電池回(hui)收(shou)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)生成可溶(rong)性鹽進入溶(rong)液，溶(rong)液經過凈化后電解生產(chan)金屬(shu)鋅和電解MnO2或生產其它化(hua)工產品、化(hua)肥等。濕法冶金又(you)分(fen)為焙燒-浸出法和直接浸出法。

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焙(bei)燒-浸(jin)出法是將廢電池(chi)焙燒，使其中(zhong)的(de)氯化(hua)(hua)銨、氯化(hua)(hua)亞汞等(deng)揮發(fa)成氣相(xiang)并分別在冷凝裝(zhuang)置中(zhong)回收，高價金屬(shu)氧化(hua)(hua)物被(bei)還原成低價氧化(hua)(hua)物，焙燒產(chan)物用酸浸(jin)出，然后從浸(jin)出液中(zhong)用電解法回收金屬(shu)，焙燒過程中(zhong)發(fa)生的(de)主要反(fan)應(ying)為：MeO+C→Me+CO↑A（s）→A（g）↑

浸(jin)出(chu)過程發生的主要反應：Me+2H+→Me2++H2↑MeO+2H+→Me2++H2O

電(dian)解(jie)時，陰極(ji)主(zhu)要(yao)反應：Me2++2e→Me

直接(jie)浸出(chu)法是將廢干電池破碎、篩分(fen)、洗(xi)滌后，直接(jie)用酸浸出(chu)其中(zhong)的(de)鋅、錳等金屬成分(fen)，經過(guo)濾(lv)，濾(lv)液凈化后，從(cong)中(zhong)提取金屬并生(sheng)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+氧化(hua)劑→MnO2↓+2HCl

電(dian)池中的(de)Zn以ZnO的(de)形式(shi)回(hui)收(shou)，反應式(shi)如下：

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

2、常壓冶金法

該法是在高溫下使廢電(dian)池中的金屬及(ji)其化合物氧化、還原、分解和揮發以及(ji)冷(leng)凝(ning)的過程(cheng)。

方法一(yi)：在(zai)較(jiao)低的溫度下，加(jia)熱(re)廢干(gan)電池(chi)，先(xian)使汞(gong)揮(hui)發，然后在(zai)較(jiao)高的溫度下回收鋅和其它重金(jin)屬。

方法二：先在高溫下焙燒，使其中的易揮(hui)發(fa)金屬(shu)及其氧(yang)化物揮(hui)發(fa)，殘留物作為冶金中間產品或另行處理。

濕法(fa)冶金和(he)常壓治金處理廢(fei)電池(chi)，在技(ji)術上較(jiao)為成(cheng)熟，但都具有流程長、污染源多、投資(zi)和(he)消(xiao)耗高、綜合效益(yi)低的共(gong)同缺點。1996年，日(ri)本TDK公司對(dui)再(zai)生(sheng)(sheng)工藝作了大(da)膽的(de)改革，變回收(shou)單項金屬(shu)為(wei)回收(shou)做磁性材料。這種做法簡化了分(fen)離(li)工序，使成本大(da)大(da)降低，從而大(da)幅度提高了干(gan)電池再(zai)生(sheng)(sheng)利用的(de)效益。近年來，人們又開(kai)始嘗試研究開(kai)發一種新的(de)冶金法--真(zhen)空冶(ye)(ye)金(jin)(jin)法：基于廢電池各組(zu)分在(zai)(zai)同一溫(wen)度下具有不同的(de)(de)(de)蒸氣壓(ya)，在(zai)(zai)真(zhen)空中通過蒸發與冷凝，使其(qi)分別在(zai)(zai)不同溫(wen)度下相互(hu)分離(li)從而(er)實(shi)現綜(zong)合利用和回收。由(you)于是在(zai)(zai)真(zhen)空中進行，大氣沒有參與作業，故(gu)減(jian)小了污染。雖然目前對真(zhen)空冶(ye)(ye)金(jin)(jin)法的(de)(de)(de)研究尚少，且還(huan)缺(que)乏(fa)相應的(de)(de)(de)經濟指標，但它明顯克服(fu)了濕(shi)法冶(ye)(ye)金(jin)(jin)法和常(chang)壓(ya)冶(ye)(ye)金(jin)(jin)法的(de)(de)(de)一些缺(que)點，因而(er)必將成為一種很有前途的(de)(de)(de)方法。

二、鉛蓄電池的處理

鉛蓄電(dian)池(chi)(chi)體(ti)積(ji)較(jiao)大(da)且鉛的毒性較(jiao)強，所以在各類(lei)電(dian)池(chi)(chi)中，最早(zao)進行回(hui)收利(li)用，故(gu)其(qi)工藝也(ye)較(jiao)為完善并在不(bu)斷(duan)發展中。

在廢鉛蓄電池(chi)(chi)的(de)回收技(ji)術中(zhong)，泥渣的(de)處理是關(guan)鍵，廢鉛蓄電池(chi)(chi)的(de)泥渣物相(xiang)主要是PbSO4，PbO2，PbO，Pb等(deng)。其(qi)中PbO2是主要(yao)成分，它在(zai)正極填料和混(hun)合填料中所占重量為41%～46%和24%～28%。因此，PbO2還原效果對整(zheng)個回收(shou)技(ji)術具有(you)重(zhong)要的影(ying)響，其還原工藝(yi)有(you)火法和濕法兩(liang)種。火法是將PbO2與泥渣(zha)中(zhong)的其它組分PbSO4，PbO等一同在冶金爐(lu)中還(huan)原冶煉(lian)成Pb。但由于產生SO2和高溫Pb塵第二(er)次(ci)污(wu)染物(wu)，且(qie)能耗高，利用率低，故將(jiang)會逐步(bu)被(bei)淘汰。濕法是在溶液條件(jian)下(xia)加入(ru)還原(yuan)劑(ji)使PbO2還原轉(zhuan)化為低(di)價態的(de)鉛(qian)化合物(wu)。已(yi)嘗試過的(de)還原劑有(you)許(xu)多種。其中，以硫酸溶液中FeSO4還原PbO2法較為理(li)想，并具有工業(ye)應用價(jia)值。

硫酸溶液中FeSO4還原PbO2，還原過(guo)程可用下式表(biao)示(shi)：

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

此法還(huan)(huan)原(yuan)過程(cheng)穩定，速(su)度快，還(huan)(huan)可使泥(ni)渣中的(de)金(jin)屬鉛完全轉化，并有利于(yu)PbO2的(de)還原：

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

還原劑(ji)可利(li)用鋼鐵酸洗廢水配(pei)制，以廢治廢。Ni－MH電(dian)池、新型(xing)的鋰離子電(dian)池隨著(zhu)近年手持電(dian)話和電(dian)子設備(bei)的發展得到了大量的應用。在日本，Ni－MH電池的產量，1992年達1800萬只，1993年達7000萬(wan)只，到2000年已(yi)占市場份額(e)的近(jin)50%。可(ke)以(yi)預計，在(zai)不(bu)久的(de)將來，將會有大(da)量的(de)廢Ni－MH電池產生。這些廢Ni－MH電池(chi)的(de)正、負極材料中(zhong)含(han)有(you)(you)許多有(you)(you)用金屬(shu)，如鎳、鈷、稀土(tu)等。因(yin)此，回收Ni－MH電池是十(shi)分有益的，有關它們的再(zai)生利(li)用技(ji)術亦在積極開發中。

三、鋰離子電池的處理

鋰(li)離子電池(chi)處理工藝為先將電池(chi)焚燒以(yi)除去有機(ji)物，再篩選去鐵和銅后(hou)，將殘余粉(fen)加熱(re)并溶于(yu)酸中，用有機(ji)溶媒便(bian)可提出氧化鈷(gu)，可用作(zuo)顏料、涂(tu)料的制(zhi)作(zuo)原料。

四、鎳氫電池的處理

1、失效負極合金粉的回收處理

將失效MH/Ni電池(chi)外殼(ke)剝開(kai)，從電池(chi)芯中(zhong)分選出負(fu)極(ji)片，用超聲波(bo)震蕩(dang)和其它物理方法，得(de)到失效負(fu)極(ji)粉，再經化學處理得(de)到處理后的負(fu)極(ji)粉，將此負(fu)極(ji)粉壓片，在非自耗真空電弧(hu)爐中(zhong)反復(fu)熔煉3～4次。除去(qu)熔(rong)煉鑄錠表面的氧化層，將其(qi)破碎，混(hun)合均勻(yun)后，用ICP方(fang)法測其混合(he)稀土、鎳(nie)(nie)、鈷、錳、鋁各元素(su)的百(bai)分含(han)量，根據儲氫合(he)金元素(su)流失的不同(tong)，以鎳(nie)(nie)元素(su)的含(han)量為(wei)基準，補(bu)充其它必(bi)要元素(su)，再進行冶煉，最終得到性能(neng)優良的回收合(he)金。

2、失效MH/Ni電池負極合金的回收

將失效(xiao)負(fu)極粉采(cai)用(yong)化(hua)學(xue)處理(li)(li)的方法，利(li)用(yong)處理(li)(li)液對合金表(biao)面的浸蝕(shi)，破壞合金表(biao)面的氧化(hua)物，但又(you)要使合金中未氧化(hua)的其它元素及導電劑受(shou)到的浸蝕(shi)影響降(jiang)至(zhi)最小。采(cai)用(yong)0 5mol·L-1的醋酸溶(rong)液，將失效(xiao)合(he)金(jin)粉在室溫下處理0.5h，再(zai)用蒸(zheng)餾水(shui)洗滌(di)、真(zhen)空條件下干燥(zao)。結果(guo)看出，AB5型(xing)儲氫(qing)合(he)金(jin)的(de)主體結構沒有變(bian)，仍屬于CaCu5型六方結(jie)構，但(dan)負極(ji)粉中(zhong)Al(OH)3和(he)La(OH)3的(de)雜相基本完(wan)全消(xiao)失(shi)(shi)，說明(ming)這些(xie)氧(yang)化(hua)物經(jing)化(hua)學(xue)處理(li)后，表(biao)面的(de)氧(yang)化(hua)物幾乎(hu)完(wan)全被(bei)溶(rong)解(jie)掉。將化(hua)學(xue)處理(li)后的(de)失(shi)(shi)效(xiao)負(fu)極粉與制作電(dian)池用(yong)的(de)原合金(jin)(jin)粉以及未(wei)經(jing)化(hua)學(xue)處理(li)的(de)失(shi)(shi)效(xiao)合金(jin)(jin)粉，做充放(fang)電(dian)性能對比(bi)，經(jing)過(guo)化(hua)學(xue)處理(li)的(de)失(shi)(shi)效(xiao)負(fu)極粉的(de)放(fang)電(dian)比(bi)容量(liang)比(bi)未(wei)經(jing)化(hua)學(xue)處理(li)的(de)失(shi)(shi)效(xiao)負(fu)極粉高23mAh·g-1，說明經過(guo)化學處理以后，由于表面氧化物被大部分(fen)除去，使失(shi)效負極粉中儲氫(qing)合金(jin)的(de)有(you)效成分(fen)增(zeng)加。

XPS測試結果表明(ming)，負極粉表面鎳(nie)原(yuan)子的(de)濃(nong)度(du)由化學處理(li)前的(de)6.79%升高(gao)到9.30%，這(zhe)說明(ming)經過化學處理(li)以后，合金的表面形成了(le)具(ju)有(you)較高(gao)電催(cui)化活(huo)性的富鎳層,這不但提(ti)(ti)高了(le)(le)儲氫電(dian)極(ji)的(de)電(dian)催化活性，而且也提(ti)(ti)供了(le)(le)氫原子的(de)擴散途(tu)徑(jing)，因而使電(dian)極(ji)的(de)放電(dian)性能提(ti)(ti)高。但經(jing)過化學處理的(de)失效(xiao)負極(ji)粉與制作電(dian)池用的(de)原合(he)金粉相比較(jiao)，放電(dian)比容量仍低90mAh·g-1，一(yi)方面(mian)可能是由于合金(jin)的(de)氧(yang)化不僅僅是局(ju)限于表面(mian)，也可能會深入到合金(jin)的(de)內部(bu)，化學(xue)處理(li)僅僅是將(jiang)表面(mian)的(de)氧(yang)化物(wu)除(chu)去(qu)，顆粒內部(bu)的(de)深層氧(yang)化并沒有被(bei)完全除(chu)去(qu);另一方面可能是由于合金的粉化使比表(biao)面積(ji)增大，同時使合金與O2反應以(yi)及受(shou)電(dian)(dian)解液(ye)的(de)腐蝕更(geng)加容(rong)易，兩方面原因共同作用導致合金(jin)的(de)放電(dian)(dian)性能(neng)(neng)下降。所以(yi)，僅僅通過化學處(chu)理的(de)方法并不能(neng)(neng)使(shi)失效(xiao)負極恢復功能(neng)(neng)，還需進(jin)行熔(rong)煉處(chu)理。

將(jiang)上述經(jing)過化學處理(li)的負極(ji)粉，于(yu)非自(zi)耗電(dian)弧爐(lu)中進行第一次冶(ye)煉。將(jiang)所得合(he)金(jin)(jin)鑄錠拋光，去除表面雜質后(hou)，分析各元(yuan)素含(han)(han)量(liang)，結果可(ke)以(yi)看出合(he)金(jin)(jin)中的元(yuan)素含(han)(han)量(liang)偏(pian)離原合(he)金(jin)(jin)，鎳(nie)含(han)(han)量(liang)遠(yuan)大于(yu)原合(he)金(jin)(jin)粉中的鎳(nie)含(han)(han)量(liang)，這是因為(wei)(wei)在制作電(dian)極(ji)的過程(cheng)中加入鎳(nie)粉做導電(dian)劑(ji)，為(wei)(wei)了有效(xiao)的利用它(ta)，以(yi)它(ta)為(wei)(wei)基準，調整其它(ta)元(yuan)素的含(han)(han)量(liang)使其符(fu)合(he)組成為(wei)(wei)MmNi3.5Co0.7Mn0.4Al0.3的各元素的配比(bi)，進行第二(er)次(ci)冶(ye)(ye)煉。冶(ye)(ye)煉后(hou)，將(jiang)得(de)到(dao)的合金(jin)鑄錠破碎(sui)，研磨后(hou)，測其結構，為CaCu5型(xing)，沒有(you)其它雜相(xiang)生成。

將(jiang)回收的(de)合金粉(fen)做充放(fang)電性(xing)能(neng)測試，可以看出，回收合金粉(fen)的(de)放(fang)電容量比失效負極粉(fen)高約(yue)100mAh·g-1，與原合(he)金粉的放電容量相(xiang)比基本相(xiang)同(tong)，并且回收合(he)金粉的放電平臺壓比原合(he)金粉的放電平臺壓高約20mV左右(you)，這可能是(shi)由于(yu)合金(jin)回收的過程中經過數次熔煉,使合金的成分和微觀結構(gou)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(dian)池一般(ban)都(dou)運往專門的有毒、有害垃圾填埋場(chang)，但這種做法不僅花費太大而且還造成浪(lang)費，

因為其中尚有不少可作原(yuan)料的有用物質。

二、回收利用

（1）熱處(chu)理

瑞士有兩家(jia)專門加工(gong)利用(yong)舊(jiu)電池的工(gong)廠，巴特列克公司(si)采(cai)取的方法是將舊(jiu)電池磨碎后送往爐內(nei)加熱，這時(shi)可(ke)提取揮(hui)發出的汞，溫度更高(gao)時(shi)鋅也蒸發，它同樣是貴重金屬。鐵和錳(meng)熔合后成為(wei)煉鋼所需(xu)的錳(meng)鐵合金。該工(gong)廠一年可(ke)加工(gong)2000噸廢電池，可獲得780噸錳鐵合金，400噸鋅(xin)合金及(ji)3噸汞。另一家(jia)工廠則是直(zhi)接從電(dian)池(chi)中提取鐵元素(su)，并將氧化錳、氧化鋅、氧化銅(tong)和氧化鎳等金屬混合物作為金屬廢料直(zhi)接出售。不過，熱處理的方法花費(fei)較高，瑞士還向每位電(dian)池(chi)購買(mai)者(zhe)收取少量(liang)廢電(dian)池(chi)加工專(zhuan)用(yong)費(fei)。

（2）“濕處(chu)理”

馬格德(de)堡近(jin)郊區正(zheng)在興建一個(ge)“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)能提取出來(lai)。濕處理可省(sheng)去(qu)分(fen)揀(jian)環節（因為分(fen)揀(jian)是手工(gong)操作(zuo)，會(hui)增加成本(ben)）。馬(ma)格德堡這套裝置年(nian)加工(gong)能力可達(da)7500噸，其成本(ben)雖然比填埋方法略高，但貴重原(yuan)料(liao)不致丟棄，也不會污染(ran)環境。

（3）真空熱處理法

德(de)國(guo)阿爾特公司研制的真空熱處理法(fa)還要(yao)便宜，不過這首先(xian)需要(yao)在廢電池中(zhong)(zhong)分揀出鎳鎘電池，廢電池在真空中(zhong)(zhong)加熱，其(qi)中(zhong)(zhong)汞迅速蒸發，即可將其(qi)回(hui)收，然后將剩余(yu)原料磨碎，用磁體提(ti)取(qu)金屬鐵，再從余(yu)下粉末中(zhong)(zhong)提(ti)取(qu)鎳和錳(meng)。這種加工一噸廢電池的成本(ben)不到1500馬克（現約合6345.18元(yuan)人民幣）。