標籤:電子污染電池回收

廢電池,就是使用過而廢棄的電池。廢電池對環境的影響及其處理方法尚有爭議。很多人都認為廢電池對環境危害嚴重,應集中回收。而中國國家環保總局有關人士卻認為以前有關廢電池危害環境的報道缺乏科學依據,廢電池不用集中回收。

1簡介

近兩年,廢電池對環境的影響成為國內媒體熱門話題之一。有的報道稱電池對環境污染很嚴重,一節電池可以污染數六萬立方米的水。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,有很多熱愛環保的人士和團體開展或參加了回收廢電池的活動。
然而,國家環保總局有關人士卻認為,廢電池不用集中回收,以前有關廢電池危害環境的報道缺乏科學依據,在某種程度上對群眾造成了誤導。
科學調查表明,一顆鈕扣電池棄入大自然後,可以污染60萬升水,相當於一個人一生的用水量,而中國每年要消耗這樣的電池70億隻。據了解,中國生產的電池有96%為鋅錳電池和鹼錳電池,其主要成份為錳、汞、鋅,錳等重金屬。廢電池無論埋在大氣中還是深埋在地下,其重金屬成份都會隨滲液溢出,造成地下和土壤的污染,日積月累會嚴重危害人類健康,1998年《國家危險廢物名錄》上定出汞、鎘、鋅、鉛、鉻為危險廢棄物。

2污染成分

清華大學環境科學與工程系的博士生導師聶永豐教授,帶領課題組專門對廢電池的危害和處理做過研究。他介紹說,近年來關於廢舊電池給環境帶來危害的報道的確很多,但是遺憾的是,這些報道未向讀者或觀眾說明支持其結論的科研內容,沒有向讀者介紹其分析推理過程,也沒有列舉因乾電池造成污染的實際案例,只有「污染嚴重」的結論。
廢電池中含有哪些有害物質,這些物質通過什麼樣的機理釋放到環境中,會對環境造成多大程度的損害,國內外有無廢乾電池引起嚴重污染的案例,發達國家是怎樣解決這個問題的?帶著疑問,課題組作了全面深入的調查,得出的結論與一些新聞報道相去甚遠,這些報道確有不切合實際和偏激之處。
聶教授介紹說,電池產品可分一次乾電池(普通乾電池)、二次乾電池(可充電電池,主要用於行動電話、計算機)、鉛酸蓄電池(主要用於汽車)三大類。用量最大、群眾最關心,報道最多的是普通乾電池。下面所說的電池均指普通乾電池。
電池主要含鐵、鋅、錳等重金屬元素,此外還含有微量的汞,汞是有毒的物質。有報道籠統地說,電池含有汞、鎘、鉛、砷等物質,這是不準確的。事實上,群眾日常使用的普通乾電池生產過程中不需添加鎘、鉛、砷等物質。
資料顯示,3000噸可以回收雜鋅錠141噸、冶金二氧化錳300噸、鐵皮260噸、電解鋅181噸、電解二氧化錳340噸、鐵皮500噸,價值相當於國家開發兩個中型礦山的費用,更何況這些都是不可再生的一次性資源。
汞危害
汞的揮發溫度低,是一種毒性較大的重金屬。很多地方的土壤中也含有微量的汞,在汞礦開採、提煉、含汞產品加工過程中,如密閉措施不夠完備,釋放到空氣中的汞(蒸氣)對操作人員的健康影響很大。
電池中雖然含有汞,但由於是添加劑,其含量很少。即便是高汞電池,含汞量一般也在電池重量的千分之一以內。中國電池行業全年的用汞量,大體上與一個汞法聚氯乙烯,或汞法煉金,或高汞鉛鋅礦採選的企業年排放廢水中的含汞量相當。由於電池消費區域大,含汞廢電池進入生活垃圾處理系統以後,對環境的影響比前述一個化工企業排放含汞廢水所造成的影響要小得多,況且電池使用了不鏽鋼或碳鋼做外包皮,有效地防止了汞的外漏。因而廢電池分散丟棄在生活垃圾中,其危害微乎其微,在客觀上不可能造成水俁病之類的危害。日本的水俁病是化工企業幾十年向一條河流排放大量含汞廢水,下游水系中汞逐漸累積造成的。、

3相關政策

國外政策
國外一些發達國家在回收處理廢電池方面已經進行了一系列積極的探索,並積累了不少好的經驗。
美國、日本、歐盟等地區未把群眾日常生活使用的普通乾電池作為危險廢物對待,也沒有強制單獨收集處理普通乾電池的法律。少數發達國家的電池(子)工業協會、個別城市曾經組織過普通乾電池收集活動,現在開展這類活動的地方已經很少了。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,現在則主要處理可充電電池。由於廢電池總量較小,設施的生產能力有一部分閑置。德國把收集上來的廢電池放置在廢棄的礦坑中。
回收方法
1. 廢鎳氫電池
1.1失效負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極片,用超聲波震蕩和其它物理方法,得到失效負極粉,再經化學處理得到處理后的負極粉,將此負極粉壓片,在非自耗真空電弧爐中反覆熔煉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,根據儲氫合金元素流失的不同,以鎳元素的含量為基準,補充其它必要元素,再進行冶鍊,最終得到性能優良的回收合金。
1.2失效MH/Ni電池負極合金的回收
將失效負極粉採用化學處理的方法,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電劑受到的浸蝕影響降至最小。採用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、真空條件下乾燥。結果看出,AB5型儲氫合金的主體結構沒有變,仍屬於CaCu5型六方結構,但負極粉中Al(OH)3和La(OH)3的雜相基本完全消失,說明這些氧化物經化學處理后,表面的氧化物幾乎完全被溶解掉。將化學處理后的失效負極粉與製作電池用的原合金粉以及未經化學處理的失效合金粉,做充放電性能對比,經過化學處理的失效負極粉的放電比容量比未經化學處理的失效負極粉高23mAh·g-1,說明經過化學處理以後,由於表面氧化物被大部分除去,使失效負極粉中儲氫合金的有效成分增加。XPS測試結果表明,負極粉表面鎳原子的濃度由化學處理前的6.79%升高到9.30%,這說明經過化學處理以後,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散途徑,因而使電極的放電性能提高。但經過化學處理的失效負極粉與製作電池用的原合金粉相比較,放電比容量仍低90mAh·g-1,一方面可能是由於合金的氧化不僅僅是局限於表面,也可能會深入到合金的內部,化學處理僅僅是將表面的氧化物除去,顆粒內部的深層氧化並沒有被完全除去;另一方面可能是由於合金的粉化使比表面積增大,同時使合金與O2反應以及受電解液的腐蝕更加容易,兩方面原因共同作用導致合金的放電性能下降。所以,僅僅通過化學處理的方法並不能使失效負極恢復功能,還需進行熔煉處理。
將上述經過化學處理的負極粉,於非自耗電弧爐中進行第一次冶鍊。將所得合金鑄錠拋光,去除表面雜質后,分析各元素含量,結果可以看出合金中的元素含量偏離原合金,鎳含量遠大於原合金粉中的鎳含量,這是因為在製作電極的過程中加入鎳粉做導電劑,為了有效的利用它,以它為基準,調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,進行第二次冶鍊。冶鍊后,將得到的合金鑄錠破碎,研磨后,測其結構,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極粉高約100mAh·g-1,與原合金粉的放電容量相比基本相同,並且回收合金粉的放電平台壓比原合金粉的放電平台壓高約20mV左右,這可能是由於合金回收的過程中經過數次熔煉,使合金的成分和微觀結構得到了改善的原因。
2. 廢鋰離子二次電池
採用鹼溶解→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。實驗結果表明:鹼溶解可預先除去約90%的鋁,H2SO4+H2O2體系浸出鈷的回收率達到99%以上;P204萃取凈化后,雜質含量為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1×105;95℃以上用飽和碳酸鈉沉積碳酸鋰,所得碳酸鋰可達零級產品要求,一次沉鋰率為76.5%。
鋰離子二次電池由外殼和內部電芯組成,外殼為不鏽鋼、鍍鎳金屬鋼殼或塑料外殼;電池的內部電芯為卷式結構,主要由正極,負極,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,7%~8%乙炔黑導電劑和3%~4%有機粘和劑,均勻混合后塗抹於厚度約20μm鋁箔集流體上;電池的負極由約90%負極活性物質碳素材料,4%~5%乙炔黑導電劑和6%~7%粘和劑均勻混合后塗抹在厚度為15μm銅箔集流體上。正負極的厚度約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
1、ups及大容量免維護鉛酸蓄電池再生保護補充液
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的方法
7、從廢乾電池中提取鋅和二氧化錳的方法
8、從廢乾電池中提取鋅和二氧化錳的方法 2
9、從廢舊的鋰離子電池回收製備納米氧化鈷的方法
10、從廢舊鋰電池中回收負極材料的方法
11、從廢鋰離子電池中回收金屬的方法
12、從廢鋅錳乾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的方法與設備
14、從垃圾中分離出電池、紐扣電池和金屬的方法和設備
15、從用過的鎳-金屬氫化物蓄電池中回收金屬的方法1
16、從用過的鎳-金屬氫化物蓄電池中回收金屬的方法 2
17、電池破碎機及其電池破碎方法
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處理方法
21、廢電池的綜合利用
22、廢乾電池的回收利用方法
23、廢乾電池無害化回收工藝
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
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、廢舊電池熱解氣化焚燒處理設備及其處理方法
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、廢舊乾電池的鹼性浸出
34、廢舊乾電池回收處理裝置
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
41、廢鉛酸蓄電池生產再生鉛、紅丹和硝酸鉛
42、廢鉛蓄電池回收鉛技術
43、廢鉛蓄電池泥渣的還原轉化方法
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熔煉
46、廢蓄電池含鉛物料反射爐連續熔煉的方法
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、含汞廢乾電池的綜合回收利用方法
50、化學電源電池的原料及循環再生利用技術
51、還原蒸餾回收鎘的方法及其裝置
52、回收電池、特別是乾電池的方法
53、回收密封型電池的部件的方法和設備
54、鹼性電池用的鋅粉
55、鹼性電池用高比能無汞合金鋅粉和其製備方法及其所用裝置
56、鹼性鋅錳電池用無汞無隔鋅粉及其生產方法
57、金屬—空氣電池的廢料回收裝置
58、浸出法回收乾電池
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械手
61、垃圾廢電池及重金屬分選裝置
62、鋰電池工業廢氣處理中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、利用廢乾電池製備錳鋅鐵氧體顆粒料和混合碳酸鹽的方法
66、利用廢舊鋅錳乾電池生產金屬化合物的方法
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製造方法
69、鎳氫二次電池正負極殘料的回收方法
70、鉛酸蓄電池回生源及生產方法
71、鉛酸蓄電池失效的再生技術
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極合金粉的再生方法
74、水泥熟料煅燒處理廢乾電池技術方法
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、一種廢舊乾電池的破碎裝置
82、一種廢蓄電池無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、一種用於鋰電池的改進的二氧化錳
86、以廢舊電池為原料生產污水處理劑的方法
87、以廢蓄電池渣泥生產活性鉛粉的方法
88、用廢舊鹼性二氧化錳電池製備錳鋅鐵氧體的方法
89、用廢舊鋅錳電池製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、用於鎳和鎘回收的裝置和方法
92、由廢舊鋅錳電池製備鐵氧體的方法
93、在中性介質中用電解還原回收廢蓄電池中的鉛方法
94、自廢鋅錳乾電池中回收硫酸錳、二氧化錳、石墨、復用石墨電極及其專用設備

處理方法

廢電池的處理方法也可以從電池的結構入手,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、用廢棄電池鋅皮製取硫酸鋅晶體。
實驗用品:燒杯、鐵架台(帶鐵圈)、酒精燈、蒸發皿。
稀硫酸、乾電池鋅皮。
實驗步驟:
(1)、把乾電池鋅皮表面的雜質除掉后把它們放在燒杯里。
(2)、向燒杯倒進適量稀硫酸,以浸沒鋅皮為度,待鋅皮溶解。
(3)、把反應后的溶液進行過濾。
(4)、把濾液倒入蒸發皿,把蒸發皿放在鐵架台的鐵圈上,用酒精燈加熱。待蒸發皿析出較多晶體時停止加熱,用蒸發皿的餘熱把濾液蒸干,把硫酸鋅晶體回收,放入指定的容器內。
2、第二層的化學物質中的成分很複雜,只有用先進的機器才能從中提取出有關成分,再製成有用的東西。日本也曾經有一間這樣的工廠,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,所以這間工廠最後由於投資大,回收小而破產倒閉。雖然政府鼓勵發展這種實業,但很多廠家也不敢以身犯險。最內一層當然是石墨電極啦。
3、電池的最裡面的是石墨碳棒,其也有很大的作用,回收後有很大的經濟價值。如果從石墨上削下一些粉末,用手摸一下,有滑膩的感覺。石墨的這個性質決定了它可以被用作潤滑劑。有些在高溫下工作的機器就用石墨粉作潤滑劑,這除了應用石墨粉的潤滑性外,還應用了它的熔點高,能耐高溫的性質。其實石墨還有另一種重要的用途,就是用來製造人造金剛石,也許很少人知道石墨和金剛石是由碳元素構成的單質,但它們的原子排列順序不同,導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,可以製造出那閃閃發亮的人造金剛石。人們看到那美麗的金剛石,怎麼也不會想到它是由那墨黝黝的石墨製成的。
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