淺談廢電池的回收利用
人們?nèi)粘J褂玫碾姵厥强炕瘜W(xué)作用,通俗的講就是靠腐蝕作用而產(chǎn)生電能的。電池主要有一次性電池、二次電池和汽車電池。一次性電池包括紐扣電池、普通鋅錳電池和堿電池,一次性電池多含汞。二次電池主要指充電電池,其中含有重金屬鎘。汽車廢電池中含有酸和重金屬鉛。 廢電池看上去很不起眼,可是害處卻很大。
一、電池的危害及污染途徑
電池產(chǎn)品對環(huán)境的危害主要是酸、堿等電解質(zhì)溶液和重金屬的污染。不同類型的電池污染物也不同。
一般來說,電池中的有害物質(zhì)主要有Zn、Hg、Ni、Pb等重金屬,鉛蓄電池中的H2S04;各種堿性電池中的KOH和鋰電池中的IiPP6電解液等。Hg及其化合物,特別是有機汞化物,具有極強的生物毒性、較快的生物富集速率和較長的腦器官生物半衰期。Cd易在動植物體內(nèi)富集,影響動植物的生長,具有很強的毒性。Pb對人的胸、腎臟、生殖、心血管等器官和系統(tǒng)產(chǎn)生不良影響,表現(xiàn)為智力下降、腎損傷、不育及高血壓等。Zn,Ni的毒性相對較小,但超過一定濃度范圍時,會對人體產(chǎn)生不良影響和危害。廢舊電池中的酸、堿電解質(zhì)溶液會影響土壤水系的pH值,使土壤和水系酸性化或堿性化。電池的組成物質(zhì)在使用過程中,被封存在電池殼內(nèi)部,并不會對環(huán)境造成影響。但經(jīng)過長期機械磨損、腐蝕,使內(nèi)部重金屬、酸堿等泄漏出來進入土壤或水源,就會通過各種途徑進入人的食物鏈:
電池→土壤→微生物→動物循環(huán)
粉末→農(nóng)作物→食物→人體→神經(jīng)→沉積發(fā)病
其他→水源→植物→食品→消化
生物從環(huán)境中攝取的重金屬可以經(jīng)過食物鏈的生物放大作用,逐漸在較高級的生物中成千上萬地富積,然后經(jīng)過食物進入人的身體,在某些器官中造成慢性中毒,日本曾出現(xiàn)過的水病就是汞中毒。
有關(guān)資料顯示: 一節(jié)電池產(chǎn)生的有害物質(zhì)能污染 60 萬升 水, 等于一個人一生的飲水量:一節(jié)爛在地里的一號電池能吞噬一平方米土地,并可造成永久性公害。 據(jù)估計,全球每年約有 320 億節(jié)廢舊電池被丟棄,而中國每年要消耗這樣的電池 70 億只……其危害之大不能不令人觸目驚心!廢電池的回收勢在必行。
二、廢電池的回收利用
廢電池并不是僅給人類帶來危害,它里面還蘊含著很多資源。例如紐扣電池含有鋰、錳、銀等稀有金屬;鉛蓄電池中含有鉛;手機電池中含有鎘,這些物質(zhì)回收價值很高?,F(xiàn)已有工廠開始進行這方面的回收、提取工作。另外在普通干電池中還含有鋅、銅、錳粉等資源。有人算了一筆帳以全國每年生產(chǎn)100億只電池計算,全年消耗15.6萬噸鋅,22.6萬噸二氧化錳,2080噸銅,2.7萬噸氯化鋅,7.9萬噸氯化銨,4.3萬噸碳棒。廢電池中的有色金屬是寶貴的自然資源,如果能將廢電池回收再利用,不僅可以減少我們對生存環(huán)境的破壞,也可以節(jié)約資源。
國際上通行的廢舊電池處理方式大致有三種:固化深埋、存放于廢礦井、回收利用。
1.固化深埋、存放于廢礦井
如法國一家工廠就從廢電池中提取鎳和鎘,再將鎳用于煉鋼,鎘則重新用于生產(chǎn)電池。 其余的各類廢電池
一般都運往專門的有毒、有害垃圾填埋場,但這種做法不僅花費太大而且還造成浪費, 因為其中尚有不少可作原料的有用物質(zhì)。
2.回收利用
(1)熱處理
瑞士有兩家專門加工利用舊電池的工廠,巴特列克公司采取的方法是將舊電池磨碎后送往爐內(nèi)加熱,這時可提取揮發(fā)出的汞,溫度更高時鋅也蒸發(fā),它同樣是貴重金屬。鐵和錳熔合后成為煉鋼所需的錳鐵合金。該工廠一年可加工2000噸廢電池,可獲得780噸錳鐵合金,400噸鋅合金及3噸汞。另一家工廠則是直接從電池中提取鐵元素,并將氧化錳、氧化鋅、氧化銅和氧化鎳等金屬混合物作為金屬廢料直接出售。不過,熱處理的方法花費較高,瑞士還規(guī)定向每位電池購買者收取少量廢電池加工專用費。
(2)"濕處理"
馬格德堡近郊區(qū)正在興建一個"濕處理"裝置,在這里除鉛蓄電池外,各類電池均溶解于硫酸,然后借助離子樹脂從溶液中提取各種金屬,用這種方式獲得的原料比熱處理方法純凈,因此在市場上售價更高,而且電池中包含的各種物質(zhì)有95%都能提取出來。濕處理可省去分揀環(huán)節(jié)(因為分揀是手工操作,會增加成本)。馬格德堡這套裝置年加工能力可達7500噸,其成本雖然比填埋方法略高,但貴重原料不致丟棄,也不會污染環(huán)境。
(3)真空熱處理法
德國阿爾特公司研制的真空熱處理法還要便宜,不過這首先需要在廢電池中分揀出鎳鎘電池,廢電池在真空中加熱,其中汞迅速蒸發(fā),即可將其回收,然后將剩余原料磨碎,用磁體提取金屬鐵,再從余下粉末中提取鎳和錳。這種加工一噸廢電池的成本不到1500馬克。
以上提到的多是國外處理廢舊電池的方法,由于廢電池造成的環(huán)境問題在我國一直沒有引起高度重視,因此,廢電池的再生利用、處理處置技術(shù)的研究開發(fā)幾乎等于零,只有少數(shù)幾個單位在這方面剛剛起步,國內(nèi)目前非常缺乏先進成熟的廢電池處理技術(shù)。除了汽車用的鉛酸蓄電池被回收利用了之外,其它種類的廢電池幾乎都是"一扔了之"。
三、我國廢電池回收利用現(xiàn)狀
㈠ 廢電池回收處理存在的問題
1. 回收難。目前大多數(shù)國人還不具備自覺回收廢舊電池的環(huán)保素質(zhì)。
2. 處理難。僅回收,沒有處理和再利用的措施。廢棄電池處理技術(shù)還沒有根本解決,這也是一個世界難題,特別是一次電池,原材料品種太多,增加了處理難度。
3. 經(jīng)濟效益差。廢棄電池回收處理作為一個產(chǎn)業(yè)發(fā)展是一項復(fù)雜的工程,除了在技術(shù)上和管理上可行外,還必須在經(jīng)濟上可取。
㈡ 廢電池回收處理情況
目前國內(nèi)使用最多的工業(yè)電池鉛蓄電池,其污染物主要為鉛和硫酸,這類電池由于原材料單一,且多為大型電池,處理較方便,占電池總成本50%以上的鉛 (鉛化合物)可以重新回爐提煉,外殼多為塑料,也可再生,均具有較高的利用價值,該系列電池的回收已成為商(廠)家的自覺行動,廢電池的再生基本不存在技術(shù)問題。我國已有一百多家企業(yè),雖然從事再利用的廠家較多,但專業(yè)工廠較少,大多是小型和土法冶煉廠和電池生產(chǎn)廠。這些廠一般只再生價值高的鉛,對廢酸(含鉛的鹽)、鉛泥等利用價值不高的則棄入環(huán)境(一些專業(yè)從事廢品回收的商業(yè)部門也只回收鉛和塑料)。在再生鉛過程中,由于技術(shù)落后,還會產(chǎn)生二次污染,如大量SO2和鉛蒸汽排入大氣中污染空氣,處理后的灰渣富集大量重金屬,作垃圾處理,污染土壤。
小型二次電池目前使用較多的有鎘鎳、氫鎳和鋰離子電池。使用總量只有幾億只,且大多數(shù)體積較小,廢棄電池再利用價值較低,一般作為生活垃圾處理。
民用干電池是目前使用量最大、也是最分散的電池產(chǎn)品,國內(nèi)年消費量近80億只。主要有鋅錳和堿性鋅錳兩大系列,還有少量的鋅銀、鋰電池等品種。由于使用分散,回收難以管理,廢棄電池再生成本較大。加上目前還缺少科學(xué)、經(jīng)濟的處理方法,廢棄電池一般也作為生活垃圾處理。
國外對廢舊充電電池普遍采取回收再利用的方式處理,而對于廢舊干電池,主要還是集中填埋。一些國家有干電池的處理工廠,但因處理成本過高,效益均不好,要靠政府補貼。我國的情況,目前填埋仍是最好的方式。回收技術(shù)應(yīng)朝著降低成本、盡量避免二次污染的方向發(fā)展。同時走發(fā)展新型綠色環(huán)保電池之路:發(fā)展高能量、無污染的綠色電池,在制造之初就將環(huán)境污染和資源消耗控制在最小。從而使生產(chǎn)和再生利用形成一個良性循環(huán),才能真正做到利于民又無害于民、無害于自然。
四、廢舊電池回收過程中存在的問題及建議
① 電池回收后無法處置,一般都采用堆放。堆放過程中電池有可能泄漏或有毒物質(zhì)擴散。
② 由于電池的種類繁多,假冒產(chǎn)品多,也給電池回收帶來了困難,有的電池是含汞電池,有的是含鎘電池,有的以氯化銨為電解液,而有的則以氯化鋅為電解液,因此建議生產(chǎn)廠家用統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)識電池的種類及內(nèi)含的主要成份,以便回收利用。
③ 加強宣傳力度,增強中國公民的環(huán)保意識。
④ 加強高性能環(huán)保型電池的開發(fā),實現(xiàn)普通民用電池的無汞化。
⑤ 回收處理廢電池,國家應(yīng)從政策上給予扶持。
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