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1、废锌锰电池回收利用的研究现状废锌锰电池回收利用的研究现状废锌锰电池中含有汞、镉、锌、铜、锰等重金属随意丢弃会对环境造成污染也导致金属资源浪费。我国每年报废 50万吨废锌锰电池若能全部回收利用可再生锰 11 万吨、锌 7万吨、铜 1.4 万吨是相当可观的资源。 锌锰电池的正极活性物质为二氧化锰负极活性物质为锌中性锌锰电池的电解质溶液为氯化铵和氯化锌碱性锌锰电池的电解液为氢氧化钾。正极组成物质主要为碳棒、二氧化锰、乙炔黑、石墨负极主要是含有少量铅、镉、汞的锌加入少量铅、镉、汞的目的是降低锌电极的腐蚀速度。此外电池还有封口材料铁、塑料、沥青等和外壳铁、塑料、纸等组成材料。 从电池组成上看其中有很多可
2、再生利用资源其再生利用技术概括起来主要可分为人工分选法、湿法、干法和干湿法等回收利用工艺。 1 人工分选回收利用技术 将废旧锌锰电池进行分类后用简单的机械将电池剖开人工分离各种物质并作相应回收处理。塑料盖送塑料厂再生利用铁壳送冶炼厂回收铁碳棒和铜帽分离后回收铜和碳棒锌皮洗净后送入电炉重熔铸成锌锭回收锌残存的二氧化锰和水锰石的混合物送入回转窑煅烧进行脱水处理可获得化工原料二氧化锰 电池中的黑色填充物经水浸溶、过滤、蒸发结晶等工序制取氯化铵。此法操作简单不需要复杂设备但需要较多劳动力回收效率低且经济效益小。 2 湿法回收利用技术 锌锰电池中的锌、二氧化锰等物质可在酸或铵盐中溶解湿法回收就呈根据此原
3、理将它们与酸或铵盐作用生成可溶性盐进入溶液溶液经净化后电解生产金属锌、二氧化锰或生产化工产品及化肥等。这项技术又分为直接浸出法和焙烧浸出法。直接浸出法将废电池破碎、筛分、洗涤后接用酸浸出锌、锰等金属成分经过滤、净化后从滤液中提取金属并生产化工产品。这里液体浸取及浸取液的后处理是关键将直接影。向各物质回收率及产物的成本。浸取液多为盐酸、硫酸、硝酸和铵盐浸取后的处理随浸取液的不同而有差异。 焙烧浸出法先将废旧电池焙烧电池中的氯化铵、甘汞等挥发成气相并通过冷凝装置回收。在焙烧过程中电池中的碳将高价金属氧化物还原成低价氧化物焙烧产物用酸浸出用电解法从浸出液中回收金属。 湿法回收利用技术具有设备投资少、
4、操作费用低、利润高、工艺简单等优点不足之处在于产品纯度较低回收流程长汞、镉、铅等有害成分回收不完全会造成二次污染等。 3 干法回收利用技术 是在高温下使电池中的金属及其化合物氧化、还原、分解、挥发和冷凝的过程能有效地处理并回收电池中的汞。按照回收工艺的不同又分常压台金法和真空冶金法。 常压冶金法 在处理废旧电池时通常是在较低温度下加热废电池使汞挥发后再在较高的温度下回收锌和其他重金属或者在高温下焙烧废旧电池使其中易挥发的金属及其氧化物挥发残留物可作为冶金中间产品或另行处理。 采用这种方法的工艺过程是将废旧电池分类筛选、破碎送入 600焙烧炉利用气旋集尘器或干式电集尘器收集含汞废气或使用空气冷却
5、、冷凝器冷却回收汞温度控制在 100150精制后可得纯度为 99.9的汞。焙烧剩余物转入熔化炉或回转窑在 11101 300时锌和盐酸锌氢化成氧化锌随烟气排出采用旋风除尘器或布袋除尘器回收氧化锌。剩余的残渣中含有二氧化锰、水锰石及铁等物质可进一步回收铁、锰或制取两者的合金。 常压冶金法在大气中进行空气参与反应造成二次污染且能源消耗高。 真空冶金法 处理废电池是基于组成电池的各种物质在同一温度下具有不同的蒸气压在真空中通过蒸发和冷凝使各组分分别在不同的温度下相互分离从而实现废干电池综合回收与利用。在蒸发过程中蒸气压高的汞、镉、锌等进入蒸汽而蒸气压低的锰、铁等则留在残液或残渣中实现了分离。冷凝时蒸
6、汽相中的汞、镉、锌等在不同温度下凝结为液体或固体实现分步分离回收。有报道说将废电池在压强为 20 mmHg 的真空中和约 300的温度下加热 2 小时汞挥发进入烟气烟气经冷凝回收和除尘残留物中含汞量为原含量的 15000-12 000 基本消除了对环境的污染。 目前真空台金法回收废电池研究还比较少与湿法及常压治金法相比基本无二次污染短能耗低具有一定的经济优势。 4 干湿法回收利用技术 在回收处理过程中有时将干法回收和湿法回收结合起来使用形成一种新的工艺一千湿法回收利用技术也称焙烧电积法。操作过程是将废电池经筛选、分类、破碎、磁选除铁后送入电热回转窑内进行焙烧温度控制在 850左右最高不应超过 900。在焙烧过程中二氧化锰被电池中的乙炔黑和石墨还原成氧化锰。锌壳将以蒸汽形式进入烟气烟气经冷却用布袋除尘器回收锌。焙烧物冷却后将铜帽碳棒等杂质除去后在温度为 80时按照固液比为 15 的比例用硫酸溶液
