废旧电池的危害及回收利用标准版Word文档下载推荐.docx

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近年来随着公众环境意识的提高，由废旧电池产生的环境问题和资源回收问题日益受到社会各界的广泛关注。

目前我国的电池生产和消费总量已经很大且保持了较快的增长速度，电池已成为现代生活的重要组成部分，与之相应的是相当数量的废旧电池的处理问题，如处理不当将引起环境污染问题且造成巨大的资源浪费，在国家环境保护计划和五部委发布的《废电池污染防治技术政策》都表明了我国对废旧电池问题进行治理的迫切性,其中从技术角度给出合理的废旧电池回收利用方法无疑对建立电池回收处理体系具有举足轻重的用。

众所周知废旧电池是环境的一大杀手，在废旧电池中通常含有汞、镉、铅、镍、锰等多种重金属以及酸碱等有害物质,这些有害物质在进入土壤或地下后,将对环境和人体健康造成威胁。

同时废电池又含有大量可再生资源,如果回收利用,可以节省大量的可再生资源。

对废旧电池的合理再生利用处理从而具有很大的经济和社会效益,因此国内应大力提倡开发废电池的综合利用技术。

　　关键字:

电池的组成与危害回收利用处理流程

　　正文：

　　一、电池的分类及组成

　　一次性电池二次性电池其他电池

　　锰电池铅电池

　　碱性干电池机动车用蓄电池

　　锂一次电池电动车用蓄电池太阳电池空气电池镍镉蓄电池燃料电池氧化汞电池封闭型镍镉电池

　　汞电池镍氢蓄电池

　　碱性纽型电池锂离子电池

　　一次电池即原电池，包括锰电池、碱性干电池、锂电池、空气电池、汞电池、氧化汞电池和碱性纽扣型电池；

蓄电池即二次电池包括铅电池、机动车和电动车用蓄电池、镍镉蓄电池、封闭型镍镉电池、镍氢蓄电池、锂离电池；

还有其他电池如燃料电池、太阳能电池等。

我们目前普遍使用的是原电池与蓄电池。

　　锌锰电池主要有害物质为Hg；

碱性锌锰电池含有害物为Hg、KOH；

镍镉电池有害物为Cd、KOH；

镍氢电池有害物为KOH；

锂离子电池有害物为KOH；

铅蓄电池有害物则主要是Pb。

　　二、废旧电池的危害及潜在的资源化

　　1.废旧电池的危害

　　目前，全国年约需电池44亿支。

电池在给我们带来便利的同时，也给生活环境带来相当大的负面影响。

电池中含有许多有害物质，其中，Pb、Hg、Cd等重金属对人类及自然威胁极大。

资料显示,一节一号电池烂在地里,能使1m3的土壤永久失去利用价值;

一粒纽扣电池可使600t水受到污染。

若将废旧电池随意扔弃渗出的汞及重金属物质就会渗透入土中。

一次电池对环境的危害主要体现在废电池中的汞泄露对土壤和地下水的污染。

二次小型电池的污染主要是镉。

废旧电池中，金属汞能溶解于脂肪，引发动物中枢神经疾病，致畸、致变、致癌甚至死亡；

镉使骨质软化、骨骼变形，严重时形成自然骨折，以致死亡；

锌的盐类使蛋白质沉淀，对皮肤黏膜有刺激作用；

铅主要是导致贫血、神经功能失调和肾损伤，抑制血红蛋白的合成代谢；

镍溶解于血液，损害中枢神经，引起血管变异；

锰会引起神经性功能障碍，综合性功能紊乱，较重者出现精神症状。

　　金属含量

　　电池种类

　　Cr

　　Ni

　　Pb

　　Hg

　　Cd

　　碱性锌锰电池

　　普通锌锰电池

　　镍—镉电池

　　氧化银电池

　　锌-空气纽扣电池

　　氧化汞电池

　　锂电池

　　25～1135

　　69～677

　　113～12920

　　116000～556000

　　186～3060

　　47300～53670

　　17000～41050

　　16～58

　　14～802

　　5～37

　　118～8201

　　3～4790

　　629～20800

　　8225～42600

　　229300～90800

　　11000～173147

　　114～30

　　事物都有两面性，同样废旧电池也并非百害而无一利，废电池中95%的物质均可回收，尤其是重金属。

废铅蓄电池可回收50～60kg铅。

对含镉废电池的再生处理，国外已有较为成熟的技术，处理100kg含镉废电池可回收20kg左右的金属镉，可见对重金属资源的回收具有重大的实际意义。

　　三、废旧电池的处理概况及回收处理方法

　　1.回收处理方法

　　针对不同种类的电池，所采用的处理方式、处理技术也不同。

现在最常用的处理方式有三种：

固化深埋、存放于旧矿井、回收利用。

　　含镍电池的处理目前有干法与湿法两类。

干法工艺主要利用镉及其氧化物蒸气压较高的特点和镍分离。

湿法工艺利用硫化镉和硫化镍容度积的差异，控制一定条件，使镍、镉分离。

锂离子电池的处理它的工艺为先将电池焚烧以除去有机物，再筛选去铁和铜后，将残余粉加热并溶于酸中，用有机溶媒便可提出氧化钴，可用作颜料、涂料的制作原料。

　　含汞电池的处理对含汞较低的电池，主要采用固化后填埋的方法进行处理。

对含汞较高的电池用湿法与火法处理方法。

湿法冶金有焙烧-浸出法和直接浸出法。

火法冶金分为常压冶金法和真空冶金法。

　　含铅蓄电池的处理20世纪90年代初采用的铅酸蓄电池再生工艺主要分为机壳解体、分类、再生等。

近年来，我国对废铅蓄电池回收利用技术的研究出了火法冶炼再生铅工艺，此项技术具有回收效率高、污染小等特点。

　　2、废旧电池的处理概况

　　目前我国电池的消费与生产量的总和占世界总量的1/3，但是我国对废电池的管理和回收还是一片空白。

因为大多数人还不具备自觉回收废旧电池的环保素质；

没有处理和再利用的措施；

处理技术还没有根本解决，这也是一个世界难题，特别是一次电池，原材料品种太多，增加了处理难度；

回收处理在经济上可取，亏本买卖难以可持续发展。

另外每种电池都包括了正极负极隔膜外壳和电解液几大部分,正负电极一般都由集流体活性物质以及各种添加剂共同组成，有些物质组分具有强腐蚀性，毒性或不易分离等特点,这都增加了回收利用的难度；

从资源的角度来看，我国每年生产电池要消耗掉大量的有价金属等资源,如果废旧电池不能得到合理的收集和回收利用，不仅对环境造成压力，而且造成资源的巨大浪费，不符合现代社会可持续性发展的要求。

　　四、废旧电池的回收利用

　　我国每年生产电池要消耗掉大量的金属等资源,如果废旧电池不能得到合理的收集和回收利用，会对环境造成压力，还会资浪费源，不符合可持续性发展的要求，故开发经济先进的废旧电池回收利用技术的一直是人们追求的目标。

　　1、废旧锌锰电池的回收利用

　　对锌锰（包括酸性和碱性）电池的回收利用研究主要基于高温加热和液体浸取工艺流程。

高温加热工艺流程和液体浸取工艺流程,一般都涉及到如下步骤：

电池破碎,分离回收污染性很大的汞,回收锌和锰。

　　电池的破碎：

使用专用的分切设备或粉碎机对电池破壳并切碎电池芯,有利于分离处理。

并可对铁磁性组分进行磁选,简化后续铁的分离,有利于大规模生产。

　　分离和回收汞：

汞易挥发,一般采用分步加热分离回收。

常压下400~700°

C而在真空条件下约300°

C可使汞挥发,然后对含汞烟气通过冷凝,洗涤而进一步回收。

真空条件下热处理,可降低烟气量和减少烟气中其它物种,降低焙烧与后续煅烧的温度,环境污染小,综合回收率高。

　　锌回收：

从除汞剩余物中回收锌,有加热使锌挥发然后冷凝的方法,以及萃取法和电解法等多种方式。

前者应用于全火法回收工艺流程中，工艺流程短,但能耗量大,设备投入多;

后者应用于湿法回收锌工艺流程中,所得产品纯度较高。

　　锰回收：

锰回收有多种方式,可以从回收锌后直接得到锰氧化物或制备Mn-Zn合金。

上述方法回收流程长,成本较高受到限制。

若利用电池中所含的铁,锌,锰做原料制备性能优良的锌锰铁磁性材料，可简化分离工序,使成本大幅度下降,因而具有很大的发展前景。

　　2、废旧锂离子蓄电池回收利用

　　废旧锂离子蓄电池的处理方法是基于湿法冶金工艺流程的从电池正极中回收贵重金属钴，它包括外壳,正极的钴酸锂和铝集流体,负极的碳材料和铜集流体,隔膜和电解液。

　　此外还有需要借助烟气净化设备的焚烧除去有机物的方法。

热的盐酸浸出时对设备耐防腐要求高：

操作环境恶劣。

这些工作的重点大都是针对电池中钴元素的回收利用,忽略了从电池整体角度出发对包括其负极、隔膜和电解液及电池在破除外壳前的处理。

在对废旧锂离子蓄电池进行处理时,重点研究从机械化和规模化的角度来对电池进行回收处理，同时结合回收物的利用来调整工艺路线。

　　3、废旧铅酸电池的回收利用

　　构成为塑料外壳、硫酸电解液、PVC或超细玻璃纤维隔膜和正负电极的铅酸电池，其正负电极的集流体都是以铅为主要组分并加入适量的锑和钙等元素。

目前国内外在工业化回收处理铅酸电池时都采用了相似的火法工艺流程,但在回收处理厂的规模和技术细节上不同，国外的方法是:

先机械破碎并分选,把分出硫酸溶液和电池外壳后的剩余物进行脱硫预处理,然后通过熔炼回收正负极板中所含的铅及其它有用物,国外通常选用先进的设备，注意了在废旧电池的收集,运输以及处理过程中对废酸,废渣和废气的综合治理,能做到高效,低能耗和低维护,最终能实现资源的合理回收利用并避免了二次污染；

而国内对铅酸电池的回收处理多以小企业为主，在技术上基本不采用预处理工艺，对废酸,废气,废渣,废水等的治理很不完全，产生严重的二次污染。

未来我国应实现分地域建立年处理能力达2*10^6,只以上的规模化废旧铅酸电池回收利用厂，同时要再优化现有处理工艺以增大回收率并减小二次污染。

　　4、废旧镉镍电池的回收利用

　　镉镍电池主要包含污染性的镉以及贵重金属镍，它的回收利用主要集中于火法和湿法两种工艺过程,其中,关于火法回收废旧镉镍电池工艺的研究相对来说已经比较成熟。

　　火法工艺流程：

将电池破碎,利用金属镉易挥发的性质,在还原剂存在下蒸馏回收镉,然后再回收镍或把镍与铁生成Ni-Fe合金。

火法工艺简洁,回收镉的纯度较高,比较容易实现工业化,但能量消耗很大且往往忽略对镍的有效回收。

　　湿法工艺流程：

电池预处理,指去壳破碎,焙烧或者初分为粗部,细部——酸浸或用碱浸取——分离。

其中,浸出液中的金属离子尤其是镉与镍的分离是关键。

普遍的分离方法有：

化学沉淀，电化学沉积，有机溶剂选择性萃取，生物分解和置换等。

因电动汽车等用电器的快速发展,将产生大量的大容量废旧镉镍电池,对回收处理工艺和规模都提出了要求。

　　5、废旧氢镍电池的回收利用

　　距现在较近的是人们对废旧氢镍电池和锂离子蓄电池的回收利用的研究。

对废旧氢镍电池进行火法处理，其回收流程简单,但得到的合金价值较低。

一般经过粉碎,去电解液,干燥等处理后用还原法熔炼,得到以镍铁合金为主的合金材料；

可实现对有价金属镍,钴和稀土等元素回收的是湿法冶金处理技术。

稀土的回收,可以生成硫酸复盐沉淀或者采用萃取的方法，其它金属一般采用萃取分离。

用盐酸浸出,用D2EHPA萃取其中的稀土和杂质,反萃液中稀土用草酸选择性沉淀并与杂质分离。

萃余液中钴和镍用萃取法进行分离,并分别以草酸盐形式分离沉淀钴和镍。

　　目前，人们生活的日益丰富，使得我们对超高容量氢镍电池的需求量增加,一些生产商在电