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废电池的回收与利用测控技术与仪器 2009-01 班 徐浩 03091376【论文摘要】:废电池含有大量的有色金属,而有色金属是地球上不可再生的宝贵资源。对于废电池的最佳处理办法是再生利用,提取其中的有用成分,将废物变为资源。但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,我国废电池回收利用才刚刚起步,任重道远。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,为此对废电池回收进行分析,指出废电池的危害及回收利用的意义,并总结出目前一些处理废电池的方法,及其电池污染的管理。 【关键词】:废电池;危害;回收;利用;资源价值;污染管理。 【前言】: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。 1、废电池的危害1.1 废电池对人体的危害一节废电池是一颗“炸弹” ,有人这样形容废电池的“杀伤力” ,说是“炸弹”当然是隐形的,它的杀伤力看不见也发不出声,其产生的后果却是严重的,严重一损害人体健康,以至于危急生命。废弃在自然界电池中的汞会慢慢从电池中溢出来,进入土壤或水源,再通过农作物进入人体,损伤人的肾脏。镉渗出污染土地和水体,最终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。镉在人体内极易引起慢性中毒,主要病症是肺气肿、骨质软化、贫血,严重使人体瘫痪。而铅进入人体后最难排泄,它干扰肾功能、生殖功能。1.2 废电池对环境的危害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。目前,我国的废电池几乎都和生活垃圾一起排出;而生活垃圾多以堆肥,焚烧,填埋三种方式处理。当生活垃圾填埋处理时,电池中的重金属可能随滤液一起渗漏出,成为污染土壤和地下水的永久隐患,失去利用价值。在对自然环境威胁最大的几种物质中,电池里就包含了汞、铅、镉等多种,若将废旧电池混入生活垃圾一起填埋,或者随手丢弃,渗出的汞及重金属物质就会渗透于土壤、污染地下水,进而进入鱼类、农作物中,破坏人类的生存环境,间接威胁到人类的健康。有关资料显示:有关资料显示,一节一号电池烂在地里,能使 1 平方米的土壤永久失去利用价值;一粒纽扣电池可使 600 吨水受到污染,相当于一个人一生的饮水量。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。2、废电池的处理与回收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。 2.1 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。2.2 回收利用 2.2.1 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。 2.1.2“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。 2.1.3 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。 3、我国废电池回收利用现状 3.1 废电池回收处理存在的问题 3.1.1 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。 3.1.2 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。 3.1.3 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。 3.2 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。 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。 4、废旧电池回收过程中存在的问题及建议 4.1 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。4.2 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。 4.3 加强宣传力度,增强中国公民的环保意识。 4.4 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。 4.5 回收处理废电池,国家应从政策上给予扶持。【小结】:废旧电池严重污染环境的问题已经被无数的事实所证明,废弃电池对环境的污染已是一个不争的事实,关注电池的回收再利用,发展无污染、无公害的“绿色”化学电源产品已是时代要求和大势所趋,也是电池产品可持续发展的必由之路,同时美化了环境,减少了大气、水、土壤等的污染,很好地保护了人们的身心健康。废旧电池的处理,这不是一个地区或国家的问题,而是全人类面临的共同问题,只有依靠全人类的共同努力,才能创造美好的明天,文明的未来。保护环境、关爱身边的环境,参与废旧电池的回收利用是我们每个人的责任和义务。从身边的小事做起,从回收废旧电池做起,行动起来吧!只要人人都关注环境,将来的世界永远属于我们人类自己。【参考文献】:1 郭立,何深思 废干电池的障碍与对策 环境保护 2002.(4)2 张俊喜等 废电池的危害及回收利用.电池世界 1999.(4)3 张月明 废电池的危害与处理 北京电子大学 2001.(4)20244 延杰 日本废电池在生利用简介 再生资源研究 2000.14(5)5 申立庆 废旧电池的污染与防治 云南环境科学 2004.(23):1641626 戴志群,黄思良 化学废旧电池的环境污染和利用 化学教育出版社,2005(2):4 57 李学明 固体废物处理与资源化 中国环境科学出版社 2005.7
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