梁穎生
(中山市環(huán)境保護局港口分局 廣東中山 528 447)
隨著便攜式電器的飛速發(fā)展,其使用電池的種類也隨之增加。根據(jù)電池的工作性質(zhì)及貯存方式主要分為三大類:第一類是一次電池,也即是不可再繼續(xù)充電的電池,如鋰原電池、鋅錳干電池等;第二類為二次電池,即是能夠再次進行充電的電池,如鋰離電池、鎘鎳電池、鎳氫電池等;第三類便是貯備電池,即是電池在貯存之時沒有直接接觸到電解液,直到在使用電池之時,再將電解液加入其中,如鎂化銀電池等。
廢舊電池若是處理不當(dāng),將對環(huán)境造成一定的污染,其主要污染來自于錳、銅、鉛、汞、鎘等重金屬和酸、堿等電解質(zhì)溶液。而含鉛、含汞、含鎘舊電池對人體健康與環(huán)境造成的危害相對較大。汞的毒性相當(dāng)強烈,會引發(fā)人的中樞神經(jīng)疾病,嚴(yán)重者會造成畸形;鉛可導(dǎo)致人體神經(jīng)紊亂、損害消化系統(tǒng)等病變;鎳可以讓人致癌,嚴(yán)重危害到水生物。如果將廢舊電池與生活垃圾一起進行處理,通過食物鏈的作用最終又進入人體器官內(nèi),從而經(jīng)過不斷蓄積會發(fā)生慢性中毒。
到目前為止,很多歐美發(fā)達國家已有一套完整科學(xué)的廢電池回收處理方案。德國現(xiàn)在已經(jīng)做到全部收集及分類廢電池;美國方面的法規(guī)最為完善。國內(nèi)外電池絕大多數(shù)是鋅錳電池,此類電池在國外占近8 0%,而在國內(nèi)卻占到90%以上。廢電池在國內(nèi)基本上是當(dāng)作普通垃圾進行處理,主要是以填埋與焚燒為主,其危害性已眾所周知。因此加快推動國內(nèi)廢電池處理已勢在必行。
回收利用廢電池不但可以解決汞及其他有用物質(zhì)的回收,而且能夠?qū)Α叭龔U”加以有效處理。而目前廢電池主要的處理方法有兩種:濕法冶金處理與火法冶金處理。
濕法冶金處理是指讓電池中的重金屬鹽和酸發(fā)生反應(yīng)生成可溶性鹽,然后采取電解法加以分離提純。濕法冶金又可分為直接浸出法、焙燒浸出法。直接浸出法主要是把廢電池破碎篩分,然后進行洗滌后利用酸浸出來,最后電解對金屬成分加以提取。該處理法綜合利用較高,但廢氣廢液難處理;焙燒浸出法主要是把電池進行焙燒,使低沸點的金屬汞、鎘得到蒸發(fā),然后篩分出金屬物質(zhì),最后利用酸把金屬及其氧化物不斷浸出,電解浸出液回收金屬。
火法冶金處理可分為兩種:常壓冶金法與真空冶金法。常壓冶金法主要是在偏低的溫度條件下,對電池進行加熱使汞得到有效揮發(fā),再在相對較高的溫度條件下,對鋅及其他重金屬進行回收,在高溫下焙燒廢電池,使金屬及氧化物得到有效揮發(fā),殘留物另行處理;常壓法主要在大氣中進行,其不足之處主要是存在流程長與高能耗;而真空冶金法主要是在密閉的負(fù)壓條件下,利用金屬或金屬氧化物的蒸汽,能夠被分離蒸發(fā)出冷凝來,從而實現(xiàn)回收再利用的效果。
冶煉處理工藝的主要步驟是:首先破碎篩分廢電池,然后經(jīng)過清洗及過濾,最然后結(jié)晶回收銨鹽以及低溫焙燒與轉(zhuǎn)爐冶煉濾渣。該工藝主要是采取鋼鐵冶煉工藝與設(shè)備處理技術(shù),其操作方法是經(jīng)過焙燒預(yù)先處理后的廢電池,再將殘留物放進轉(zhuǎn)爐高溫進行冶煉,如此既可減少廢電池危害周圍的環(huán)境,又能把廢電池中的金屬元素當(dāng)作煉鋼原料進行回收利用。
在廢鋅錳電池當(dāng)中,其含有的鐵、錳與鋅,而鐵、錳與鋅都是錳鋅軟磁鐵氧體的組成部分,如果采用廢鋅錳電池中的鐵、錳與鋅制備錳鋅軟磁鐵氧體的原料,會取得相當(dāng)可觀的經(jīng)濟效益。廢電池通過預(yù)處理之后,把富含鐵、錳與鋅等物料采取硫酸浸出進行過濾,其浸出液通過復(fù)鹽沉淀凈化后進行配液,選取共沉淀操作法獲得鐵、錳與鋅共沉淀粉,然后經(jīng)由鐵氧體工藝制成錳鋅軟磁鐵氧體。該工藝采用廢鋅錳電池里的有用成分來進行生產(chǎn)錳鋅軟磁鐵氧體產(chǎn)品,其經(jīng)濟效益已遠(yuǎn)超出傳統(tǒng)的處理工藝,并且由于流程是閉路循環(huán),所以環(huán)境效益非常明顯。
在含重金屬及含汞電池中,為了便于進行回收分類,應(yīng)具有相關(guān)的標(biāo)識,國家應(yīng)在政策上或稅收中給予放寬,鼓勵大家生產(chǎn)綠色環(huán)保型電池。借助計算機網(wǎng)絡(luò)控制,采取先進的系統(tǒng)功能模塊數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)進行分類破碎后的廢舊電池,提取回收鐵、鎘、汞、銀、錳與鋅等金屬物質(zhì),而爐渣還能夠制作建筑工程材料之用。進行環(huán)境無害化處理不可利用的物質(zhì),從而可以實現(xiàn)廢舊電池處理的無害化、資源化、安定化的綜合利用。
隨著國內(nèi)外對廢舊電池回收處理的日趨重視,其處理技術(shù)將會越來越先進。通過對廢舊電池處理工藝的論述以及與國內(nèi)外廢電池處理的現(xiàn)狀對比不難看出,要使廢舊電池的污染問題得到有效解決,既要從源頭上努力抓起,又要積極開發(fā)能量高、零污染的綠色電池,堅持節(jié)能低碳的發(fā)展理念,從而實現(xiàn)經(jīng)濟社會與資源環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。
[1]陳紹偉,趙由才.瑞士和德國固體廢物處理技術(shù)與管理[M].上海:上??茖W(xué)技術(shù)出版社,2000.
[2]韓驥,陳邵偉.內(nèi)外廢電池的管理與回收處理[J].環(huán)境衛(wèi)生工程,2000,10(4):17 7-17 9.
[3]趙由才,蒲敏,黃仁華.危險廢棄物處理技術(shù)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2003.
[4]徐惠忠,王德義,趙嗚.固體廢棄物資源化技術(shù)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2004.
[5]程建良,高小威,秦旭陽.廢電池回收制備錳鋅鐵氧體[J].中國錳業(yè),2004,22(1):3 7-40.