廢舊鋅錳電池中有價(jià)金屬回收技術(shù)研究

廢舊鋅錳電池中有價(jià)金屬回收技術(shù)研究

1廢電池回收處理中汞的去除c汞和化合物是有毒物質(zhì)。從舊錫錳電池中回收廢物的關(guān)鍵一環(huán)是確保全球回歸金屬。在廢舊鋅錳電池中汞分散存在于鋅皮、黑粉、內(nèi)層紙以及糊狀物等載體中,且載體中汞不能用水清洗除去。鑒于這種情況,按目前已報(bào)道的有關(guān)廢舊鋅錳電池的回收處理工藝,極容易出現(xiàn)汞在回收過(guò)程中的散失從而造成二次污染。另外,廢舊鋅錳電池中含有銨化合物,銨化合物的存在對(duì)其它物質(zhì)的制備會(huì)產(chǎn)生影響。根據(jù)汞、汞化合物以及銨化合物具有遇熱易分解且分解物易于回收的特點(diǎn),本研究提出對(duì)廢舊鋅錳電池中汞、汞化合物和銨化合物作一次性集中回收處理工藝。這樣既可回收得到汞及銨化合物,同時(shí)又可以避免廢電池回收處理中汞的散失,為回收處理廢舊鋅錳電池提供便利。由于汞和銨化合物分解后的收集容易實(shí)現(xiàn),這里只集中探討從廢舊鋅錳電池中分離汞及汞和銨化合物的適宜條件和方法。2實(shí)驗(yàn)部分2.1實(shí)驗(yàn)原理由表1可以看出:用先加熱分解然后冷凝的方法從廢舊鋅錳電池中先集中回收汞和銨化合物是可能的。2.2試劑:氯化亞錫、氯化汞、酸鈉儀器:722型分光光度計(jì)(上海分析儀器總廠);F732-V型測(cè)汞儀(上海華光儀器儀表廠)。試劑:氯化亞錫(分析純,天津石英鐘廠霸州市化工分廠);氯化汞(分析純,廣州化學(xué)試劑廠);高錳酸鉀(分析純,天津市博迪化工有限公司);硫酸、氯化銨、碘化汞、碘化鈉等均為分析純。2.3不同品牌電池的熱性能選取天王、555、金鐘、光能、虎威五種品牌的5號(hào)電池和中華、華太、金鐘、火車四種品牌的1號(hào)鋅錳電池作為研究對(duì)象?？紤]到降低成本,將各品牌電池只作沿軸線的對(duì)中剖切,將每種品牌剖切后電池分成6份,依次將其放在溫度分別為310℃、330℃、350℃、370℃、390℃、410℃的爐中加熱1h。分別測(cè)不同品牌電池在不同溫度下黑粉與鋅皮中汞的殘留量以及不同溫度下黑粉中銨的殘留量。其檢測(cè)結(jié)果取平均值并歸類于電池型號(hào)(以下處理同),實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2、表3。由表2可以看出:對(duì)于5號(hào)電池,當(dāng)加熱溫度為330℃時(shí),其鋅皮和黑粉中汞的殘留量已達(dá)到土壤的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(土壤中汞含量的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為0.3～1.0mg/kg);黑粉中銨在310℃時(shí)已能達(dá)到要求的去除效果。所以5號(hào)電池的適宜回收處理溫度應(yīng)為330℃。從表3可以看出:1號(hào)電池中鋅皮和黑粉中的汞和銨的適宜回收溫度應(yīng)為310℃。由于實(shí)際生產(chǎn)中可能把1號(hào)和5號(hào)電池一塊處理,所以最適宜的加熱處理溫度應(yīng)為330℃。2.4加熱時(shí)間對(duì)鋅皮、黑粉中汞和銨含量的影響選取步驟2.3所用品牌的1號(hào)和5號(hào)廢舊鋅錳電池作為研究對(duì)象并作同樣的剖切處理。取剖切后的每一品牌電池并分成6份,依次將其放入溫度為350℃的爐中加熱,時(shí)間分別控制為:10min、20min、30min、40min、50min、80min。測(cè)加熱焙燒后鋅皮和黑粉中汞的含量以及黑粉中銨的含量。數(shù)據(jù)處理同2.3步驟。檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表4、表5。由表4可以看出:對(duì)于5號(hào)電池,其汞含量在加熱時(shí)間為50min時(shí)去除效果最好;銨的含量經(jīng)10min加熱已能滿足去除要求。經(jīng)綜合考慮,5號(hào)電池較適宜加熱時(shí)間應(yīng)為50min。由表5可以看出:對(duì)于1號(hào)電池,最佳加熱時(shí)間應(yīng)為50min。所以回收廢舊電池的適宜加熱時(shí)間應(yīng)為50min。2.5廢電池生物污染鋅錳電池中除含有鋅皮、黑粉以外還有外包裝紙、內(nèi)層紙、塑料蓋、密封用瀝青及硬紙片等。外包裝紙一般由普通紙和塑料紙兩部分疊加組成。為了考察這些物質(zhì)對(duì)回收汞和銨化合物的影響,將這些物質(zhì)中的每一種物質(zhì)分成5份并依次放在溫度分別為:290℃、310℃、330℃、350℃、370℃的爐中加熱。各種物質(zhì)在不同溫度下的狀態(tài)見(jiàn)表6。從表6可以看出:廢電池中的塑料紙、紙、瀝青、塑料、硬紙板在溫度為290～370℃區(qū)間不會(huì)燃燒,其中,塑料、瀝青將熔化。因此,將廢舊鋅錳電池剖切后直接進(jìn)行汞和銨的回收處理即采用最簡(jiǎn)化的加工步驟,則塑料、紙、瀝青等的存在不會(huì)對(duì)汞和銨的回收造成影響。另外,塑料、瀝青在加熱過(guò)程中的熔化可為碳棒與瀝青和塑料的分離創(chuàng)造條件,為廢舊鋅錳電池的后續(xù)加工處理提供便利。3焙燒時(shí)間及加熱處理由以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知:將廢舊鋅錳電池作沿軸線的對(duì)中剖切后不作其它任何分離即可進(jìn)行汞和銨的直接回收處理;回收處理汞和銨的適宜焙燒溫度是350℃,適宜的焙燒時(shí)間為50min;經(jīng)以上處理后廢電池中鋅皮和黑粉中的汞殘留量可達(dá)土壤二級(jí)標(biāo)準(zhǔn),黑粉中銨殘留量可滿足制備氯化銨等一般產(chǎn)品的