废锌锰电池收回处理技能介绍
锌锰电池主要为一次性电池,各种类型的锌锰电池的主要成分为:锌皮、锌粉、氯化锌、炭棒、乙炔黑、氯化铵、铅、镉、汞、电糊、沥青、锰氧化物、塑料、铜帽、铁壳和纸等。不论是酸性电池,仍是碱性电池,其主要有价值的成分均为锌和锰。
废锌锰电池收回处理的办法主要有干法、湿法和干湿法三大类。
1.干法
干法又称烟法或火法,是运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,能够被别离、蒸腾、冷凝出来,到达资源收回再运用的意图。干法处理废锌锰电池一般不需额定参加化学物质,除汞作用好,但缺陷是本钱较高。
(1)真空热处理技能
哈尔滨工业大学的李素英等人在真空度为0.08 MPa(即150mmHg)时使锌、汞在不同温度下蒸出,别离冷凝进行收回。这种技能在处理过程中需求考虑废电池中有机杂质以及炭棒的要素,若要预先分选会形成批量处理困难。在国外,Saotome Y 等人也研讨了运用真空设备在不同的温度下别离收回废锌锰电池中的金属。由北京东华鑫馨废旧电池收回中心研发的废电池真空处理炉现已完结中试。
(2)直接热处理技能
赵联朝在温度为350℃、时刻为50min 的条件下进行焙烧试验,得到的锌皮和黑粉中汞的残留量可达土壤二级规范,黑粉中铵残留量低,可满意氯化锰等一般产品的等级要求。赵志星等人也进行了相似的试验,温度越高、时刻越长,汞的去除作用越好。华南农业大学林辉东等人以管式炉进行研讨,焙烧温度为550℃、焙烧时刻为120min时除汞作用最佳。
2.湿法
湿法是运用酸对废电池进行浸取,发作反响生成可溶性盐,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。
(1)全湿法技能收回锌、锰
崔培英以废锌锰电池经酸浸等工艺制得硫酸锰(MnSO4 ·n H 2 0 ) 和ZnSO4·H2O,破坏后增加硫酸铵等可得锌、锰复合微肥。这种工艺较为简略,但需额定参加活性锌。严逊研讨了选用氨浸工艺收回锌锰及去除有害重金属,小规模处理时作用较好,要工业化还有较多问题需求处理。香港S.T.Lau等人研讨了运用矿石筛收回废锌锰电池中的锌和锰。
国外,巴西Leonardo Roger SilvaVeloso等人将废锌锰电池经分选后进行破坏。通过水洗去除其间的钾氧化物得氢氧化钾溶液。然后进行酸浸处理,分两种道路:一是运用较稀的硫酸(0.2%V/V),在较高的温度(70℃)和较高的固液比(1/10 g·l-1)下浸出废电池粉末中的锌;二是运用浓度较大的硫酸(3%V/V),在较低温度(40℃)和较低的固液比(1/30 g·l-1)并参加双氧水的条件下将锌和锰悉数浸出到溶液中。酸浸后再用氢氧化钾溶液调理酸浸液的pH 值以别离锌和锰。Afine L.Salgado等人研讨了在不同温度及pH值时Cyanex 272对废锌锰电池中锌和锰的萃取作用。Cleusa CrisTIna Bueno Martha deSouza 等人运用硫酸对废锌锰电池进行浸取,其工艺能浸出30%的锰以及挨近100% 的锌。
(2)酸浸电积技能收回锌、锰
意大利N.VaTIstas等人将废电池别离为阳极物质、阴极物质以及金属资料与纸和塑料的混合物三部分后用硫酸浸取通过焙烧处理的阳极物质,有67% 的锌进入溶液,然后对溶液中的锌离子运用电积的办法进行收回。1975年南非Gamzinc公司和澳大利亚雷斯顿工厂用同槽电解工艺处理富锰锌矿,但所得到的阳极产品MnO2 中搀杂很多杂质Pb、K 等,达不到电池MnO2 的质量规范。1982年,印度也有人报导了同槽电解制得合格的Zn和MnO2产品,但未见工业化报导。尔后还有意大利工业化学和资料科学院的MEturo Bartolozzi宣布了从碱锰型废电池一起电解收回Zn和MnO2的研讨,但其阳极分出物仅含MnO2 70%,且阳极电流效率较低。巴西CleusaCrisTIna,Bueno Martha,de Souza等人研讨的先酸浸后同槽电解的工艺可收回废锌锰电池中40% 的锰以及挨近100% 的锌。国内自1973 年起也先后有贵州工学院、中南大学等着手研讨Zn-Mn同槽电解,但都没有成功将其用于废干电池的收回。2005年,李穗中在电解温度85℃,初酸度pH值4~5,终酸度不大于0.6 mol/l;阴极电流密度1 016A/m2,阳极电流密度64 A/m2;增加剂选用骨胶与酚类化合物组合的条件下进行了试验。得到的电解锌片契合GB1978-1988电池锌板化学成分要求,所得电解二氧化锰契合GB13001-1986电解二氧化锰质量二级规范,其间放电功能达一级规范。
3.干湿法
干湿法是将干法、湿法的长处结合起来运用,作用较好,但普遍存在工序杂乱、本钱高的缺陷。
(1)干湿法技能收回废锌锰电池制取复合微肥
白青子等人将废电池进行水洗,未溶的固体物质加硫酸及稀硝酸并进行反响。用硼镁泥调理溶液pH值至5~6。将所得溶液与前面水洗的滤液同时加热、蒸腾、浓缩、结晶、枯燥,混入适量钙镁磷肥得复合微肥。这种工艺并没有妥善处理废锌锰电池中的有害重金属汞及其化合物。彭国胜等人也进行了相似的研讨,其工艺能收回废锌锰电池中90% 以上的铜、锌、锰等元素。
(2)干湿法技能收回废锌锰电池制取锰锌铁氧体
席国喜等人将废电池与硫酸以及双氧水反响,过滤后以氨水调理滤液的pH 值为2~4,参加Fe 和MnSO4·H2O,分出的汞妥善处理。煮沸除掉双氧水后以NH3·H2O调理pH值为7.0~10.5后移至高压釜中进行水热反响。反响完结后经冷却、过滤、去离子水和乙醇洗刷,在105℃左右枯燥后可得锰锌铁氧体。
(3)干湿法技能收回废锌锰电池制取一水硫酸锌及碳酸锰
李朋恺等人对废锌锰电池进行浸取,浸取发生的H2 输入MnCO3 车间的焙烧炉作为复原剂运用,然后进行置换操作去除Pb、Cd,得到的ZnSO4 溶液通过碳酸化处理可出产ZnCO 3 。制备高纯MnCO3时,运用炭粉、乙炔黑以及锌浸取过程中发生的H2对富含锰的物料进行复原焙烧,逸出的汞妥善处理。复原焙烧后的锰粉经碳酸化处理即得高纯碳酸锰。李月红等人将废旧电池经分选、水洗、过滤、结晶得到NH4Cl和ZnCl2晶体。分选出来的锰粉经焙烧得MnCl2 产品,铜帽、铁片直接收回用于出产合金,锌皮则经水洗后制锌。此外还有佟琦等人运用干湿法收回废锌锰电池出产纳米级氧化锌。