如何把废电池回收再利用

国外如何回收利用废旧电池

日本 北海道野村兴产公司每年从全国收购的废旧电池达1．3万吨，占全国废旧电池的20％，收集的方式是93％通过民间环保组织收集，7％通过各厂家收集。以往主要是回收其中的水银，但目前日本国内电池已不含汞了，就主要回收电池的铁壳和其中的“黑”原料，并进行二次产品的开发制造，例如其中一个产品可用于生产电视机的显像管。

德国 要求消费者将使用完的干电池、钮扣电池等各种类型的电池送交商店或废品回收站回收，商店和废品回收站必须无条件接受废旧电池，并转送生产厂家进行回收处理。废品回收站和生产厂家一般只回收含镉、含汞等有毒化学成分的电池，而90％的普涸锌碳电池和铝镁电池都被作为生活垃圾填埋或焚烧处理。

美国 是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回收工作。
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废电池污染不容忽视

随着人们生活水平的提高和现代化通信业的发展，人们使用电池的机会愈来愈多，手机、寻呼机、随身听、袖珍收音机等都需要大量的电池作电源。今后一个时期，会有更多的废电池出现。然而，尽管近年来人们对保护自然生态环境日益重视，水污染、大气污染、白色污染等环境污染的治理已不同程度地收到了一定的效果，但废电池污染却未引起人们的足够重视。
有关资料显示，一节一号电池烂在地里，能使1平方米的土壤永久失去利用价值；一粒纽扣电池可使600吨水无法饮用，相当于一个人一生的饮水量。对自然环境威胁最大的五种物质，电池里就包含了三种：汞、铅、镉。若将废旧电池混入生活垃圾一起填埋，渗出的汞及重金属物质就会渗透土壤、污染地下水，进而进入鱼类、农作物中，破坏人类的生存环境，间接威胁到人类的健康。如何及时安全地处理废电池的问题，已日益突出地摆在人们面前。
人体一旦吸收这些重金属以后，会出现哪些病症呢？据有关专家介绍，汞是一种毒性很强的重金属，对人体中枢神经的破坏力很大，本世纪五十年代发生在日本的震惊中外的水俣病就是由于汞污染造成的。目前我国生产的含汞碱性干电池的汞含量达1－5％，中性干电池的汞含量为0．025％，我国电池生产消耗的汞每年就达几十吨之多。镉在人体内极易引起慢性中毒，主要病症是肺气肿、骨质软化、贫血，很可能使人体瘫痪。而铅进入人体后最难排泄，它干扰肾功能、生殖功能。
目前，中国电池180多亿只的年产量占世界电池总产量的30％以上，年消费量达70－80亿只，但回收率却不足2％。
回收电池陷入尴尬

由于人们对废旧电池的污染认识不足，随意丢弃废电池的现象十分严重，不管是城市还是乡村，废旧电池都随处可见。
据了解，北京市电池年消耗量达6000多吨。虽然近几年关于废旧电池的回收已引起有关部门重视，指定了专门进行回收的定点单位，同时在学校、商场、社区等一些高密度人群区设立了回收点，但收效甚微。1998年以来，北京市垃圾回收中心共回收废旧电池400余吨，回收率仅为1．7％。大量的废电池都被丢弃了。
上海市从1998年5月开始启动废电池回收工作，废电池回收点也是逐年递增，迄今为止全市已设置了四五千个废电池回收点，共回收废电池100余吨，但这与全市每年产生的大约3000多吨废电池相比相去甚远。
杭州市三名中学生曾经通过问卷、走访、查阅文献等办法，用几个月时间完成了《关于废旧电池回收现状调查与研究》的调查报告，结论是：我国废旧电池回收率只有1－2％。他们对废电池危害大而回收差的现状感到震惊。三名中学生在调查中发现，有近八成的市民认为废电池回收活动“与自己无关”或“没时间参加”，有87％的居民将废电池与生活垃圾一起丢弃。
由于人们对废旧电池的污染认识不足，随意丢弃废电池的现象十分严重，而对于城市主动设置的回收箱，很多市民非常淡漠。
长春市曾经在城区投放了200个绿色的废旧电池回收箱，收回了不少废电池。但是过了一段时间，部分回收箱却成为群众随手投掷废物的“垃圾箱”，有的甚至遭遇“封口”的尴尬。长春百货大楼电池专柜的两侧，摆放着两个废旧电池回收箱，可是“口”却被广告宣传画封住了。营业员说，自从回收箱摆在这儿以后，几乎没有人来投废旧电池，大家都把它当成垃圾箱，往里扔果皮、纸屑，甚至往里面吐痰。她们干脆将回收箱清洗干净，把“口”封上，以减少麻烦。
有关环保专家分析认为，目前我国尚未建立一个完善有效的回收网络和体系，是造成废旧电池回收处理难的一个主要原因。

回收电池何处去？

回收难只是问题的一个方面，废电池即使回收上来也无法处理。
如今在大连，8岁的小学生已开始知道，废旧电池不可以乱扔。他们会用小手把一节一节的废电池送到学校或青少年宫，有的商场也设立了专用的回收箱。但是，这些回收上来的旧电池却陷入了一个尴尬的处境，因为人们不知道这些废电池如何妥善处理。
于是，大连开发区东泰产业废弃物处理有限公司从1999年开始义务负担起了回收储存的任务。大连开发区东泰产业废弃物处理有限公司一位名叫殷国元的工作人员近日在接到大连理工大学的电话后，出车从这所学校运走了2吨多的废电池。殷国元告诉记者，现在他们经常与大连的几十所大学和中小学校打交道，要定期上门去清运回收上来的废电池。尽管现在处理废电池的技术不成问题，但是处理废电池要赔钱，量也太少。记者在填埋场旁边的仓库里看到，回收上来的近百吨废电池至今仍然静静地躺在里面。
实际上，全国各地越来越多意识到废电池危害的企业和个人正在面临同样令人难堪的尴尬境地。
近年来，随着人们环保意识的提高，废电池的危害逐步引起了社会各界的重视，越来越多的人开始自觉收集废电池。全国各地的环保组织也开展了废电池回收活动，号召人们把用过的废电池收集起来，减少环境污染。但是，在回收废电池的热潮中，不久后人们却发现，回收的废电池并不能得到妥善的安置。
河南省新乡市一位50多岁的普通妇女田桂荣面对已经积攒的50多吨废电池万分尴尬。她和丈夫本是新乡市的电池销售大户，1999年当她了解到废电池的危害后，开始回收废电池，2000年6月，当她回收的废电池达到20吨时，她曾向媒体发出了求助信：“谁能帮我处理20吨废旧电池？”但是两年过去了，田桂荣收集的废电池尽管已超过50吨，却依然未找到一个不会污染环境的最后归宿。
一些开始参与回收废电池的企业也遭遇同样的尴尬。广西桂林一家桶装水生产企业去年6月在当地媒体上刊出“给我废品，还你精品”的广告，开展交30个旧电池换一桶水、交300个旧电池换1台饮水机的活动。此广告一出，仅两天时间就回收了800公斤废电池，换出桶装水500桶，饮水机26台。但是他们没有想到，耗资1万多元“买”环保却买来了一桩麻烦事：当他们与环保部门联系时，环保部门在肯定这次行动的同时，告知他们目前桂林还没有能处理废电池的工厂，只能自己慎重保管回收的废电池，且不能造成二次污染。无奈之下，这家公司不得不又刊登广告，宣告暂停这项活动。
北京回收的部分废旧电池已盛了两个20尺高的集装箱，因得不到妥善的无害化处理，它们不得不躺在北京远郊的山洞里。
据了解，由于我国迄今为止尚没有一家专业的、能够批量处理废电池的企业，全国各地收集废电池的地区都遭遇这样的尴尬难题。目前，很多部门只能采取堆放的办法。

废电池处理无利可图？

据调查，当前各种经济因素制约着废旧电池处理产业的发展。废旧电池处理回报率低、效益周期长，很难吸引投资者，所以也就很难形成产业化规模，而没有规模就无法实现效益。1997年，北京开始回收旧电池时，曾有七八家企业进入废旧电池处理行业，但后来均退出了。
事实上，废旧电池回收业并非无利可图。因为废旧电池中含有大量可再生利用的重金属和酸液等物质，如通过废旧电池再利用，每年可再生锌4万吨。据华南理工大学韦朝海博士估算，按每天处理10万只废电池计算，除去各种费用之后，可获利2万元左右；以70亿只电池，50％的利用率计算，年利润可达6亿多元。可见，规模经营完全可以创造效益。
但遗憾的是，目前大量作坊式小企业充斥废旧电池回收市场，扰乱了市场秩序。大连开发区东泰产业废弃物处理有限公司董事长董金庆对记者说：“纽扣电池的回收利用价值较高，如果一年能回收2吨，企业就可以投放设备处理。现在一些乡镇企业看有利可图，纷纷涌入，但由于不成规模，没有做到无害化处理，造成了严重的二次污染。”

政策支持乏力

记者在采访中了解到，我国废旧电池回收处理产业目前尚缺乏政策扶持。废旧电池处理的利润一般体现在两个方面：政府补贴和处理过程中生成的新产品，如锌、锰、汞等。国外通行的作法是：对废旧电池的回收处理实行“政府补贴”，即处理一吨废旧电池，政府给予相应的补偿。而在我国，至今还没有任何补贴。
据介绍，目前国外在废旧电池回收处理上已经采取了不少办法，这些做法均值得我国借鉴。比如：美国、日本废旧电池回收后交到企业处理，政府给补贴；韩国生产电池的厂家，每生产一吨要交一定数量的保证金，用于回收者、处理者的费用，并指定专门的工厂进行处理。还有的国家对废旧电池处理企业进行减免税等。

废电池何日变废为宝？

废电池的危害已逐步引起人们的共识。如果再不及时采取措施，今后会有更多的废电池出现，并将会产生更多的废电池危害。因此，必须把回收废电池当作一件大事来抓，让废电池及时“安家落户”，变废为宝。
那么，到底如何解决废电池回收处理举步维艰这一棘手的难题呢？环保专家建议，要从根本上解决废旧电池处理难题。一是要使废旧电池的处理在产业政策的轨道上运行，国家应尽快出台相关行业政策及法律法规，并制定符合我国实际的管理办法及具体的可操作的管理实施细则。二是按照“谁污染，谁治理”的原则，对电池生产企业征收环境治理税，对回收环节、处理环节给予补贴。三是要尽快建立健全系统的废旧电池自愿及强制回收体系。自愿回收体系的建立，可以采取设立公共收集设施的办法；建立强制回收体系，可以采取通过立法要求生产者、销售者收集其产品废弃物。四是由于废电池在运输、储存过程中，可能造成环境污染，因此，应建立起完善的废电池运输管理制度、储存管理制度，把好运输、储存关口，防止二次污染。五是采取电池“以旧换新”的办法，对消费者适当让利，以促进废旧电池的回收。

1) 湿法冶金法（2） 常压冶金法
1) 湿法冶金法
该法基于ZN，MNO2可溶于酸的原理，将电池中的ZN，MNO2与酸作用生成可溶性盐进入溶液，溶液经过净化后电解生产金属锌和电解MNO2或生产其它化工产品、化肥等。湿法冶金又分为焙烧-浸出法和直接浸出法。

焙烧-浸出法是将废电池焙烧，使其中的氯化铵、氯化亚汞等挥发成气相并分别在冷凝装置中回收，高价金属氧化物被还原成低价氧化物，焙烧产物用酸浸出，然后从浸出液中用电解法回收金属，焙烧过程中发生的主要反应为：
MEO＋C→ME＋CO↑
A（S）→A（G）↑

浸出过程发生的主要反应：
ME＋2H＋→ME2＋＋H2↑
MEO＋2H＋→ME2＋＋H2O
电解时，阴极主要反应：
ME2＋＋2E→ME

直接浸出法是将废干电池破碎、筛分、洗涤后，直接用酸浸出其中的锌、锰、PP再生颗粒等金属成分，经过滤，滤液净化后，从中提取金属并生产化工产品。
反应式为：
MNO2＋4HCL→MNCL2＋CL2↑＋2H2O
MNO2＋2HCL→MNCL2＋H2O
MN2O3＋6HCL→2MNCL2＋CL2↑＋3H2O
MNCL2＋NAOH→MN(OH)2＋2NACL
MN(OH)2＋氧化剂→MNO2↓＋2HCL

电池中的ZN以ZNO的形式回收，反应式如下：
ZN2＋＋2OH－→ZNO2－→ZN(OH)2（无定型胶体）→ZNO（结晶体）＋H2O

（2） 常压冶金法

该法是在高温下使废电池中的金属及其化合物氧化、还原、分解和挥发以及冷凝的过程。

方法一：在较低的温度下，加热废干电池，先使汞挥发，然后在较高的温度下回收锌和其它重金属。

方法二：先在高温下焙烧，使其中的易挥发金属及其氧化物挥发，残留物作为冶金中间产品或另行处理。

湿法冶金和常压治金处理废电池，在技术上较为成熟，但都具有流程长、污染源多、投资和消耗高、综合效益低的共同缺点。1996年，日本TDK公司对再生工艺作了大胆的改革，变回收单项金属为回收做磁性材料。这种做法简化了分离工序，使成本大大降低，从而大幅度提高了干电池再生利用的效益。近年来，人们又开始尝试研究开发一种新的冶金法--真空冶金法：基于废电池各组分在同一温度下具有不同的蒸气压，在真空中通过蒸发与冷凝，使其分别在不同温度下相互分离从而实现综合利用和回收。由于是在真空中进行，大气没有参与作业，故减小了污染。虽然目前对真空冶金法的研究尚少，且还缺乏相应的经济指标，但它明显克服了湿法冶金法和常压冶金法的一些缺点，因而必将成为一种很有前途的方法。

镍镉电池

NI－CD电池含有大量的NI，CD和FE、PP再生颗粒，其中NI是钢铁、电器、有色合金、电镀等方面的重要原料。CD是电池、颜料和合金等方面用的稀有金属，又是有毒重金属，故日本较早即开展了废镍隔电池再生利用的研究开发，其工艺也有干法和湿法两种。干法主要利用镉及其氧化物蒸气压高的特点，在高温下使镉蒸发而与镍分离。湿法则是将废电池破碎后，一并用硫酸浸出后再用H2S分离出镉。

铅蓄电池

铅蓄电池的体积较大而且铅的毒性较强，所以在各类电池中，最早进行回收利用，故其工艺也较为完善并在不断发展中。

在废铅蓄电池的回收技术中，泥渣的处理是关键，废铅蓄电池的泥渣物相主要是PBSO4，PBO2，PBO，PB等。其中PBO2是主要成分，它在正极填料和混合填料中所占重量为41％～46％和24％～28％。因此，PBO2还原效果对整个回收技术具有重要的影响，其还原工艺有火法和湿法两种。火法是将PBO2与泥渣中的其它组分PBSO4，PBO等一同在冶金炉中还原冶炼成PB。但由于产生SO2和高温PB尘第二次污染物，且能耗高，利用率低，故将会逐步被淘汰。湿法是在溶液条件下加入还原剂使PBO2还原转化为低价态的铅化合物。已尝试过的还原剂有许多种。其中，以硫酸溶液中FESO4还原PBO2法较为理想，并具有工业应用价值。

硫酸溶液中FESO4还原PBO2，还原过程可用下式表示： 2BO2（固）＋2FESO4（液）＋2H2SO4（液）→PBSO4（固）＋FE2(SO4)3（液）＋2H2O

此法还原过程稳定，速度快，还可使泥渣中的金属铅完全转化，并有利于PBO2的还原：
PB（固）＋FE2(SO4)3（液）→PBSO4（固）＋2FESO4（液）
PB（固）＋PBO（固）＋2H2SO4（液）→2PBSO4（固）＋2H2O

还原剂可利用钢铁酸洗废水配制，以废治废。NI－MH电池、新型的锂离子电池随着近年手持电话和电子设备的发展得到了大量的应用。在日本，NI－MH电池的产量，1992年达1800万只，1993年达7000万只，到2000年已占市场份额的近50%。可以预计，在不久的将来，将会有大量的废NI－MH电池产生。这些废NI－MH电池的正、负极材料中含有许多有用金属，如镍、钴、稀土等。因此，回收NI－MH电池是十分有益的，有关它们的再生利用技术亦在积极开发中。

国内使用电池现状
国内使用最多的工业电池为铅蓄电池，铅占蓄电池总成本50%以上，主要采取火法、湿法冶金工艺以及固相电解还原技术。外壳为塑料，可以再生，基本实现无二次污染。
废电池的危害
废电池大量丢弃于环境中，其中的酸、碱电解质溶液会影响土壤和水系的pH，使土壤和水系酸性化或碱性化，而汞、镉等重金属被生物吸收后， 通过各种途径进入人类的食物链，在人体内聚集，使人体致畸或致变，甚至导致死亡。一粒纽扣电池可污染60万升水，相当于一个人一生的饮水量。一节电池烂在地里，能够使一平方米的土地失去利用价值。对自然环境威胁最大的5种物质中,电池里就包含了3种

1．固化深埋、存放于废矿井　　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（按汇率为4.7148来算的话，约合7072元人民币）！

用牙咬咬