废旧动力蓄电池

废旧动力蓄电池（精选7篇）

废旧动力蓄电池 篇1

随着中国经济的发展, 汽车保有量的增长速度不言而喻。由此产生的汽车废弃蓄电池数量巨大, 废旧动力蓄电池的回收利用成为亟需解决的难题。汽车动力蓄电池中含有铅、镍、钴、锂等金属材料和电解液, 一旦废弃蓄电池不能得到有效的回收利用, 不仅造成资源的浪费, 对环境的污染也尤为严重。动力蓄电池的回收利用不仅能带来巨大的环境效益, 同时也将产生显著的经济效益与社会效益。

一、废旧动力蓄电池回收利用存在的主要问题

1. 缺乏权威认证和相关规定

虽然国内外针对动力蓄电池回收利用已经基本具备产业化的条件, 但目前国际上对于废旧动力蓄电池回收利用技术的优缺点尚无全面的评估。在有关汽车动力蓄电池的拆解技术方面, 除了日本丰田对普锐斯混合动力汽车有产业化的拆解技术之外, 国际上还没有普遍适用于汽车动力蓄电池绿色拆解的相关行业规范和技术标准。

2. 回收利用过程存在环保等方面的问题

从技术层面分析, 废旧动力蓄电池的回收利用并不存在太大的技术难点, 问题的关键是在回收利用过程中如何实现保护环境和提高资源再生率, 尚需要完善的管理制度来保障。

目前, 国内废旧铅酸蓄电池的回收利用体系虽然已基本建立, 但存在回收渠道不规范、环境污染严重、资源再生率低等诸多问题。废旧铅酸蓄电池的回收工作目前处于一种无序状态, 个体商户、维修店、蓄电池零售商和再生铅企业都从源头抢购废旧蓄电池资源。正规专业的再生铅企业规模大, 工艺设备先进, 资源再生率高, 环境污染低;而大批环保不达标、技术工艺落后、资源浪费严重的非法小再生铅厂, 不但没有被淘汰出局, 反以其生产成本低、经营手段“灵活”, 与大企业展开不公平的竞争, 扰乱了市场。

我国应吸取废旧铅酸蓄电池回收利用管理的经验教训, 在汽车动力蓄电池大规模产业化之前, 尽快构建、完善回收利用管理体系。

二、应如何做好废旧电瓶再利用

1. 尽快健全相关法律法规

汽车动力蓄电池的回收利用虽然已经引起了我国行业主管部门的重视, 2010年公布了《节能与新能源汽车产业规划 (征求意见稿) 》, 但法律法规的缺乏是制约汽车动力蓄电池回收利用的关键。为此, 国家应该尽快出台汽车动力蓄电池的回收利用方面的法律法规及规范。

2. 加快培育节能与新能源汽车产业链

国家应加快培育节能与新能源汽车产业链, 推进充电设施、蓄电池回收利用、资源开发利用等方面的协同发展。同时, 要研究制定促进蓄电池再生企业提高技术水平和环保水平的优惠政策, 加大力度扶持规范的动力蓄电池回收及再生企业, 并把好再生利用企业的准入关。

3. 建立完善的汽车废电瓶回收体系

要促进回收业的健康发展, 必须建立完善的汽车废电瓶回收体系。国家应做好对动力蓄电池回收及再生企业准入条件设定, 明确动力蓄电池收集、存储、运输、再生处理等环节的管理要求, 杜绝不规范的回收处理行为。

4. 做好宣传工作, 加大执法力度

要明确整车制造商、消费者、回收企业和再生企业等不同主体在回收利用体系中应承担的责任和义务, 积极引导废旧电瓶规范回收、规范处理。在充分发挥市场自身调节作用的同时, 通过正确的宏观管理来引导电动汽车动力蓄电池回收利用行业的健康发展。

5. 做好汽车废旧动力蓄电池的梯次利用

在汽车动力蓄电池进入大量回收阶段后, 可以考虑将蓄电池分梯度来利用。第一次淘汰的废旧动力蓄电池, 可以作为储能蓄电池来利用, 或作为

电动场地车等低速电动车的动力源;从储能设备或低速电动车上二次淘汰下来的蓄电池, 再进行回收、拆解、再生。

一般情况下, 当蓄电池只能充满原有电容量80%的时候, 就不再适合继续在电动汽车上使用。如直接报废进行回收处理, 未能实现物尽其用。在蓄电池外观完好、没有破损、各功能元件有效的情况下, 可进行二次利用。如作为太阳能、风能等清洁能源的储能装置 (用于对太阳能路灯的电极板进行充电) , 也可以用在公园景区的短距离电动场地车、游览车、高尔夫球车上。通过梯次利用, 不仅可以让动力蓄电池性能得到充分的发挥, 有利于节能减排, 还可以缓解大量动力蓄电池进入回收阶段, 给回收工作带来的压力。

6. 积极采用国外先进的再生处理技术

“绿色环保再生铅技术”工艺是国际先进无污染再生铅技术。废旧蓄电池经切割后, 各物料分离彻底, 隔板、塑料等因没有经过破坏性处理而不含杂物, 能得到充分再利用;极板片经分离与分级, 板栅与膏泥分别处理, 含有硫酸铅、较难熔炼处理的膏泥进入富氧鼓风炉, 板栅合金则直接低温熔铸。

三、各类动力蓄电池回收利用技术简介

目前, 动力蓄电池的回收利用技术按大类基本分为火法冶炼和湿法冶炼两大类。火法冶炼是通过高温冶炼、分离、过滤, 获得各种金属盐的粗料, 同时回收利用其他相应材料;湿法冶炼是先将蓄电池分类, 然后用适当的溶剂进行溶解分离、萃取, 获得相应的金属及金属化合物材料。

1. 铅酸蓄电池回收利用技术

发达国家主要采用机械破碎分选和对含硫铅膏进行脱硫等预处理技术, 再分别采用火法、湿法、干湿联合法工艺回收铅及其他有价物质。

国内再生铅厂基本采用传统的火法冶炼工艺。大部分小再生铅厂还采用原始的反射炉混炼法, 大都未经过预处理, 废铅酸蓄电池手工拆解后, 铅板送入反射炉中冶炼再生铅, 板栅金属和铅膏混炼, 合金成分没有合理利用。

2. 镍氢蓄电池回收利用技术

目前废旧镍氢蓄电池的回收处理技术主要有火法冶金和湿法冶金两种, 正负极材料分开处理的技术适合大型的镍氢蓄电池。

火法冶金以生产镍铁合金为目标, 主要利用废旧蓄电池中各元素的沸点差异进行分离、熔炼。一般步骤为:先将废旧镍氢蓄电池破碎、解体、洗涤, 以除去电解液 (KOH) , 重力分选出有机废弃物后干燥, 再放入焙烧炉在600℃~800℃中焙烧。经过还原法熔炼可得到以镍铁为主的合金材料, 冶炼的镍铁合金材料可根据不同目标进一步冶炼。

湿法冶金处理技术具有可将各种金属元素单独回收且回收率高的优点, 但工艺比较复杂, 是将蓄电池经过机械粉碎、去碱液、磁力与重力分离方法处理后, 将含铁物质分离出来;然后用酸浸、溶解全部电极敷料, 过滤除去不溶物 (黏结剂和导电剂石墨等) , 再加入相应的药剂, 调节溶液酸值 (p H) , 使稀土元素、铁、锰、铝等金属元素以沉淀形式分离出来, 得到钴和镍元素含量较高的酸溶液。

3. 锂离子蓄电池回收利用技术

一般来说, 锂离子蓄电池回收利用技术主要分为三类:物理法、化学法和生物法。物理法包括火法、机械破碎浮选法、机械研磨法及有机溶剂溶解法等, 往往需要后续化学处理才能进一步得到所需的目标产物。化学法是先用氢氧化钠、硫酸、双氧水等化学试剂将蓄电池正极中的金属离子浸出, 然后通过沉淀、萃取、盐析等方法来分离、提纯钴、镍等金属元素, 目前使用较多的浸出体系是硫酸-双氧水的混合体系。此外, 电化学、水热法等也各具特点, 广受关注。生物法具有成本低、污染小、可重复利用的特点, 是未来回收废锂离子蓄电池中有用金属元素的主要发展方向之一。

完善有序的废旧动力蓄电池回收再利用体系的建立, 不仅能对其做到有效的回收处理, 对环境的污染也会降到最低限度, 是一件利国利民的好事。◆

废旧动力蓄电池 篇2

背景

当前,我国新能源汽车产业蓬勃发展,推广应用工作有序推进。在可预见的将来,电动汽车动力蓄电池将大规模退役并进入回收利用环节。对动力蓄电池回收利用进行及时规范和引导,有助于培育良好的再利用体系,防止走其他废弃物治理走过的“先乱后治”的老路。对此,《节能与新能源汽车产业发展规划(2012-2020)》明确提出,要加强动力电池梯级利用和回收管理,引导动力电池生产企业加强对废旧动力电池的回收利用,鼓励发展专业化的回收利用企业;明确动力电池收集、存储、运输、处理、再生利用及最终处置等各环节的技术标准和管理要求;加强监管,督促相关企业提高技术水平,严格落实各项环保规定,严防重金属污染。《国务院办公厅关于加快新能源汽车推广应用的指导意见》(国办发〔2014〕35 号)也提出,要加快新能源汽车售后服务体系建设,研究制定动力电池回收利用政策,探索利用基金、押金、强制回收等方式促进废旧动力电池回收,建立健全废旧动力电池循环利用体系。《技术政策》的出台既是落实国务院有关文件要求,也是未雨绸缪引导行业规范发展的客观需要。

目的和主要原则

《技术政策》出台的主要目的就是加强对电动汽车动力电池回收利用工作的技术指导和规范,明确动力电池回收利用的责任主体,指导相关企业建立上下游企业联动的动力电池回收利用体系,防止行业无序发展。

为了达到上述目的,我们确定了以落实生产者责任延伸制度为主要原则,推动废旧动力电池有序回收,安全、环保和资源化利用,优先鼓励再利用,明晰相关主体责任义务。

主要内容

《技术政策》分为总则、动力电池的设计和生产、废旧动力电池回收、废旧动力电池利用、促进措施、监督管理和附则等七部分内容,对电动汽车动力电池设计生产、回收、梯次利用、再生利用等方面均做出了规定。

一是明确了管理方式和范围。根据《技术政策》的制定原则,明确对动力电池回收利用进行指导性管理,国家有关部门将对各个环节进行监督,待时机成熟后,国家发改委再会同相关部门出台相应的行业管理办法。《技术政策》适用于动力电池设计、生产及废旧动力电池的收集、分类、贮存、运输、梯级利用、再生利用等环节。考虑与国内现有新能源汽车相关政策的连贯性和一致性,结合国际电动汽车动力电池的实际应用现状和趋势,《技术政策》中规定的电动汽车动力电池,包括锂离子动力蓄电池、金属氢化物镍动力蓄电池等,不包括铅酸蓄电池。

二是明确了动力电池回收利用工作的责任主体。明确了生产者责任延伸制度,电动汽车及动力电池生产企业(含进口商)是动力电池回收利用的责任主体。电动汽车整车生产企业应负责回收安装在整车上的电动汽车动力电池,动力电池生产企业(指系统生产企业)应负责回收其销售给独立电池经销商(整车生产企业售后体系之外)的动力电池。电动汽车及动力电池生产企业(含进口商)应负责建立废旧动力电池回收网络,在具有售后服务网点的设区市至少指定一家回收网点负责废旧动力电池的收集。鼓励多家企业共建、共用废旧动力电池回收网络,降低回收成本,提高回收网络运行效率。

三是明确建立动力电池编码制度,建立可追溯体系。回收体系的建设是废旧动力电池能否得到合理回收及再利用的关键环节。为保证废旧电池的回收率,明确对动力电池产品采用编码制度,具体编码工作由生产企业负责,国家汽车标准化主管部门应尽快制定动力电池产品编码标准。动力电池生产企业(含进口商)应对所生产(或进口)的所有动力电池产品进行编码,并建立可追溯系统。编码应具有与产品的唯一对应性。编码应标识在动力电池产品显著位置,且具有较高的牢固性。

四是鼓励进行废旧动力电池梯级利用。考虑到部分废旧动力电池仍有一定容量,可适用于电动自行车、电网储能电站等行业,因此,鼓励对符合条件的废旧动力电池进行梯级利用,以节约成本,提升资源利用率。因梯级利用可能会涉及电池的拆解、重组和检测,所以梯级利用企业在销售电池时应在电池表面贴自有商标并明示该电池产品为梯级利用电池,并负责其销售的梯级利用电池的维修保养和再次回收。鼓励电动汽车及动力电池生产企业(含进口商)与废旧动力电池再生利用企业合作,根据废旧动力电池的容量、充放电特性、使用安全性等实际情况判断可否进行梯级利用。

提出了哪些促进动力蓄电池回收利用的政策措施?

目前,我国电动汽车动力蓄电池保有量还比较少,相关回收利用体系还没有有效建立起来,暂不宜进行强制性管理。因此,《技术政策》只是一个引导性文件,没有做出惩罚性规定。但为了鼓励相关主体执行《技术政策》,引导行业规范发展,我们提出了几个具体的促进措施:

在制度上,国家鼓励企业对动力电池采用收取押金、回购、以旧换新等措施,提高消费者交回废旧动力蓄电池的积极性。国家将探索把废旧动力蓄电池纳入“废弃电器电子产品回收处理基金”征收范围。

在激励措施上,国家将在现有资金渠道内对梯级利用企业和再生利用企业的技术研发、设备进口等方面给予支持,鼓励企业不断提升技术水平,节约资源、保护环境。

在技术研发方面,国家支持动力蓄电池相关回收利用技术和装备的研发,鼓励废旧动力蓄电池回收企业、梯级利用企业、再生利用企业不断开发和推广新技术。

浅谈废旧电池的危害 篇3

1 电池的组成成份

电池主要有太阳能电池、化学能电池、温差电池、燃料电池、原子电池, 其中化学能电池又可分为伏打电池, 蓄电池、干电池、碱性电池、微型电池, 我们身边常见的主要有蓄电池, 干电池和碱性电池。不同电池所含成分也不一样, 例如干电池、充电电池的组成成分为锌皮、碳棒、汞、硫酸化物、铜帽;而蓄电池则以铅的化合物为主;而化学电池中主要含有汞、镉、铅、镍、锌、铜等等重金属, 从以上的成份可看出, 废旧电池的危害主要集中在其中所含的少量的重金属上, 而这些重金属对我们人体到底会造成哪些危害呢?我们先从对环境的危害方面来看。

2 废旧电池对环境的危害

国内生产出来的电池除了含有大量的重金属、酸碱等物质, 还含有一定的汞金属, 对环境的污染很严重。由于汞的剧毒性、积累性和易于迁移转化, 其所造成的危害也是长期的。如果废旧电池随便丢弃, 在一段时间过后, 这些电池体内的有毒物质会慢慢溢出来。当大量的电池这些有毒物质就会越沉积越多, 再加上雨水的洗刷, 土地受害的面积也会变大, 这些有毒物质一部分最后会进入人体并沉积, 造成排泄困难, 会损害神经系统、造血功能、肾脏和骨器, 有的还能够致癌。据有关资料显示:一粒纽扣电池能污染600立方米水。一节一号电池烂在地里, 能使一平方米的土地失去利用价值。严重破坏失态环境和威胁人类的健康。一旦人体出现汞中毒, 会患中枢神经疾病, 死亡率高达40%;废旧电池中的镉元素, 是医学上所说的致癌物质。所以, 电池中的重金属的危害是极大的, 乱仍一颗电池后果的严重性, 是值得我们深思的。

3 金属种类危害的表现

据有关资料显示:电池中含有大量的重金属, 如锌、铅、镉、汞、锰等。这些物质对环境和人类会产生极大危害。

3.1 锰

过量的锰贮藏于体内易引起神经性功能障碍, 其早期表现是综合性功能紊乱。严重者会出现双腿发沉、表情呆板、感情冷漠等神经性症状。

3.2 铅

铅主要作用的器官是神经系统、活血系统、消化系统和肝、肾等, 它能抑制血红蛋白的合成代谢过程, 还能直接作用于成熟红细胞, 对婴幼儿的成长发育带来极大危害, 它能造成婴幼儿体格发育缓慢, 影响孩子的正常生活。铅及铅化物也可使人头痛头昏眼花和失眠, 精神恍惚, 疲乏无力, 烦躁易恼, 并伴有关节痛及神经功能紊乱, 手指可能轻度颤抖、贫血。

3.3 汞

汞在这些重金属污染物中是最值得一提的, 这种重金属, 可使人体牙齿松动, 毛发脱落, 手指抖动, 神经错乱。汞是生产干电池的主要原料, 它具有明显的神经毒性。除此之外也会对内分泌系统、免疫系统等造成不良影响。

3.4 镉

镉的化合物可引起金属热, 重者可出现肺水肿, 慢性中毒主要有肺水肿、肾病和骨骼的损害表现, 突出症状是肌肉、骨关节疼痛, 可出现蛋白尿。

从以上电池成分中的主要重金属来看, 任何一种都能引起人的头痛、头晕、失眠、健忘、神精错乱等症状, 其对我们身体的危害是非常严重的。

4 废旧电池如何回收

虽然现在的小学生已开始知道, 废旧电池不可以乱扔。但是很少人会把废旧电池放进回收箱里。但是随着人们对环境保护意识的逐渐提高, 废旧电池的回收在中国慢慢推广起来, 各城市路边的垃圾箱增加大量的电池回收箱, 但是每年回收近百吨的废旧电池, 无法得到妥善的处理。废旧电池的回收方法有两种, 一是实验室回收方法, 二是工业回收方法。对于废干电池内物质回收利用的方法有提取氯化铵法和制取锌粒法。提取氯化铵:将电池里的黑色物质放在水里搅拌并过滤, 将部分滤液放在蒸发皿中蒸发, 得白色固体, 再加热, 利用“升华”收集较纯的氯化铵。取锌粒法:将锌筒上的锌片剪成碎片, 放在坩埚中强热 (锌熔点419度) , 熔化后小心将锌页倒入冷水中, 得锌粒。工业回收方法, 国际上通行的废旧电池处理方式大致有三种:固化深埋、存放于废矿井、回收利用。

5 结束语

随着环保要求的提高和电池技术的发展, 现在市场上销售的绝大部分电池都已达到低汞、无汞化标准, 上面通常标有“无汞环保”的字样, 能够自然降解。重金属在自然环境中不能被降解而只能是靠自然界的净化作用将其产生的污染消除, 这是重金属最大的缺点。但事实上这种消除也就是迁移。现在的手机电池虽然为锂电池, 其重金属含量相对其他电池较少, 对环境的污染也少, 但不管电池怎么更新换代, 对我们的环境都还是有危害的。因为重金属对人体的产生危害的途径也可通过食物链传递。

参考文献

[1]荣国斌.大学有机化学基础[M].华东理工大学出版社, 2006.

[2]何红升.环境工程原理[M].高等教育出版社, 2007.

国外对废旧电池的回收政策 篇4

法国:所有电子电器销售商在出售新产品时不得拒收顾客返回的同类废旧电子电器产品, 而生产厂家必须负责妥善处理这些废旧电子电器。涉及的电子电器垃圾分三大类, 即家用电器、音像设备和电子办公设备, 凡是需要用电、电池或蓄电池才能运转的设备都属于必须回收之列。

欧盟:是最早关注电池回收和采取措施的地区, 从20世纪90年代初开始立法, 至今已颁布《废弃的电器电子产品管理指令》、《禁止在电器电子产品中使用有害物质的规定》, 并在去年通过了电池回收法, 要求成员国在两年内推出本国的法律, 教给消费者回收的方法。

德国:只有标明“能够被回收”和报废日期的电池, 才能在市场上出售, 消费者可以将使用过的各种类型的电池交送商店和废品回收站, 这些地方都无条件接收, 然后转送到处理厂进行无害处理。传统家电方面, 先把冰箱、空调类的电器收集起来, 因为制冷部件对环境污染很大, 必须得到妥善的处理。其次是电视、电脑等家用电器将被送到专业的循环公司, 由于它们含有大量重金属和有毒物质, 因此将得到环境化的处理后再进行资源化利用。

荷兰:早在1995年1月就有规定, 该国的手机电池生产商和进口商对收集和处理他们经营的产品负有全部责任。

丹麦、瑞典:要求所有电池零售商回收废电池, 并对电池销售征收特别销售税。按照不同的电池种类, 特别税的税率为6%~8%。政府把所收的税金用于支付回收、运输和处理这些电池的费用。据统计, 瑞典的旧电池和手机电池的回收率已达到95%, 丹麦超过75%以上。

美国:尚没有一个全国性的统一法律, 但是不少州和城市已经有了相关立法, 其中加利福尼亚州和纽约市是美国回收锂离子等电池的先行者。纽约要求所有出售可充电电池的零售商全面负担起回收工作。

废旧动力蓄电池 篇5

目前,市面上在生产冶炼的过程中,除了正规合法的规模企业应用废铅蓄电池处理设备和清洁生产技术外,大部分的再生铅小企业因为环保设施简陋废弃没有直接进行处理排放,致使二氧化硫超出国家排放的标准的几十倍,导致了环境污染急剧严重化。

据业内人士认为,当今,是互联网络时代,互联网作为一种新型的宣传手段,在中国大地上遍地开花。 废旧铅酸电池中的铅资源具有很高的经济价值,在废旧铅酸电池回收方面可以利用先进的互联网络技术,通过建立完整的报废铅酸蓄电池回收平台,利用报废铅酸电池回收的渠道,进一步促进报废铅酸电池回收快速发展,不仅可以加大铅酸电池回收力度,也可以减少环境的污染,节约资源也是不错的选择。

各种废旧物资网络交易平台,深受广大废旧回收商青睐,并不断为企业和用户提供了无缝衔接的优质内容和讯息服务,“提倡环境保护,利用再生资源”变废为宝的理念,废旧金属回收、废铅酸回收为广大的客户提供了高效的投资信息资源,让越来越多的废旧铅酸电池回收商们享受到了互联网带来的便捷。 虽然没有专业的加工技术以及手段,但可以通过网络技术手段,把千百网的废旧网民集中在一起,大家可以一起分享废旧铅酸电池产业最新的废旧资讯,共享废旧铅酸电池回收产业的最新渠道和方法。方法多了、渠道广了、废旧铅酸电池回收事业也越来越顺利了。

关于废旧电池的危害及处理方法 篇6

在现实生活中废旧电池的污染已成为相当严重的问题, 我们日常所用的普通干电池。它们都含有汞、锰、镉、铅、锌、镍等各种金属物质。废旧电池被遗弃后, 电池的外壳会慢慢腐蚀, 其中的重金属物质会逐渐渗入水体和土壤, 造成污染。如果人一旦食用受污染的土地生产的农作物或是喝了受污染了的水, 这些有毒的重金属就会进入人的体内, 慢慢的沉积下来, 对人类健康造成极大的威胁!据测量一节一号电池烂在土壤里, 可以使一平方米土地失去利用价值;一个扣钮电池可以污染60万升水, 相当于一个人一生的饮水量。废旧电池造成的污染是惊人的。下面着重介绍电池中所含的几种金属对人类的危害。

1. 锰:

过量的锰蓄积于体内引起神经性功能障碍, 早期表现为综合性功能紊乱。较重者出现两腿发沉, 语言单调, 表情呆板, 感情冷漠, 常伴有精神症状。

2. 锌:

锌的盐类能使蛋白质沉淀, 对皮膜粘膜有刺激作用。当在水中浓度超过10-50毫史升时有致癌危险, 可能引起化学性肺炎。

3. 铅:

铅主要作用于神经系统、活血系统、消化系统和肝、肾等器官能抑制血红蛋白的合成代谢过程, 还能直接作用于成熟红细胞, 对婴幼儿影响甚大, 它将导致儿童体格发育迟缓, 慢性铅中毒可导致儿童的智力低下。

4. 镍:

镍粉溶解于血液, 参加体内循环, 有较强的毒性, 能损害中枢神经, 引起血管变异, 严重者导致癌症。

5. 镉:镉进入人体使人的肝和肾受损, 也会引起骨质松软, 重者造成骨骼变形。

6. 汞:

它在这些重金属污染物中是最值得一提的, 这种重金属, 对人类的危害, 确实不浅。长期以来, 我国在生产干电池时, 要加入一种有毒的物质———汞或汞的化合物。我国的碱性干电池中的汞的含量达到1-5%, 中性干电池为0.025%。全国每年用于生产干电池的汞具有明显的神经毒性, 此外对内分泌系统、免疫系统等也有不良影响。1953年, 发生在日本九州岛的震惊世界的水俣病事件, 给人类敲响了汞污染的警钟。

以上这些金属的污染最大特点是在自然界不能降解, 只能通过净化作用, 才能将污染消除。重金属的污染, 威胁着人类的健康, 如果人类忽视对重金属污染的控制, 最终将吞下自酿的苦果, 因此, 加强废旧电池的回收就更显重要了。

二、废旧电池的回收

对废旧电池的回收利用应该有严格的程序:

1. 放置专用的废旧电池回收桶

2. 定期专人上门收集

3. 电池分类

4. 库房分类并安全储存

5. 集中到一定数量后运至专门的处理厂

6. 处理利用稀有重金属

在这个程序中, 回收是第一步, 没有回收就没有处理, 做好回收工作是关键, 好的开头是成功的一半。

三、废旧电池的处理

国际废旧电池处理方式。国际上通行的废旧电池处理方式大致有三种:固化深埋、存放于废矿井, 回收利用。

1. 固化深埋、存放于废矿井

废电池一般都运往专门的有毒、有害垃圾填埋场, 但这种做法不仅花费太大而且还造成浪费, 因为其中尚有不少可作原料的有用物质。

2. 回收利用

(1) 常压热处理法

常压冶金法在处理废旧电池时, 通常有两种方法:一是低温下加热旧电池, 可提取挥发出的汞, 温度更高时回收锌和其他重金属。二是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, 残留物可作冶金中间物产品或另行处理。

(2) 真空热处理法

真空热处理法需要在废电池中分拣出镍镉电池, 废电池在真空中加热, 其中汞迅速蒸发, 即可将其回收, 然后将剩余原料磨碎, 用磁体提取金属铁, 再从余下粉末中提取镍和锰。

(3) 湿处理法

废旧电池的湿法处理技术是基于电池中金属及其化合物溶于酸的原理, 除铅蓄电池外, 各类电池均溶解于硫酸, 然后借助离子树脂从溶液中提取各种金属, 用这种方式获得的原料比热处理方法纯净。

四、对废旧电池危害的认识

废旧电池造成的污染已相当严重, 但却未受到足够的重视。通常情况下人们对废旧电池的处理就随手一丢, 大多数人会认为这是很正常的。也许多数人会问:“就这么一个小东西对于地球来说, 能有什么了不起呢!还说什么破坏?”所以处理废旧电池最大的困难是在目前认识水平上产生的技术困难和经济困难, 归根到底还是与认识相关。

废旧电池的回收是件利国利民的大事, 建立一个完善有效的回收网络和体系, 加强宣传引导, 科学地认识废电池对环境的影响。鼓励公民积极参与回收废电池的活动。对废旧电池做善后处理的同时, 也需要从源头上做出努力, 要求制造商逐步降低电池中汞含量, 最终禁止向电池中添加汞, 并且逐步淘汰含镉电池。

参考文献

[1]杨坤宇, 《电源技术》

[2]刑伟重, 《矿冶》 (北京) , 1996

废旧动力蓄电池 篇7

现代中国的经济飞速发展, 各类电池产品需求也随之增加, 已广泛用于照明、通讯、照相机、电脑等领域[1], 而废旧电池的处理和回收问题也成为了国内外学术界探讨的热点[2,3,4,5,6,7,8,9,10,11], 并引起了社会的广泛关注。据统计[12], 2010年度我国电池总产量达到了400多亿只。电池的品种结构目前已经发展到14个系列、20多个规格的规模。与此同时, 大量的电池正在通过各种渠道流入到环境当中, 对环境造成一定程度的污染, 影响到人们的身体健康[13]。以每年生产100亿只干电池计算, 全年将要消耗15.6万t锌, 22.6万t二氧化锰, 2080t铜, 2.7万t氯化锌, 7.9万t氯化铵, 4.3万t碳棒[14]。化学电池种类各式各样, 不同的化学电池其回收及综合利用技术也不尽相同。

2 化学废旧电池的种类、成分与危害

2.1 电池的主要种类与成分

电池的种类繁多, 不但有多种化学成分, 其大小差别也非常大, 小到医学应用领域中使用的纽扣电池, 大到与各种测量系统配套的大型多隔室蓄电池[15]。根据能否充电再次使用, 电池可分为两类:一次电池和二次电池。一次电池是指电池放电后不能用简单的充电方法使活性物质复原而继续使用的电池。而二次电池则使用可逆的电化学电极, 可进行再次充电。

一次电池产品主要有普通锌锰电池、碱性锌锰干电池、汞电池和锌银电池。主要有三大部分组成:阴极、阳极和电解液。普通锌锰电池的产量最为庞大, 碱性电池 (包括碱性锌锰干电池汞电池和锌银电池) 次之。废旧一次电池的主要污染成分为汞、锌、锰和钾盐, 其阴极材料主要成分是锌, 普通锌锰电池阴极锌皮内表面内含有些许汞, 且电解液为ZnCl2。而碱性电池阴极合剂 (锌汞齐化粉末) 内含汞。普通锰电池和碱性锰电池中的电芯 (正极减速剂) 均混合有MnO2。而汞电池阳极含HgO, 氧化银电池阳极则含Ag2O。碱性电池中的KOH也可对环境造成一定的污染。二次电池产品主要有锂电池、铅酸电池、镍镉电池和Zn-Ag2O电池。目前锂电池的问题主要是价格过高和过充电保护问题, 对环境的污染不是很明显。铅酸电池早已经被《巴塞尔公约》和我国危险废物名录收录为危险废物, 其主要污染成分为硫酸及铅、锑、砷、锌等重金属物质。镉镍污染是废镉镍电池污染环境的主要成分。

2.2 废旧电池的主要危害

废旧电池对环境的主要影响是重金属和酸、碱等电解质的污染[9]。当被废弃至环境中的时候, 重金属可能在电池外壳破解的情况下溶解进入渗滤液, 污染地下水和土壤[16], 从而造成对人体的危害。而酸、碱的主要危害是腐蚀管道, 影响水体的pH值。汞是目前危害性最大的重金属, 因其单质和化合物均具有强烈的毒性, 它能致畸, 引发中枢神经紊乱, 甲基汞毒性比之单质更强;铅和镉是废旧电池中危害性仅次于汞的重金属, 铅也能造成神经系统的疾病还会造成消化系统损害和其他病变等, 镉能致癌, 最大的危害是肾毒性, 其后引发骨质疏松、软骨症和骨折[17], 日本的“骨痛病”即是由镉引起的;Ni也具有致癌性, 其盐类能引起过敏性皮肤炎, 还可导致心肌损伤, 其对水性生物危害更明显;Zn、Mn为人体所需的微量元素, 但吸收过多也会引起中毒[18]。

3 一次性废旧电池的回收处理技术

3.1 一次电池的焚烧与填埋

虽然部分城市已单独设立了专门回收废旧电池的垃圾桶, 目前大多数一次电池并没有与城市固体废物分开处理, 而是与城市固体废物同时进行填埋或焚烧等处理。而牛冬杰等[19]研究表明, 当一次性废旧电池与城市固废一起用填埋方式进行处理时, 各种重金属的健康风险值均处于可接受水平。而用纯焚烧或填埋和焚烧并用的处理方式会造成某些风险处于不可接受水平, 焚烧处理易引起垃圾灰超标[20]。但由于各种电池的成分不同, 并且还存在废酸、废碱的污染, 还是建议废旧电池采取分类收集再分别处理的回收方式。

3.2 一次性废旧电池的综合再生利用技术

3.2.1 固化处置法

固化处置法利用水泥的高强度黏合性、高固化性和抗掺性强等特点, 将一次电池直接用作混凝土的配料组分, 制成符合使用标准的混凝土产品。其具体制备方法是将一次电池碾碎作为一种配料组分加入到普通混凝土配料即水泥、砂、石中, 制成一种新的混凝土产品, 相关研究[21]表明:最佳的配料成分是水泥:砂料、石料:废电池的质量比分别为1∶ (0.90～2.50) 、 (1.90～6.20) ∶ (0.15～0.40) 。固化法能将废电池中的有害物质紧紧地封固在混凝土中, 不但使混凝土产品强度符合某些混凝土制品如广场及道路用的方砖、隔离墩的质量要求, 而且减少了砂石的用料, 有效节约了自然资源, 最重要的是完成对废电池进行了无害化处理, 保护了环境。

3.2.2 人工分选法

人工分选法是在将回收的废旧一次电池先行分类的前提下进行的, 人工分出塑料盖、铁壳、炭棒、锌皮和残渣。塑料可送至塑料厂再生;铁壳可送冶炼厂回收铁;戴有铜帽的炭棒可回收铜和炭棒;锌皮可用来重新熔铸成锌锭;残渣为MnO2和水锰石的混合物, 可送入回转窑中粉煅烧得到MnO2作为化工原料利用, 此外电池中的黑色填充物可用来抽取氯化铵;炭黑、电糊可用来抽取肥料。此法虽简单易行, 但所需劳动力多, 经济效益也不理想[9]。

3.2.3 湿法回收技术

湿法回收有两种方法, 一种是根据锌、锰可溶于酸的原理, 具体步骤是先将废旧电池分类、破碎, 置于浸取槽中, 加入浓度为100～120g/L的稀硫酸浸取, 再过滤得ZnSO4滤液, 再分别用电积法抽取锌或用浓缩结晶法制备ZnSO4;剩余滤渣经水洗、过滤分离出铜帽和铁皮后, 剩余泥渣 (MnO2和水锰石) 可配制氧化液, 也可制成MnO2作为化工原料。崔培英等[22]还采用此法利用FeS制备MnSO4再制成了锌锰复合微肥, 用于缺锌、缺锰土壤和需锌、需锰的农作物作为基肥使用。另一种方法是用不同PH值的水浸泡之后湿筛出含锌、锰和氨盐的水溶性化合物和固体。液体用过氧化氢氧化制备二氧化锰, 剩余的溶液用硫化铵沉淀得硫化锌沉淀;固体部分先磁选出钢片再通过浮选和湿筛分离出炭棒、纸、锌罐和黑色糊浆, 对黑色糊浆进行矿物加工可得碳和二氧化锰[23]。湿法技术废旧电池中杂质很多, 回收流程较长, 回收之后的电解液中含有Hg、镉、锌等重金属, 且需消耗大量的能量, 只有当浸出液中氯离子浓度<100mg/L时, 此法在经济上才可行。

3.2.4 干法回收技术

干法回收处理废旧电池整个过程是在高温下对废干电池中的金属及其化合物进行氧化、还原、分解和挥发、冷凝, 它可分为传统常压和真空冶金2种方法。常压冶金法先将废旧一次电池分类筛选、破碎, 再放入焙烧炉中600℃焙烧, 采用集尘器或冷凝器回收汞 (100～150℃凝缩) , 可精制成纯度为99.9%的汞出售。残留物可在1100～1300℃的高温下将锌和氯化锌氧化成氧化锌, 用除尘器进行回收。残存的二氧化锰、水锰石及铁等可被进一步回收, 制备铁、锰或锰铁合金。真空冶金法根据组成废干电池的各部分在同一温度下具有不同的蒸气压, 用不同的温度使各成分相互分离冷凝。相对于湿法工艺和常压工艺, 真空法具有流程短、能耗低、有用成分综合利用率高的优点[20], 基本能实现无污染或污染很少, 但由于所需资金较多, 因此这方面的研究较少。相对于湿法回收相比, 干法回收是一种更为理想的废旧电池的回收方法[24]。干法回收可额外回收汞、镍、锌等更多的重金属, 但常压冶金法在大气中进行, 有空气参与反应易造成二次污染, 在实际应用中也存在许多的问题。

3.2.5 焙烧～电积法

焙绕～电积法是一种较为普遍的干湿结合的工艺:先将废干电池经筛选、分类、破碎、磁选除铁后, 放于回转窑内焙烧 (850℃) , 冷却回收锌。再去除铜帽和炭棒后用稀硫酸 (浓度<200g/L) 溶解, 在浸取温度保持800℃, 、时间为1h的前提下, 锰 (MnO) 的浸出率>95%。而后对浸出液进行电积, 电积前先将溶液中的铁、铜、钴、镍等杂质去除, 由于阴阳两极的电积条件不同, 此工艺需合理调节两极的工作状态。此方法技术含量较高, 也存在潜在的二次污染危险, 所以在工业应用上要求既要考虑经济的可行性, 更要考虑环境保护。

4 二次性废旧电池的回收处理技术

4.1 铅酸电池的处理与再生技术

由于铅的危害性及单重 (11～70kg) 较大, 大都用于汽车, 因此目前铅酸电池均被回收处理, 其方法也在不断的改进和完善[20]。我国每年约产生5000万只 (约合30万t) 废旧铅酸电池, 总的说来回收工作仍处于一种无序状态, 没有统一的专业的回收废旧铅酸电池的机构, 部分铅酸电池生产厂家自己具有回收能力, 此外还有部分物资回收公司、部分物资再生利用公司、部分蓄电池制造企业、有色系统的再生铅企业以及大量个体收购者, 其中个体专业户是回收的主力军[25]。由于小商小贩和手工业者缺乏相关知识和环保意识, 容易造成有毒物质的泄漏, 不仅严重威胁环境和人类健康, 还造成废铅资源的浪费。废铅酸蓄电池以回收利用废铅为主, 也包括对废酸和塑料壳体的回收利用[26]。目前被回收的大多数方法都需先经拆解和预处理[27]。以尽量避免人体跟电池接触为原则, 目前一般采用机械化方法, 先将废旧电池拆解为酸性电解液、细粒与电极糊、金属颗粒、胶木和聚丙烯塑料。预处理采用破碎和各种分选法将电池碎片分为三大部分:塑料、铅的氧化物和硫酸盐颗粒、铅板和连接器。预处理过后的电池碎片是一种成分复杂的混合物, 把铅从混合物中提取出来主要有以下几处方法:

4.1.1 高温冶炼技术

高温冶炼又称熔炼法, 经预处理后的首要任务是脱硫[28,29]。常用的脱硫剂为Na2CO3、NaOH等, 在高温下将铅膏中的PbSO4转化为可溶的Na2SO4及不溶的Pb2CO3或Pb (OH) 2沉淀, 剩下的溶液 (NaSO4) 可进一步纯化得到高纯度盐 (Na2SO4·10H2O) 。剩下的固体物质包括铅化合物、熔炼流出物和其他金属都一起放入到熔炉中, 加入还原介质 (含碳物质) 高温提取铅, 熔化的单质铅将沉淀于炉底, 但此时的铅含有许多金属杂质, 必要时需精炼。

4.1.2 湿式冶金技术

此技术利用电解的原理提取铅, 先将铅泥用硫酸溶解, 再加入FeSO4还原PbO2使之变成二价可溶性Pb。主要化学方程式有:

PbO2 (固) +2FeSO4 (液) +2H2SO2 (液) =PbSO4 (固) +Fe2 (SO4) 3 (液) +2H2O

Pb (固) + (SO4) 3 (液) =PbSO4 (固) +2FeSO4 (液)

Pb (固) +PbO2 (固) +2H2SO, (液) =2PbSO4 (固) +2H2O。

然后通过电解转化成金属铅。

4.2 镉镍电池的处理与再生技术

随着便携式家用电器、通讯器具和仪表的迅速发展, 镍镉电池作为其动力源已成为人们生活中不可缺少的部分, 镉镍二次电池在我国占有大量的市场[30]。目前废旧镉镍电池的回收一般有火法和湿法两种。最主要要解决的问题是镍镉分离。湿法技术的原理是利用各组分在溶液中的不同性质;而火法技术是利用电池中各组分的相异的氧势及蒸气压进行分离回收。

4.2.1 湿法技术

选择性浸出工艺是目前较为可行的湿法技术。根据各组分在溶液中的溶解性不同来提取金属, 具体过程是先切开废电池, 去除外壳后粉碎清洗去掉KOH, 在550℃～600℃下焙烧1h以上, 使Ni (OH) 2脱水变成NiO, 同时将有机物碳化。经研究[31], 所得样品为CdO, NiO 和Ni。镉镍的浸取溶液不同, 各种控制条件也不尽相同。选择性浸出镍需加入6.0mol/LHCl溶液, 因镉的氧化物可以溶解在NH4NO3溶液中, 而镍和铁不溶[32]。在溶液中通入CO2生成CdCO3沉淀从而分离出镉。但此工艺会有大量CO2排放且操作费用高。生物浸出工艺采用氧化亚铁硫杆菌作为生物浸出菌种, 它对有毒金属镍和镉都有很强的抗毒性。通过创造良好的营养环境和PH值, 镉、镍和铁的溶出率分别可以达到100%、96.5%和95.0%。然该过程虽然可作为废镉镍电池回收的一种工艺, 但主要缺点是处理周期较长。

4.2.2 火法工艺

火法工艺又称高温回收工艺, 利用在高温下利用碳还原镉的氧化物, 然后对镉进行蒸馏分离。该工艺可以得到纯度很高的镉和镍铁合金, 均可作为产品销售。火法工艺不单可以用来处理废镉镍电池, 而且可以用于处理混合电池。目前镉镍电池的回收方面产生了很多新的工艺, 但都不外乎是火法和湿法或两者的结合。

5 结语

目前化学废旧电池虽然已经有了很多相关的研究, 但国内并没有很多值得广泛推广的技术工艺, 并且相关的制度也没有形成完整的体系。

(1) 目前废旧一次电池的回收并没有形成共识, 许多一次电池仍然是和普通垃圾一起被焚烧和填进[33], 然而由于一次电池类型和处理方式的不同, 可能会产生一些不可预测的危险的后果。建议加大相关知识的宣传, 对废旧一次电池进行统一回收。干法、湿法及焙烧～电解法在理论上都是可行的, 但技术含量高且产生二次污染的可能性比较大, 因此需充分考虑技术可行性和环境保护。

(2) 由于环境意识淡薄和经济利益的诱导, 回收过程中极易危害环境和人体健康。回收技术不成熟使我国的铅酸电池的综合利用率和铅回收率一直比较低。而在技术方面, 国内再生铅厂工艺较简陋, 二次污染较和资源浪费较严重。建议建造大型的再生铅工厂, 健全相关法律统一回收铅酸电池, 引进先进的处理工艺提高回收率。

(3) 镉镍电池的回收技术已经有了很多研究, 但大部分都集中在湿法冶金技术。选择性浸出工艺虽然操作简单但其产物纯度低、控制条件严格、产品浸出率不理想。而火法工艺流程短、镉回收率高、产物纯度也较高, 而且火法工艺可以掺杂其他工业废料一起进行回收利用, 降低了成本同时创造了更高的商业利益, 因此还是建议用火法回收。

(4) 建议通过宣传教育废旧电池的环境危害性, 提高人们对废旧电池资源的回收利用意识, 通过立法等形式建立电池生产商、销售商和用户三位一体的回收系统, 最后加强废旧电池回收技术的工业化研究, 努力建立完整的废旧电池的工业回收利用体系。

摘要：探讨了目前国内外各类废旧电池的回收和综合利用现状, 并对相关的研究进展进行了价值分析, 以求为更好地处理废旧电池提供合理性的建议。