湿法综合回收废干电池的必要性和工艺-瑞达国际集团

　　湿法综合回收废干电池的必要性和工艺

　　综合回收近年来，各类小型电器如收音机、录音机、电动玩具，以及乡村常用的手电筒的广泛使用，带来了大量的废干电池，随处可见，其数量惊人。大量的废干电池作为生活垃圾遗弃，不仅是资源的浪费，而且由于电池中含有大量的重金属元素如镉汞等也给环境造成严重的污染。因此，废干电池的回收利用是现代文明生活中的一个不可缺少的组成部分。

　　干电池的组成和结构干电池的种类很多，根据负极的化学组成成分，可分为锌电池、镁电池、铝电池、锂电池、银电池等;根据电解质的酸碱性又分为酸性电池和碱性电池;根据电化学反应的对极分为锌-锰、锌-空气、镁-锰、铝-空气、银-空气等电池;根据外形分为圆柱形电池、块形电池、片形电池、纽扣电池等;根据电化学的可逆性，分为充电电池(可逆)和一次性电池(不可逆)，等等。在日常生活中消耗最大的电池是圆柱形的锌-锰一次性电池(又名勒克朗谢电池)，即常见的手电筒，电动玩具所用电池。本文工艺就是针对此类废干电池而设计的，该类电池私结构组成如所示w.其主要结构件的材质成分如下：金属盖排气孔垫片空气室沥青密封层支撑垫片碳包(电芯)正极集流体(碳棒)负极(锌筒)外套pi离层绝缘杯状物金属底圆柱形锌-锰干电池剖面图金属盖：通常为黄铜或镀锡钢板。

　　排气孔垫片：由塑科制成。

　　沥青密封层：由沥青组成。

　　支撑垫片：硬纸板或塑料制成。

　　及少量的阻蚀剂Hg或HgCh、有机表面活性剂组成。

　　正极集流体(碳棒)：由石墨制成。

　　负极(锌筒)：含有少量的镉或铅的锌。，(8)外套：用于使金属层与外界隔离，常见组成为纸、塑料、聚酯薄膜、涂有沥青衬里的纸板，部分种类电池还有金属壳。

　　隔离层：由凝胶化的浆糊或涂有谷物浆糊(或其它凝胶剂)的纸板制成。

　　绝缘杯状物：涂有沥青衬里纸板或塑料制成。

　　金属底：通常为黄铜或镀锡钢板。

　　工艺路线在进入回收工艺之前，根据重量把酸性电池(较轻)与碱性电池(较重)进行粗略分离。

　　机械粉碎机械粉碎的目的是使电池的外壳及金属壳破裂，以便酸浸液进人电池内部，但粉碎不破坏碳棒、排气孔垫片和金属盖。本实验中设计了专用粉碎机。

　　三次酸浸机械粉碎后的酸性干电池，直接使用二次酸浸分离液进行浸溶，使含有较高锌浓度的二次酸浸液的浓度进一步提k，降低溶液的酸度;同时保证在浸溶过程中含有过剩的金属锌，使酸浸溶液中较锌不活泼的金属，如汞、铁等被置换出来，有利于三次酸浸液的电解。悬浮物为电池的纸、塑料等，打捞回收。

　　二次酸浸二次酸浸的溶液来源于一次酸浸液，目的是使电池的金属锌进一步溶解。

　　一次酸浸一次酸浸的溶液来源于电解后的电解液，并加硫酸(98%)使其酸度保持在10%(wt)，最少不低于8%，该浓度可使电池中的锌完全溶解，且不会附着在碳棒，碳粉上。酸浸也可以采用其它酸，如盐酸、硝酸等，但必须设计相应的电解工艺，采用硫酸可使用传统的电解锌工艺。如果采用副产酸或含酸废液，该工艺生产成本将大大降低。每次酸浸时间至少在24h以上。

　　分离工艺中的所有分离步骤都是待浸出液澄清后，将澄清的浸出液移至下一步工艺处理。

　　水洗、分类回收一次酸浸后的残留渣主要是碳棒、碳粉、排气孔垫片、金属盖及少量的泥。经分类回收后，完整的碳棒、金属盖、排气孔垫片等可直接返回电池生产商使用。碳粉及泥中含有其它金属及余属盐如汞、化汞、结晶氯化铵等，甚至会有贵金属，根据其组成不同，采用不同的处理方法将它们进一步分离。最简单的方法是将碳粉、汞或氯化汞、氯化铵，与新加入的化锌按特定电池的碳包组成进行组分比例调整或补充，用于电池生产(7)铁磁分离由于部分电池的外金属盖是铁制的，通过铁磁场，使其从酸浸液中直接分离。

　　pH值调整三次酸浸后的溶液的pH值仍较酸性，通过加人已粉碎的酸、碱电池进一步降低溶液的酸性直至符合电解所需酸度，同时进一步提高了溶液中的锌含量。

　　过滤将调整后的浸出液经三层以上防酸滤布或滤纸进行过滤，滤渣返至三次酸浸，滤液用于电解。

　　电解三次酸浸过程中由于锌过量，使酸浸溶液中较锌不活泼的金属，如汞、铁等被置换出来。过滤后酸浸液含有Zn2+、NH4+、Cl-、SO〗―等离子，大量的NH4+离子有利于提高溶液的导电能力，从而有利于提高溶液覆盖能力，对电解过程无不利影响，但要防止铵盐在低温时的结晶析出。传统的电解工艺或电镀工艺，在过滤液中加人电解添加剂及其它辅助试剂后，即可进行电解。阳极通常采用碳板，套有防酸型阳极布套，用以收集阳极析出物二氧化锰。若用铂板作阳极，则二氧化锰的纯度较高，可达99.9%.阴极为母板锌，溶液中的锌离子通过阴极还原沉积在母板锌上使其加厚加重，其纯度在98%以上。当电解液的浓度下降至电沉积困难或效率较低时，电解液返至一次酸浸。

　　结论本工艺经过一个月的实验验证，处理废干电池lkg，得到电解锌2.784kg(纯度为98.6%)，二氧化锰0.4841kg(纯度为96.3%，折合锰0.375kg)，铁1.081kg.碳棒，排气孔垫片，金属盖合重4.037kg，碳粉和渣泥约3kg.可见本工艺有效地综合处理了废干电池，且整个工艺为循环作业，无三废，具有较强的实用性。