(shí)業(yè)，但很多廠家也不敢以身犯險(xiǎn)。最內(nèi)一層當(dāng)然是石墨電極啦。

3、電池的最里面的是石墨碳棒，其也有很大的作用，回收后有很大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。如果從石墨上削下一些粉末，用手摸一下，有滑膩的感覺。石墨的這個(gè)性質(zhì)決定了它可以被用作潤滑劑。有些在高溫下工作的機(jī)器就用石墨粉作潤滑劑，這除了應(yīng)用石墨粉的潤滑性外，還應(yīng)用了它的熔點(diǎn)高，能耐高溫的性質(zhì)。其實(shí)石墨還有另一種重要的用途，就是用來制造人造金剛石，也許很少人知道石墨和金剛石是由碳元素構(gòu)成的單質(zhì)，但它們的原子排列順序不同，導(dǎo)致它們之間的差異很大，把石墨加熱到 20000C ，加壓到 5×109 帕~1×1010帕和有催化劑存在條件下，可以制造出那閃閃發(fā)亮的人造金剛石。人們看到那美麗的金剛石，怎么也不會(huì)想到它是由那墨黝黝的石墨制成的。

近兩年，廢電池對(duì)環(huán)境的影響成為國內(nèi)媒體熱門話題之一。有的報(bào)道稱電池對(duì)環(huán)境污染很嚴(yán)重，一節(jié)電池可以污染六萬立方米的水。有的甚至說廢電池隨生活垃圾處理可以引起諸如日本水俁病之類的危害，還有一節(jié)5號(hào)廢電池就可以使一平方土地荒廢等，這些報(bào)道在社會(huì)上引起了很大反響，有很多熱愛環(huán)保的人士和團(tuán)體開展或參加了回收廢電池的活動(dòng)。

科學(xué)調(diào)查表明，一顆鈕扣電池棄入大自然后，可以污染60萬升水，相當(dāng)于一個(gè)人一生的用水量，而中國每年要消耗這樣的電池70億只。據(jù)了解，我國生產(chǎn)的電池有96%為鋅錳電池和堿錳電池，其主要成份為錳、汞、鋅等重金屬。廢電池?zé)o論在大氣中還是深埋在地下，其重金屬成份都會(huì)隨滲液溢出，造成地下水和土壤的污染，日積月累還會(huì)嚴(yán)重危害人類健康。1998年《國家危險(xiǎn)廢物名錄》上定出汞、鎘、鋅、鉛、鉻為危險(xiǎn)廢棄物。

然而，國家環(huán)?？偩钟嘘P(guān)人士卻認(rèn)為，廢電池不用集中回收，以前有關(guān)廢電池危害環(huán)境的報(bào)道缺乏科學(xué)依據(jù)，在某種程度上對(duì)群眾造成了誤導(dǎo)。

污染60萬升水的計(jì)算結(jié)果，是基于將鈕扣電池中的重金屬全部溶解于水，并均勻散布在水體中的假設(shè)做出，但實(shí)際上重金屬溶于水是十分困難的，更不可能均勻分布在水體中，實(shí)際可能造成的污染遠(yuǎn)小于理論計(jì)算的最大值。