化学废旧电池回收与综合利用探究

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1、化学废旧电池回收与综合利用探究　　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。关键词：废旧电池；回收；利用收稿日期：20130510作者简介：谢诃（1985—），男，广西南宁人，助理工程师，主要从事危险废物利用技术方面的研究工作。中图分类号：TM912文献标识码：A文章编号：16749944（2013）070210041引言15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

2、了国内外学术界探讨的热点[2～11]，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

3、.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。15一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

4、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

5、、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

6、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15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。

7、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

8、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，