废干电池湿法综合回收工艺.pdf

废干电池湿法综合回收工艺 苏永庆王宇飞江立周文平 云谢嫦范大紧毪学幕，琵确帝，6 5 0 0 9 2 擒要本文设诗了～套全显法融漫囊干毫讹棒} 一锰一擞性千电拽 簿耱环回收t 芑。无 三窟污染，可回收蓟电解锌f 蟪度辩％ 、避解二氧诧键 纯度靳％，，以爱可再盎秽用柏电她繇辑穰 棒、碳黑．其它盘腐等． 美麓词干电池湿涨处理；综鲁捌收 近年来，各类小型电器如收音机、渌音 觐、邂动囊嚣。鞋及乡毒寸零惩趣手电蔼瓣广 泛使用，带米了大鬣的废干电池，照娅可 见，其数量惊人。大量的废干电池作为生活 莲羧遗弃。不仅是资潦鼢浪费，褥置盘予电 池中含有大髓的重金属元素如铺汞等也焓环 境造成严重的污染。疆此，废午电渣的蠲收 和带是现代支曝生活中的一个不可缺步的组 成部分。 l于电’懑的盔威和结稳 于电池的种类报雾，根据负极的化学组 磺成分，可芬为锌毫漉、镁电涟、铝电潺、键 电池、银电池等；根据电解质的酸碱性义分 为羧蝗毫池靼骧瞧电滤；壤据电诧学反菠妁 对扳分为锌一锰、锌一空气、镁一镟，铝 一空气，银～空气等电池；根据外形分为圆 毪形电灌、块形电渣，冀影毫涟，缓翔逛涎 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 生活中消耗量最大的电池鼹圆柱形的锌 一锰一次性电池 又名勒克朗埘电池 ，即常 冕的手奄赘，电饕磊懿茨用电漶。奉文_ ￡艺 就是针对此娄废干电池而设计的，该类电池 的结构组成如图l 掰永。’。其主要结构件的 靖蕨成分如下 金属蒜 捧气强垫_ } } 空气巍 枥青密封层 支撑浆冀 碳包 电芯 正极集漉体碳梓 壹投￡锌篾 卦套 隔离斌 绝缘杆 状物 盎羼瘫 图1圆柱} l 蓦锌一锰千电池剖藤圈 1 垒藩盖避常为黄铜凌镀锈铜板。 2 排气孔垫片由塑料制成， 3 澎毒密封鼹壹沥青组成。 4 支撑垫片硬纸板或塑料制成。 5 碳包 电芯 由电解液 N H , C 1 、 Z n C l 2 ，H l O 嚣瓣瀑翡M n 0 3 耱和璇耪，戳 及少量的阻蚀剂H g 或H g C l ．, 、有机表面活 性剂组成。 f 6 馐极集流俸 碳棒 由石鬟镧成。 7 负极 锌筒 含有少量的镉或铅的 锌。 8 外套用于使金属聪与外界隔离，常 见组成为纸，塑料、聚醇薄膜、滦有坜肯衬里 的纸板，部分种类沌淹还霄盘属壳。 万方数据 1 6 9 隔离瑶由凝胶纯豹浆糊或涂有备耪 浆糊 或旗它凝胶剂 的纸板制成。 1 0 绝缘柘状物涂有沥青衬里纸扳或 錾耨翱簸。 1 i 盎属底通常为黄铜或镀锡钢板。 2 工艺路线 在避人回收工艺之前，根据重量把酸性 电池 较轻 与碱性电池 较重 避行粗略分 离。 广 添丽 _ ] ■一 r 三嚣i E i 门 糟碎敢、碱干电洼 蚕圣L 辜 }， 祝淀揸悬莓渣r 聂疆■] I 渣 ‘ 回收 l 返三扶酿橙 E 犟豳草 ll | 竺矍} ． 堡塑| 垒鳖。b 皇鳖篓 l 逼三擞馥寝 0‘ 迸一敬酸浸 渣 丁 F 忑剐一酸 ] 一 l 铁磁性分离卜 镁 lf 回收 [ 翌互卜 鲎鎏 l{ 运 改酸浸 渣 ■厂 匝亟圈 1 机摭粉碎机械粉碎的目的是使电 池的外壳及金属壳破裂，以便酸浸液进人取 遣蠹器，懿耱碎不璇嚣碳辖，捧气毪垫冀葶睡 金属盖。本实验中设计了专用粉碎机。 2 三状酸浸机械粉碎后的酸性千电 渣，壹技接罔二凌酸授分离滚避荦亏浸溶，嫠 吉有较高裤浓度的二次酸程液柏浓度避一步 提高，降低溶液的酸度；同时保诋在浸溶过 程中含蠢避利的金爝锌，使酸搜溶渡中较镣 不滔浚盼金属，韧泵，铁等装餐换出来，裔辆 于三伏酸浸液的电解，悬浮物为电池的纸、 塑料簿，打捞回收。 3 二次餮澄二次酸浸静溶液采繇予 一次峻浸液，目的是使电池的金属锌避一步 溶解。 4 一次酸漤一次酸浚豹溶菠寒源子 电解讳后的电解液，并加硫酸 9 8 ％ 使英酸 度保持在1 0 ％ w t l ，最少不低于8 ％，该浓度 可霞曦缝孛的镑宠垒溶绥，最不会瓣饕在 酸棒，碳耪上。酸缦也可以袋用其它酸，如 盐酸、硝酸等，但必须设计相应的电解工 艺，幕用硫酸可使用传统的电解锌工艺。如 果栗粥尉产酸或禽酸废液，谈工艺生产戚卒 将大大降低。每次酸浸时间至少在2 4 h 以 上。 5 努离工艺孛的联蠢分离步臻都燕 待浸出液澄清后，将澄清的浸出液移至下一 步工熬处理。 蛰永洼，分类嚣收一凌酸浸嚣的残謦 渣主凝是碳棒、碳粉、排气孔魏片、金属盏及 少量的泥。经分类回收后，究整的碳棒、盒 羼盖、撵气魏垫片等可壹接遨露逛涟生产囊 使用。碳粉及混中宙有其它盘属及金属捻如 汞、氯化汞、结晶氯化铵等，甚至会有贵金 属，掇攮其组成不周，采用举围曲处理方法 将它稍避一步分离。最箍革的方法是将碳 粉、求或氯化汞、黎c 化铵，与新加入的氯化锌 按特定电池的碳收蠼成进行缀分比倒调擞或 眷充，糟于毫渣生产。 7 铁磁分离由于部分电池的外焱属 盖是铁翩的，通过铁磁场，使其从酸浸液中 直接努鹰。 8 p H 值调箍三次酸浸后的溶液的 p H 值仍较酸性，通过加人已粉碎的酸、碱电 涟遴一步降低溶渡静酸性壹鬟符合电瓣疆器 酸度，间时进一步提高了溶液中的锌含赞， 9 过滤将调整后的浸出液经三脬以 上游酸滤泰或滤娥进行过撼，滤渣返至三次 万方数据 7 酸浸，滤液用于电解。 10 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 Z n “、N H “、C I 一、s 0 2 0 一等离子，大量的 N H “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。参考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9 9 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9 8 ％以上。当电解液的浓度 F 降至电沉积困难或效率较低时，电解液返 至一次酸浸。 3结论 本工艺经过一个月的实验验证，处理废 干电池1 0 k g ，得到电解锌2 ．7 8 4 k g 纯度为 9 8 ．6 ％ ，二氧化锰04 8 4 1 k g 纯度为9 6 ．3 ％， 折合锰03 7 5 k g ，铁10 8 l k g 。碳棒，排气孔 垫片，金属盖合重40 3 7 k g ，碳粉和渣泥约 3 k g 。可见本工艺有效地综台处理了废干电 池，且整个工艺为循环作业，无三废，具有较 强的实用性。 参考文献 国营七五五厂翻译出版组．实用电池手册．1 9 8 7 万方数据