国内外废旧电池回收处理现状研究

唐艳芬,高虹

(沈阳理工大学环境与化学工程学院，辽宁沈阳110168)

摘要：论述了废旧电池回收的意义和目的,介绍了国内外废旧电池回收的现状，并对废旧电池回收处理的方法作了简明的阐述。废旧电池的回收处理工艺主要有基于火法冶金和湿法冶金原理的两种工艺流程,针对我国废旧电池处理过程中存在的问题提出了相关的建议。

Vol. 23.财 Aug est 2007

关键词：废旧电池；回收处理;火法；湿法中图分类号:X78 文献标识码:A

随着人类社会能源需求的不断增长，电池作为一种便携式能量储蓄器，在社会和人们的日常生活中所占的比例越来越大，成为第三大消费品之一。与此同时产生的废旧电池量也是日渐增多，这些废弃的电池如不适当处理，会给人们的生活环境带来严重危害。

1废旧电池的危害

废弃的电池中含有许多有害物质，表1中列出了常见电池中所含的有害物质，其中Hg、Cd、Ni、Pb 等对人类和大自然有极大危害。一节一号电池如不经过处理，随意丢弃在田地里，能使1 m2的土壤永久失去农用价值，一粒纽扣电池可使600 t水受到污染。废弃的电池如不适当处理，电池中所含的重金属元素就会渗露出来，污染土壤和地下水，并在动植物体内蓄积，经过生物链，最后被人体吸收。在人体内这些有害物质如果长期蓄积难以排除，会损害人的神经系统、造血功能、肾脏和骨骼，甚至还能致癌危害人类健康。

表1常用电池组成 Table 1 The composition of daily- used battery

电池种类所含主要物质主要有害物质

锌锰电池 Zn，MnO2，順4(]，心1(:12 Hg

碱性锌锰电池 Zn，MnO2，KOH KOH，Hg

镍镉电池 C^Ni’KOH Cd，Ni，KOH

镍氢电池 Ni，KOH Ni，KOH

锂离子电池 Li，Q^Ni，Mn 有机电解质

铅蓄电池 Pb，H2SO4 Pb，H2SO4，PbSO4

2废旧电池回收处理的意义

废旧电池是可以再生利用的二次资源。以占我国电池总量92.5%的锌锰电池为例，1号废旧锌锰电池的重量约70 g左右，其中碳棒5. 1 g，锌皮7. 0 g，锰粉25 g，铜帽0.5g，其它32 g。其中的有用物质锌、放电二氧化锰、铁、铜、汞及石墨质量占电池总量的75%左右，仅锌、放电二氧化锰、铁质量就占了 70%，可以作为资源化的主要对象。根据中国电池工业协会提供的2000年我国电池生产的数据计算，仅生产锰锌电池每年就要消耗锌金属15万t，放电二氧化锰27万t，铜金属0. 8万t，钢16万t，还有石墨的消耗。这些金属和非金属都取之于我国的矿产资源。据有关部门测算，我国每年产生的废旧电池经处理可回收12万t锌，2万t铜，以及大量的其它可利用物资。由此可见回收并再生利用废旧电池，符合我国可持续发展战略17]。

列，早在1993年就开始回收电池。汽车用铅酸蓄电池目前已经全部回收，并有成熟的处理方法，其他二次电池的回收率也已达84%。采用的方法是在各大商场和公共场所放置回收箱，依靠电池生产企业的赞助实施回收。目前回收的废电池93%由社团募集，7%由电池生产厂收集(含工厂废次电池）。

美国:美国有很多家废电池回收公司，许多地方的垃圾清扫公司也从事电池回收业务。美国规模最大的电池回收公司当为RBRC公司，这是一家非盈利的民间环保机构，它得到全国二百多家生产镍镉电池厂商的赞助。1999年RBRC公司在美国及加拿大设立了 25 000多个电池回收点，回收用过的镍镉电池，公司在2000年还在全国每一个邮区内都设立回收点。RBRC公司设计制作了专用的电池回收箱、带拉链的塑料回收袋以及专门的电池回收标志，将它们分发给各地需要的电池零售商和社区的垃圾收集站l8，12J。

3.2国内废旧电池回收现状

我国是世界上干电池生产量及消费量最大的国家，然而只有几个大城市(大连、厦门、上海等)开展了回收利用废旧电池的活动。另外，就目前我国的回收处理技术来讲，当前回收处理废电池可能是不盈利的，建立和维持废电池回收公司所需的资金是目前最大的困难;另一个困难是废电池回收量小，使回收厂家难以维持正常生产19]。

4国内外废旧电池处理技术

目前废旧电池的回收处理方法主要分为三类，即人工分选法、火法和湿法。人工分选回收利用法就是将回收的废旧干电池先进行分类，人工分选出碳棒、铜帽、锌皮及各种产品残留物，并分别采用相应的方法予以处理，这种方法简单易行，但使用劳动力多，经济效益差，存在二次污染。

4. 1火法处理技术

干法是在高温下使电池中的金属及其化合物氧化，还原，分解和挥发，冷凝，有效地回收其中的Hg、 Cd等易挥发物。按照回收工艺的不同，干法回收利用技术又可以分为常压冶金法和真空冶金法。

常压冶金法在处理废旧电池时，通常有如下两种方法:（1)在较低温度下加热废旧电池，使Hg挥发后再在较高的温度下回收Zn和其他重金属;（2) 在高温下焙烧废旧电池，使其中易挥发的金属及其

处理。常压冶金法是在大气中进行，空气参与反应，会造成二次污染且能源消耗高。

真空冶金法处理废旧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，从而实现废旧干电池综合回收与利用。在蒸发过程中，蒸气压高的Cd、Hg、Zn等组分进入蒸汽，而Mn、Fe等蒸气压低的组分则留在残液或残渣中，实现了分离。冷凝时，蒸汽相中Hg、Cd、Zn等在不同温度下凝结为固体或液体，实现分步分离回收。目前真空冶金法回收废旧电池研究还比较少，该法与湿法及常压冶金法相比，基本无二次污染，流程短，能耗低，具有一定的经济优势12’8’1()]。

4.2湿法处理技术

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，将分类、破碎分选后的电池粉末浸泡于酸性溶液中，使目标组分溶于酸液中，然后经过过滤，弃去有机电解质及隔膜杂质，调节所得含目标组分的滤液的pH值，将Al、Fe等微量元素以氢氧化物的形式除去。利用化学沉淀、电化学沉积、离子交换或萃取分离的方法使目标组分以纯金属或金属盐的形式得以回收。湿法工艺种类较多，处理所得产品的纯度通常较高，但却具有流程长、污染重、能耗大、生产成本高的缺点⑴，13⑴。

5国内电池处理现状

目前国内使用量最大的电池是锌锰电池’因此国内对废电池的处理主要侧重于锌锰电池。为加强电池产品汞污染的防治工作，保护和改善我国生态环境，自2006年1月1日起，禁止在国内经销汞含量大于电池重量0. 001%的碱性锌锰电池。对于锌锰电池的处理主要采用干、湿法相结合，即焙烧一电解工艺，先将铜帽、碳棒等有用物质从电池中剥离，再将剩下的部分焙烧，产生的尾气经净化处理达到标准后排放。而对于二次电池的处理由于回收量低，经济效益不稳定’尚处于研究阶段，距离实现工业化生产还有一段距离。

6建议

废旧电池回收是一件利国利民的大事，针对我国目前废旧电池回收率低，经济效益不高的现状，提出以下建议：

氧化物挥发’残留物可作为冶金中间物产品或另行 (1)建立完善的废旧电池回收体制，通过制定

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The Recycle and Dispose of Spent Battery in the World

TANG Yan-fen, GAO Hong (Department of Chemistry Project and Env ironment of Shen yang University of Technology) Abstract: The purpose of spent battery recycle was discussed. The current situation of the spent battery recycle at home and abroad was introduced. The recycle methods mainly based on prometallurgical process and hydrometa-lurgical process. Some suggestion to solve the problem of battery recycle was also put forward.

Key words: spent battery; hazard; recycle; dispose; pro m e t allu rg ic al process; hy dro met allu rg ic al process

(上接第49页）

Simply Discussing on Producing Ferramdybdenum and Tungsten Iron Without Furnace

ZHENG Hong

(L iaoning Sci. & Tech. Service Center (f Scientists, Shenyang 110004, China)

Abstract： A new method of smelting Ferromolybdenum and tungsten iron without furnace was introduced from the four aspects of the raw material prepaation, ingredients, smelting operation, smelting recovery ratio improving. The differences of the method between the tungsten iron and the ferromolybdenum were compai'ed. According to the supply of raw materials and alloys market needs, the ferromolybdenum or the tungsten iron with the same set of facilities and manpower could be produced. An practical example illustrated that the method was suitable for the small and medium scale alloy plant.

Key words: smelt without furnace; tungsten iron; ferromolybdenum

法律、对消费者征税、对电池生产厂家纳税、教育、宣传等手段来保证废旧电池的回收。在居民区、学校和公共场所设置废旧电池回收箱,加快普及垃圾的分类回收,建立完善的电池回收运输体系。

(2)对从事废旧电池回收利用的个人和单位实行各种优惠的政策,促进废旧电池回收技术优化改进，开发出适合我国国情的电池回收处理工艺,使之成为真正的环保工艺。

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