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关于废旧电池的污染及处理方案

作者:西安高级中学来源:本站发表时间:2008-01-15


关于废旧电池的污染及处理方案

 

高2008级2班余澎 赵璐 樊司乔

废干电池的污染现状
      我国是电池生产和消费大国,年产各类电池达150亿只,占世界年产量的1/3—1/4,国内年消费电池约70亿只。广州市年消费干电池约5亿只,占全国消费量的7.14%,总重量达10000吨。
      废旧电池中含有汞、镉、铅、锌等多种有害元素,这些物质对动植物以及人体都有一定的危害。据了解,一节一号电池烂在地里,能使一平方米的土地失去利用价值。一粒纽扣电池中的污染物全部释放出来,可以污染60万升的水。广州市电池行业每年汞的使用量估计可达到3287kg,如果这些电池中所含汞全部释放到环境中,造成的污染会相当惊人。

废旧电池中含有大量的锌、铜、汞、镉、酸、碱等物质,这些物质会对环境造成不同程度的污染。而现存的一些垃圾处理方法,无法解决这个问题。通常的做法是将其与其他城市垃圾一起混烧,致使这些重金属元素和酸碱物质在焚烧时产生大量有害气体,而一些有用的物质又无法回收再利用,故而造成很大的浪费。

      为了从根本上解决废旧电池处理存在的一系列问题,取代现有落后工艺,缩短工艺流程,降低能耗,提高其综合利用度,CECO 北京中宜环能环保技术有限公司成功研发了“废旧电池处理技术”。该技术采用卧式焙烧炉技术对废旧电池进行回收处理,首先对废旧电池进行破碎处理,然后再对各种物质分别进行回收处理。整套技术日处理 50T 系统,设备全部达到国产化,大大节约了成本投入。采用计算机网络控制,利用系统功能模块数据传输技术对破碎后废旧电池进行分拣分类。将锌、锰、银、镍、汞、镉和铁等金属物质提取回收、炉渣还可以用来制作建筑材料,对不能利用的物质进行环境无害化处理,一改以前的工序繁复、工艺流程长、处理成本高的缺憾,从而实现了废旧电池处理的无害化、资源化、安定化的综合利用。

废电池危害:

      (1)环境 一粒小小的钮扣电池可污染600立方米水,相当于一个人一生的饮水量;节干电池可污染12立方米水、一立方米土壤,并造成永久性公害……  

      (2) 对人类:我们日常所用的普通干电池,主要有酸性锌锰电池和碱性锌锰电池两类,它们都含有汞、锰、镉、铅、锌等重金属物质。废电池被弃后,电池的外壳会慢慢地腐蚀,其中的重金属物质会逐渐渗入水体和土壤,造成污染。重金属污染的最大特点是它在自然界是不能降解,只能迁移。 也就是说,一旦水体或土壤被污染,水体或土壤不能领先自身的净化作用将污染消除,同时也于重金属容易在生物体内积蓄,从而随时间的推移,和蔼到一定量之后,产生致畸或致变作用,最终导致生物体死亡。重金属对人体的产生危害的另一个途径是通过食物链传递。鱼、虾吃了含有重金属的浮游生物后,重金属在鱼、虾体内积蓄,人再吃了这样的鱼、虾后,重金属就会在人体内积蓄,达到一定量之后,就会对人的身体产生严重影响。 除汞污染造成的水俣病外,其他还有:过量的锰蓄积于体内可引起神经功能障碍,早期表现为综合性功能紊乱,较重的出现言语单调,表情呆板,感情冷漠,伴有精神症状。长期食用受镉污染的水和食物,可导致骨痛病,镉进入人体后,引起骨质软化骨骼变形,严重时形成自然骨折,以致死亡。锌的盐类能使蛋白沉淀,对皮肤和粘膜有刺激作用,当在水中的浓度超过10-50毫克/升进有致癌的危险,可引起化学性肺炎。铅主要作用于神经系统、造血系统、消化系统、和肝、肾等器官,能抑制血红蛋白的合成代谢,还能直接作用于成熟红细胞,对婴、幼儿的很大,它将导致儿童体格发育迟缓,慢性铅中素的儿童智力低下。 镍粉溶解于血液,参加体内循环,有较强毒性,能损害中枢神经,引起血管变异,严重者导致癌症。

      回收方法:

      实验室回收方法:普通干电池是圆筒形的,外筒由锌制成,这一锌筒即为电池的负极;筒中央炭棒为正极;筒内为二氧化锰,氯化铵和氯化锌。下面介绍两种废干电池内物质回收利用的方法:

      (1)提取氯化铵:将电池里的黑色物质放在水里搅拌并过滤,将部分滤液放在蒸发皿中蒸发, 得白色固体,再加热,利用“升华”收集较纯的氯化铵。

      (2)制取锌粒:将锌筒上的锌片剪成碎片,放在坩埚中强热(锌熔点419度),熔化后小心将锌页倒入冷水中,得锌粒。

 

       工业回收方法: 国际上通行的废旧电池处理方式大致有三种:固化深埋、存放于废矿井、回收利用。

      1.固化深埋、存放于废矿井

如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。 其余的各类废电池一般都运往专门的有毒、有害垃圾填埋场,但这种做法不仅花费太大而且还造成浪费,因为其中尚有不少可作原料的有用物质。

      2.回收利用

      (1)热处理

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。

      (2)“湿处理”

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,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。

      (3)真空热处理法

德国阿尔特公司研制的真空热处理法还要便宜,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。

      前景展望:

现在,人们的环保意识有了很大提高,比如北京、上海等城市已经安置了废电池投放专用桶。相信不久的将来,废电池回收利用的问题必定会得到很好的解决。

 


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