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学号：
姓名：董铭心
选课代码：
ENVI119004.01
选课名称：材料与环境
废旧电池回收再利用现状及其对可持续
发展和环境保护的意义
摘要
:
近
年来，环境污染已经愈演愈烈，对生物造成了危害，成为亟需解决的一大问题。
本文从可
持续发展的角度出发，
着重探讨废旧电池的处理现状，
揭示废旧
电池回收利用对环
境保护的意义并尝试提出一些可行的解决方案。
关键词：
废旧电池；环境保护；
回收利用；可持续发展
Abstract:
In
recent years, environmental deterioration have
threatened the survival of all kinds
of
creature, thus become an urgent task to unravel.
Established on the perceptive of sustainability,
this
paper
discusses
the
current
recycling
condition
of
deserted
batteries,
illustrates
the
significance of recycling and proposes
reasonable solutions to the problem.
Keywords
：
deserted
batteries
；
environmental prot
ection
；
recycle
；
sustainable development
1.
引言
随着社会的发展，
人们的生活水平得到了显著的提升。
但与此同
时，
由于资源过度开发
和回收利用方面的意识欠缺，给环境造成
的危害也愈发严重。
与一些发达国家相比，我国在环境保护和
资源再生方面做得不够理想
[4]
，距离希望中的
“可持续发展”理念尚有较大差距，这是亟需改进的。
以废旧电池为例，
随着我国现代化通信业的发展，
人们使用
电池越来越多，
产生的废电
池也在大量增加，
< br>但回收率却不足
2%
[1]
。<
/p>
丢弃的电池分解后其中的物质流入环境，
不仅浪费
资源，而且将产生极大的危害。因此，寻找合理的回收利用方式已成当务之急。
2.
废旧电池的回收利用现状
日常生活中
，
常见的废旧电池大体上可分为如下几类：
铅蓄电池、
碱性电池
（锌锰电池）
，
镍镉电池以及锂电池等新型电池。
其中铅蓄电池所含的铅，
锌
锰电池中作为添加剂加入的汞，
1
学号：
姓名：董铭心
选课代码：
ENVI119004.01
选课名称：材料与环境
以及镍镉电池
所含的镉为主要的有害金属，因而这三种电池也是本文中回收的重点。
2.1
铅蓄电池的回收
[2~3]
铅（酸）蓄电池以
PbO
2
作正极材料，金属铅做负极材料，硫酸溶液作电解液。
对
传统的铅酸电池，
目前的回收主要针对其中的酸性电解液及铅泥。
拆解电池后，
收集
的酸液可用于对精炼工程中形成的碱渣进行
中和浸出处理。
而铅泥则通过高温还原熔炼及电
解等方式，经过
精炼最终得到可再利用的金属铅。
高温熔炼主要处理铅泥中的
PbSO
4
。在普通的还原条件下，通常得到的产物为
PbS
。
而在
1200K
左右，<
/p>
PbS
会与铅泥中原有的
PbO
2
与
PbSO
4
反应生成铅。
反应的具体原理为：
PbS
?
PbO
2
?
2
Pb
?
SO
2
PbS
?
PbSO
4
?
2
Pb
?
2
SO
2
另外，在熔炼时，加入铁屑、苏打和碎焦，可以提高铅泥中粗铅的回收率：
2
PbS
?
2
Na
2
CO
3
?
C
?
2
Pb
< br>?
2
Na
2
S
?
3
CO
2
PbS
?
Fe
?
FeS
?
Pb
< br>由上述方程式可知，
这种方式的回收效率不高，
且易产生
高温铅粉尘二次污染，
同时还
要注意炉中
SO
2
废气的处理。
相对而言，
电解回收铅的效率要好得多。
首先，
加入还原剂将高价态的铅还原为
2
价铅
离子。主要原理为：
PbO
2
?
s
?
< br>?
2
FeSO
4
?
l
?
?
2
H
2
SO
4
?
l
?
?
PbSO
4
?
s
?
?
Fe
2
?
SO
4
?<
/p>
3
?
l
?
?
2
H
2
O
在这个过程中，还可以应用钢铁酸洗废水来实现铅的还原：
<
/p>
Pb
?
s
?
?
Fe
2
?
SO
4
?
3
?
l
?
?
PbSO
4
?
s
?
?
2
FeSO
4
?
l
?
对于铅泥中少量的单质
Pb
，有：
Pb
?
s
?
?
PbO
2
?
s
?
?
2
H
2
SO
4
?
l
?
?
2
PbSO
4<
/p>
?
s
?
?
2
H
2
O
通过上述步骤，在
Pb
元素全部转化为
2
价铅之后，以它为电解池的阴极，通过电解原
理可以得到较为纯净的金属铅。
2.2
锌锰电池的回收
碱性锌锰电池是目前应用最广泛的一次性电池。目前锌锰电池的回收技术主要分为干
法、湿法以及干湿法三种。
2
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姓名：董铭心
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ENVI119004.01
选课名称：材料与环境
干法是利用各
种金属或金属氧化物的熔、
沸点与蒸汽压的不同，
在不同温度下
分离、
蒸
发、
冷凝，
< br>达到资源回收再利用的目的。
比如对锌锰干电池中的汞的回收通常采用真空热处<
/p>
理技术。
有研究人员在真空度
0.08M
Pa
时使锌、
汞在不同温度下蒸出，
再
分别冷凝进行回收
[1]
。
不过这种技
术需要考虑有机杂质以及电池中碳棒的干扰，
造成批量处理困难。
总的来说，
干法处理废锌锰电池一般不需额外加入化学物质，除汞效果好，但缺点是成
本较高。
湿法是利用酸对废电池进行浸取，
< br>发生反应生成可溶性盐，
然后可用电解法提取电池中
的锌
、
二氧化锰以及其他各类重金属。
相较于干法而言，
虽然成本低廉，
但易造成二次污染。
干湿法则可视作上述两者的结合，效果较好，但成本较高，工艺复杂
[1]
。
除上述三种基本方法外，
还可以采用
转基因技术，
培养锰氧细菌，
用通过化能合成作用
回收废锌锰电池中的锰。
这种技术处理比较环保，
而
且回收率很高。
但是由于转基因技术的
复杂性，培养细菌的成功
率低，
而且成品菌株可能对其他生物产生副作用。
另外，
细菌对废
弃电池的处理周期相对较长。
由于成本和技术缺陷等原因，目前尚无已产业化的锌锰干电池回收技术。
2.3
镍镉电池的回收
镍镉电池是一种碱性蓄电池。
由于成本低廉，
纵然新的镍氢电池技术已经得到长足提升，
镍镉电池依旧占据了近一半的市场份额，它
带来的污染也是不能忽视的问题。
该种电池中对环境危害最大
的无疑是镉。
提取镉元素一种可行的方法为浸取法
[4]
，部分
原理如下：
CdO
?
H
2
O
?
Cd
?<
/p>
OH
?
2
K
1
Cd
?
OH
?
2
?
Cd
2<
/p>
?
?
2
OH
?
K
2
Cd
2
?
?<
/p>
nNH
3
?
Cd
?
NH
3
?<
/p>
n
K
3
2
?
这三个反应均是可逆反应，水溶液中
NH
3
的浓度越大，
Cd
< br>的浸取反应进行得越彻底。
其他的方法包括还包括根据
镍与镉的反应动力学差异用酸性溶液浸取并分离出两种金
属
[5
]
，这要求精确地控制反应条件。
3.
对可持续发展与环境保护的意义
笼统地讲，
回收废旧电池不仅能有效地阻止含有害物质的电池废
液对生态环境的长期损
害，还可以节约矿物资源，可谓一举两得。下面我们具体从两个方
面来分析：
3