鉅大LARGE | 點擊量：1110次 | 2019年03月28日
濕法綜合回收廢干電池的必要性和工藝
綜合回收近年來，各類小型電器如收音機、錄音機、電動玩具，以及鄉村常用的手電筒的廣泛使用，帶來了大量的廢干電池，隨處可見，其數量驚人。大量的廢干電池作為生活垃圾遺棄，不僅是資源的浪費，而且由于電池中含有大量的重金屬元素如鎘汞等也給環境造成嚴重的污染。因此，廢干電池的回收利用是現代文明生活中的一個不可缺少的組成部分。
干電池的組成和結構干電池的種類很多，根據負極的化學組成成分，可分為鋅電池、鎂電池、鋁電池、鋰電池、銀電池等；根據電解質的酸堿性又分為酸性電池和堿性電池；根據電化學反應的對極分為鋅-錳、鋅-空氣、鎂-錳、鋁-空氣、銀-空氣等電池；根據外形分為圓柱形電池、塊形電池、片形電池、紐扣電池等；根據電化學的可逆性，分為充電電池（可逆）和一次性電池（不可逆），等等。在日常生活中消耗最大的電池是圓柱形的鋅-錳一次性電池（又名勒克朗謝電池），即常見的手電筒，電動玩具所用電池。本文工藝就是針對此類廢干電池而設計的，該類電池私結構組成如所示w.其主要結構件的材質成分如下：金屬蓋排氣孔墊片空氣室瀝青密封層支撐墊片碳包（電芯）正極集流體（碳棒）負極（鋅筒）外套pi離層絕緣杯狀物金屬底圓柱形鋅-錳干電池剖面圖金屬蓋：通常為黃銅或鍍錫鋼板。
排氣孔墊片：由塑科制成。
瀝青密封層：由瀝青組成。
支撐墊片：硬紙板或塑料制成。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
及少量的阻蝕劑Hg或HgCh、有機表面活性劑組成。
正極集流體（碳棒）：由石墨制成。
負極（鋅筒）：含有少量的鎘或鉛的鋅。，（8）外套：用于使金屬層與外界隔離，常見組成為紙、塑料、聚酯薄膜、涂有瀝青襯里的紙板，部分種類電池還有金屬殼。
隔離層：由凝膠化的漿糊或涂有谷物漿糊（或其它凝膠劑）的紙板制成。
絕緣杯狀物：涂有瀝青襯里紙板或塑料制成。
金屬底：通常為黃銅或鍍錫鋼板。
工藝路線在進入回收工藝之前，根據重量把酸性電池（較輕）與堿性電池（較重）進行粗略分離。
機械粉碎機械粉碎的目的是使電池的外殼及金屬殼破裂，以便酸浸液進人電池內部，但粉碎不破壞碳棒、排氣孔墊片和金屬蓋。本實驗中設計了專用粉碎機。
三次酸浸機械粉碎后的酸性干電池，直接使用二次酸浸分離液進行浸溶，使含有較高鋅濃度的二次酸浸液的濃度進一步提k，降低溶液的酸度；同時保證在浸溶過程中含有過剩的金屬鋅，使酸浸溶液中較鋅不活潑的金屬，如汞、鐵等被置換出來，有利于三次酸浸液的電解。懸浮物為電池的紙、塑料等，打撈回收。
二次酸浸二次酸浸的溶液來源于一次酸浸液，目的是使電池的金屬鋅進一步溶解。
一次酸浸一次酸浸的溶液來源于電解后的電解液，并加硫酸（98%）使其酸度保持在10%（wt），最少不低于8%，該濃度可使電池中的鋅完全溶解，且不會附著在碳棒，碳粉上。酸浸也可以采用其它酸，如鹽酸、硝酸等，但必須設計相應的電解工藝，采用硫酸可使用傳統的電解鋅工藝。如果采用副產酸或含酸廢液，該工藝生產成本將大大降低。每次酸浸時間至少在24h以上。
分離工藝中的所有分離步驟都是待浸出液澄清后，將澄清的浸出液移至下一步工藝處理。
水洗、分類回收一次酸浸后的殘留渣主要是碳棒、碳粉、排氣孔墊片、金屬蓋及少量的泥。經分類回收后，完整的碳棒、金屬蓋、排氣孔墊片等可直接返回電池生產商使用。碳粉及泥中含有其它金屬及余屬鹽如汞、化汞、結晶氯化銨等，甚至會有貴金屬，根據其組成不同，采用不同的處理方法將它們進一步分離。最簡單的方法是將碳粉、汞或氯化汞、氯化銨，與新加入的化鋅按特定電池的碳包組成進行組分比例調整或補充，用于電池生產（7）鐵磁分離由于部分電池的外金屬蓋是鐵制的，通過鐵磁場，使其從酸浸液中直接分離。
pH值調整三次酸浸后的溶液的pH值仍較酸性，通過加人已粉碎的酸、堿電池進一步降低溶液的酸性直至符合電解所需酸度，同時進一步提高了溶液中的鋅含量。
過濾將調整后的浸出液經三層以上防酸濾布或濾紙進行過濾，濾渣返至三次酸浸，濾液用于電解。
電解三次酸浸過程中由于鋅過量，使酸浸溶液中較鋅不活潑的金屬，如汞、鐵等被置換出來。過濾后酸浸液含有Zn2+、NH4+、Cl-、SO〗―等離子，大量的NH4+離子有利于提高溶液的導電能力，從而有利于提高溶液覆蓋能力，對電解過程無不利影響，但要防止銨鹽在低溫時的結晶析出。傳統的電解工藝或電鍍工藝，在過濾液中加人電解添加劑及其它輔助試劑后，即可進行電解。陽極通常采用碳板，套有防酸型陽極布套，用以收集陽極析出物二氧化錳。若用鉑板作陽極，則二氧化錳的純度較高，可達99.9%.陰極為母板鋅，溶液中的鋅離子通過陰極還原沉積在母板鋅上使其加厚加重，其純度在98%以上。當電解液的濃度下降至電沉積困難或效率較低時，電解液返至一次酸浸。
結論本工藝經過一個月的實驗驗證，處理廢干電池lkg，得到電解鋅2.784kg（純度為98.6%），二氧化錳0.4841kg（純度為96.3%，折合錳0.375kg），鐵1.081kg.碳棒，排氣孔墊片，金屬蓋合重4.037kg，碳粉和渣泥約3kg.可見本工藝有效地綜合處理了廢干電池，且整個工藝為循環作業，無三廢，具有較強的實用性。
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