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文檔簡介
1、 科技創(chuàng)新大賽科技實(shí)踐活動(dòng)報(bào)告 廢舊電池的危害、回收與利用西華縣第二高級(jí)中學(xué)綠茵協(xié)會(huì) 輔導(dǎo)教師 趙鳳勤 周建軍 廢舊電池的危害、回收與利用科技實(shí)踐活動(dòng)報(bào)告西華縣第二高級(jí)中學(xué)綠茵協(xié)會(huì) 輔導(dǎo)教師 趙鳳勤 周建軍主題詞:危害、回收、調(diào)查一、研究背景:環(huán)境是人類生存和發(fā)展的基本條件,是物質(zhì)文明建設(shè)的基礎(chǔ)。環(huán)境污染和生態(tài)破壞,工作和生活環(huán)境質(zhì)量惡化,威脅著人民群眾的健康。保護(hù)環(huán)境,實(shí)質(zhì)就是保護(hù)物質(zhì)生產(chǎn)活動(dòng)持續(xù)穩(wěn)定、協(xié)調(diào)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。一粒小小的鈕扣電池可污染600立方米水,相當(dāng)于一個(gè)人一生的飲水量;一節(jié)干電池可污染12立方米水、一立方米土壤,并造成永久性公害,中國作為世界上最大的電池生產(chǎn)國和消費(fèi)國,20
2、00年生產(chǎn)電池180億只,主要有干電池、堿性鋅錳電池、鋅汞電池、鎳鎘電池、氧化銀電池、氫鎳電池、鋰離子電池等,占世界總產(chǎn)量的30%。2000年消耗電池80億只,折合約40萬噸。不言而喻,其污染程度是多么巨大。這么多電池排放到環(huán)境中,直接影響環(huán)境而且間接通過各種途徑對(duì)人身體產(chǎn)生有害影響 人們在日常生活中,使用過的廢舊干電池,一直沒有得到很好的回收利用,造成了浪費(fèi),也污染了環(huán)境。其實(shí),被廢棄的干電池,其鋅殼只損耗了一小部分,二氧化錳也只起了一點(diǎn)氧化的作用,碳粉、石墨棒和銅帽還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有被消耗。如果能加以回收和利用,就具有很好經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。二、研究的目的意義: 了解原電池的反應(yīng)原理,初步掌握科學(xué)
3、研究的基本方法; 了解干電池的基本結(jié)構(gòu); 明確廢物分類回收的意義,增強(qiáng)環(huán)保意識(shí)。三、研究的主要內(nèi)容: 查閱資料,明確干電池的基本反應(yīng)原理,鞏固原電池原理的相關(guān)知識(shí)。 通過解剖廢干電池,了解干電池的結(jié)構(gòu),并繪制干電池的結(jié)構(gòu)圖。 將解剖廢干電池得到的廢物分類回收提純,提高實(shí)驗(yàn)技能,增強(qiáng)環(huán)保意識(shí)。 四、研究的步驟: 閱讀教材中相關(guān)內(nèi)容,查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料,明確干電池基本反應(yīng)原理。 根據(jù)反應(yīng)原理和相關(guān)資料介紹,結(jié)合實(shí)物繪制干電池結(jié)構(gòu)原理圖。 解剖幾個(gè)廢干電池,驗(yàn)證繪制的結(jié)構(gòu)原理圖的正確性,并作適當(dāng)修改。 根據(jù)解剖廢干電池得到的廢物種類進(jìn)行分類提純回收,寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告。 撰寫研究心得和廢物分類回收利用的重要
4、意義等方面的論文。五、研究過程化學(xué)電池的原理化學(xué)電源是一種直接把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置,習(xí)慣上稱作電池。電池由正極、負(fù)極、電解質(zhì)、隔膜和容器五個(gè)部分組成,其中最主要的是正極、負(fù)極和電解質(zhì)三個(gè)部分。 一般地,電池放電時(shí),負(fù)極上總是發(fā)生氧化反應(yīng),并放出電子;而正極上總是獲得電子,發(fā)生還原反應(yīng)。但有些電池的反應(yīng),并不都是按氧化還原反應(yīng)進(jìn)行,而是以“嵌入脫嵌”的方式進(jìn)行。 1構(gòu)成原電池的條件 (1)電極材料是由活性物質(zhì)與導(dǎo)電極板所構(gòu)成,所謂活性物質(zhì)是指在電極上可進(jìn)行氧化還原的物質(zhì)。兩電極材料活性不同,在負(fù)極上發(fā)生氧化反應(yīng);正極上發(fā)生還原反應(yīng)。(2)電解液:含電解質(zhì) (3)構(gòu)成回路。2原電池正負(fù)極的確定
5、將銅鋅兩種金屬放在電解質(zhì)溶液中,用導(dǎo)線連接,便構(gòu)成原電池的兩極,如圖1由于Cu、Zn兩種金屬電勢高低不同,所以存在著電勢差電子總是從低電勢的極流向高電勢的極電勢的高低一般可根據(jù)金屬的活潑性確定:金屬越活潑其電極電勢就越低,金屬越不活潑其電極電勢就越高由于鋅比銅活潑,所以電子總是從鋅極流向銅極電化學(xué)上把電子流出的極定為負(fù)極,流入的極定為正極如圖1.所示,鋅為負(fù)極,銅為正極。電極反應(yīng):負(fù)極:Zn-2e-Zn2+ 正極:2H+ 2e-H2以上介紹了銅鋅原電池,我們也可以利用同樣的原理,把其他的氧化還原反應(yīng)設(shè)計(jì)成各種不同的電池。在這些電池中,一般都用還原性較強(qiáng)的物質(zhì)作為負(fù)極,負(fù)極向外電路提供電子;用氧
6、化性較強(qiáng)的物質(zhì)作為正極,正極從外電路得到電子;在電池內(nèi)部,兩極之間填充電解液。放電時(shí),負(fù)極上的電子通過導(dǎo)線流向用電器,從正極流回電池,形成電流。 圖1. 銅鋅原電池原理 圖2.干電池原理示意圖下面,簡單介紹一種比較常見的電池干電池。手電筒中的干電池一般是普通的鋅錳干電池,它的結(jié)構(gòu)和反應(yīng)原理如下:鋅錳電池內(nèi)的主要反應(yīng):負(fù)極(鋅筒):Zn-2e-=Zn2+(氧化反應(yīng))正極(碳棒):2MnO2+2NH4+2e-=Mn2O3+2NH3+H20總反應(yīng):Zn+2MnO2+2NH4+=Zn2+Mn2O3+2NH3+H2干電池的外殼是金屬鋅,作負(fù)極,中心碳棒(石墨)是正極,碳律周圍由一層紙質(zhì)包裹的黑色物質(zhì),這
7、是石墨粉和二氧化錳的混合物,紙質(zhì)和鋅殼之間填滿了糊狀白色電解液,其成分是氯化銨、氯化鋅和淀粉糊。干電池放電主要是通過鋅筒上失去電子,而被氧化成Zn2+而進(jìn)入電解質(zhì)溶液中,電解質(zhì)溶液中的NH4+獲得電子被還原成NH3,從而使燈泡在電子轉(zhuǎn)移的過程中獲得電能而發(fā)光?;瘜W(xué)電池的種類化學(xué)電池:借助于化學(xué)能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置?;瘜W(xué)電池的主要部分是電解質(zhì)溶液,和浸在溶液中的正極和負(fù)極,使用時(shí)將兩極用導(dǎo)線接通,就有電流產(chǎn)生,因而獲得電能?;瘜W(xué)電池放電到一定程度,電能減弱,有的經(jīng)充電復(fù)原又可使用,這樣的電池叫蓄電池,如鉛蓄電池、銀鋅電池等;有的不能充電復(fù)原,稱為原電池,如干電池、燃料電池等。下面介紹化學(xué)電池的
8、種類:1干電池:普通鋅錳干電池的簡稱,在一般手電筒中使用鋅錳干電池,是用鋅皮制成的鋅筒作負(fù)極兼做容器,中央插一根碳棒作正極,碳棒頂端加一銅帽。在石墨碳棒周圍填滿二氧化錳和炭黑的混合物,并用離子可以通過的長纖維紙包裹作隔膜,隔膜外是用氯化鋅、氯化銨和淀粉等調(diào)成糊狀作電解質(zhì)溶液;電池頂端用蠟和火漆封口。在石墨周圍填充ZnCl2、NH4Cl和淀粉糊作電解質(zhì),還填有MnO2作去極化劑(吸收正極放出的H2,防止產(chǎn)生極化現(xiàn)象,即作去極劑),淀粉糊的作用是提高陰、陽離子在兩個(gè)電極的遷移速率。電極反應(yīng)為:負(fù)極 Zn2 e-Zn2+ 正極 22 e-2NH3H2 H22MnO2Mn2O3H2O正極產(chǎn)生的NH3又
9、和ZnCl2作用:Zn2+4NH3Zn(NH3)42+ 干電池的總反應(yīng)式:Zn2NH4Cl2MnO2Zn(NH3)2Cl2Mn2O3H2O或 2Zn4NH4Cl2MnO2Zn(NH3)2Cl2ZnCl2Mn2O3H2O正極生成的氨被電解質(zhì)溶液吸收,生成的氫氣被二氧化錳氧化成水。干電池的電壓1.5 V1.6 V。在使用中鋅皮腐蝕,電壓逐漸下降,不能重新充電復(fù)原,因而不宜長時(shí)間連續(xù)使用。這種電池的電量小,在放電過程中容易發(fā)生氣漲或漏液。而今體積小,性能好的堿性鋅錳干電池是電解液由原來的中性變?yōu)殡x子導(dǎo)電性能更好的堿性,負(fù)極也由鋅片改為鋅粉,反應(yīng)面積成倍增加,使放電電流大加幅度提高。堿性干電池的容量和
10、放電時(shí)間比普通干電池增加幾倍。2鉛蓄電池:鉛蓄電池可放電亦可充電,具有雙重功能。它是用硬橡膠或透明塑料制成長方形外殼,用含銻5%8%的鉛銻合金鑄成格板,在正極格板上附著一層PbO2,負(fù)極格板上附著海綿狀金屬鉛,兩極均浸在一定濃度的硫酸溶液(密度為1.251.28 g / cm3)中,且兩極間用微孔橡膠或微孔塑料隔開。放電的電極反應(yīng)為: 負(fù)極:Pb2e- PbSO4 正極:PbO24H+2e- PbSO42H2O鉛蓄電池的電壓正常情況下保持2.0 V,當(dāng)電壓下降到1.85 V時(shí),即當(dāng)放電進(jìn)行到硫酸濃度降低,溶液密度達(dá)1.18 g / cm3時(shí)即停止放電,而需要將蓄電池進(jìn)行充電,其電極反應(yīng)為: 陽
11、極:PbSO42H2O2e- PbO24H+ 陰極:PbSO42e- Pb當(dāng)密度增加至1.28 g / cm3時(shí),應(yīng)停止充電。這種電池性能良好,價(jià)格低廉,缺點(diǎn)是比較笨重。 放電 充電 蓄電池放電和充電的總反應(yīng)式:PbO2Pb2H2SO4 2PbSO42H2O目前汽車上使用的電池,有很多是鉛蓄電池。由于它的電壓穩(wěn)定,使用方便、安全、可靠,又可以循環(huán)使用,因此廣泛應(yīng)用于國防、科研、交通、生產(chǎn)和生活中。3銀鋅蓄電池銀鋅電池是一種高能電池,它質(zhì)量輕、體積小,是人造衛(wèi)星、宇宙火箭、空間電視轉(zhuǎn)播站等的電源。目前,有一種類似干電池的充電電池,它實(shí)際是一種銀鋅蓄電池,電解液為KOH溶液。常見的鈕扣電池也是銀鋅
12、電池,它用不銹鋼制成一個(gè)由正極殼和負(fù)極蓋組成的小圓盒,盒內(nèi)靠正極盒一端充由Ag2O和少量石墨組成的正極活性材料,負(fù)極蓋一端填充鋅汞合金作負(fù)極活性材料,電解質(zhì)溶液為KOH濃溶液,溶液兩邊用羧甲基纖維素作隔膜,將電極與電解質(zhì)溶液隔開。負(fù)極:Zn2OH-2e- Zn(OH) 正極:Ag2OH2O2e- 2Ag2OH- 銀鋅電池跟鉛蓄電池一樣,在使用(放電)一段時(shí)間后就要充電,充電過程表示如下:陽極:2Ag2OH-2e- Ag2OH2O 陰極:Zn(OH)22e- Zn2OH- 放電 充電 總反應(yīng)式:ZnAg2OH2O Zn(OH)22Ag一粒鈕扣電池的電壓達(dá)1.59 V,安裝在電子表里可使用兩年之久
13、。4燃料電池:燃料電池是使燃料與氧化劑反應(yīng)直接產(chǎn)生電流的一種原電池,所以燃料電池也是化學(xué)電源。它與其它電池不同,它不是把還原劑、氧化劑物質(zhì)全部貯存在電池內(nèi),而是在工作時(shí),不斷地從外界輸入,同時(shí)把電極反應(yīng)產(chǎn)物不斷排出電池。因此,燃料電池是名符其實(shí)地把能源中燃料燃燒反應(yīng)的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的“能量轉(zhuǎn)換器”。燃料電池的正極和負(fù)極都用多孔炭和多孔鎳、鉑、鐵等制成。從負(fù)極連續(xù)通入氫氣、煤氣、發(fā)生爐煤氣、水煤氣、甲烷等氣體;從正極連續(xù)通入氧氣或空氣。電解液可以用堿(如氫氧化鈉或氫氧化鉀等)把兩個(gè)電極隔開?;瘜W(xué)反應(yīng)的最終產(chǎn)物和燃燒時(shí)的產(chǎn)物相同。燃料電池的特點(diǎn)是能量利用率高,設(shè)備輕便,減輕污染,能量轉(zhuǎn)換率可
14、達(dá)70%以上。當(dāng)前廣泛應(yīng)用于空間技術(shù)的一種典型燃料電池就是氫氧燃料電池,它是一種高效低污染的新型電池,主要用于航天領(lǐng)域。它的電極材料一般為活化電極,碳電極上嵌有微細(xì)分散的鉑等金屬作催化劑,如鉑電極、活性炭電極等,具有很強(qiáng)的催化活性。電解質(zhì)溶液一般為40%的KOH溶液。電極反應(yīng)式為:負(fù)極 H22H 2H2OH-2 e-2H2O 正極 22H2O4 e-4OH-電池總反應(yīng)式為:2H222H2O另一種燃料電池是用金屬鉑片插入KOH溶液作電極,又在兩極上分別通甲烷(燃料)和氧氣(氧化劑)。電極反應(yīng)式為:負(fù)極:CH410OH8e- 7H2O; 正極:4H2O2O28e- 8OH-。電池總反應(yīng)式為:CH4
15、2O22KOHK2CO33H2O目前已研制成功的鋁空氣燃料電池,它的優(yōu)點(diǎn)是:體積小、能量大、使用方便、不污染環(huán)境、耗能少。這種電池可代替汽油作為汽車的動(dòng)力,還能用于收音機(jī)、照明電源、野營炊具、野外作業(yè)工具等。5鋰電池:鋰電池是金屬鋰作負(fù)極,石墨作正極,無機(jī)溶劑亞硫酰氯(SO2Cl2)在炭極上發(fā)生還原反應(yīng)。電解液是由四氯鋁化鋰(LiAlCl4)溶解于亞硫酰氯中組成。它的總反應(yīng)是鋰與亞硫酰氯發(fā)生反應(yīng),生成氯化鋰、亞硫酸鋰和硫。8Li3SO2Cl26LiClLi2SO32S鋰是密度最小的金屬,用鋰作為電池的負(fù)極,跟用相同質(zhì)量的其它金屬作負(fù)極相比較,能在較小的體積和質(zhì)量下能放出較多的電能,放電時(shí)電壓十
16、分穩(wěn)定,貯存時(shí)間長,能在216.3344.1K溫度范圍內(nèi)工作,使用壽命大大延長。鋰電池是一種高能電池,它具有質(zhì)量輕、電壓高、工作效率高和貯存壽命長的優(yōu)點(diǎn),因而已用于電腦、照相機(jī)、手表、心臟起博器上,以及作為火箭、導(dǎo)彈等的動(dòng)力資源。微型電池:常用于心臟起搏器和火箭的一種微型電池是鋰電池。這種電池容量大,電壓穩(wěn)定,能在-56.771.1溫度范圍內(nèi)正常工作。6海水電池1991年,我國首創(chuàng)以鋁空氣海水電池為能源的新型電池,用作海水標(biāo)志燈已研制成功。 該電池以取之不盡的海水為電解質(zhì)溶液,靠空氣中的氧氣使鋁不斷氧化而產(chǎn)生電流。只要把燈放入海水中數(shù)分鐘,就會(huì)發(fā)出耀眼的白光,其能量比干電池高2050倍。負(fù)極材
17、料是鋁,正極材料可以用石墨。電極反應(yīng)式為:負(fù)極反應(yīng):Al3 e-Al3+, 正極反應(yīng):2H2OO24 e-4OH-。電池總反應(yīng)式為:4Al3O26H2O4Al(OH)37溴鋅蓄電池國外新近研制的的基本構(gòu)造是用碳棒作兩極,溴化鋅溶液作電解液。電極反應(yīng)式為:負(fù)極反應(yīng):Zn2e-Zn2+ 正極反應(yīng):Br22e-2Br-電池總反應(yīng)式為:ZnBr2ZnBr2 8特種電池在電池家族中,不經(jīng)化學(xué)反應(yīng)卻能產(chǎn)生電流的電池也異軍突起。如太陽能電池就是利用晶體硅和非晶體硅為材料制成的一種將太陽能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。這種電池前景廣闊,據(jù)預(yù)測,到21世紀(jì)中期,全世界電力總耗量的20%30%將由太陽能電池提供。廢舊電池的危
18、害隨著經(jīng)濟(jì)和科技的發(fā)展,電池在我們生活中的扮演著越來越重要的角色,使用量也正迅速增加,幾乎滲透到我們生活的每一個(gè)角落,然而這些使用后的廢舊電池卻未能得到妥善的處理,雖然廢舊電池的體積和質(zhì)量都非常小,但它含有多種金屬物質(zhì),如果處理不當(dāng)就會(huì)污染到水源、土壤、空氣等,進(jìn)而直接或間接危害到人們的健康,影響人們的正常生活。我們希望通過這次研究性學(xué)習(xí),讓人們更多的了解廢舊電池的危害和回收狀況。保護(hù)環(huán)境人人有責(zé),希望大家能夠從身邊小事做起,從回收廢舊電池做起,希望政府機(jī)關(guān)(特別是有關(guān)環(huán)保這方面的單位)能夠增強(qiáng)執(zhí)法和宣傳的力度,希望擁有才學(xué)的專家、學(xué)者,擁有財(cái)力的商家共同來關(guān)注廢舊電池的回收狀況,多研究一些處
19、理方法,變害為利。我們知道,個(gè)人的力量也許微不足道,但把我們?nèi)祟惷總€(gè)人的力量聯(lián)合起來,筑成一道環(huán)境的“綠色長城”,便足以托起一種文明,一種可持續(xù)發(fā)展的文明。 廢舊電池簡介 1. 電池的組成:干電池、充電電池的組成成分:鋅皮(鐵皮)、碳棒、汞、硫酸化物、銅帽;蓄電池以鉛的化合物為主。舉例:1號(hào)廢舊鋅錳電池的組成,重量70克左右,其中碳棒5.2克,鋅皮7.0克,錳粉25克,銅帽0.5克,其他32克。 2. 電池的種類:電池主要有一次性電池、二次電池和汽車電池。一次性電池包括紐扣電池、普通鋅錳電池和堿電池,一次性電池多含汞。二次電池主要指充電電池,其中含有重金屬鎘。汽車廢電池中
20、含有酸和重金屬鉛。 3. 電池?cái)?shù)量:DC、MP3等數(shù)碼產(chǎn)品在以超猛的速度發(fā)展,而且都在使用著電池,電池的使用量在迅速增加,如果再不付諸行動(dòng)的話,電池山的現(xiàn)象遲早會(huì)發(fā)生。 廢舊電池的危害 1. 廢舊電池的危害性一粒紐扣電池可污染60萬升水,等于一個(gè)人一生的飲水量。一節(jié)電池爛在地里,能夠使一平方米的土地失去利用價(jià)值,所以把一節(jié)節(jié)的廢舊電池說成是“污染小炸彈”一點(diǎn)也不過分。我們?nèi)粘K玫钠胀ǜ呻姵?,主要有酸性鋅錳電池和堿性鋅錳電池兩類,它們都含有汞、錳、鎘、鉛、鋅等各種金屬物質(zhì),廢舊電池被遺棄后,電池的外殼會(huì)慢慢腐蝕,其中的重金屬物質(zhì)會(huì)逐漸滲入水體和土壤,造成污染。重金屬污染的最
21、大特點(diǎn)是它在自然界是不能降解,只能通過凈化作用,將污染消除,同時(shí)也由于重金屬容易在生物體內(nèi)積蓄,從而隨時(shí)間的推移達(dá)到一定量之后,產(chǎn)生致畸或致癌變的結(jié)果,最終導(dǎo)致生物體死亡,重金屬對(duì)人體產(chǎn)生危害的另一個(gè)途徑是通過食物鏈傳遞。魚蝦吃了含有重金屬的浮游生物后,重金屬在魚蝦體內(nèi)積蓄,人再吃了這樣的魚蝦后,重金屬就會(huì)在人體內(nèi)積蓄,達(dá)到一定程度后也會(huì)對(duì)人的身體產(chǎn)生嚴(yán)重影響。因而廢舊電池的危害主要集中在其中所含的少量的重金屬上 金屬種類 危害的表現(xiàn) 錳 過量的錳蓄積于體內(nèi)引起神經(jīng)性功能障礙,早期表現(xiàn)為綜合性功能紊亂。較重者出現(xiàn)兩腿發(fā)沉,語言單調(diào),表情呆板,感情冷漠,常伴有精神
22、癥狀。 鋅 鋅的鹽類能使蛋白質(zhì)沉淀,對(duì)皮膜粘膜有刺激作用。當(dāng)在水中濃度超過10-50毫史/升時(shí)有致癌危險(xiǎn),可能引起化學(xué)性肺炎。鉛:鉛主要作用于神經(jīng)系統(tǒng)、活血系統(tǒng)、消化系統(tǒng)和肝、腎等器官能抑制血紅蛋白的合成代謝過程,還能直接作用于成熟紅細(xì)胞,對(duì)嬰幼兒影響甚大,它將導(dǎo)致兒童體格發(fā)育遲緩,慢性鉛中毒可導(dǎo)致兒童的智力低下。 鎳 鎳粉溶解于血液,參加體內(nèi)循環(huán),有較強(qiáng)的毒性,能損害中樞神經(jīng),引起血管變異,嚴(yán)重者導(dǎo)致癌癥。 汞 它在這些重金屬污染物中是最值得一提的,這種重金屬,對(duì)人類的危害,確實(shí)不淺,長期以來,我國在生產(chǎn)干電池時(shí),要加入一種有毒的物質(zhì)汞或汞的化合物,我國的堿性干
23、電池中的汞的含量達(dá)到1-5%,中性干電池為0.025%,全國每年用于生產(chǎn)干電池的汞具有明顯的神經(jīng)毒性,此外對(duì)內(nèi)分泌系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)等也有不良影響,1953年,發(fā)生在日本九州島的震驚世界的水俁病事件,給人類敲響了汞污染的警鐘。重金屬污染,威脅著人類的健康,人類如果忽視對(duì)重金屬污染的控制,最終將吞下自釀的苦果,因此,加強(qiáng)廢舊電池的回收就日顯重要了。 2. 廢舊電池危害的其他表現(xiàn):目前世界上生活垃圾主要是衛(wèi)生填埋、焚燒、堆肥和再利用這四種方式,混入生活垃圾的廢舊電池在這四個(gè)過程中的污染作用體現(xiàn)在: 處理方式危害的表現(xiàn) 填埋 廢舊電池的重金屬通過滲透作用污染水體和土壤
24、焚燒 廢舊電池在高溫下,腐蝕設(shè)備,某些重金屬在焚燒爐中揮發(fā)在飛灰中,造成大氣污染;焚燒爐底重金屬堆積,給產(chǎn)生的灰渣造成污染。 堆肥 廢舊電池的重金屬含量較高,造成堆肥的質(zhì)量下降。 再利用 一般采用反射爐火冶金法,工藝雖然容易掌握但是回收率只有82%,其余的鉛以氣體和粉塵的形態(tài)出現(xiàn),同時(shí)冶煉過程中的二氧化硫會(huì)進(jìn)入空氣中,造成二次污染,直接危害操作工人的健康。三、關(guān)于廢舊電池的調(diào)查報(bào)告(一)本調(diào)查的主要目的1了解消費(fèi)者使用電池的主要類型、數(shù)量、以及使用后廢舊電池的處理方式。2了解消費(fèi)者對(duì)目前市場所銷售電池的建議與意見。3了解公眾對(duì)廢舊電池污染環(huán)境的認(rèn)
25、識(shí)程度。4加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)宣傳,提高全民的環(huán)境保護(hù)意識(shí)及資源危機(jī)意識(shí)。(二)本調(diào)查的主要對(duì)象1周口師范學(xué)院部分學(xué)生2西華縣部分市民(三)本調(diào)查問卷的設(shè)計(jì)方案本調(diào)查問卷共分4個(gè)方面10個(gè)問題。由于各種類型廢舊電池所含主要危害成分及其對(duì)環(huán)境的危害程度不同,因此本調(diào)查問卷的第一個(gè)方面(包括問題14)主要是為了了解目前消費(fèi)者使用電池的主要類型。由于本調(diào)查對(duì)象眾多,每個(gè)人的文化層次及知識(shí)結(jié)構(gòu)不同,因此本調(diào)查問卷中的問題34主要是為了對(duì)問題12的補(bǔ)充。南孚電池、雙鹿電池、白象電池等主要為堿性電池,大公電池、牡丹電池、中華電池等主要為酸性電池。價(jià)格在1元以內(nèi)的主要為酸性電池、在1元至2.5元的主要為有汞堿性電池
26、、在3元至5元的主要為無汞堿性電池、價(jià)格在5元以上的主要為可充電電池。目前市場上銷售的電池在消費(fèi)者心目中必然存在著某些方面的不足,這也就決定了未來電池的發(fā)展方向,因此本調(diào)查問卷的第二個(gè)方面(包括問題56)主要是為了了解消費(fèi)者對(duì)目前市場銷售的電池的不滿。由于目前世界性的資源問題、能源問題、污染問題正阻礙著社會(huì)的發(fā)展與進(jìn)步,因此加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)及合理利用資源與能源的宣傳迫在眉睫。本調(diào)查問卷的第三個(gè)方面(包括問題78)的主要目的是為了了解普通公眾對(duì)廢舊電池污染的認(rèn)識(shí)及對(duì)廢舊電池污染環(huán)境加以宣傳。調(diào)查問卷1在日常生活中,你使用的電池的頻率是多少?( )A.經(jīng)常 B.有時(shí) C.很少2您家有哪些使用電池的電器
27、?(多選)( )A.鐘表 B.MP3/MP4 C.玩具 D.遙控設(shè)備 E.其他3您使用充電電池嗎?( )A.使用 B.不使用 C.有時(shí) 4您家每月大約用多少節(jié)電池? ( )A.1- 2節(jié) B.3-5節(jié) C.6-10節(jié) D.10節(jié)以上 5您的電池使用壽命一般是?( )A.幾天 B.半月 C.一月 D.半年 E.更長 6.您知道政府環(huán)保單位在推動(dòng)廢電池回收工作嗎?( )A.知道 B.有聽說但不清楚做法 C.不知道 7.是不是應(yīng)以公權(quán)介入,強(qiáng)制廢電池回收與處理?( )A.是 B.不是 C.無8.您認(rèn)為政府是不是應(yīng)該加強(qiáng)廢電池回收與處理的宣傳? ( )A.是 B.不是 C.無所謂 9.如果政府廣設(shè)廢電
28、池回收點(diǎn),您會(huì)依規(guī)定帶往回收點(diǎn)嗎?( )A.會(huì) B.不會(huì) C.視路途遠(yuǎn)近而定(四)本調(diào)查問卷的調(diào)查結(jié)果通過我們一周時(shí)間對(duì)大學(xué)部分學(xué)生及部分市民的調(diào)查結(jié)果如下:(本調(diào)查過程中共發(fā)放調(diào)查問卷600份,收回有效問卷504份)(五)問卷調(diào)查結(jié)果的討論由于本調(diào)查的范圍有限,所以其中的某些結(jié)果可能與總體情況略有出入,但是本調(diào)查必定反映了總體中一個(gè)地區(qū)的情況,因此還是有一定的參考價(jià)值。本調(diào)查從某種程度上反映了我國電池的消費(fèi)量使用后對(duì)其處理方式以及存在的問題。(六)調(diào)查問卷的結(jié)論由以上調(diào)查問卷結(jié)果我們可以得到如下結(jié)論:1目前消費(fèi)者使用的電池主要為一次性堿性電池。這種電池的各方面性能優(yōu)于一次性酸性電池,但是由于
29、無汞堿性電池的生產(chǎn)工藝尚不成熟及其造價(jià)要高于有汞堿性電池,因此目前市場上銷售的堿性電池主要為有汞堿性電池,所以廢舊電池如果同生活垃圾一同掩埋、焚燒、堆肥等仍然會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。另外,由于堿性電池的外殼是由鋼制成,因此廢舊電池同生活垃圾一同處理更是對(duì)資源的嚴(yán)重浪費(fèi)。2由問卷的調(diào)查結(jié)果我們看到消費(fèi)者對(duì)目前市場上銷售的電池仍然存在著很多的不滿,比如電池的質(zhì)量太差、不夠環(huán)保、價(jià)格太高等。因此電池生產(chǎn)廠家及科研單位必須加強(qiáng)對(duì)電池生產(chǎn)工藝的研究,以便能盡快生產(chǎn)出高質(zhì)量、低污染、低造價(jià)的新型環(huán)保電池。3由問卷的調(diào)查結(jié)果我們還可以發(fā)現(xiàn),目前絕大部分公眾對(duì)廢舊電池若不妥善處理會(huì)污染環(huán)境已有一定的了解,但是
30、缺乏更近一步的認(rèn)識(shí)及實(shí)際行動(dòng),因此我們要加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)的宣傳與教育,以便提高全民的環(huán)保意識(shí)及資源危機(jī)意識(shí)。4由問卷的調(diào)查結(jié)果我們還可以發(fā)現(xiàn),目前消費(fèi)者每月使用的電池為兩節(jié)左右,而絕大部分消費(fèi)者對(duì)廢舊電池處理方式為隨生活垃圾一起丟棄,這樣不僅會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的危害更是對(duì)資源的嚴(yán)重浪費(fèi)。據(jù)有關(guān)資料表明,如果全國廢舊電池全部得以回收利用,每年就可以回收1萬噸鋅、1820萬噸二氧化錳、22.5萬噸銅,這是多么大的一筆財(cái)富呀?。ㄆ撸┱{(diào)查過程中發(fā)現(xiàn)的問題目前,我國部分消費(fèi)者已具有一定的環(huán)保意識(shí)及資源危機(jī)意識(shí),認(rèn)識(shí)到廢舊電池同生活垃圾一同丟棄不僅污染環(huán)境還是對(duì)資源的嚴(yán)重浪費(fèi)??墒俏覀冊谡{(diào)查過程中了解到,有些消
31、費(fèi)者把用完的電池收集在一起,并且有的收集了很多,可是苦于找不到廢舊電池回收站,最終迫于無奈只能將辛辛苦苦積累下的廢舊電池隨生活垃圾一起丟了。另外,我們在中國資源綜合利用中了解到北京某廢舊電池處理廠卻因原料供應(yīng)不足而被迫破產(chǎn)。由此可見我國在廢舊電池回收管理中存在很大的問題。望能引起有關(guān)部門的重視使問題得以解決。 來自不同的聲音國家環(huán)??偩钟嘘P(guān)人士認(rèn)為,廢電池不用集中回收,以前有關(guān)廢電池危害環(huán)境的報(bào)道缺乏科學(xué)依據(jù),在某種程度上對(duì)群眾造成了誤導(dǎo)。清華大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程系的博士生導(dǎo)師聶永豐教授帶領(lǐng)課題組專門對(duì)廢電池的危害和處理做過研究。他介紹說,近年來關(guān)于廢舊電池給環(huán)境帶來危害的報(bào)道的確很多,但是遺憾
32、的是,這些報(bào)道未向讀者或觀眾說明支持其結(jié)論的科研內(nèi)容,沒有向讀者介紹其分析推理過程,也沒有列舉因干電池造成污染的實(shí)際案例,只有“污染嚴(yán)重”的結(jié)論。 廢電池中含有哪些有害物質(zhì),這些物質(zhì)通過什么樣的機(jī)理釋放到環(huán)境中,會(huì)對(duì)環(huán)境造成多大程度的損害,國內(nèi)外有無廢干電池引起嚴(yán)重污染的案例,發(fā)達(dá)國家是怎樣解決這個(gè)問題的?帶著疑問,課題組作了全面深入的調(diào)查,得出的結(jié)論與一些新聞報(bào)道相去甚遠(yuǎn),這些報(bào)道確有不切合實(shí)際和偏激之處。 聶教授介紹說,電池產(chǎn)品可分一次干電池(普通干電池)、二次干電池(可充電電池,主要用于移動(dòng)電話、計(jì)算機(jī))、鉛酸蓄電池(主要用于汽車)三大類。用量最大、群眾最心,報(bào)道最多的是普通干電池。下面
33、所說的電池均指普通干電池。電池主要含鐵、鋅、錳等,此外還含有微量的汞,汞是有毒的。有報(bào)道籠統(tǒng)說,電池含有汞、鎘、鉛、砷等物質(zhì),這是不準(zhǔn)確的。事實(shí)上,群眾日常使用的普通干電池生產(chǎn)過程中不需添加鎘、鉛、砷等物質(zhì)。廢電池中的汞沒有對(duì)環(huán)境構(gòu)成威脅 汞的揮發(fā)溫度低,是一種毒性較大的重金屬。很多地方的土壤中也含有微量的汞,在汞礦開采、提煉、含汞產(chǎn)品加工過程中,如密閉措施不夠完備,釋放到空氣中的汞(蒸氣)對(duì)操作人員的健康影響很大。 電池中雖然含有汞,但由于是添加劑,其含量很少。即便是高汞電池,含汞量一般也在電池重量的千分之一以內(nèi)。我國電池行業(yè)全年的用汞量,大體上與一個(gè)汞法聚氯乙烯,或汞法煉金,或高汞鉛鋅礦采
34、選的企業(yè)年排放廢水中的含汞量相當(dāng)。由于電池消費(fèi)區(qū)域大,含汞廢電池進(jìn)入生活垃圾處理系統(tǒng)以后,對(duì)環(huán)境的影響比前述一個(gè)化工企業(yè)排放含汞廢水所造成的影響要小得多,況且電池使用了不銹鋼或碳鋼做外包皮,有效地防止了汞的外漏。因而廢電池分散丟棄在生活垃圾中,其危害微乎其微,在客觀上不可能造成水俁病之類的危害。日本的水俁病是化工企業(yè)幾十年向一條河流排放大量含汞廢水,下游水系中汞逐漸累積造成的。 含汞電池正在被無汞電池代替 ,當(dāng)然,含汞廢電池畢竟對(duì)環(huán)境有負(fù)面影響(哪怕是輕微的)。因此,在1997年底,國家經(jīng)貿(mào)委、中國輕工總會(huì)等9部門聯(lián)合發(fā)出關(guān)于限制電池汞含量的規(guī)定,借鑒發(fā)達(dá)國家的經(jīng)驗(yàn),要求國內(nèi)電池制造企業(yè)逐步降
35、低電池汞含量,2002年國內(nèi)銷售的電池要達(dá)到低汞水平,2006年達(dá)到無汞水平。從實(shí)際進(jìn)展來看,國內(nèi)電池制造業(yè)基本按照規(guī)定要求在逐步削減電池汞含量。據(jù)中國電池工業(yè)協(xié)會(huì)提供的數(shù)據(jù),我國電池年產(chǎn)量為180億只,出口約100億只,國內(nèi)年消費(fèi)量約80億只,基本已達(dá)到低汞標(biāo)準(zhǔn)(汞含量小于電池重量的0.025)。其中約有20億只達(dá)到無汞標(biāo)準(zhǔn)(汞含量低于電池重量的0.001)。 聶教授最后強(qiáng)調(diào),截至目前國內(nèi)外均無廢電池造成嚴(yán)重污染的報(bào)道或科研資料,有關(guān)廢電池污染環(huán)境的說法的確缺乏科學(xué)根據(jù),對(duì)群眾造成了誤導(dǎo)。廢電池集中回收處理不當(dāng)會(huì)造成污染 如果按某些報(bào)道呼吁的那樣,在我國建造一個(gè)專業(yè)的、能夠批量處理廢電池的工
36、廠,是否可行呢?國家環(huán)??偩治劭厮竟腆w處彭德富工程師介紹說,建設(shè)一個(gè)廢電池回收處理廠,需要投資1000多萬元人民幣,而且還要每年至少回收4000多噸廢舊電池,工廠才能運(yùn)轉(zhuǎn)起來。而實(shí)際上要回收這樣大數(shù)量的廢電池十分困難。以首都北京為例,在大力宣傳和鼓勵(lì)下,3年才回收了200多噸。在環(huán)保模范城杭州市,廢電池的回收率也只有10%。據(jù)了解,目前瑞士和日本已建好的兩家可加工利用廢舊電池的工廠,現(xiàn)在也因吃不飽經(jīng)常處于停產(chǎn)狀態(tài)。這不得不讓我們慎重考慮投資建回收廠的問題。彭德富還介紹說,處理這些集中存放廢電池的另一個(gè)辦法是按照危險(xiǎn)廢棄物的處理方法集中填埋或存放,但是這樣處理一噸需要三四千元的費(fèi)用,又面臨著費(fèi)用
37、無著落的問題。據(jù)了解,四川省有一家小企業(yè)打著“環(huán)?!钡钠焯?hào),動(dòng)用小學(xué)生在周六周日幫他們把收集的廢電池用錘子敲開,回收其中有價(jià)值的電池外殼當(dāng)廢鐵賣,而將殘?jiān)S意拋棄。廢電池不會(huì)對(duì)環(huán)境構(gòu)成威脅,很重要的一點(diǎn)是電池包了不銹鋼或碳鋼外包皮,有效地防止了汞的外漏。把廢電池外面的不銹鋼或碳鋼外包皮砸開了,里面所含的汞極易滲出,結(jié)果電池中的有害物質(zhì)污染了環(huán)境,損害了小學(xué)生的身體健康。這是絕對(duì)不能允許的,必須嚴(yán)格禁止。 廢舊電池的回收及利用 西歐許多國家不僅在商店,而且直接在大街上都設(shè)有專門的廢電池回收箱,將收集起來的費(fèi)電池先用專門篩子篩選出那些用語鐘表、計(jì)算器及其他小型
38、電子儀器的紐扣電池,它們當(dāng)中一般都含有汞,可將汞提取出來加以利用,然后用人工分揀出鎳鎘電池電池,法國一家工廠就從中提取鎳和鎘,再將鎳用于煉鋼,鎘則重新用于生產(chǎn)電池。其余的各類廢電池一般都運(yùn)往專門的有毒、有害垃圾填埋場,這種做法不僅花費(fèi)太大(例如:在德國填埋一噸廢電池費(fèi)用達(dá)1700馬克),而且還造成浪費(fèi),因?yàn)槠渲猩杏胁簧倏勺髟系挠杏梦镔|(zhì)。 從前,我國處理舊電池難在工藝上,苦于不能充分、有效地分離和利用廢舊電池中的資源,而且處理過程中的二次污染嚴(yán)重。目前國內(nèi)主要的處理方式有 4種,人工分選、干法、濕法和干濕法。人工分選回收利用法就是將回收的廢舊干電池,先進(jìn)行分類
39、,人工分選出碳棒、銅帽、鋅皮及各種殘留物,并分別用相應(yīng)的方法予以處理,這種方法簡單易行,但使用勞動(dòng)力多,經(jīng)濟(jì)效益差。所謂干法,也叫煙法或火法,就是對(duì)廢舊干電池分類篩選、破碎后,再放人焙燒爐中在600 800 度下焙燒,將排出的氣體冷凝后提取汞,再將焙燒剩余物放入回轉(zhuǎn)窯在 1100 1300度下低燒,從煙氣中回收氧化鋅,從殘?jiān)谢厥斟i和鐵。運(yùn)用此法,一般冶煉廠無須增加設(shè)備和勞力,就可回收干電池中的鋅,若須進(jìn)一步回收其他物質(zhì),尚須增加設(shè)備。所謂濕法,就是將干電池分類破碎后,置于浸取槽中,加入稀硫酸進(jìn)行浸取,再經(jīng)過濾,從濾液中提取金屬鋅,濾渣分離出銅帽鐵皮后,再從剩余泥渣中進(jìn)一步提取出錳來。此法可以
40、利用現(xiàn)有濕法煉鋅工廠的設(shè)備和技術(shù),對(duì)廢舊干電池進(jìn)行回收利用。干濕法,就是將干法和濕法的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來,先用焙燒的方法回收汞和部分鋅,再用浸動(dòng)和電積的方法回收錳和剩余的鋅。運(yùn)用此法,回收效果較好,但工序較復(fù)雜,成本也較高?,F(xiàn)在,又從北京科技大學(xué)傳來消息,研究者找到不同于國外火法處理的新方法,采用濕法工藝流程能充分對(duì)廢干電池進(jìn)行無害化、資源化處理,提高了廢舊電池的利用率。 二.調(diào)查結(jié)果將鋅、錳、銀、鎳、汞、鎘和鐵等金屬物質(zhì)提取回收、爐渣還可以用來制作建筑材料,對(duì)不能利用的物質(zhì)進(jìn)行環(huán)境無害化處理,一改以前的工序繁復(fù)、工藝流程長、處理成本高的缺憾,從而實(shí)現(xiàn)了廢舊電池處理
41、的無害化、資源化、安定化的綜合利用。三.廢舊電池回收的難處:1、廢舊電池不夠由于回收力量單薄,回收的電池往往不夠工業(yè)化處理,在實(shí)驗(yàn)室便可以用完。無法大規(guī)模地進(jìn)行處理。2、生產(chǎn)廠房不保力量不足,生產(chǎn)過程有時(shí)有一定污染等原因造成廠房都難以自保。3、前期資金不足處理廢舊電池需要較大的規(guī)模,而且利潤微薄。工業(yè)化處理廢舊電池只能勉強(qiáng)維持基本運(yùn)轉(zhuǎn),該行業(yè)要有大發(fā)展,還有待國家在投資、稅收等政策上的優(yōu)惠,以此來保證投資者的適當(dāng)利益,保持投資者的投資熱情,使這項(xiàng)環(huán)?;顒?dòng)能繼續(xù)下去。環(huán)保(廢電池)具體行動(dòng)想要利用,首先需要將廢舊電池回收,我們知道,電池就散布在社會(huì)的每一個(gè)角落,如果想要把這些零散的電池收集起來,就需要?jiǎng)訂T全體公民,培養(yǎng)人們自愿回收電池的意識(shí)。建立健全系統(tǒng)的廢舊電池自愿及強(qiáng)制回收體系. 校園內(nèi)組織宣傳1由環(huán)保小組成員在課堂上介紹關(guān)于回收利用的情況,對(duì)學(xué)校即將實(shí)施的回收廢舊電池進(jìn)行宣傳。 2發(fā)動(dòng)同學(xué)參加校內(nèi)環(huán)保小組,利用科外活動(dòng)時(shí)間制作宣傳欄,向全校同學(xué)宣傳少用電池和塑料用品,因?yàn)樗麄兒茈y分解。 在計(jì)劃確定可行后進(jìn)行電池回收 1制作回收電池垃圾箱。選用合適大小的鐵皮,制作分類垃圾箱, 并寫上宣傳標(biāo)語。 2每個(gè)班一個(gè),定期集中收集。 3學(xué)校政教處進(jìn)行評(píng)比,看看哪一個(gè)班級(jí)回
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