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Zn，MnO2可溶于酸的原理，將電池中的Zn，MnO2與酸作用生(sheng)成可溶(rong)性(xing)鹽進入(ru)溶(rong)液(ye)，溶(rong)液(ye)經(jing)過凈化后電(dian)解生(sheng)產金屬鋅(xin)和電(dian)解MnO2或生產(chan)其它化工產(chan)品、化肥等。濕(shi)法冶金又分為焙燒-浸出法(fa)和(he)直接浸出法(fa)。

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焙燒-浸出法是將廢電池焙(bei)燒(shao)，使其中的氯(lv)化銨、氯(lv)化亞汞等揮發成(cheng)氣(qi)相(xiang)并分別在冷凝裝置(zhi)中回(hui)收，高(gao)價金屬(shu)氧化物被還(huan)原成(cheng)低價氧化物，焙(bei)燒(shao)產(chan)物用(yong)酸浸出，然后從(cong)浸出液中用(yong)電解法回(hui)收金屬(shu)，焙(bei)燒(shao)過程中發生的主要反應為：MeO+C→Me+CO↑A（s）→A（g）↑

浸出(chu)過(guo)程發生(sheng)的主要反應：Me+2H+→Me2++H2↑MeO+2H+→Me2++H2O

電解時(shi)，陰(yin)極主要(yao)反應：Me2++2e→Me

直接浸出(chu)法是將廢(fei)干(gan)電池破(po)碎(sui)、篩(shai)分、洗滌后(hou)，直接用酸浸出(chu)其中的鋅(xin)、錳等金(jin)屬(shu)成分，經過濾(lv)，濾(lv)液(ye)凈(jing)化(hua)后(hou)，從中提取(qu)金(jin)屬(shu)并生產(chan)化(hua)工產(chan)品(pin)。

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Zn以ZnO的形式回收，反(fan)應式如下(xia)：

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

2、常壓冶金法

該(gai)法是在(zai)高溫下使廢電(dian)池中的金屬及(ji)其化合(he)物氧化、還原、分(fen)解和揮發(fa)以及(ji)冷凝的過程(cheng)。

方法(fa)一：在較低(di)的溫度下，加熱廢干(gan)電池(chi)，先使汞揮(hui)發，然后在較高的溫度下回收鋅和(he)其(qi)它(ta)重金屬。

方(fang)法二：先(xian)在高溫下焙(bei)燒(shao)，使(shi)其中的易揮(hui)發金(jin)屬(shu)及(ji)其氧化(hua)物揮(hui)發，殘留物作為冶金(jin)中間產品或(huo)另(ling)行處理。

濕法冶金和(he)常壓治金處理(li)廢電池，在技術上較為成(cheng)熟(shu)，但都具有流(liu)程長(chang)、污染源(yuan)多、投資和(he)消耗(hao)高、綜合效益低的共同缺點(dian)。1996年，日本TDK公司(si)對再生(sheng)工(gong)藝作了大膽的改革(ge)，變回收(shou)單項金屬為回收(shou)做(zuo)磁性材料(liao)。這種做(zuo)法簡化了分離工(gong)序，使成本大大降低，從而(er)大幅(fu)度提高了干電池再生(sheng)利用的效益。近年來，人們又開(kai)始(shi)嘗試研究開(kai)發一種新(xin)的冶金法--真(zhen)空冶(ye)金(jin)法：基于(yu)廢電池各組(zu)分在(zai)同一(yi)溫(wen)度下(xia)具有(you)不同的(de)(de)(de)蒸(zheng)氣(qi)壓，在(zai)真(zhen)空中通過蒸(zheng)發與冷凝，使其分別在(zai)不同溫(wen)度下(xia)相互分離(li)從而實現綜合(he)利(li)用(yong)和回(hui)收。由于(yu)是在(zai)真(zhen)空中進行(xing)，大氣(qi)沒有(you)參與作(zuo)業，故(gu)減小了(le)污染。雖然目前對真(zhen)空冶(ye)金(jin)法的(de)(de)(de)研(yan)究尚少，且還缺乏(fa)相應(ying)的(de)(de)(de)經濟指標，但(dan)它明(ming)顯克服了(le)濕法冶(ye)金(jin)法和常(chang)壓冶(ye)金(jin)法的(de)(de)(de)一(yi)些缺點，因而必將成為一(yi)種很有(you)前途(tu)的(de)(de)(de)方法。

二、鉛蓄電池的處理

鉛(qian)蓄電池(chi)體積(ji)較(jiao)大且鉛(qian)的毒性(xing)較(jiao)強，所以(yi)在各類電池(chi)中，最早(zao)進行回收(shou)利用，故其工藝也較(jiao)為完(wan)善并在不(bu)斷發(fa)展中。

在廢鉛蓄(xu)電池(chi)的回收技(ji)術中，泥渣的處理是(shi)關鍵，廢鉛蓄(xu)電池(chi)的泥渣物相主要(yao)是(shi)PbSO4，PbO2，PbO，Pb等(deng)。其中PbO2是主要成分，它在(zai)正極填料和混合(he)填料中所占重量為41%～46%和(he)24%～28%。因此，PbO2還原效果(guo)對整個回收技術具有重要的影響，其還原工(gong)藝有火(huo)法和濕法兩種。火(huo)法是將PbO2與泥渣中的其它組分PbSO4，PbO等一同在冶(ye)金(jin)爐(lu)中還原冶(ye)煉成Pb。但由(you)于產生SO2和高溫Pb塵(chen)第二次污染(ran)物，且能(neng)耗高(gao)，利用率低，故將(jiang)會逐步被(bei)淘(tao)汰(tai)。濕法是(shi)在溶液(ye)條件下加入還(huan)原劑使(shi)PbO2還原(yuan)轉化為低(di)價態的(de)鉛化合物。已嘗試(shi)過的(de)還原(yuan)劑有許多種。其中(zhong)，以硫酸(suan)溶液中(zhong)FeSO4還原(yuan)PbO2法較為理想，并具有工業應(ying)用價值。

硫酸溶(rong)液中FeSO4還原PbO2，還原過程可用下(xia)式表(biao)示：

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

此法還(huan)原過程穩(wen)定，速度快(kuai)，還(huan)可使泥渣中的金屬鉛完(wan)全轉化(hua)，并有利(li)于PbO2的還原：

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

還原劑可利(li)用鋼鐵酸洗(xi)廢水配(pei)制，以(yi)廢治廢。Ni－MH電(dian)(dian)池、新型(xing)的鋰(li)離子電(dian)(dian)池隨著近年手(shou)持(chi)電(dian)(dian)話和(he)電(dian)(dian)子設備的發展得到(dao)了大量的應用。在日本，Ni－MH電池的產量，1992年達(da)1800萬只(zhi)，1993年達7000萬只，到2000年已占市場份額(e)的近50%。可以預計，在不久的將來，將會有(you)大量的廢Ni－MH電池產(chan)生。這些廢Ni－MH電池的正、負極材料中含(han)有(you)許(xu)多有(you)用金屬，如鎳、鈷、稀土等。因此，回收(shou)Ni－MH電池(chi)是十分有益(yi)的，有關(guan)它們的再生利用技術亦在積極開發中(zhong)。

三、鋰離子電池的處理

鋰離子電(dian)(dian)池(chi)(chi)處理工(gong)藝(yi)為(wei)先將電(dian)(dian)池(chi)(chi)焚燒以除(chu)去有機(ji)物，再篩選去鐵(tie)和(he)銅后(hou)，將殘余粉加熱并(bing)溶(rong)于酸中，用有機(ji)溶(rong)媒便(bian)可提出氧化鈷，可用作(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MH/Ni電(dian)池外(wai)殼剝開，從電(dian)池芯(xin)中分(fen)選出負(fu)(fu)極片(pian)，用超聲波震蕩和其它(ta)物理方法(fa)，得到(dao)失效負(fu)(fu)極粉，再經化學處理得到(dao)處理后的負(fu)(fu)極粉，將此負(fu)(fu)極粉壓片(pian)，在非自耗真(zhen)空(kong)電(dian)弧爐中反(fan)復熔煉3～4次。除去(qu)熔(rong)煉(lian)鑄錠表面(mian)的(de)氧(yang)化層，將其破(po)碎(sui)，混合均(jun)勻后，用ICP方法測(ce)其混合(he)稀土、鎳(nie)、鈷、錳、鋁各元(yuan)(yuan)素(su)的(de)百(bai)分含量，根據儲氫合(he)金元(yuan)(yuan)素(su)流失的(de)不同，以鎳(nie)元(yuan)(yuan)素(su)的(de)含量為基準，補(bu)充其它必(bi)要元(yuan)(yuan)素(su)，再進行冶煉(lian)，最終得到(dao)性(xing)能(neng)優良的(de)回收(shou)合(he)金。

2、失效MH/Ni電池負極合金的回收

將失效負極粉采用(yong)化學處(chu)理的(de)(de)方法，利(li)用(yong)處(chu)理液對(dui)合(he)金表(biao)面(mian)(mian)的(de)(de)浸蝕，破壞合(he)金表(biao)面(mian)(mian)的(de)(de)氧(yang)化物，但又要使(shi)合(he)金中未氧(yang)化的(de)(de)其它元素及(ji)導電(dian)劑受到的(de)(de)浸蝕影(ying)響降至最小。采用(yong)0 5mol·L-1的(de)醋酸溶液，將(jiang)失效合金粉在(zai)室溫下處理0.5h，再(zai)用蒸餾水洗滌、真空條件下(xia)干燥(zao)。結(jie)果(guo)看出，AB5型儲氫合金的主(zhu)體結構沒有(you)變，仍屬于CaCu5型六方結構，但(dan)負極(ji)粉中Al(OH)3和La(OH)3的(de)(de)(de)雜相基本(ben)完全消失(shi)(shi)，說明這些氧化(hua)(hua)物經化(hua)(hua)學處(chu)理(li)后(hou)，表(biao)面的(de)(de)(de)氧化(hua)(hua)物幾乎完全被溶解掉。將(jiang)化(hua)(hua)學處(chu)理(li)后(hou)的(de)(de)(de)失(shi)(shi)效(xiao)負極(ji)(ji)粉(fen)(fen)與制(zhi)作電池用的(de)(de)(de)原合金粉(fen)(fen)以及未經化(hua)(hua)學處(chu)理(li)的(de)(de)(de)失(shi)(shi)效(xiao)合金粉(fen)(fen)，做充放電性(xing)能對(dui)比，經過化(hua)(hua)學處(chu)理(li)的(de)(de)(de)失(shi)(shi)效(xiao)負極(ji)(ji)粉(fen)(fen)的(de)(de)(de)放電比容量比未經化(hua)(hua)學處(chu)理(li)的(de)(de)(de)失(shi)(shi)效(xiao)負極(ji)(ji)粉(fen)(fen)高23mAh·g-1，說明經過(guo)化(hua)學處理(li)以后，由于表面氧化(hua)物被大部分(fen)除去(qu)，使失效(xiao)負(fu)極粉中(zhong)儲氫合(he)金的有效(xiao)成分(fen)增加。

XPS測試結果表(biao)明，負極粉表(biao)面鎳原(yuan)子的(de)濃度由化學處理前的(de)6.79%升(sheng)高到9.30%，這說明經過化學處理以后，合金(jin)的(de)表面形成(cheng)了具有(you)較高電催化活(huo)性的(de)富鎳層,這(zhe)不但提(ti)(ti)高了儲氫電極的(de)(de)電催化活性，而且也提(ti)(ti)供了氫原(yuan)子的(de)(de)擴散途徑，因而使電極的(de)(de)放電性能提(ti)(ti)高。但經過化學處理的(de)(de)失效負極粉(fen)與制作電池用的(de)(de)原(yuan)合(he)金(jin)粉(fen)相(xiang)比較，放電比容量(liang)仍低90mAh·g-1，一方面可(ke)能是由于合金的(de)(de)(de)氧化(hua)(hua)不僅僅是局(ju)限于表(biao)面，也可(ke)能會深(shen)入(ru)到合金的(de)(de)(de)內部(bu)(bu)，化(hua)(hua)學處理(li)僅僅是將表(biao)面的(de)(de)(de)氧化(hua)(hua)物除去，顆粒內部(bu)(bu)的(de)(de)(de)深(shen)層氧化(hua)(hua)并沒有被(bei)完全除去;另(ling)一方面可能是(shi)由于合金的粉化使(shi)(shi)比表面積增大，同時使(shi)(shi)合金與O2反應以及受(shou)電解(jie)液的腐蝕更(geng)加容易，兩方面(mian)原(yuan)因共同作用導致合金的放電性能下降。所以，僅(jin)僅(jin)通過化學處理的方法并不能使失效負極恢復(fu)功能，還需進行(xing)熔煉處理。

將(jiang)上述經過化學處理的(de)(de)負極粉，于非自耗電弧(hu)爐中進行第一次冶煉(lian)。將(jiang)所(suo)得合金(jin)(jin)鑄錠拋光，去除(chu)表面雜(za)質(zhi)后，分析各元(yuan)素含量，結果可以看出(chu)合金(jin)(jin)中的(de)(de)元(yuan)素含量偏(pian)離原合金(jin)(jin)，鎳含量遠大于原合金(jin)(jin)粉中的(de)(de)鎳含量，這(zhe)是(shi)因(yin)為在制作電極的(de)(de)過程中加入鎳粉做導電劑，為了有效的(de)(de)利用它(ta)(ta)，以它(ta)(ta)為基準，調整其(qi)它(ta)(ta)元(yuan)素的(de)(de)含量使其(qi)符合組成為MmNi3.5Co0.7Mn0.4Al0.3的各(ge)元素的配(pei)比，進行第二(er)次冶煉。冶煉后，將(jiang)得到的合金鑄錠破(po)碎，研磨后，測其結構，為CaCu5型，沒有其它(ta)雜(za)相生成(cheng)。

將(jiang)回收的(de)合(he)金(jin)粉做充放(fang)電(dian)性能(neng)測試(shi)，可以看出，回收合(he)金(jin)粉的(de)放(fang)電(dian)容量比失(shi)效負極粉高約100mAh·g-1，與原合金(jin)粉(fen)的(de)放電容量(liang)相比基本相同(tong)，并且(qie)回收合金(jin)粉(fen)的(de)放電平臺壓比原合金(jin)粉(fen)的(de)放電平臺壓高約20mV左右，這可能是由于合金回收的(de)過程中經過數次(ci)熔(rong)煉,使合金的成分和微觀結構得到了(le)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(zhuan)門的有毒、有害(hai)垃圾填埋(mai)場，但(dan)這種做法不僅花費太大而且還造(zao)成(cheng)浪費，

因(yin)為其(qi)中尚有(you)不少(shao)可作原料的(de)有(you)用物質(zhi)。

二、回收利用

（1）熱處理

瑞士(shi)有兩家(jia)專門加(jia)工(gong)利(li)用舊電(dian)池(chi)的(de)工(gong)廠，巴特列(lie)克公(gong)司采取的(de)方法是將舊電(dian)池(chi)磨碎后(hou)(hou)送往爐內加(jia)熱(re)，這時可提取揮發(fa)(fa)出(chu)的(de)汞，溫度(du)更高時鋅(xin)也蒸發(fa)(fa)，它同樣是貴(gui)重金屬。鐵和錳(meng)熔合后(hou)(hou)成為煉鋼(gang)所需的(de)錳(meng)鐵合金。該工(gong)廠一年可加(jia)工(gong)2000噸廢電池(chi)，可獲得780噸(dun)錳鐵合金，400噸鋅合(he)金及3噸汞(gong)。另(ling)一家工(gong)廠則(ze)是直(zhi)接(jie)從(cong)電(dian)(dian)池(chi)中(zhong)提取鐵(tie)元素，并將氧(yang)化(hua)錳、氧(yang)化(hua)鋅、氧(yang)化(hua)銅和氧(yang)化(hua)鎳等金屬(shu)混(hun)合物(wu)作為金屬(shu)廢料直(zhi)接(jie)出售(shou)。不過，熱(re)處理的方(fang)法花費較高(gao)，瑞士還向每(mei)位電(dian)(dian)池(chi)購買(mai)者收取少量廢電(dian)(dian)池(chi)加工(gong)專(zhuan)用費。

（2）“濕處理”

馬格德堡近(jin)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%都能提取出來。濕處(chu)理可(ke)省去(qu)分(fen)揀環節(jie)（因為分(fen)揀是手工(gong)操作(zuo)，會增加(jia)成本）。馬格德堡這套裝置(zhi)年加(jia)工(gong)能力(li)可(ke)達7500噸，其成(cheng)本雖然比填埋方法略(lve)高，但(dan)貴重原料不(bu)致(zhi)丟棄，也不(bu)會污染環境(jing)。

（3）真空熱處理(li)法

德國阿爾特公司研制(zhi)的真空熱處(chu)理法還要(yao)便(bian)宜，不(bu)過這首先需(xu)要(yao)在廢電池(chi)中(zhong)分揀出鎳鎘電池(chi)，廢電池(chi)在真空中(zhong)加熱，其中(zhong)汞(gong)迅速蒸發，即可將(jiang)(jiang)其回(hui)收，然后將(jiang)(jiang)剩余原料磨碎，用磁(ci)體提取(qu)(qu)金屬鐵(tie)，再(zai)從(cong)余下粉末中(zhong)提取(qu)(qu)鎳和錳。這種加工一噸(dun)廢電池(chi)的成本不(bu)到1500馬克（現約合6345.18元人民幣）。