化学电源与废旧电池的回收和利用论文
是作业吧,自己写嘛。
1、电池的种类
常用电池主要有以下几种类型:
(1) 锌锰电池:以锌为负极,二氧化锰为正极,以氯化氨或氯化锌为电解质制成的电池,包括各种型号的圆筒型、迭层式、组合式的锌锰电池。 广泛用于工农业和国防工业、铁路信号、江海航标、气象探测、自动控制仪表等。
(2) 碱性锌锰电池(包括可充碱锰电池):以锌粉为负极、电解二氧化锰为正极,以氢氧化钾为电解液,采取反极式结构制成的电池,用于收录机、剃须刀、随身听、照相机、各种通讯工具。
(3) 银锌或碱性锌锰微型电池:以辞为负极,氧化银或电解锰为正极,以氢氧化钠或氢氧化钾为电解质,采用微型钮扣式密封结构制成的...全部
是作业吧,自己写嘛。
1、电池的种类
常用电池主要有以下几种类型:
(1) 锌锰电池:以锌为负极,二氧化锰为正极,以氯化氨或氯化锌为电解质制成的电池,包括各种型号的圆筒型、迭层式、组合式的锌锰电池。
广泛用于工农业和国防工业、铁路信号、江海航标、气象探测、自动控制仪表等。
(2) 碱性锌锰电池(包括可充碱锰电池):以锌粉为负极、电解二氧化锰为正极,以氢氧化钾为电解液,采取反极式结构制成的电池,用于收录机、剃须刀、随身听、照相机、各种通讯工具。
(3) 银锌或碱性锌锰微型电池:以辞为负极,氧化银或电解锰为正极,以氢氧化钠或氢氧化钾为电解质,采用微型钮扣式密封结构制成的不能充电的一次电池。主要用于手表、电子计算器、打火机、电子玩具、助听器、测光表等。
(4) 锂电池:以锂为负极活性物质,正极材料常用聚氟化碳,过渡元素的金属卤化物、氧化物和硫化物等有机溶剂和无机电解液组成的电池,主要用于计算器、发报机、军事装备中各种电子器具、小型电动玩具等。
(5) 锂离子电池:用嵌入锂的化合物作正极,用炭素材料作负极,用锂盐非水有机溶剂为电解质的电池。主要用于全自动照相机、小型摄影机、手提式计算机、移动式电话和智能化仪表等。
(6) 镉镍电池:以海绵状金属镉为负极,以氢氧化镍沥青为正极活性材料,氢氧化钾水溶液为电解液的电池。
用于应急照明、发动机起动、病员并行工具、电源便携工具、仪表和航天技术、移动电话等。
(7) 氢镍电池:以MH(贮氢合金)制成的氢电极为负极,氢氧化镍为正极,用氢氧化钾电解液制成的电池,取代了污染严重的镉镍电池,称之为“绿色电池",主要用途同镉镍电池。
关于电池符号(LR6、LR03):L表示碱性,R表示圆筒型,LR6是通常所说的五号碱性锌锰电池,LR03是通常所说的七号碱性锌锰电池。
2、废旧电池的主要危害
我国生产的电池有96%为锌锰电池和碱锰电池,其主要成分为锰、汞、锌、铬等重金属。
废电池无论裸露在大气中还是深埋在地下,其重金属成分都会随渗液溢出,造成地下水和土壤的污染,日积月累,会严重危害人类健康。
电池中含有的大量的重金属物质,包括铅、镍、汞、锂、锌、锰、银、镉、钠等。
其中汞、镍、镉、铅、锌5种重金属物质已被列入1998年国家环保局、国家经济贸易委员会、国家对外贸易经济合作部与国家公安部联合颁布的《国家危险废物名录》,成为国家明令严格控制的危险废物。
1998年《国家危险废物名录》上定出汞、镉、锌、铅、铬为危险废弃物:
汞:食用被汞污染的水产品,产生甲基汞中毒,关.头晕,四肢末梢麻木,记忆力减退,神经错乱,甚至死亡,还影响孕妇胎儿畸形。
铅:食用含铅食物,会影响酶及正常血红素合成,影响神系统,铅在骨骼及肾脏中积累,有潜在的长期影响。
镉:进入骨骼造成骨疼病,骨骼软化萎缩,易发生病理性骨折,最后饮食不进,于疼痛中死亡。
铬:铬进入人体内,分布于肝、肾中,使人患肝炎和肾炎等病。废旧电池污染环境的途径:
俗话说得好:病从口入,废电池也一样。我们分析了种种电池污染过程,不外乎以下几种,且这些元素本被封存在电池壳内部,并不会对环境造成影响。
是经过长期机械磨损和腐蚀,使得内部的重金属和酸碱等泄露出来,进入土壤或水源,才会通过各种途径进入人的食物链,从而危害人类健康。生物从环境中摄取的重金属可以经过食物链的生物放大作用,逐级在较高级的生物中成千上万地富积,然后经过食物进入人的身体,在某些器官中积蓄造成慢性中毒。
日本的水俣病就是汞中毒的典型案例。
池在这三个过程中的污染作用体现在:
填 埋: 废旧电池的重金属通过渗滤作用污染水体和土壤。(主要是干电池)
焚 烧:废旧电池在高温下,腐蚀设备,某些重金属在焚烧炉中挥发在飞灰中,造成大气污染,焚烧炉底重金属堆积,给产生的灰渣造成污染。
堆 肥:废旧电池的重金属含量较高,造成堆肥的质量下降。
四、废旧电池的回收
1、 目前国内主要的处理方式有 4 种,人工分选、干法、湿法和干湿法。
(1) 工分选回收利用法就是将回收的废旧干电池,先进行分类,人工分选出碳棒、铜帽、锌皮及各种残留物,并分别用相应的方法予以处理,这种方法简单易行,但使用劳动力多,经济效益差。
(2) 所谓干法,也叫烟法或火法,就是对废旧干电池分类筛选、破碎后,再放人焙烧炉中在 600 ~ 800 度下焙烧,将排出的气体冷凝后提取汞,再将焙烧剩余物放入回转窑在 1100 ~ 1300 度下低烧,从烟气中回收氧化锌,从残渣中回收锰和铁。
运用此法,一般冶炼厂无须增加设备和劳力,就可回收干电池中的锌,若须进一步回收其他物质,尚须增加设备。
(3) 所谓湿法,就是将干电池分类破碎后,置于侵取槽中,加入稀硫酸进行浸取,再经过滤,从滤液中提取金属锌,滤渣分离出铜帽铁皮后,再从剩余泥渣中进一步提取出锰来。
此法可以利用现有湿法炼锌工厂的设备和技术,对废旧干电池进行回收利用。
(4) 干湿法,就是将干法和湿法的优点结合起来,先用焙烧的方法回收汞和部分锌,再用浸动和电积的方法回收锰和剩余的锌。
运用此法,回收效果较好,但工序较复杂,成本也较高。
2、国外通常的做法是采用湿法,但比国内的处理方法多一道工序,也就是说,不仅用酸浸取、电积以提取铁、镉等,而且用碱中和来沉淀锌、镍等。此外,日本二次原料研究所采取筛选、磁选、氯化、再筛选外加三次熔炼的方法来处理废电池。
相比之下,国外的处理方法工序更多,更细致,更复杂,只有在较大的规模下才较经济。我国的废旧干电池处理厂家只有不断扩大规模,充分利用规模经济来降低成本,并在此基础上大幅度提高技术水平,才能兼顾环境效益、社会效益与经济效益,促进废旧干电池的有效回收与利用。
五、电池回收的现状:
1、 回收的可行性:
通过以上研究,我们对电池的危害性有了比较深刻的认识既然废电池对人类,对环境有如此大的危害,那么回收废电池就成了一件非常必要的事.事实上,废电池其实一点也不"废",废电池中有偿使用95%的物质均可回收,其中含有大量有色金属,而有色金属是地球上不可再生的资源,回收利用能产生一定的经济价值,实现资源化.为此,我们查找了一些关于废电池回收情况的资料,并对此进行了分析、总结.
来自网上的资料:
据不完全统计,全国每年生产的电池达到15亿节,这些电池含锌皮38200吨铜帽600吨,铁皮29600吨,汞2。
48吨等。如国外再生铅业发展迅速,现有铅生产量的55%均来自于再生铅。而再生铅业中,废铅蓄电池的再生处理占据了很大比例。100千克废铅蓄电池可以回收50-60千克铅。对于含镉废电池的再生处理,国外已有较为成熟的技术,处理100千克含镉废电池可回收20千克左右的金属镉。
对于含汞电池则主要采用环境无害化处理手段防止其污染环境。
我国是电池生产和消费大国,去年电池的产量和消费量高达140亿只,占世界总量的1/3。而由于种种原因,我国目前对废电池的环境管理基本处于空白,每年报废的上百亿只电池大部分没有回收处理,而是随意丢弃,对生态环境和公众健康构成了潜在的威胁。
看样子,我国在废电池回收方面所做的工作是远远不够的,既然经验不足,就得懂得向别人学习,为此我们又查阅了一些国外关于电池回收的资料。
2.电池回收在国外:
①西欧
许多国家不仅在商店,而且直接在大街上都设有专门的废电池回收箱,将收集起来的废电池先用专门筛子筛选出那些用语钟表、计算器及其他小型电子仪器的纽扣电池,它们当中一般都含有汞,可将汞提取出来加以利用,然后用人工分拣出镍镉电池电池,法国一家工厂就从中提取镍和镉,再将镍用于炼钢,镉则重新用于生产电池。
②美国
美国是在废电池环境管理方面立法最多最细的一个国家,不仅建立了完善的废电池回收体系,而且建立了多家废电池处理厂,同时坚持不懈地向公众进行宣传教育,让公众自觉地支持和配合废电池的回收工作。
③瑞士
瑞士有两家专门加工利用旧电池的工厂,巴特列克公司采取的方法是将旧电池磨碎,然后送往炉内加热,这时可提取挥发出的汞,温度更高时锌也蒸发,它同样是贵重金属。铁和锰熔合后成为炼钢所需的锰铁合金。
该工厂一年可加工2000吨废电池,可获得780吨锰铁合金,400吨锌合金及3吨汞。另一家工厂则是直接从电池中提取铁元素,并将氧化锰、氧化锌、氧化铜和氧化镍等金属混合物作为金属废料直接出售。
不过,热处理的方法花费较高,瑞士还规定向每位电池购买者收取少量废电池加工专用费,的国马格德堡近郊区正在兴建一个“湿处理”装置,在这里除铅蓄电池外,各类电池均溶解于硫酸,然后借助离子树脂从溶液中提取各种金属物,用这种方式获得的原料比热处理方法纯净,因此在市场上售价更高,而且电池中包含的各种物质有95%都能提取出来。
湿处理可省去分拣环节(因为分拣是手工操作,会增加成本)。马格德堡这套装置年加工能力可达7500吨,其成本虽然比填埋方法略高,但贵重原料不致丢弃,也不会污染环境。:
④德国:
在德国,目前已做到废电池全部收集,分类处理和处置。
政府已经立法,明确规定:对于毒性大的铅酸蓄电池、含汞电池、镉镍电池等必须标有再生利用标识;电池生产厂家和经销商必须收集所有废电池;经销商必须将有标识和无标识的电池加以分类;电池生产企业必须建立电池再生利用和处理设施;对于所有的废电池必须优先考虑再生利用,对于不可再生利用的电池要根据废物管理法进行妥善处置;在电池的生产方面,要进一步降低电池的重金属含量,尤其要降低碱锰电池的汞含量,积极开发对环境危害小的新产品。
德国阿尔特公司研制的真空热处理法便宜,不过这首先需要在废电池中分拣出镍镉电池,废电池在真空中加热,其中汞迅速蒸发,即可将其回收,然后将剩余原料磨碎,用磁体提取金属铁,再从余下粉末中提取镍和锰。
这种加工一吨废电池的成本不到1500马克。
⑤日本
一次电池在日本国内已完全实现了无汞化,也就是说一次电池对环保的影响已降至很小很小.目前日本国内84%的电池都有回收,回收的方式是在两万多家商店内派发回收纸盒,回收袋,并有相应的抽奖旅游.商店门口树立着回收的广告牌,日本人的宣传和自主环保意识是较强的.
从以上资料来看我国在电池回收方面的确已落后于发达国家一大截。
其中的原因也是多方面的.第一,在技术水平方面,目前国内仅仅处于科研和试验阶段,有少数几家工厂开展了废电池的再利用,但技术尚不成熟。因此我国应尽快研究开发电池的资源化,无害化处理技术,必要时应从国外引进先进成熟的技术.第二,公民的环保意识不强,随意丢弃废电池的现象比较严重,造成了资源的浪费和环境的污染.这方面,发达国家的公民就做得比较好,因此,我国应该做好宣传工作,加大废电池的回收力度,因为只有废电池的回收量大,工厂有了源源不断的充足的原料,废电池的再生和处理才能上规模,企业才能有经济效益.
3.我国国家和城市措施:
面对我国电池污染的严峻形势,我国政府也并没有坐视不理,而是采取了一系列强有力的措施。
据了解,国家经贸委、国家环保总局、国家技术监督局等9个部委局已于1997年发布了《关于限制电池产品汞含量规定的通知》。“通知”说:“首先实现低汞,最终达到无汞。”通知要求:“自2001年1月1日起,禁止在国内生产各类汞含量大于电池重量0。
025%的电池;从2001年1月1日起,凡进入国内市场销售的国内外电池产品,在单体电池上均需标注汞含量(例如,用‘低汞’或‘无汞’注明),未标注汞含量的电池不准进入市场销售;自2002年1月1起,禁止在国内市场经销汞含量大于电池重量0。
025%的电池;自2005年1月1日起,禁止在国内生产汞含量大于电池重量0。0001%的碱性锌锰电池;自2006年1月1起,禁止在国内经销汞含量大于电池重量0。0001%的碱性锌锰电池。”
目前全国已有十几家电池厂能够生产无汞环保电池了,如福建南孚电池厂生产的南孚牌电池、中银(宁波)电池公司生产的双鹿牌电池等等,但尚有80%的厂家还在等待观望,在这方面没有什么进展。
国家环保总局、国家技术监督局、国家工商总局等执法部门准备联合行动,加大执法监督力度。
我国一些大城市的回收工作:
在电池回收的大潮中,一些沿海的大城市行动比较早,做得也比较好。1998年4月,北京市环卫局成立了“有用垃圾回收中心”,专门负责废电池的回收工作,他们在中小学、机关、商店、餐厅建立了300多个回收点,定期派车到各点回收废电池。
1998年共回收了7吨,今年预计回收30吨。
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