廢電池回收處理

如果按某些報道呼吁的那樣，在中國建造一個專業(yè)的、能夠批量處理廢電池的工廠，是否可行呢?國家環(huán)保總局污控司固體處彭德富工程師介紹說，建設(shè)一個廢電池回收處理廠，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，工廠才能運轉(zhuǎn)起來。而實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辦法是按照危險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用，又面臨著費用無著落的問題。據(jù)了解，四川省有一家小企業(yè)打著"環(huán)保"的旗號，動用小學(xué)生在周六周日幫他們把收集的廢電池用錘子敲開，回收其中有價值的電池外殼當(dāng)廢鐵賣，而將殘渣隨意拋棄。廢電池不會對環(huán)境構(gòu)成威脅，很重要的一點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，這是因為在制作電極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壓比原合金粉的放電平臺壓高約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。實驗結(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，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金屬的方法。

6、從廢二次電池回收有價值物質(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。在初三的實驗中也有這樣的一個實驗:

1、用廢棄電池鋅皮制取硫酸鋅晶體。

實驗用品:燒杯、鐵架臺(帶鐵圈)、酒精燈、蒸發(fā)皿。

稀硫酸、干電池鋅皮。

實驗步驟:

(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)皿放在鐵架臺的鐵圈上，用酒精燈加熱。待蒸發(fā)皿析出較多晶體時停止加熱，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。雖然政府鼓勵發(fā)展這種實業(yè)，但很多廠家也不敢以身犯險。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)用了它的熔點高，能耐高溫的性質(zhì)。其實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，怎么也不會想到它是由那墨黝黝的石墨制成的。

1997年底，中國輕工總會、國家經(jīng)貿(mào)委等9部門聯(lián)合發(fā)出《關(guān)于限制電池汞含量的規(guī)定》，借鑒發(fā)達(dá)國家的經(jīng)驗，要求國內(nèi)電池制造企業(yè)逐步降低電池汞含量，2002年國內(nèi)銷售的電池要達(dá)到低汞水平，2006年達(dá)到無汞水平。

但據(jù)消費者反映，市場上有些假冒偽劣電池汞含量可能達(dá)不到低汞標(biāo)準(zhǔn)。至于市場上假冒偽劣電池的銷售總量有多少，無法估計。

國外一些發(fā)達(dá)國家在回收處理廢電池方面已經(jīng)進(jìn)行了一系列積極的探索，并積累了不少好的經(jīng)驗。

美國、日本、歐盟等地區(qū)未把群眾日常生活使用的普通干電池作為危險廢物對待，也沒有強(qiáng)制單獨收集處理普通干電池的法律。少數(shù)發(fā)達(dá)國家的電池(子)工業(yè)協(xié)會、個別城市曾經(jīng)組織過普通干電池收集活動，2015年開展這類活動的地方已經(jīng)很少了。日本、瑞士各有1個廢電池再利用工廠，原來主要處理含汞普通廢電池，現(xiàn)在則主要處理可充電電池。由于廢電池總量較小，設(shè)施的生產(chǎn)能力有一部分閑置。德國把收集上來的廢電池放置在廢棄的礦坑中。

在電池管理政策上，發(fā)達(dá)國家的政策可以概括為兩類。

第一類:針對普通干電池

政府要求制造商逐步降低電池中的汞含量，最終禁止向電池中添加汞。這項要求是淘汰所有含汞產(chǎn)品、工藝(如以汞為觸媒)的一部分，而不僅僅針對電池行業(yè)?，F(xiàn)在，幾乎所有的發(fā)達(dá)國家都禁止向電池中添加汞。對于報廢的普通干電池，沒有強(qiáng)制單獨收集處理。如果某個城市或企業(yè)自愿單獨收集處理(或利用)，國家既不鼓勵也不限制。

第二類:針對可充電電池的

通過立法要求制造商逐步淘汰含鎘電池。目前，鎳氫電池、鋰電池正在逐步取代鎳鎘電池。一些國家的電子制造商協(xié)會開展了可充電電池回收利用工作，效果也比較顯著。這主要是因為可充電電池總消耗量相對較少(與普通干電池相比);應(yīng)用范圍較小，容易通過以舊換新的方式收集;回收價值較高。這類廢電池收集是比較容易的。

德國廢電池回收管理新規(guī)定

據(jù)環(huán)保專家介紹，為加強(qiáng)對廢電池的回收管理，德國實施了廢電池回收管理新規(guī)定。規(guī)定要求消費者將使用完的干電池、鈕扣電池等各種類型的電池送交商店或廢品回收站回收，商店和廢品回收站必須無條件接受廢電池，并轉(zhuǎn)送處理廠家進(jìn)行回收處理。同時，他們還對有毒性的鎳鎘電池和含汞電池實行押金制度，即消費者購買每節(jié)電池中含有一定的押金，當(dāng)消費者拿著廢舊電池來換時，價格中可以自動扣除押金。

瑞士的廢電池處理工廠

在廢電池的處理方面，瑞士有兩家專門加工利用舊電池的工廠，其中一家工廠采取的方法是將舊電池磨碎，然后送往爐內(nèi)加熱，這時可提取揮發(fā)出的汞，溫度更高時鋅也蒸發(fā)，錳和鐵熔合后成為煉鋼所需的錳鐵合金。這家工廠一年可加工2000噸廢電池，可獲得780噸錳鐵合金、400噸鋅和3噸汞。另一家工廠則是直接從電池中提取鐵元素，并將氧化錳、氧化鋅、氧化銅和氧化鎳等金屬混合物作為金屬廢料直接出售。

德國的馬格德堡近郊區(qū)興建了一個"濕處理"裝置，在這里除鉛酸蓄電池外，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物，用這種方法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(zhì)有95%都能提取出來，還可省去分揀環(huán)節(jié)。這套裝置年加工能力可達(dá)7500噸。

日本野村興產(chǎn)株式會社

建于日本北海道山區(qū)的野村興產(chǎn)株式會社主要業(yè)務(wù)是廢棄電池處理和廢熒光燈處理。他們每年從全國收購的廢電池達(dá)13000噸，收集的方式93%是通過民間環(huán)保組織收集，7%是通過各廠家收集。這項業(yè)務(wù)開展于1985年，目前凈化量一直在增加。以往，主要是回收其中的汞，但目前日該國內(nèi)電池已經(jīng)不含汞了，主要回收電池的鐵殼和其他金屬原料，并進(jìn)行二次產(chǎn)品的開發(fā)制造，如其中一個產(chǎn)品可用于電視機(jī)的顯像管。

其他國家的相關(guān)政策

另外，有的國家還制定了一些相關(guān)的政策。比如美國、日本廢舊電池回收后交到企業(yè)處理，每處理一噸政府給予一定補(bǔ)貼;韓國生產(chǎn)電池的廠家，每生產(chǎn)一噸要交一定數(shù)量的保證金，用于回收者、處理者的費用，并指定專門的工廠進(jìn)行處理。還有的國家對電池生產(chǎn)企業(yè)征收環(huán)境治理稅或?qū)U舊電池處理企業(yè)進(jìn)行減免稅等。

近兩年，廢電池對環(huán)境的影響成為國內(nèi)媒體熱門話題之一。有的報道稱電池對環(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號廢電池就可以使一平方土地荒廢等，這些報道在社會上引起了很大反響，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。

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，其重金屬成份都會隨滲液溢出，造成地下水和土壤的污染，日積月累還會嚴(yán)重危害人類健康。1998年《國家危險廢物名錄》上定出汞、鎘、鋅、鉛、鉻為危險廢棄物。

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)境的報道缺乏科學(xué)依據(jù)，在某種程度上對群眾造成了誤導(dǎo)。

污染60萬升水的計算結(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，實際可能造成的污染遠(yuǎn)小于理論計算的最大值。