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废电池的回收利用略析
2012-04-19   来源:互联网络   点击:

人们日常使用的电池是靠化学作用,通俗的讲就是靠腐蚀作用而产生电能的。电池主要有一次性电池、二次电池和汽车电池。一次性电池包括纽扣电池、普通锌锰电池和碱电池,一次性电池多含汞。二次电池主要指充电电池,其中含有重金属镉。汽车废电池中含有酸和重金属铅。 废电池看上去很不起眼,可是害处却很大。

一、电池的危害及污染途径

电池产品对环境的危害主要是酸、碱等电解质溶液和重金属的污染。不同类型的电池污染物也不同。

一般来说,电池中的有害物质主要有Zn、Hg、Ni、Pb等重金属,铅蓄电池中的H2S04;各种碱性电池中的KOH和锂电池中的IiPP6电解液等。Hg及其化合物,特别是有机汞化物,具有极强的生物毒性、较快的生物富集速率和较长的脑器官生物半衰期。Cd易在动植物体内富集,影响动植物的生长,具有很强的毒性。Pb对人的胸、肾脏、生殖、心血管等器官和系统产生不良影响,表现为智力下降、肾损伤、不育及高血压等。Zn,Ni的毒性相对较小,但超过一定浓度范围时,会对人体产生不良影响和危害。废旧电池中的酸、碱电解质溶液会影响土壤水系的pH值,使土壤和水系酸性化或碱性化。电池的组成物质在使用过程中,被封存在电池壳内部,并不会对环境造成影响。但经过长期机械磨损、腐蚀,使内部重金属、酸碱等泄漏出来进入土壤或水源,就会通过各种途径进入人的食物链:

电池→土壤→微生物→动物循环

粉末→农作物→食物→人体→神经→沉积发病

其他→水源→植物→食品→消化

生物从环境中摄取的重金属可以经过食物链的生物放大作用,逐渐在较高级的生物中成千上万地富积,然后经过食物进入人的身体,在某些器官中造成慢性中毒,日本曾出现过的水病就是汞中毒。

有关资料显示: 一节电池产生的有害物质能污染 60 万升 水, 等于一个人一生的饮水量:一节烂在地里的一号电池能吞噬一平方米土地,并可造成永久性公害。 据估计,全球每年约有 320 亿节废旧电池被丢弃,而中国每年要消耗这样的电池 70 亿只……其危害之大不能不令人触目惊心!废电池的回收势在必行。

二、废电池的回收利用

废电池并不是仅给人类带来危害,它里面还蕴含着很多资源。例如纽扣电池含有锂、锰、银等稀有金属;铅蓄电池中含有铅;手机电池中含有镉,这些物质回收价值很高。现已有工厂开始进行这方面的回收、提取工作。另外在普通干电池中还含有锌、铜、锰粉等资源。有人算了一笔帐以全国每年生产100亿只电池计算,全年消耗15.6万吨锌,22.6万吨二氧化锰,2080吨铜,2.7万吨氯化锌,7.9万吨氯化铵,4.3万吨碳棒。废电池中的有色金属是宝贵的自然资源,如果能将废电池回收再利用,不仅可以减少我们对生存环境的破坏,也可以节约资源。

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

如法国一家工厂就从废电池中提取镍和镉,再将镍用于炼钢,镉则重新用于生产电池。 其余的各类废电池

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)热处理

瑞士有两家专门加工利用旧电池的工厂,巴特列克公司采取的方法是将旧电池磨碎后送往炉内加热,这时可提取挥发出的汞,温度更高时锌也蒸发,它同样是贵重金属。铁和锰熔合后成为炼钢所需的锰铁合金。该工厂一年可加工2000吨废电池,可获得780吨锰铁合金,400吨锌合金及3吨汞。另一家工厂则是直接从电池中提取铁元素,并将氧化锰、氧化锌、氧化铜和氧化镍等金属混合物作为金属废料直接出售。不过,热处理的方法花费较高,瑞士还规定向每位电池购买者收取少量废电池加工专用费。

(2)"湿处理"

马格德堡近郊区正在兴建一个"湿处理"装置,在这里除铅蓄电池外,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,因此在市场上售价更高,而且电池中包含的各种物质有95%都能提取出来。湿处理可省去分拣环节(因为分拣是手工操作,会增加成本)。马格德堡这套装置年加工能力可达7500吨,其成本虽然比填埋方法略高,但贵重原料不致丢弃,也不会污染环境。

(3)真空热处理法

德国阿尔特公司研制的真空热处理法还要便宜,不过这首先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。这种加工一吨废电池的成本不到1500马克。

以上提到的多是国外处理废旧电池的方法,由于废电池造成的环境问题在我国一直没有引起高度重视,因此,废电池的再生利用、处理处置技术的研究开发几乎等于零,只有少数几个单位在这方面刚刚起步,国内目前非常缺乏先进成熟的废电池处理技术。除了汽车用的铅酸蓄电池被回收利用了之外,其它种类的废电池几乎都是"一扔了之"。

三、我国废电池回收利用现状

㈠ 废电池回收处理存在的问题

1. 回收难。目前大多数国人还不具备自觉回收废旧电池的环保素质。

2. 处理难。仅回收,没有处理和再利用的措施。废弃电池处理技术还没有根本解决,这也是一个世界难题,特别是一次电池,原材料品种太多,增加了处理难度。

3. 经济效益差。废弃电池回收处理作为一个产业发展是一项复杂的工程,除了在技术上和管理上可行外,还必须在经济上可取。

㈡ 废电池回收处理情况

目前国内使用最多的工业电池铅蓄电池,其污染物主要为铅和硫酸,这类电池由于原材料单一,且多为大型电池,处理较方便,占电池总成本50%以上的铅 (铅化合物)可以重新回炉提炼,外壳多为塑料,也可再生,均具有较高的利用价值,该系列电池的回收已成为商(厂)家的自觉行动,废电池的再生基本不存在技术问题。我国已有一百多家企业,虽然从事再利用的厂家较多,但专业工厂较少,大多是小型和土法冶炼厂和电池生产厂。这些厂一般只再生价值高的铅,对废酸(含铅的盐)、铅泥等利用价值不高的则弃入环境(一些专业从事废品回收的商业部门也只回收铅和塑料)。在再生铅过程中,由于技术落后,还会产生二次污染,如大量SO2和铅蒸汽排入大气中污染空气,处理后的灰渣富集大量重金属,作垃圾处理,污染土壤。

小型二次电池目前使用较多的有镉镍、氢镍和锂离子电池。使用总量只有几亿只,且大多数体积较小,废弃电池再利用价值较低,一般作为生活垃圾处理。

民用干电池是目前使用量最大、也是最分散的电池产品,国内年消费量近80亿只。主要有锌锰和碱性锌锰两大系列,还有少量的锌银、锂电池等品种。由于使用分散,回收难以管理,废弃电池再生成本较大。加上目前还缺少科学、经济的处理方法,废弃电池一般也作为生活垃圾处理。

国外对废旧充电电池普遍采取回收再利用的方式处理,而对于废旧干电池,主要还是集中填埋。一些国家有干电池的处理工厂,但因处理成本过高,效益均不好,要靠政府补贴。我国的情况,目前填埋仍是最好的方式。回收技术应朝着降低成本、尽量避免二次污染的方向发展。同时走发展新型绿色环保电池之路:发展高能量、无污染的绿色电池,在制造之初就将环境污染和资源消耗控制在最小。从而使生产和再生利用形成一个良性循环,才能真正做到利于民又无害于民、无害于自然。

四、废旧电池回收过程中存在的问题及建议

① 电池回收后无法处置,一般都采用堆放。堆放过程中电池有可能泄漏或有毒物质扩散。

② 由于电池的种类繁多,假冒产品多,也给电池回收带来了困难,有的电池是含汞电池,有的是含镉电池,有的以氯化铵为电解液,而有的则以氯化锌为电解液,因此建议生产厂家用统一的标准标识电池的种类及内含的主要成份,以便回收利用。

③ 加强宣传力度,增强中国公民的环保意识。

④ 加强高性能环保型电池的开发,实现普通民用电池的无汞化。

⑤ 回收处理废电池,国家应从政策上给予扶持。

编辑:华聚新能

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