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17年專注鋰電池定制

廢舊電池回收及廢舊電池的處理相關知識

來源:鉅大LARGE    2019-08-08    點擊量:61

廢舊電池回收及廢舊電池的處理相關知識


廢舊鉛酸電池回收利用


自從19世紀五十年代由法國人發明以來,在汽車等方面得到了廣泛應用,鑒于鉛的毒害和它體大而易回收,故較早即再生利用。經不斷改進和完善后,九十年代初采用的再生工藝技術如下:


解體,將硫酸放出后單獨回收,將機殼用破碎機解體,用比重法選出塑料后,再分為極板、板柱、電池槽和蓋等。


分類,將除去塑料的含鉛部件破碎至(60mm的小塊后分為4類:(a)鉛粉,占重量的64%,含pb占總量的約70%;(b)鉛泥,占5%,含pb約3%;小塊鉛合金,占7%,含pb約26.5%;(d)鉛渣,占14%,含pb約0.5%。


再生,將(a)和制鉛廠的煙塵一并處理,制成含銻1.7%~1.9%的電池用軟鉛再生利用;將(b)供轉爐處理;將作金屬配料;將(d)填埋處理。


目前回收利用率已達90%~95%,主要原因如下:


結構單一,含鉛量大易回收;耐蝕性能好,易作為金屬再生利用;已建立起完善的回收和再生處理系統;治煙容易,即使混入銻亦可作電池用軟鉛利用。下一步是穩定提高回收率和改善回收過程中硫酸和鉛塵的污染。


廢舊鎳氫電池回收意義與廢鎳氫電池回收技術
廢舊鎳氫電池回收的意義:


鎳氫電池雖然不含對環境產生嚴重污染的鎘、汞、鉛等重金屬離子,但是廢舊鎳氫電池中含有有色金屬鎳和鈷;每一億只鎳氫電池就含有2000T以上的電極活性材料。隨著鎳氫電池消費數量的增加,礦產資源日益枯竭,有色金屬資源的再生利用迫在眉睫。從資源和環境保護兩各方面考慮,揮手利用正極材料中的鎳和鈷意義重大!


廢鎳氫電池回收技術


文獻:[廢舊鎳氫電池中有色金屬鎳和鈷的回收2003]用硫酸提示回收廢舊鎳氫電池中鎳和鈷,生產硫酸鎳和硫酸鈷,研究了氧化劑用量、浸出時間、浸出溫度和硫酸的初始濃度對浸出率的影響,確定了最佳浸出工藝參數:氧化劑0.38mL/g正極材料,浸出時間60分鐘,浸出溫度80攝氏度。硫酸初始濃度為3.0mol/L。在此條件下,鎳和鈷的浸出時間分別為99.1%和99.7%,可以重新用于電池正極活性材料的生產中。


廢鎳鎘電池回收利用


它自19世紀末由瑞典人發明以來,促進了密閉型電池的研究開發,并于1960年實用化,現廣泛用于消防、家用電器、辦公機器、通訊設備和電動工具等方面的多次充電。它的單體有圓筒形、鈕扣形、硬幣形和方形4種,亦可應用戶需要將直列式的多數電池連接起來放在收縮性樹脂、成形樹脂中應用。鎳鎘電池的主要金屬為鎳、鎘和鋼鐵等。


由于鎳是鋼鐵、電器、有色合金、電鍍、催化劑和鋁鎳鈷電磁鐵等方面的重要原料;鎘亦是電池、顏料、塑料穩定劑、電鍍和合金等方面用的稀有金屬,又是有關環保法嚴格控制的有害金屬,故日本較早即開展了廢鎳鎘電池再生利用的研究開發,目前成熟的工藝有兩類:


1.干法,它主要利用鎘及其氧化物蒸氣壓較高的特點和鎳分離。如關西觸媒化學公司的工藝流程為:


(a)剝離電池表面被復層;


(b)在900~1200℃下進行氧化焙燒,使之分離為鎳燒渣和氧化鎘濃縮液;


鎳燒渣作為鋼鐵冶煉原料使用;


(d)對氧化鎘濃縮液經浸出凈化后制成各種鎘鹽或金屬外銷。另日本再生中心用650~1200℃間歇真空加熱,使鎘蒸發而和鎳分離;東京資源公司則將電池解體后加熱而取出鎘蒸氣,日處理能力達100~200t。


2.濕法,東京資源公司采取將剝離被復層后的廢電池破碎并和污泥渣一并用硫酸浸出,以除去鐵等雜質。然后在鎳鎘液中吹入H2S,以形成CdS而分離;鎳不溶于酸液中,可加入NaCO3使之形成NiCO3作為成品出售。關于鎳鎘電池的回收系統,按1993年頒布的"再生利用支援法"規定,從消費者到再生工場有3個渠道:


(a)通過垃圾分類收集,經地方自治體轉交;


(b)經電池銷售商、生產廠轉交;


隨配套機器銷售店、服務中心轉交。


其它舊電池處理技術


北京科技大學及有關科研單位經20多年研究攻關,研制出國內首創的廢舊電池"物理分選--化學處理"新工藝。不同于國外火法處理的新方法,采用濕法工藝流程,能充分對廢干電池進行無害化、資源化處理,提高了廢舊電池的利用率。此方法可回收廢舊電池中82%的有用成分,其中鋅的總回收率達到83.54%,二氧化錳的總回收率為81.91%,含汞廢渣可送專門工廠處理,新工藝通過對廢舊電池物理分選獲得鐵皮、鋅皮、銅針、銅帽以及二氧化錳、鋅粉和石墨混合中間產品等,再通過化學方法將其提純,工業廢水經處理后可循環利用,不會產生二次污染。應用這一新工藝建成的河北省東華鑫馨廢舊電池再生處理廠目前在易縣建成,這將有效解決我國廢舊電池對環境的污染問題。


廢舊鋅錳干電池的危害與回收利用


鋅錳電池用完后一般被當作垃圾扔掉,這不僅浪費了寶貴的金屬資源,而且還對環境造成了嚴重的侮辱哪,破壞生態環境,危害人類的身體健康,鋅錳電池中的重金屬包括:汞、鉛、鎘、錳、銅、鎳和鐵等,其中汞、鉛、鎘極其化合物的危害最大,如一只一號電池爛在地里能使一平方米土地永久失利用意義,一粒紐扣電池可以使600T水受到污染[郭立,廢干電池揮手的障礙和對策.環境保護]。我國鋅錳干電池生產、廢舊電池回收和一號電池中的含量見表:中國每年鋅錳電池生產用金屬量/T


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目前,廢舊鋅錳干電池的綜合處理技術包括火法和濕法冶金處理方法。日本對于鋅錳干電池綜合利用的研究處于世界領先水平,申請了多項專利。廢舊鋅錳電池經過粉碎、焙燒和磁選分離后,經過高溫冶金得到氧體原料,利用真空熔煉技術可以回收廢舊電池中的汞、鋅、鎘,用真空蒸餾技術揮手廢舊電池中的汞和塑料,剩余物利用酸浸,再用中和法或者氧化法植被鐵氧體,用浸出法,經過除雜凈化和電解可以回收鋅和二氧化錳。


廢舊鋅錳干電池中的鋅、錳的回收工藝流程如圖:


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單質汞可以直接轉化為汞蒸汽,再經過冷凝得到液體直接回收。汞鹽則通過加入鋅粉使其還原為單質汞后再回收。


另外,利用廢舊鋅錳干電池可以制備高磁導軟磁鐵氧體,工藝流程如圖:


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該技術特點:1.充分利用廢舊鋅錳電池的各種成分,制得了市場容量大、產品暢銷的鋅錳軟磁鐵氧體產品,其經濟效益遠遠高于傳統的濕法和火法工藝,2.得到兩種工業級氨鹽,石墨粉Back作電池的原料。3.多余的鋅可以制作初級鋅錠出售。


廢舊鋰離子電池的危害和回收


一,廢舊鋰離子電池危害:
隨著鋰離子電池消費量的急劇增加,廢舊鋰離子電池也將大幅度增加。鋰離子電池除了含有鋁箔和痛箔等金屬以外,還含有大量由鈷和鋰組成的復合氧化物、有機溶劑、碳素材料等,重金屬鈷會對環境產生危害,正確處理和回收,將具有很高的經濟價值,同時也可以減輕廢舊鋰離子電池對環境的污染。


二.廢舊鋰離子電池回收


在廢舊鋰離子電池的回收和綜合利用中,基本工序為:
1.廢舊鋰離子電池回收;
2.放電后,脫殼回收金屬材料;
3.電芯與焦碳、石灰石混合送入電爐進行焙燒。在此過程中,有機物燃燒成二氧化碳、鋰鈷氧化物還原為金屬鈷和氧化鋰,大部分氧化鋰以蒸汽形式逸出,用水吸收,金屬銅、鈷形成碳合物,氟和磷被沉淀固定,鋁被氧化為爐渣和水等;
4.將金屬銅和鈷形成的含碳金溶于硝酸與硫酸的混合溶液或者碳酸氨溶液,使其轉化為銅、鈷、鎳離子等,調整溶液酸度使銅和鐵離子沉淀分離。然后用萃取法、離子交換法等分離鈷和鎳。用萃取分離具有操作溫和、能耗和分離效果好等優點。可以得到純度較高的鎳鹽和鈷鹽。


文獻[用浮選法從廢舊鋰離子電池中回收鋰鈷氧化物],鋰和鈷的含量大于93%,回收率高達92%。


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