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江南大学环境与土木工程学院1固体废物处理与资源化技术课程论文废旧电池处理与利用姓名：邱逸群学号：1100313206班级：环工1302指导老师：李秀芬日期：2016.6.6江南大学环境与土木工程学院2废旧电池处理与利用邱逸群环工13021100313206摘要：随着电子工业的迅速发展，废电池处理问题越发重要，过去所做的不分类直接处理手段必须抛弃，本文将从废旧电池的性质：分类，危害和政策；现在废旧电池的处理手段：湿法，干法等以及废旧电池的综合利用三方面展开，了解我国对于废旧电池的处理方法以及这些方法的不足，希望可以完善处理方法，得到更好的效果，更充分的利用这些资源。关键词：废旧电池，处理，利用一、废旧电池的性质1、废旧电池的分类随着现在科技的发展，人们所使用的电池种类越来越多。但根据电池的工作性质及贮存方式主要可以分为三大类，即一次电池、二次电池和贮备电池。一次电池就是不可再继续充电的电池，如锂原电池、锌锰干电池等，现在已经逐渐被二次电池所取代，但其置换周期短，用完即弃；二次电池是能够再次进行充电的电池，如锂离电池、镉镍电池、镍氢电池等，占电池市场相当大的份额；储备电池即是电池在贮存之时没有直接接触到电解液，直到在使用电池之时，再将电解液加入其中，如镁化银电池等[1]。2、废旧电池的危害废电池对人类毒害最早的报道始于1939年日本神奈川废电池事件—380节腐烂电池致数人发疯死亡。人类虽然很早就认识到了电池对人体的毒害,但随着各种数码产品的发展和普及，电池的使用量却与日俱增[2]。我国是电池生产消费大国，年产量达百亿只，数目非常庞大，但我国在废电池回收环节的措施尚不完善，一般多随生活垃圾堆放或随意丢弃。不进行分类处置就随着城市生活垃圾进行填埋处理，这时候，像我们平时用的普通干电池，它里面的Hg、Cd、Cr、Pb、Zn、Cu、Mn等毒性很强的重金属和二氧化锰、废酸、废碱等物质就会腐蚀江南大学环境与土木工程学院3旧电池外壳，渗入水体和土壤，污染地下水，进而污染农作物和海洋生物等；而农村垃圾往往堆制成有机肥施入农田，直接影响了作物的生长。据资料显示，一节一号废电池烂在地里，它的溶出物能使1m2土壤失去农用价值[3]。如果再不控制废电池随意处理的数量，不仅会导致我国的粮食用水危机，也会给农民带来巨大的打击，后果非常严重。3、国家对废旧电池管理政策的调整由于我国电池生产回收行业迅速发展，旧版的废电池管理政策已经不能适应现在的新形势了，国家在此基础上对一些相关政策做出了调整，主要分为五点：一、管理电池的种类：由于近年来动力电池市场的发展，针对重点从废含汞电池、废镉镍电池、废铅酸蓄电池变成了铅酸蓄电池、镍氢电池和锂蓄电池；二、电池的生产使用要求：从鼓励消费者拒绝购买劣质假冒电池到从源头上杜绝劣质电池的生产，从鼓励消费者使用二次电池到鼓励使用新型环保产品；三、电池的收集将明确不同种类电池的回收方式，提高全社会废电池的回收效率；四、处置方式将以资源再生的方式逐渐替代填埋、焚烧的方式，争取将废电池环保、有效、经济地进行处理、处置；五、废铅酸蓄电池污染防治将有更高的要求[4]。这些政策对我们所需要对废电池的回收处理方式进行进一步完善，希望这些改变可以对废电池的回收，环境的保护有所帮助。二、废旧电池的处理方法在过去人们还没有意识到废电池“巨大的”破坏性时，都是不进行分类处置废电池，直接和城市垃圾混合填埋或者和农村垃圾一起用于堆肥。废电池中的有毒重金属通过这些不设防的处理手段不仅破换了水体，生态系统，更直接或者间接损伤了人体健康。在此基础上，我们开始关注废电池的处理，在基于无害化、资源化的条件下进行回收处理。江南大学环境与土木工程学院41、主要方法1.1人工分选人工分选就是根据电池成分进行分类，手工分选出炭棒、铜帽、锌皮及各种残留物，并分别用相应的方法予以处理。这种方法虽然简单易行，环境友好。但是费时费力，经济效益比较差。1.2湿法处理湿法处理分为焙烧—浸出法和直接浸出法，焙烧—浸出法就是在焙烧过程把电池中的氯化铵、氯化亚汞等转化成气相，并分别在冷凝装置中回收，高价金属氧化物被还原成低价氧化物，焙烧产物用酸浸出，然后从浸出液中用电解法回收有价金属。使用电解法或者离子树脂置换法得到的产品纯度较高[5]。直接浸出法师在破碎、筛分、洗涤后，直接用酸浸出其中的锌、锰等金属成分，经过滤、滤液净化后，从中提取金属并生产化工产品。湿法处理工艺复杂，洗涤、酸浸都会产生非常大的污染，而且它的生产过程能耗大、生产成本高。1.3干法处理干法处理有常压法和真空法两种。常压法是在大气压条件下，一是先在较低温度下加热废干电池先使汞挥发，然后在较高的温度下回收锌和其它重金属；二是将废干电池在高温下焙烧使其中易挥发的金属及其氧化物挥发，残留物作为冶金中间产物或另行处理。真空法是在真空中通过蒸发与冷凝，使电池不同组分在不同的温度下相互分离从而实现综合回收利用的方法。其中真空法具有流程短、能耗低、对环境污染小、有用成分综合利用率高的优点但是一次投资成本较大。江南大学环境与土木工程学院51.4干湿法处理将干法和湿法的优点结合起来，先用焙烧的方法回收汞和部分锌，再用浸取和电积的方法回收锰和剩余的锌。这种工艺回收效果比较好，但是工序复杂，成本高。1.5离子筛法处理锂离子电池这是2003年武汉理工大学发明的，先将电池解体去除外壳，再把电池芯浸泡在盐酸中使其充分溶解。调节体系的pH10，用λ-MnO2离子筛处理过滤得到含锂离子的料液。选择性吸附分离锂离子，然后用盐酸对吸附在离子筛中的锂离子进行洗脱，蒸发洗脱液得到氯化锂，向洗脱液中加入Na2CO3，加热浓缩后得到碳酸锂沉淀[6]。1.6生物浸出工艺所谓微生物浸出工艺就是用微生物将体系中有用组分转化为可溶化合物并选择性地溶解出来，得到含金属的溶液，实现目标组分与杂质组分分离，最终回收有用金属的技术[7]。与传统电池回收技术相比，生物浸出有基建投资少、操作成本低、对环境的污染小等优点。但是技术尚未成熟，还需继续研究。三、废电池的综合利用我国是电池生产消费大国，每年需要处理的废电池不计其数，如果直接处理，不仅不利于无害化，而且还浪费了大量资源。废电池的综合利用就是基于它的处理工艺上，在处理过程中对所提取的重金属元素等进行利用。例如说单一号废锌锰干电池的主要组成就有碳棒，锌皮，锰粉，铜帽等，这些如果可以分选出来，就可以再处理利用。对于上面所提到的处理工艺，焙烧-浸出法可以回收锌、锰；直接浸出法可以提取出ZnO;常压冶金法回收锌、锡、汞、NH4Cl。这些工艺所提取出来的镉可以用作镍镉电池原料，镍和镍铁合金能用于炼钢，生产不锈钢中，分离出来的铁江南大学环境与土木工程学院6屑可以直接出售。如果能够充分利用这些资源，就可以让土地污染和资源枯竭的现状得到缓解。我们现在的技术还不完善，处理分类不到位，群众配合度不高，政策不全面，这些都是我们所要面对解决的问题。现在我们要做的最好是源头，处理两把抓，一方面引用新型绿色环保电池，从源头解决，另一方面完善技术，处理好现有的废电池污染。参考文献[1]梁颖生，浅谈废电池的处理与综合利用.科技论文与案例交流，2015.06.010[2]沈盎绿,等.废电池浸出液对海洋生物的影响评价[J].上海环境科学,2007,26(4):170-174.[3]姚锦秋,等.废电池浸提液对小麦种子发芽影响的初步研究[J].内蒙古民族大学学报,2007,22(6):637-638,641.[4]王红梅，《废电池污染防治技术政策》（修订版）的关键点分析.中国环境管理，2013年第2期[5]谢光炎，凌云，钟胜．废旧锂离子电池回收处理技术研究[J]．环境科学与技术，2009，32(4)：97-101．[6]吴芳．废旧理离子二次电池中回收钴和锂[J]．中国有色金属学报，2004，4(4)：697-701．[7]曾桂生，郭琴，胡长安．从废弃锂电子电池中回收有价金属的技术[J]．湿法冶金，2008，27(4)：204-207．