黃波
摘 要: 化學(xué)電池和我們的生活息息相關(guān),本文主要闡述了不同化學(xué)電池的原理、構(gòu)造以及對大自然產(chǎn)生的危害和我們該如何回收利用等問題。其種類多樣,特點也各不相同。
關(guān)鍵詞:常見電池 環(huán)境危害 回收處理
中圖分類號:X705 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:1003-9082(2017)02-0266-01
一、常用化學(xué)電池
1.鋅錳干電池
鋅錳電池又稱碳鋅電池,里面含有大量的含碳物質(zhì),是屬于化學(xué)電源中的原電池這一范疇,也就是我們周圍隨處可見的一次性電池。它的應(yīng)用最為廣泛。對于電池的構(gòu)造,正極是一根碳棒負(fù)極是用鋅包裹著做的桶。干電池的電壓大小一般在1.5V。干電池在使用過程中鋅皮不斷被腐蝕掉,所以在該過程中會產(chǎn)生氣漲或漏液的狀況,緊接著電壓會逐漸降低,因為不能重新充電使其復(fù)原,所以其壽命短暫。同時這種電池因其構(gòu)造相對簡單,所以電容量也會相對很小。
2.鎳鎘蓄電池
正極材料上的活性物質(zhì)主要由鎳組成,石墨沒有參加化學(xué)反應(yīng),其主要是增強溶液的導(dǎo)電性。負(fù)極上的活性物質(zhì)主要是由氧化鎘粉組成,其中也會有氧化鐵粉的加入,氧化鐵粉發(fā)揮的主要作用是使氧化的鎘粉有較強的擴散能力,防止出現(xiàn)大量團聚的形成,同時可以增加極板之間的容量大小。活性物質(zhì)一般情況下是藏于一些穿孔鋼帶中,通過加壓的方式使其成型,最后制成我們看到的正極材料。常見的正負(fù)極板間是用抗腐蝕性的硬橡膠絕緣棍隔開。電解液采用密度為1.40左右的氫氧化鉀溶液,通常會注入少許的氫氧化鋰溶液,其作用是為了延長電池的使用壽命和增大電池的蓄電量多少。
據(jù)初步調(diào)查統(tǒng)計,鎳鎘電池可充放電600次左右,同時可快速充電,是一般鉛酸蓄電池使用壽命的好幾倍,蓄電量大,內(nèi)阻較小,可供需電量大的設(shè)備使用;因為采用完全密封的框架結(jié)構(gòu),所以很難有電解液漏出的現(xiàn)象,更加方便的是不需要額外添加電解液;鎳鎘電池可反復(fù)充放電,操作方便簡單;但是鎳鎘電池具有較強的記憶功能,也就是常說的記憶效應(yīng),所以我們必須在它完全沒電時才能可以充電, 否則會降低使用壽命。鎳鎘電池和我們生活密不可分,像我們出行使用的電動車,其電池主要的就是鎳鎘電池。
3.鋰離子電池
鋰離子電池最早的使用是應(yīng)用于心臟起搏器中,后來隨著科技的發(fā)展,人民生活水平的提升,小型化設(shè)備逐漸走入千家萬戶,人民大眾也對電源提出了新的要求,鋰離子電池具有容量大、質(zhì)量輕、便于攜帶、無記憶效應(yīng)等優(yōu)點,受到越來越多大眾們的歡迎,普遍運用于我們的生活中。雖然價格相對于一般的電池,鋰離子電池價格方面相對來說比較昂貴,但能量密度高,輕巧,目前許多的數(shù)碼設(shè)備都采用鋰離子電池作為首選的材料。由于鋰離子電池不含有所謂的重金屬,與一半的電池相比,大大降低了對環(huán)境的污染程度。
二、廢舊電池對我們生存環(huán)境的危害
廢舊電池中含有大量汞、鎘、鉛、鋅等重金屬元素廢棄在自然界的電池,在外界的腐蝕下,汞會慢慢地從電池本身溢出,滲入土壤,最后通過農(nóng)作物進入我們?nèi)梭w,嚴(yán)重的損害了腎臟等器官,同時也會損害我們的中樞神經(jīng)系統(tǒng),我們所知道的,當(dāng)年日本的水俁病就是由于甲基汞所導(dǎo)致的。同時鎘的誤入會引發(fā)骨質(zhì)疏松癥,軟骨病,造成人體骨骼的變形。同時周圍的機車廢電池中含有大量的酸和重金屬鉛,它的流失也必然會引起我們生存的土壤和水質(zhì)的破壞,嚴(yán)重影響了我們的生存狀況。有人曾形容過廢舊電池的殺傷力,一節(jié)廢電池相當(dāng)于一顆炸彈,雖然有些許夸大,但可想而知,廢舊電池對我們生活壞境影響是巨大的。
三、廢舊電池的回收處理方法
目前,廢舊電池的回收利用技術(shù)主要有濕法和干法兩種冶金處理方法。
濕法是基于二氧化錳和鋅可溶于酸性溶液的原理,使其生成可溶性的鹽而進入溶液,電解溶液生產(chǎn)二氧化錳和鋅等。該法有直接浸出法和焙燒浸出法,當(dāng)前有多數(shù)國家采用濕法處理工藝,其中有荷蘭、奧地利和德國等西方大國。
干法是在高溫下使電池中的某些物質(zhì)氧化還原,發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。目前干法主要有兩種,分別是真空冶金法和常壓冶金法,當(dāng)前美國、日本都在使用此項技術(shù),處理廢舊電池。
集中處理,分類填埋,此類方法要使用密閉性良好的填埋場,同時要求填埋場符合相關(guān)安全標(biāo)準(zhǔn),防止?jié)B漏,這樣電池中的有毒物質(zhì)滲透到土壤中的速度就會很緩慢,不會在短時間內(nèi)對環(huán)境造成太大的污染。但是填埋法不是從源頭上控制廢舊電池的污染,只是在一定程度上和在一定時間內(nèi)限制電池對于環(huán)境土壤過度的破壞,所以填埋只能起到減緩的作用。
建立廢舊電池的處理廠,師資源得到充分有效的利用,廢舊電池中的重金屬流失到土壤中,會造成污染,但合理利用起來,卻是寶貴的二次資源。廢舊電池廠的建設(shè)可實現(xiàn)廢舊電池處理的資源化、無害化、產(chǎn)業(yè)化,真正做到可循環(huán)發(fā)展,這樣必產(chǎn)生良好的經(jīng)濟效應(yīng)、環(huán)境效應(yīng)和社會效應(yīng)。
生活中我們要注重分類回收,努力提升自身素養(yǎng)和社會責(zé)任感,響應(yīng)國家政府的號召,支持以舊換新,多多促進廢舊電池的回收利用,同時要多多加強宣傳活動,讓更多的消費者已是帶保護自然環(huán)境的重要性,樹立環(huán)保的意識,做一個有思想、有文化、有強烈社會責(zé)任感的合格公民。
參考文獻
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