废旧干电池的回收及综合利用技术
摘要:介绍了废旧干电池回收和现有处理技术的比较,在实践过程中的应用概述,分
析了每种技术的优点和缺点。有用物质的回收及
“三废”处理是当前中国废旧电池处理技术需
要解决的主要问题,废干电池研究的主要方向为资源化、产业化和无害化。
关键词:废旧干电池
环境 重金属 回收 再生
中国是电池消费大国,每年至少报废
50 万吨干电池,其中包含了列入《国家危险
废物名录》的汞、铜、锌、铅等重金属。鉴于电池内含有大量有害成分,如重金属、废酸、废碱液
等,若不经过妥善处置而进入环境,电池中的持久性重金属在环境中与有机物发生反应,
生成毒性更强的金属有机化合物。这些持续进入环境的有毒金属污染物在生物体内富集,将
在未来几十年甚至上百年对人类生存环境和健康产生极大的危害。此外,报废的干电池中仍
含有大量的可再生资源,如不能进行回收利用,就会造成锌、锰、铅、镉等资源的极大浪费,
因此,废旧干电池的回收利用技术对环境保护和资源节约具有重要的意义。
目前,废旧干电池较可行的回收利用技术主要有两种:湿法和火法,两种方法主要可
以解决以下两个问题:一是汞金属及其他可再生资源的回收;二是消除
“三废”。即废液、废
气、废渣对环境的污染。
1 湿法回收技术
湿法回收技术有焙烧
—浸出法和直接浸出法两种,其原理是利用 Zn、MnO2 等可溶于
酸的原理,
Zn-Mn 干电池湿法冶金回收过程就是使其中的 Zn、MnO2 与酸作用,生成可溶
性盐进入溶液的过程,净化后的溶液可电解生成金属
Zn 和电解 MnO2,或者生产化工产品
(如立德粉、氧化锌)、化肥等。
1.1 焙烧—浸出法
该法采用机械切割废干电池,将炭棒、铜帽与塑料一一分离,暴露出电池内部粉料和锌
管,然后在
600
℃的温度条件下,在真空焙烧炉中焙烧 6~10h,使氯化铵、金属汞等挥发为
气态,并采用冷凝设备加以回收,废气经过严格的净化处理,将汞含量减至最低;焙烧后
的产物细细研磨后经磁选、筛分可以得到高纯度的锌粒和铁皮,筛出物经过强酸浸出后从浸
出液中可以电解回收金属
Zn 和电解 MnO2。
废电池在高温条件下焙烧除汞后的残渣(含锌
30%~60%、锰 23%~30%)被大内弘道
在
pH=1 时用硫酸浸出其中的锌和锰,后用 NaHS 中和,使 95.4%的 Zn 以 ZnS 的形式进入
沉淀,极少量的锰与锌共同沉淀用作冶金原料。
1.2 直接浸出法
该法将废旧干电池进行机械破碎和筛分、洗涤后,直接进行酸浸,浸出溶液中的锌、锰
等金属,从过滤、净化后的酸浸滤液中提取重金属,进而生产化工产品。
该 法 曾 于
1991 年 被 北 京 冶 炼 厂 引 用 , 处 理 锌 锰 干 电 池 并 回 收 其 中 的 金 属
Zn、Cu、Fe、MnO2 和 NH4Cl 等,其中锌回收率为 81.3%,铜回收率为 85.5%,该工艺除回收
率较高外,还可以解决因氯化铵对设备的腐蚀而使设备不能够长期运转的问题。
兴建于德国马格德堡近郊区的
“湿处理”装置也是基于该法的原理,该装置中除了铅酸
蓄电池以外,其他各类电池均可溶解于硫酸,然后借助离子交换树脂从溶液中提取各种金
属,能够提取出电池中的
95%的金属物质。
总的来说,湿法冶金虽然可以使废电池中的有用成分得到有效回收,但其工艺流程太
长,废气、废液、废渣处理难度大,易对环境造成二次污染,且最近几年电池生产过程中逐
步实现无汞化,再加上铁、锌、铜、锰等重金属市场不景气,导致从废旧电池中回收上述资源
的成本远高于其本身的经济效益,因此湿法冶金技术在废旧电池回收领域已很难实现其利