化学废旧电池的回收和综合利用研究

人们在日常生活中使用的各类电子产品都依赖于电池, 导致电池用量不断增加, 随之而来的就是大量化学废旧电池的产生。我国是世界上电池生产、消费第一大国, 电池的年消耗量已超过100亿只, 但是国内化学废旧电池的回收率却极低, 导致大量化学废旧电池在使用后被人们随意地扔掉, 对我们日常的生活环境造成了极大的威胁。因此, 对化学电池的回收和综合利用进行研究是非常有必要的。通过废旧电池的回收和综合利用研究, 不仅可以提高废旧电池的回收率, 减少废旧电池对环境造成的污染, 同时还能实现资源的回收利用, 节约大量的资源。

1 电池分类与组成

目前, 市场上电池的种类繁多, 不同的电池在其化学成分的含量上具有较大的差距。电池的大小也各不相同, 大到各类监测系统的大型多隔室蓄电池, 小到精密机械中的纽扣电池。一般来说, 可根据能否充电再使用把电池分为一次电池和二次电池两种类型, 一次电池在使用后不能通过再次充电使电池内的化学活性物质复原, 不能再次使用, 其具体又包括:普通锌锰电池、汞电池、锌银电池和碱性锌锰干电池等, 主要由电解液、阳极和阴极三大部分组成;二次电池在使用后可利用可逆的电化学电极进行充电, 实现再次利用, 在一定程度上减少了废旧电池的产生, 但是其造价一般较高, 通常包括有锂电池、镍镉电池、铅酸电池和Zn-Ag2O电池等类别。

2 化学废旧电池的污染与危害

化学废旧电池的污染与危害主要来自于电池中所含的酸碱电解质溶液和有毒重金属, 如铅、汞、镉、镍等。目前, 汞仍然是化学废旧电池中危害最大的重金属, 特别是甲基汞的毒性强烈, 并能在生物体内积累, 从而引发中枢神经紊乱或导致畸形。近年来, 废旧电池的量不断增加, 大量的废电池被丢弃后, 与其他垃圾一起, 作为城市生活垃圾被填埋、焚烧、堆肥处理, 当废电池在环境中腐蚀后, 其中所含有的酸碱电解质溶液和有毒重金属就容易泄漏出来, 直接对该地区的土壤和地下水造成污染;在焚烧处理过程中, 废旧电池中所含的有毒重金属在高温炉内挥发, 极易造成二次大气污染;进行堆肥处理的垃圾可能因废电池中酸碱电解质溶液或有毒重金属含量高, 导致堆肥产品的质量不达标。由此可见, 对化学废旧电池进行回收和综合利用是社会中急需解决的一大难题。

3 化学废旧电池的回收和综合利用策略

3.1 一次性废旧电池的回收处理技术

一次性废旧电池的回收处理主要有以下几种方法:

(1) 固化处置法, 该方法主要是利用水泥的高固化性、高强度黏合性以及抗渗性强等特点, 将一次性废旧电池碾碎, 作为一种混凝土的配料组分, 将其与水泥、砂、石等制备成符合使用标准的混凝土产品。

(2) 湿法回收技术, 该方法主要是根据一定的化学原理利用溶液对废旧电池进行浸泡处理, 提取废旧电池中可利用的物质。如利用稀硫酸浸取Zn SO4滤液, 再利用浓缩结晶法或电积法抽取锌制备Zn SO4。

(3) 干法回收技术, 干法回收处理主要根据分解、挥发、冷凝和氧化、还原等物理化学原理, 对废旧电池进行高温处理, 利用不同的温度对不同成分进行分离冷凝, 提取废旧电池中汞和锌、锰化合物, 实现了对废旧电池中有用物质的回收和综合利用, 同时也大大减少了有害物质对环境的污染问题。

3.2 二次性废旧电池的回收处理技术

通常自然环境中的电池污染源来自铅酸电池和镉镍电池等, 因此二次性废旧电池的回收处理技术主要可分为铅酸电池和镉镍电池的处理与再生技术两类。铅酸电池的处理与再生技术主要是利用机械化方法对废旧的铅酸电池进行预处理, 将电池碎片分为铅板和连接器、铅氧化物和硫酸盐颗粒、塑料三大部分, 再利用高温冶炼技术或湿式冶金技术把各部分混合物中的铅提取出来, 既减少了铅对人体的威胁, 也进一步提高了铅资源的利用率。镉镍电池的处理与再生技术主要是利用火法技术和湿法技术将废旧电池中的镉镍分离出来。其中火法技术是利用废旧电池中各组分不同的气压及氧势进行分离回收, 法技术则是利用废旧电池中各组分在溶液中的不同性质来分离镉镍。

4 结语

随着科学技术的不断发展, 我们应加大对废旧电池的回收和综合利用技术的研究力度, 同时不断增强人们的环保意识, 杜绝废旧电池的随意丢弃, 以提高我国废旧电池的回收率, 减少废旧电池带来的污染。

摘要：随着电子产品的广泛运用, 电池用量不断增加, 同时也产生了大量的废旧电池, 对环境造成了极大的威胁。如何进行废旧电池的回收和综合利用是当前社会研究的热点问题, 本文从电池的分类与组成入手, 简单阐述了化学废旧电池的污染与危害, 并对化学废旧电池的回收和综合利用进行了相关探究。

关键词：废旧电池,污染与危害,回收,综合利用

参考文献

[1] 李灵香玉, 马香娟.废旧电池的环境污染与资源化利用[J].科技情报开发与经济, 2006, 07:143-144.

[2] 谢诃.化学废旧电池的回收和综合利用研究[J].绿色科技, 2013, 07:210-213.