《廢舊電池的回收利用》研究性學(xué)習(xí)報(bào)告該課題全體人員一、研究案例的背景：環(huán)境是人類生存和開展的根本條件，是物質(zhì)文明建設(shè)的根底。環(huán)境污染和生態(tài)破壞，工作和生活環(huán)境質(zhì)量惡化，威脅著人民群眾的健康。保護(hù)環(huán)境，實(shí)質(zhì)就是保護(hù)物質(zhì)生產(chǎn)活動持續(xù)穩(wěn)定、協(xié)調(diào)開展的物質(zhì)根底。一粒小小的鈕扣電池可污染600立方米水，相當(dāng)于一個(gè)人一生的飲水量；一節(jié)干電池可污染12立方米水、一立方米土壤，并造成永久性公害……人們在日常生活中，使用過的廢舊干電池，一直沒有得到很好的回收利用，造成了浪費(fèi)，也污染了環(huán)境。其實(shí)，被廢棄的干電池，其鋅殼只損耗了一小局部，二氧化錳也只起了一點(diǎn)氧化的作用，碳粉、石墨棒和銅帽還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有被消耗。如果能加以回收和利用，就具有很好經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。二、研究的目的意義：=1\*GB3①了解原電池的反響原理，初步掌握科學(xué)研究的根本方法；=2\*GB3②了解干電池的根本結(jié)構(gòu)；=3\*GB3③明確廢物分類回收的意義，增強(qiáng)環(huán)保意識。三、研究的主要內(nèi)容：=1\*GB3①查閱資料，明確干電池的根本反響原理，穩(wěn)固原電池原理的相關(guān)知識。=2\*GB3②通過解剖廢干電池，了解干電池的結(jié)構(gòu)，并繪制干電池的結(jié)構(gòu)圖。=3\*GB3③將解剖廢干電池得到的廢物分類回收提純，提高實(shí)驗(yàn)技能，增強(qiáng)環(huán)保意識?；瘜W(xué)電池的原理化學(xué)電源是一種直接把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置，習(xí)慣上稱作電池。電池由正極、負(fù)極、電解質(zhì)、隔膜和容器五個(gè)局部組成，其中最主要的是正極、負(fù)極和電解質(zhì)三個(gè)局部。一般地，電池放電時(shí)，負(fù)極上總是發(fā)生氧化反響，并放出電子；而正極上總是獲得電子，發(fā)生復(fù)原反響。但有些電池的反響，并不都是按氧化復(fù)原反響進(jìn)行，而是以“嵌入—脫嵌〞的方式進(jìn)行。1．構(gòu)成原電池的條件〔1〕電極材料是由活性物質(zhì)與導(dǎo)電極板所構(gòu)成，所謂活性物質(zhì)是指在電極上可進(jìn)行氧化復(fù)原的物質(zhì)。兩電極材料活性不同，在負(fù)極上發(fā)生氧化反響；正極上發(fā)生復(fù)原反響?！?〕電解液：含電解質(zhì)〔3〕構(gòu)成回路。2．原電池正負(fù)極確實(shí)定將銅鋅兩種金屬放在電解質(zhì)溶液中，用導(dǎo)線連接，便構(gòu)成原電池的兩極，如圖1．由于Cu、Zn兩種金屬電勢上下不同，所以存在著電勢差．電子總是從低電勢的極流向高電勢的極．電勢的上下一般可根據(jù)金屬的活潑性確定：金屬越活潑其電極電勢就越低，金屬越不活潑其電極電勢就越高．由于鋅比銅活潑，所以電子總是從鋅極流向銅極．電化學(xué)上把電子流出的極定為負(fù)極，流入的極定為正極．如圖1.所示，鋅為負(fù)極，銅為正極。電極反響：負(fù)極：Zn-2e-→Zn2+正極：2H+＋2e-→H2以上介紹了銅——鋅原電池，我們也可以利用同樣的原理，把其他的氧化復(fù)原反響設(shè)計(jì)成各種不同的電池。在這些電池中，一般都用復(fù)原性較強(qiáng)的物質(zhì)作為負(fù)極，負(fù)極向外電路提供電子；用氧化性較強(qiáng)的物質(zhì)作為正極，正極從外電路得到電子；在電池內(nèi)部，兩極之間填充電解液。放電時(shí)，負(fù)極上的電子通過導(dǎo)線流向用電器，從正極流回電池，形成電流。圖1.銅鋅原電池原理圖2.干電池原理示意圖下面，簡單介紹一種比擬常見的電池——干電池。手電筒中的干電池一般是普通的鋅—錳干電池，它的結(jié)構(gòu)和反響原理如下：鋅—錳電池內(nèi)的主要反響：負(fù)極〔鋅筒〕：Zn-2e-=Zn2+〔氧化反響〕正極〔碳棒〕：2MnO2+2NH4++2e-=Mn2O3+2NH3+H20總反響：Zn+2MnO2+2NH4+=Zn2++Mn2O3+2NH3+H2干電池的外殼是金屬鋅，作負(fù)極，中心碳棒〔石墨〕是正極，碳律周圍由一層紙質(zhì)包裹的黑色物質(zhì)，這是石墨粉和二氧化錳的混合物，紙質(zhì)和鋅殼之間填滿了糊狀白色電解液，其成分是氯化銨、氯化鋅和淀粉糊。干電池放電主要是通過鋅筒上失去電子，而被氧化成Zn2+而進(jìn)入電解質(zhì)溶液中，電解質(zhì)溶液中的NH4+獲得電子被復(fù)原成NH3，從而使燈泡在電子轉(zhuǎn)移的過程中獲得電能而發(fā)光。化學(xué)電池的種類化學(xué)電池：借助于化學(xué)能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置?；瘜W(xué)電池的主要局部是電解質(zhì)溶液，和浸在溶液中的正極和負(fù)極，使用時(shí)將兩極用導(dǎo)線接通，就有電流產(chǎn)生，因而獲得電能?；瘜W(xué)電池放電到一定程度，電能減弱，有的經(jīng)充電復(fù)原又可使用，這樣的電池叫蓄電池，如鉛蓄電池、銀鋅電池等；有的不能充電復(fù)原，稱為原電池，如干電池、燃料電池等。 下面介紹化學(xué)電池的種類： 1．干電池：普通鋅錳干電池的簡稱，在一般手電筒中使用鋅錳干電池，是用鋅皮制成的鋅筒作負(fù)極兼做容器，中央插一根碳棒作正極，碳棒頂端加一銅帽。在石墨碳棒周圍填滿二氧化錳和炭黑的混合物，并用離子可以通過的長纖維紙包裹作隔膜，隔膜外是用氯化鋅、氯化銨和淀粉等調(diào)成糊狀作電解質(zhì)溶液；電池頂端用蠟和火漆封口。在石墨周圍填充ZnCl2、NH4Cl和淀粉糊作電解質(zhì)，還填有MnO2作去極化劑吸收正極放出的H2，防止產(chǎn)生極化現(xiàn)象，即作去極劑，淀粉糊的作用是提高陰、陽離子在兩個(gè)電極的遷移速率。 電極反響為：負(fù)極Zn－2e＝Zn2+正極2＋2e＝2NH3＋H2H2＋2MnO2＝Mn2O3＋H2O 正極產(chǎn)生的NH3又和ZnCl2作用：Zn2+＋4NH3＝[ZnNH34]2+ 干電池的總反響式：Zn＋2NH4Cl＋2MnO2＝ZnNH32Cl2＋Mn2O3＋H2O或2Zn＋4NH4Cl＋2MnO2＝[ZnNH32]Cl2＋ZnCl2＋Mn2O3＋H2O 正極生成的氨被電解質(zhì)溶液吸收，生成的氫氣被二氧化錳氧化成水。干電池的電壓15V—16V。在使用中鋅皮腐蝕，電壓逐漸下降，不能重新充電復(fù)原，因而不宜長時(shí)間連續(xù)使用。這種電池的電量小，在放電過程中容易發(fā)生氣漲或漏液。而今體積小，性能好的堿性鋅—錳干電池是電解液由原來的中性變?yōu)殡x子導(dǎo)電性能更好的堿性，負(fù)極也由鋅片改為鋅粉，反響面積成倍增加，使放電電流大加幅度提高。堿性干電池的容量和放電時(shí)間比普通干電池增加幾倍。2．鉛蓄電池：鉛蓄電池可放電亦可充電，具有雙重功能。它是用硬橡膠或透明塑料制成長方形外殼，用含銻5%～8%的鉛銻合金鑄成格板，在正極格板上附著一層PbO2，負(fù)極格板上附著海綿狀金屬鉛，兩極均浸在一定濃度的硫酸溶液密度為125—128g/cm3中，且兩極間用微孔橡膠或微孔塑料隔開。放電的電極反響為：負(fù)極：Pb＋－2e＝PbSO4↓正極：PbO2＋4H+＋＋2e＝PbSO4↓＋2H2O 鉛蓄電池的電壓正常情況下保持20V，當(dāng)電壓下降到185V時(shí)，即當(dāng)放電進(jìn)行到硫酸濃度降低，溶液密度達(dá)118g/cm3時(shí)即停止放電，而需要將蓄電池進(jìn)行充電，其電極反響為：陽極：PbSO4＋2H2O－2e＝PbO2＋4H+＋陰極：PbSO4＋2e＝Pb＋當(dāng)密度增加至128g/cm3時(shí)，應(yīng)停止充電。這種電池性能良好，價(jià)格低廉，缺點(diǎn)是比擬笨重。放電充電 蓄電池放電和充電的總反響式：PbO2＋Pb＋2H2SO42PbSO4↓＋2H2放電充電 目前汽車上使用的電池，有很多是鉛蓄電池。由于它的電壓穩(wěn)定，使用方便、平安、可靠，又可以循環(huán)使用，因此廣泛應(yīng)用于國防、科研、交通、生產(chǎn)和生活中。 3.銀鋅蓄電池 銀鋅電池是一種高能電池，它質(zhì)量輕、體積小，是人造衛(wèi)星、宇宙火箭、空間電視轉(zhuǎn)播站等的電源。目前，有一種類似干電池的充電電池，它實(shí)際是一種銀鋅蓄電池，電解液為KOH溶液。 常見的鈕扣電池也是銀鋅電池，它用不銹鋼制成一個(gè)由正極殼和負(fù)極蓋組成的小圓盒，盒內(nèi)靠正極盒一端充由Ag2O和少量石墨組成的正極活性材料，負(fù)極蓋一端填充鋅汞合金作負(fù)極活性材料，電解質(zhì)溶液為KOH濃溶液，溶液兩邊用羧甲基纖維素作隔膜，將電極與電解質(zhì)溶液隔開。 負(fù)極：Zn＋2OH－2e＝ZnOH2正極：Ag2O＋H2O＋2e＝2Ag＋2OH 銀鋅電池跟鉛蓄電池一樣，在使用放電一段時(shí)間后就要充電，充電過程表示如下： 陽極：2Ag＋2OH－2e＝Ag2O＋H2O 陰極：ZnOH2＋2e＝Zn＋2OH放電充電 總反響式：Zn＋Ag2O＋H2OZnOH2放電充電一粒鈕扣電池的電壓達(dá)159V，安裝在電子表里可使用兩年之久。4．燃料電池：燃料電池是使燃料與氧化劑反響直接產(chǎn)生電流的一種原電池，所以燃料電池也是化學(xué)電源。它與其它電池不同，它不是把復(fù)原劑、氧化劑物質(zhì)全部貯存在電池內(nèi)，而是在工作時(shí)，不斷地從外界輸入，同時(shí)把電極反響產(chǎn)物不斷排出電池。因此，燃料電池是名符其實(shí)地把能源中燃料燃燒反響的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的“能量轉(zhuǎn)換器〞。燃料電池的正極和負(fù)極都用多孔炭和多孔鎳、鉑、鐵等制成。從負(fù)極連續(xù)通入氫氣、煤氣、發(fā)生爐煤氣、水煤氣、甲烷等氣體；從正極連續(xù)通入氧氣或空氣。電解液可以用堿如氫氧化鈉或氫氧化鉀等把兩個(gè)電極隔開?；瘜W(xué)反響的最終產(chǎn)物和燃燒時(shí)的產(chǎn)物相同。燃料電池的特點(diǎn)是能量利用率高，設(shè)備輕便，減輕污染，能量轉(zhuǎn)換率可達(dá)70%以上。當(dāng)前廣泛應(yīng)用于空間技術(shù)的一種典型燃料電池就是氫氧燃料電池，它是一種高效低污染的新型電池，主要用于航天領(lǐng)域。它的電極材料一般為活化電極，碳電極上嵌有微細(xì)分散的鉑等金屬作催化劑，如鉑電極、活性炭電極等，具有很強(qiáng)的催化活性。電解質(zhì)溶液一般為40%的KOH溶液。 電極反響式為：負(fù)極H22H 2H＋2OH－2e＝2H2O 正極Ｏ2＋2H2O＋4e＝4OH 電池總反響式為：2H2＋Ｏ2＝2H2O 另一種燃料電池是用金屬鉑片插入KOH溶液作電極，又在兩極上分別通甲烷燃料和氧氣氧化劑。電極反響式為：負(fù)極：CH4＋10OH－－8e＝＋7H2O；正極：4H2O＋2O2＋8e＝8OH。電池總反響式為：CH4＋2O2＋2KOH＝K2CO3＋3H2O目前已研制成功的鋁—空氣燃料電池，它的優(yōu)點(diǎn)是：體積小、能量大、使用方便、不污染環(huán)境、耗能少。這種電池可代替汽油作為汽車的動力，還能用于收音機(jī)、照明電源、野營炊具、野外作業(yè)工具等。5．鋰電池：鋰電池是金屬鋰作負(fù)極，石墨作正極，無機(jī)溶劑亞硫酰氯SO2Cl2在炭極上發(fā)生復(fù)原反響。電解液是由四氯鋁化鋰LiAlCl4溶解于亞硫酰氯中組成。它的總反響是鋰與亞硫酰氯發(fā)生反響，生成氯化鋰、亞硫酸鋰和硫。 8Li＋3SO2Cl2＝6LiCl＋Li2SO3＋2S 鋰是密度最小的金屬，用鋰作為電池的負(fù)極，跟用相同質(zhì)量的其它金屬作負(fù)極相比擬，能在較小的體積和質(zhì)量下能放出較多的電能，放電時(shí)電壓十分穩(wěn)定，貯存時(shí)間長，能在2163—3441K溫度范圍內(nèi)工作，使用壽命大大延長。鋰電池是一種高能電池，它具有質(zhì)量輕、電壓高、工作效率高和貯存壽命長的優(yōu)點(diǎn)，因而已用于電腦、照相機(jī)、手表、心臟起博器上，以及作為火箭、導(dǎo)彈等的動力資源。微型電池：常用于心臟起搏器和火箭的一種微型電池是鋰電池。這種電池容量大，電壓穩(wěn)定，能在567℃—711 6．海水電池 1991年，我國首創(chuàng)以鋁─空氣─海水電池為能源的新型電池，用作海水標(biāo)志燈已研制成功。該電池以取之不盡的海水為電解質(zhì)溶液，靠空氣中的氧氣使鋁不斷氧化而產(chǎn)生電流。只要把燈放入海水中數(shù)分鐘，就會發(fā)出耀眼的白光，其能量比干電池高20─50倍。負(fù)極材料是鋁，正極材料可以用石墨。電極反響式為：負(fù)極反響：Al－3e＝Al3+，正極反響：2H2O＋O2＋4e＝4OH。 電池總反響式為：4Al＋3O26H2O＝4AlOH3 7．溴—鋅蓄電池 國外新近研制的的根本構(gòu)造是用碳棒作兩極，溴化鋅溶液作電解液。電極反響式為：負(fù)極反響：Zn－2e＝Zn2+正極反響：Br2＋2e＝2Br 電池總反響式為：Zn＋Br2＝ZnBr28．特種電池

在電池家族中，不經(jīng)化學(xué)反響卻能產(chǎn)生電流的電池也異軍突起。如太陽能電池就是利用晶體硅和非晶體硅為材料制成的一種將太陽能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。這種電池前景廣闊，據(jù)預(yù)測，到21世紀(jì)中期，全世界電力總耗量的20%～30%將由太陽能電池提供。廢舊電池對我們的危害隨著經(jīng)濟(jì)和科技的開展,電池在我們生活中的扮演著越來越重要的角色，使用量也正迅速增加,幾乎滲透到我們生活的每一個(gè)角落,然而這些使用后的廢舊電池卻未能得到妥善的處理,雖然廢舊電池的體積和質(zhì)量都非常小，但它含有多種金屬物質(zhì),如果處理不當(dāng)就會污染到水源、土壤、空氣等,進(jìn)而直接或間接危害到人們的健康,影響人們的正常生活。我們希望通過這次研究性學(xué)習(xí)，讓人們更多的了解廢舊電池的危害和回收狀況。保護(hù)環(huán)境人人有責(zé),希望大家能夠從身邊小事做起,從回收廢舊電池做起,希望政府機(jī)關(guān)(特別是有關(guān)環(huán)保這方面的單位)能夠增強(qiáng)執(zhí)法和宣傳的力度,希望擁有才學(xué)的專家、學(xué)者,擁有財(cái)力的商家共同來關(guān)注廢舊電池的回收狀況,多研究一些處理方法，變害為利。我們知道，個(gè)人的力量也許微缺乏道，但把我們——全人類每個(gè)人的力量聯(lián)合起來，筑成一道環(huán)境的“綠色長城〞，便足以托起一種文明，一種可持續(xù)開展的文明。廢舊電池簡介1.電池的組成：干電池、充電電池的組成成分：鋅皮〔鐵皮〕、碳棒、汞、硫酸化物、銅帽；蓄電池以鉛的化合物為主。舉例：1號廢舊鋅錳電池的組成，重量70克左右，其中碳棒5.2克，鋅皮7.0克，錳粉25克，銅帽0.5克，其他32克。2.電池的種類：電池主要有一次性電池、二次電池和汽車電池。一次性電池包括紐扣電池、普通鋅錳電池和堿電池，一次性電池多含汞。二次電池主要指充電電池，其中含有重金屬鎘。汽車廢電池中含有酸和重金屬鉛。3.電池?cái)?shù)量：DC、MP3等數(shù)碼產(chǎn)品在以超猛的速度開展，而且都在使用著電池，電池的使用量在迅速增加，如果再不付諸行動的話，電池山的現(xiàn)象遲早會發(fā)生。廢舊電池的危害1.廢舊電池的危害性一粒紐扣電池可污染60萬升水，等于一個(gè)人一生的飲水量。一節(jié)電池爛在地里，能夠使一平方米的土地失去利用價(jià)值，所以把一節(jié)節(jié)的廢舊電池說成是“污染小炸彈〞一點(diǎn)也不過分。我們?nèi)粘Ｋ玫钠胀ǜ呻姵兀饕兴嵝凿\錳電池和堿性鋅錳電池兩類，它們都含有汞、錳、鎘、鉛、鋅等各種金屬物質(zhì)，廢舊電池被遺棄后，電池的外殼會慢慢腐蝕，其中的重金屬物質(zhì)會逐漸滲入水體和土壤，造成污染。重金屬污染的最大特點(diǎn)是它在自然界是不能降解，只能通過凈化作用，將污染消除，同時(shí)也由于重金屬容易在生物體內(nèi)積蓄，從而隨時(shí)間的推移到達(dá)一定量之后，產(chǎn)生致畸或致癌變的結(jié)果，最終導(dǎo)致生物體死亡，重金屬對人體產(chǎn)生危害的另一個(gè)途徑是通過食物鏈傳遞。魚蝦吃了含有重金屬的浮游生物后，重金屬在魚蝦體內(nèi)積蓄，人再吃了這樣的魚蝦后，重金屬就會在人體內(nèi)積蓄,到達(dá)一定程度后也會對人的身體產(chǎn)生嚴(yán)重影響。因而廢舊電池的危害主要集中在其中所含的少量的重金屬上金屬種類危害的表現(xiàn)錳過量的錳蓄積于體內(nèi)引起神經(jīng)性功能障礙，早期表現(xiàn)為綜合性功能紊亂。較重者出現(xiàn)兩腿發(fā)沉，語言單調(diào)，表情呆板，感情冷漠，常伴有精神病癥。鋅鋅的鹽類能使蛋白質(zhì)沉淀,對皮膜粘膜有刺激作用。當(dāng)在水中濃度超過10-50毫史/升時(shí)有致癌危險(xiǎn)，可能引起化學(xué)性肺炎。鉛：鉛主要作用于神經(jīng)系統(tǒng)、活血系統(tǒng)、消化系統(tǒng)和肝、腎等器官能抑制血紅蛋白的合成代謝過程，還能直接作用于成熟紅細(xì)胞，對嬰幼兒影響甚大，它將導(dǎo)致兒童體格發(fā)育緩慢，慢性鉛中毒可導(dǎo)致兒童的智力低下。鎳鎳粉溶解于血液，參加體內(nèi)循環(huán)，有較強(qiáng)的毒性，能損害中樞神經(jīng)，引起血管變異，嚴(yán)重者導(dǎo)致癌癥。汞它在這些重金屬污染物中是最值得一提的，這種重金屬，對人類的危害，確實(shí)不淺，長期以來，我國在生產(chǎn)干電池時(shí)，要參加一種有毒的物質(zhì)——汞或汞的化合物，我國的堿性干電池中的汞的含量到達(dá)1-5%,中性干電池為0.025%,全國每年用于生產(chǎn)干電池的汞具有明顯的神經(jīng)毒性,此外對內(nèi)分泌系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)等也有不良影響，1953年，發(fā)生在日本九州島的震驚世界的水俁病事件，給人類敲響了汞污染的警鐘。重金屬污染，威脅著人類的健康，人類如果無視對重金屬污染的控制，最終將吞下自釀的苦果，因此，加強(qiáng)廢舊電池的回收就日顯重要了。2.廢舊電池危害的其他表現(xiàn)：目前世界上生活垃圾主要是衛(wèi)生填埋、燃燒、堆肥和再利用這四種方式，混入生活垃圾的廢舊電池在這四個(gè)過程中的污染作用表達(dá)在：處理方式危害的表現(xiàn)填埋廢舊電池的重金屬通過滲透作用污染水體和土壤燃燒廢舊電池在高溫下，腐蝕設(shè)備，某些重金屬在燃燒爐中揮發(fā)在飛灰中，造成大氣污染；燃燒爐底重金屬堆積，給產(chǎn)生的灰渣造成污染。堆肥廢舊電池的重金屬含量較高，造成堆肥的質(zhì)量下降。再利用一般采用反射爐火冶金法，工藝雖然容易掌握但是回收率只有82%，其余的鉛以氣體和粉塵的形態(tài)出現(xiàn)，同時(shí)冶煉過程中的二氧化硫會進(jìn)入空氣中，造成二次污染，直接危害操作工人的健康。廢舊電池的回收及利用由于資源緊張和治理環(huán)境的需要，世界各國都對廢電池的回收利用予以高度的重視，電池的管理刻不容緩，如何使廢電池資源化和無害化已迫在眉睫。近年來，隨著人們環(huán)保意識的日益加強(qiáng)，一些大中城市開始回收廢電池，在商場、居民區(qū)、學(xué)校等處設(shè)立廢電池回收箱，已初見成效，但尚屬起步。1999年在清華大學(xué)召開的“廢電池環(huán)境管理研討會〞上呼吁國家應(yīng)盡快出臺相應(yīng)的法規(guī)、政策以標(biāo)準(zhǔn)管理。國家環(huán)保總局曾委托清華大學(xué)調(diào)查國內(nèi)廢電池的產(chǎn)量、流向及種類，為制定有關(guān)政策作準(zhǔn)備。廢電池回收利用技術(shù)1．鋅錳干電池①濕法冶金法該法基于Ｚｎ，ＭｎＯ２可溶于酸的原理，將電池中的Ｚｎ，ＭｎＯ２與酸作用生成可溶性鹽進(jìn)入溶液，溶液經(jīng)過凈化后電解生產(chǎn)金屬鋅和電解ＭｎＯ２或生產(chǎn)其它化工產(chǎn)品、化肥等。濕法冶金又分為焙燒—浸出法和直接浸出法。焙燒—浸出法是將廢電池焙燒，使其中的氯化銨、氯化亞汞等揮發(fā)成氣相并分別在冷凝裝置中回收，高價(jià)金屬氧化物被復(fù)原成低價(jià)氧化物，焙燒產(chǎn)物用酸浸出，然后從浸出液中用電解法回收金屬，焙燒過程中發(fā)生的主要反響為：Ｍ＋Ｃ=Ｍ＋ＣＯ↑

Ａ〔ｓ〕→Ａ〔ｇ〕↑

浸出過程發(fā)生的主要反響：Ｍ＋2Ｈ＋=Ｍ２＋＋Ｈ２↑

ＭＯ＋2Ｈ＋=Ｍ２＋＋Ｈ２Ｏ電解時(shí)，陰極主要反響：Ｍ２＋＋2ｅ-=Ｍ(M指金屬)

直接浸出法是將廢干電池破碎、篩分、洗滌后，直接用酸浸出其中的鋅、錳等金屬成分，經(jīng)過濾，濾液凈化后，從中提取金屬并生產(chǎn)化工產(chǎn)品。反響式為：ＭｎＯ２＋4ＨＣｌ=ＭｎＣｌ２＋Ｃｌ２↑＋2Ｈ２ＯＭｎＯ２＋2ＨＣｌ=ＭｎＣｌ２＋Ｈ２ＯＭｎ２Ｏ３＋6ＨＣｌ=2ＭｎＣｌ２＋Ｃｌ２↑＋3Ｈ２ＯＭｎＣｌ２＋ＮａＯＨ=Ｍｎ〔ＯＨ〕２＋2ＮａＣｌＭｎ〔ＯＨ〕２＋氧化劑→ＭｎＯ２↓＋2ＨＣｌ電池中的Ｚｎ以ＺｎＯ的形式回收，反響式如下：Ｚｎ２＋＋2ＯＨ－→ＺｎＯ２－→Ｚｎ〔ＯＨ〕２〔無定型膠體〕→ＺｎＯ〔結(jié)晶體〕＋Ｈ２Ｏ②常壓冶金法該法是在高溫下使廢電池中的金屬及其化合物氧化、復(fù)原、分解和揮發(fā)以及冷凝的過程。方法一：在較低的溫度下，加熱廢干電池，先使汞揮發(fā)，然后在較高的溫度下回收鋅和其它重金屬。方法二：先在高溫下焙燒，使其中的易揮發(fā)金屬及其氧化物揮發(fā)，殘留物作為冶金中間產(chǎn)品或另行處理。濕法冶金和常壓治金處理廢電池，在技術(shù)上較為成熟，但都具有流程長、污染源多、投資和消耗高、綜合效益低的共同缺點(diǎn)。1996年，日本TDK公司對再生工藝作了大膽的改革，變回收單項(xiàng)金屬為回收做磁性材料。這種做法簡化了別離工序，使本錢大大降低，從而大幅度提高了干電池再生利用的效益。近年來，人們又開始嘗試研究開發(fā)一種新的冶金法——真空冶金法：基于廢電池各組分在同一溫度下具有不同的蒸氣壓，在真空中通過蒸發(fā)與冷凝，使其分別在不同溫度下相互別離從而實(shí)現(xiàn)綜合利用和回收。由于是在真空中進(jìn)行，大氣沒有參與作業(yè)，故減小了污染。雖然目前對真空冶金法的研究尚少，且還缺乏相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，但它明顯克服了濕法冶金法和常壓冶金法的一些缺點(diǎn)，因而必將成為一種很有前途的方法。2．鎳鎘電池Ｎｉ－Ｃｄ電池含有大量的Ｎｉ，Ｃｄ和Ｆｅ，其中Ｎｉ是鋼鐵、電器、有色合金、電鍍等方面的重要原料。Ｃｄ是電池、顏料和合金等方面用的稀有金屬，又是有毒重金屬，故日本較早即開展了廢鎳隔電池再生利用的研究開發(fā)，其工藝也有干法和濕法兩種。干法主要利用鎘及其氧化物蒸氣壓高的特點(diǎn)，在高溫下使鎘蒸發(fā)而與鎳別離。濕法那么是將廢電池破碎后，一并用硫酸浸出后再用Ｈ２Ｓ別離出鎘。3．鉛蓄電池鉛蓄電池的體積較大而且鉛的毒性較強(qiáng)，所以在各類電池中，最早進(jìn)行回收利用，故其工藝也較為完善并在不斷開展中。在廢鉛蓄電池的回收技術(shù)中，泥渣的處理是關(guān)鍵，廢鉛蓄電池的泥渣物相主要是ＰｂＳＯ4，ＰｂＯ２，ＰｂＯ，Ｐｂ等。其中ＰｂＯ２是主要成分，它在正極填料和混合填料中所占重量為41％～46％和24％～28％。因此，ＰｂＯ２復(fù)原效果對整個(gè)回收技術(shù)具有重要的影響，其復(fù)原工藝有火法和濕法兩種?；鸱ㄊ菍ⅲ校猓希才c泥渣中的其它組分ＰｂＳＯ4，ＰｂＯ等一同在冶金爐中復(fù)原冶煉成Ｐｂ。但由于產(chǎn)生ＳＯ２和高溫Ｐｂ塵第二次污染物，且能耗高，利用率低，故將會逐步被淘汰。濕法是在溶液條件下參加復(fù)原劑使ＰｂＯ２復(fù)原轉(zhuǎn)化為低價(jià)態(tài)的鉛化合物。已嘗試過的復(fù)原劑有許多種。其中，以硫酸溶液中ＦｅＳＯ4復(fù)原ＰｂＯ２法較為理想，并具有工業(yè)應(yīng)用價(jià)值。硫酸溶液中ＦｅＳＯ４復(fù)原ＰｂＯ２，復(fù)原過程可用下式表示：ＰｂＯ２〔固〕＋2ＦｅＳＯ4〔液〕＋2Ｈ２ＳＯ4〔液〕=ＰｂＳＯ4〔固〕＋Ｆｅ２〔ＳＯ4〕３〔液〕＋2Ｈ２Ｏ此法復(fù)原過程穩(wěn)定，速度快，還可使泥渣中的金屬鉛完全轉(zhuǎn)化，并有利于ＰｂＯ２的復(fù)原：Ｐｂ〔固〕＋Ｆｅ２〔ＳＯ４〕３〔液〕=ＰｂＳＯ４〔固〕＋2ＦｅＳＯ４〔液〕Ｐｂ〔固〕＋ＰｂＯ〔固〕＋2Ｈ２ＳＯ４〔液〕=2ＰｂＳＯ４〔固〕＋2Ｈ２Ｏ復(fù)原劑可利用鋼鐵酸洗廢水配制，以廢治廢。Ｎｉ-ＭＨ電池、新型的鋰離子電池隨著近年手持和電子設(shè)備的開展得到了大量的應(yīng)用。在日本，Ｎｉ-ＭＨ電池的產(chǎn)量，1992年達(dá)1800萬只，1993年達(dá)7000萬只，到2000年已占市場份額的近50%?？梢灶A(yù)計(jì)，在不久的將來，將會有大量的廢Ｎｉ-ＭＨ電池產(chǎn)生。這些廢Ｎｉ-ＭＨ電池的正、負(fù)極材料中含有許多有用金屬，如鎳、鈷、稀土等。因此，回收Ｎｉ-ＭＨ電池是十分有益的，有關(guān)它們的再生利用技術(shù)亦在積極開發(fā)中?？萍加绕涫切畔⒓夹g(shù)的開展，使得世界對電池的需求只會增多而不會減少，隨之造成的電池污染和天然能源的消耗也將大大增加。各種回收利用技術(shù)雖日臻完善但畢竟治標(biāo)不治本。因此科學(xué)家們提出了開展有利于環(huán)境保護(hù)與可持續(xù)開展的新型綠色環(huán)保電池。新型綠色環(huán)保電池是指近年來已投入使用或正在研制開發(fā)的一類高性能、無污染的電池。目前已經(jīng)大量使用的金屬氫化物鎳蓄電池、鋰離子蓄電池、正在推廣應(yīng)用的無汞堿性鋅錳原電池和可充電電池都屬于這一范疇；正在研制開發(fā)的聚合物鋰或鋰離子蓄電池、燃料電池、電化學(xué)貯能超級電容器等也可列入這一范疇。從普萊德創(chuàng)造第一只鉛蓄電池以來，化學(xué)電池已經(jīng)有了140年的歷史，其家族也日益壯大。但是，大量生產(chǎn)電池而造成的資源消耗和廢電池所帶來的環(huán)境污染也是有目共睹的。早在1992年，巴西召開的世界環(huán)境開展大會上通過的21世紀(jì)議程中就已明確提出了可持續(xù)開展的方針。與地球和諧相處，走保護(hù)環(huán)境和可持續(xù)開展的道路，是工業(yè)開展的大勢所趨。加強(qiáng)廢電池的環(huán)境管理：出臺相應(yīng)的法規(guī)政策并不斷完善和開展廢電池回收技術(shù)，擴(kuò)大回收范圍，即使尚無能力處理的也要有相應(yīng)的措施，如填埋處理等?；厥占夹g(shù)應(yīng)朝著降低本錢、盡量防止二次污染的方向開展。同時(shí)走開展新型綠色環(huán)保電池之路：開展高能量、無污染的綠色電池，在制造之初就將環(huán)境污染和資源消耗控制在最小。從而使生產(chǎn)和再生利用形成一個(gè)良性循環(huán)，才能真正做到利于民又無害于民、無害于自然。各個(gè)國家處理方法法國：一家工廠就從中提取鎳和鎘，再將鎳用于煉鋼，鎘那么重新用于生產(chǎn)電池。其余的各類廢電池一般都運(yùn)往專門的有毒、有害垃圾填埋場，這種做法不僅花費(fèi)太大〔例如：在德國填埋一噸廢電池費(fèi)用達(dá)1700馬克〕，而且還造成浪費(fèi)，因?yàn)槠渲猩杏胁簧倏勺髟系挠杏梦镔|(zhì)。瑞士：有兩家專門加工利用舊電池的工廠，巴特列克公司采取的方法是將舊電池磨碎，然后送往爐內(nèi)加熱，這時(shí)可提取揮發(fā)出的汞，溫度更高時(shí)鋅也蒸發(fā)，它同樣是貴重金屬。鐵和錳熔合后成為煉鋼所需的錳鐵合金。該工廠一年可加工2000噸廢電池，可獲得780噸錳鐵合金，400噸鋅合金及3噸汞。另一家工廠那么是直接從電池中提取鐵元素，并將氧化錳、氧化鋅、氧化銅和氧化鎳等金屬混合物作為金屬廢料直接出售。不過，熱處理的方法花費(fèi)較高，瑞士還規(guī)定向每位電池購置者收取少量廢電池加工專用費(fèi)。德國：德國為加強(qiáng)對廢舊電池的管理，實(shí)施了廢舊電池回收管理新規(guī)定。規(guī)定要求消費(fèi)者將使用完的干電池、鈕扣電池等各種類型的電池送交商店或廢品回收站回收，商店和廢品回收站必須無條件接受廢舊電池，并轉(zhuǎn)送生產(chǎn)廠家進(jìn)行回收處理。據(jù)估計(jì)，全球每年有320億節(jié)廢舊電池被丟棄，僅德國平均每人每年就要消耗10節(jié)電池，合計(jì)約30000噸，大量丟棄的廢舊電池對土壤環(huán)境的破壞是嚴(yán)重的。德國環(huán)境部門對于新規(guī)定能否杜絕亂扔廢舊電池的現(xiàn)象，目前還不能肯定，因?yàn)樵诖酥?，廢品回收站和生產(chǎn)廠家一般只回收含鎘、含汞有毒化學(xué)成分的電池，而90％的普通鋅碳電池和鋁鎂電池都被作為生活垃圾填埋或燃燒處理。據(jù)德國環(huán)境部統(tǒng)計(jì)，德國每年回收帶有毒性的鎳鎘電池只有1/3，而2/3的電池被作為生活垃圾處理，每年流入環(huán)境的中的汞約8噸、鎳400噸、鎘400噸。一般來說，要使普通消費(fèi)者在生活中區(qū)分有毒電池或無毒電池并加以處理是困難的，因此新規(guī)定要求商店和廢品回收站擔(dān)當(dāng)起責(zé)任。環(huán)境部的一個(gè)新的思路是對有毒性的鎳鎘電池和含汞電池實(shí)行押金制度，即消費(fèi)者購置每節(jié)電池中含有15馬克的押金，當(dāng)消費(fèi)者拿舊電池來換時(shí)，價(jià)格中可以自動扣除押金。馬格德堡近郊區(qū)正在興建一個(gè)“濕處理〞裝置，在這里除鉛蓄電池外，各類電池均溶解于硫酸，然后借助離子樹脂從溶液中提取各種金屬物，用這種方式獲得的原料比熱處理方法純潔，因此在市場上售價(jià)更高，而且電池中包含的各種物質(zhì)有95%都能提取出來。濕處理可省去分揀環(huán)節(jié)〔因?yàn)榉謷鞘止げ僮?，會增加本錢〕。馬格德堡這套裝置年加工能力可達(dá)7500噸，其本錢雖然比填埋方法略高，但貴重原料不致丟棄，也不會污染環(huán)境。德國阿爾特公司研制的真空熱處理法還要廉價(jià)，不過這首先需要在廢電池中分揀出鎳鎘電池，廢電池在真空中加熱，其中汞迅速蒸發(fā)，即可將其回收，然后將剩余原料磨碎，用磁體提取金屬鐵，再從余下粉末中提取鎳和錳。這種加工一噸廢電池的本錢不到1500馬克。工業(yè)回收方法：國際上通行的廢舊電池處理方式大致有三種：固化深埋、存放于廢礦井、回收利用。工業(yè)回收方法固化深埋、存放于廢礦井如法國一家工廠就從中提取鎳和鎘，再將鎳用于煉鋼，鎘那么重新用于生產(chǎn)電池。其余的各類廢電池一般都運(yùn)往專門的有毒、有害垃圾填埋場，但這種做法不僅花費(fèi)太大而且還造成浪費(fèi)，因?yàn)槠渲猩杏胁簧倏勺髟系挠杏梦镔|(zhì)。2．回收利用〔1〕熱處理瑞士有兩家專門加工利用舊電池的工廠，巴特列克公司采取的方法是將舊電池磨碎，然后送往爐內(nèi)加熱，這時(shí)可提取揮發(fā)出的汞，溫度更高時(shí)鋅也蒸發(fā)，它同樣是貴重金屬。鐵和錳熔合后成為煉鋼所需的錳鐵合金。該工廠一年可加工2000噸廢電池，可獲得780噸錳鐵合金，400噸鋅合金及3噸汞。另一家工廠那么是直接從電池中提取鐵元素，并將氧化錳、氧化鋅、氧化銅和氧化鎳等金屬混合物作為金屬廢料直接出售。不過，熱處理的方法花費(fèi)較高，瑞士還規(guī)定向每位電池購置者收取少量廢電池加工專用費(fèi)。〔2〕“濕處理〞馬格德堡近郊區(qū)正在興建一個(gè)“濕處理〞裝置，在這里除鉛蓄電池外，各類電池均溶解于硫酸，然后借助離子樹脂從溶液中提取各種金屬，用這種方式獲得的原料比熱處理方法純潔，因此在市場上售價(jià)更高，而且電池中包含的各種物質(zhì)有95%都能提取出來。濕處理可省去分揀環(huán)節(jié)〔因?yàn)榉謷鞘止げ僮?，會增加本錢〕。馬格德堡這套裝置年加工能力可達(dá)7500噸，其本錢雖然比填埋方法略高，但貴重原料不致丟棄，也不會污染環(huán)境。〔3〕真空熱處理法德國阿爾特公司研制的真空熱處理法還要廉價(jià)，不過這首先需要在廢電池中分揀出鎳鎘電池，廢電池在真空中加熱，其中汞迅速蒸發(fā)，即可將其回收，然后將剩余原料磨碎，用磁體提取金屬鐵，再從余下粉末中提取鎳和錳。這種加工一噸廢電池的本錢不到1500馬克。前景展望：四、前景展望現(xiàn)在，人們的環(huán)保意識有了很大提高，比方北京、上海等城市已經(jīng)安置了廢電池投放專用桶。相信不久的將來，廢電池回收利用的問題必定會得到很好的解決。三.廢舊電池回收處理技術(shù)(請參考)1、UPS及大容量免維護(hù)鉛酸蓄電池再生保護(hù)補(bǔ)充液2、除化物鉛酸蓄電池3、處理含金屬廢料的方法4、從廢電池中去除和回收汞的方法5、從廢干電池中提取鋅和二氧化錳的方法6、從廢舊鋰電池中回收負(fù)極材料的方法7、從廢鋰離子電池中回收金屬的方法8、從廢鋅錳干電池中提取二氧化錳及鋅的方法9、從廢蓄電池獲取富集物質(zhì)的方法與設(shè)備10、從垃圾中別離出電池、鈕扣電池和金屬的方法和設(shè)備11、從用過的鎳-金屬氫化物蓄電池中回收金屬的方法12、從用過的鎳-金屬氫化物蓄電池中回收金屬的方法213、二次電池的再利用方法14、廢電池處理裝置15、廢電池的無害化生物預(yù)處理方法16、廢電池的綜合利用17、廢干電池的回收利用方法18、廢干電池?zé)o害化回收工藝19、廢舊電池處理方法20、廢舊電池回收處理機(jī)21、廢舊電池回收分解頭22、廢舊電池回收用的真空蒸餾裝置23、廢舊電池鉛回收的方法24、廢舊電池?zé)峤鈿饣紵幚碓O(shè)備及其處理方法25、廢舊電池綜合利用處理工藝26、廢舊干電池的堿性浸出27、廢舊干電池回收處理裝置28、廢舊電池綜合回收處理工藝29、廢舊蓄電池鉛清潔回收方法30、廢舊蓄電池鉛清潔回收技術(shù)31、廢鉛酸蓄電池生產(chǎn)再生鉛、紅丹和硝酸鉛32、廢鉛蓄電池回收鉛技術(shù)33、廢鉛蓄電池泥渣的復(fù)原轉(zhuǎn)化方法34、廢鉛蓄電池熔煉再生爐35、廢蓄電池含鉛物料反射爐連續(xù)熔煉36、廢蓄電池含鉛物料反射爐連續(xù)熔煉的方法37、鎘鎳電池廢渣廢液的治理及利用38、含汞廢電池的綜合回收利用方法39、化學(xué)電源電池的原料及循環(huán)再生利用技術(shù)40、回收電池、特別是干電池的方法41、回收密封型電池的部件的方法和設(shè)備42、金屬-空氣電池的廢料回收裝置43、浸出法回收干電池44、凈化處理廢舊電池或含汞污泥的組合物及其處理方法45、垃圾廢電池及重金屬分選裝置46、鋰電池工業(yè)廢氣處理中N-甲基吡咯烷酮的回收工藝47、鋰離子二次電池正極邊角料及殘片回收方法48、鎳鎘廢電池的綜合回收利用方法49、鎳氫二次電池正負(fù)極殘料的回收方法50、鉛酸蓄電池回生源及生產(chǎn)方法51、鉛酸蓄電池失效的再生技術(shù)52、去除廢鉛蓄電