废旧酸性锌锰干电池的回收和碳酸锰的制备
废旧电池的回收利用设计方案
废旧电池的回收利用设计方案废旧电池的回收利用设计方案一．实验目的回收废旧电池中的金属，环境友好型处理废旧电池，变废为宝，减少废旧电池给环境带来的众多负面影响。
回收废旧电池中的Mn，Zn等金属，在本实验中主要回收锰元素，将电池预处理后，得到粗的二氧化锰，经过提纯，再利用相关的化学方法转化为有利用价值的碳酸锰（MnCO3）。
二．实验原理1. 从废旧电池中得到二氧化锰：将电池粉碎分类，得到锌冒、石墨棒、黑色物以及其他。
取黑色物质家在水里水浸，过滤后取剩下的滤渣，经过烘炒（除去碳），水浸处理过滤，得到滤渣在烘干，即得到粗的二氧化锰。
2 粗的二氧化锰的提纯：先将上面的粗二氧化锰加入到稀硝酸中，再加入过量的过氧化氢溶液，待反应完全后，在溶液中缓慢滴加氢氧化钾溶液，调节PH值到7，（三价铁在ph4.1时完全沉淀；锌在6.4沉淀完全，在8.0开始溶解；锰在7.8时开始沉淀），沉淀完全后，过滤取得滤液（用K3Fe(CN)6检验铁是否出尽）；在滤液中加碳酸钾溶液，沉淀完全后过滤，洗涤，加热转化为二氧化锰。
Mn(NO3)2+K2CO3====MnCO3（沉淀）+2KNO3 2MnCO3+O2==2MnO2+2CO2(g)3、用二氧化锰制备碳酸锰：方案一：先转化成硝酸锰法MnO2+H2O2 +2HNO3 ==Mn(NO3)2+2H2O+O2（g）（放热反应） Mn(NO3)2+K2CO3==2KNO3+MnCO3 (沉淀) 方案二：现转化成氯化锰法MnO2 +4HCl==MnCl2+Cl2(g)+2H2OMnCl2 +K2CO3 == MnCO3 (沉淀)+2KCl方案一：三．实验器材坩埚、坩埚钳、烧杯、玻璃棒、表面皿、布氏漏斗、圆底烧瓶、量筒、铁架台、烘箱、硬质坩埚等等四、实验药品废旧电池样品、6mol/L的硝酸、3%过氧化氢、12mol/L的浓盐酸、碳酸钾溶液、氢氧化钾溶液、K3Fe(CN)6溶液、稀盐酸、碳酸氢钾溶液、硝酸银溶液、Na3[Co(CN)6]五．实验步骤1、从样品中得到粗二氧化锰，步骤见原理。
从废旧锌锰电池中回收锌和锰的工艺研究
生产 １００ 亿只干电池计算，全年 汞回收装置等。
坩埚内，送入马弗炉在 ７５０℃焙烧
将要消耗 １５．６ 万吨锌，２２．６ 万吨
实验药品 硫酸、硫化钠、氨 １ｈ （ 烟气排放处设回收汞装置 ） ，
氧化锰，２ ０８０ 吨铜，２．７ 万吨氯 水等。
化锌，７．９ 万吨氯化铵，４．３ 万吨
碳棒［２］，相当于三四个大冶炼厂
ＧＡＯ Ｙｕ－ｈｕａ （Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇ．，Ｊｉａｎｇｓｕ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｅｃ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｚｈｅｎｊｉａｎｇ Ｊｉａｎｇｓｕ ２１２００３，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｕａｃｔ：Ｚｎ—Ｍ ｎ Ｗａｓｔｅ Ｂａｔｔｅｒｙ ｉｓ ｄｉｓｐｏｓｅｄ ｂｙ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｉｎｃｉｎｅｒａｔｉｏｎ，ｒｅｍｏｖｅ Ｈｇ ｅｌｅｍｅｎｔ ａｎｄ ｃａｒｂｏｎ ｅｌｅｍｅｎｔ．Ｔｈｅ ｐｉｃｋｉｎｇ ｗｉｔｈ ｓｕｌｐｈｕｒｉｃ ａｃｉｄ ｉｓ ｓｅｃｏｎｄ ｐｒｏｃｅｓｓ．Ｗｉｔｈ ｓｅｄｉｍｅｎｔ ｚｉｎｃ ａｎｄ Ｍａｎｇａｎｅｓｅ ａｒｅ ｓｅｐａｒａｔｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｆｉｌｔｒａｔｅ．Ｔｈｅ ｒｅｃｏｖｅｒｙ ｏｆ ｚｉｎｃ Ｉｓ ９４．５％．Ｔｈｅ ｒｅｃｏｖｅｒｙ ｏｆ ｍａｎｇａｎｅｓｅ ｉｓ ９３．６％． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｚｎ－Ｍｎ Ｗａｓｔｅ Ｂａｔｔｅｒｙ；ｚｉｎｃ；ｍａｎｇａｎｅｓｅ；ｒｅｃｏｖｅｒｙ
表 ４ 酸浸时间对浸取率的影响单位：ｈ 、％
３０ 一 ３５． ［ ３ ］ 张胜涛，王林，韩涟漪，等．废
旧电池的危害及其回收利用［ Ｊ ］ ．电池工 业，２００２，７（１）：３ — ８．
［ ４ ］ 李继洲，王郁．废旧干电池资源
废旧锌锰干电池回收利用
废旧锌锰干电池回收利用倪志刚（南京大学化学化工学院，南京 210089）摘要本文简述了利用废旧电池制取MnCO3的实验过程，并对反应过程中关键的一步——将+4价锰还原为+2价锰进行了讨论，比较了各种还原方法的优缺点。
这个研究式实验的开展，培养了同学们查阅资料、自行设计实验方案、分析实验结果的能力，更重要的是加强了同学们的环保意识和责任意识。
关键字废旧电池回收利用锰还原随着各种各样小型电器的普及，电池的使用量与日俱增。
在各种电池当中，锌锰干电池的使用量占了很大的比例。
使用完的锌锰干电池若随意丢弃，会对环境造成很大的危害。
相反，对废旧电池进行适当的处理，会得到很多有用的物质。
例如，从废旧锌锰干电池中可回收得到MnCO3，其用途有：电讯器材用作铁氧体生产的原料，陶瓷颜料、清漆催干剂、肥料、医药、机械零件、磷化处理、锰盐制造的原料等。
本文着重讨论利用废旧干电池制取MnCO3的实验。
（还可再概述几种制取的方法）1、实验过程（实验与结果，包括2）1.1 MnO2的制备取5号干电池两节，剥去外包装、锌皮、铜帽、纸层，除去碳棒，将剩下的黑色混合物研碎，加水溶解，用酸调节pH约为2，加热、搅拌、冷却、过滤，用蒸馏水洗至无Cl，将黑色沉淀转移至蒸发皿中在空气中灼烧，并用玻璃棒搅拌，至无火星时停止加热，得到的黑色固体即为MnO2粗产品。
1.2 锰元素的还原称取以上制备的MnO2固体5g，连接好固液加热型气体发生装置，准备好具有防倒吸功能的尾气吸收装置，将MnO2加入锥形瓶，加入20mL 12mol/L浓盐酸，打开磁力加热搅拌器，使其反应。
反应过程中会看到有大量黄绿色的气体生成。
待锥形瓶中黄绿色全部褪去，再加热5min。
将所得混合物过滤，所得滤液即为MnCl2溶液。
1.3 MnCO3的制备将所得的溶液转移至烧杯中，取一滴溶液用NH4SCN溶液检测得其中含有Fe3+，向溶液中先加NaOH溶液，后加氨水，调节pH=5，使Fe3+完全生成Fe(OH)3沉淀并过滤除去。
从废旧锌锰电池中回收锰并制备碳酸锰
从废旧锌锰电池中回收锰并制备碳酸锰泰安第一中学萧阳摘要：废弃电池对人类生存环境的危害正在日益加重并日趋明显，并且电池废弃后也造成了大量金属资源的浪费。
废电池中含有许多可以再生利用的材料，尤其是其中大量的锰资源。
本文即主要介绍了以草酸为还原剂从废锌锰干电池中回收锰并制备碳酸锰的实验室方法。
关键字：锌锰干电池，资源回收利用，草酸法，碳酸锰一、背景介绍常见的一次电池是锌－二氧化锰干电池。
生活中所用的1号和5号电池常为锌－二氧化锰干电池。
1868年法国的George Leclanche首先发明了以氯化铵为电解质的锌－二氧化锰电池，表示为Zn| NH4Cl, ZnCl2| MnO2(C)【1】。
干电池的外壳（锌）是负极，锌皮既作负极又作容器外皮，因此当电池用完时，锌皮常被蚀穿而导致电解液外溢。
正极二氧化锰为粉末状，其导电依靠炭棒辅助。
在炭棒的周围是细密的石墨和MnO2的混合物，在混合物周围再装入以NH4Cl溶液浸湿的ZnCl2，NH4Cl和淀粉或其他填充物。
两层隔膜中的电解液制成糊状限制其流动但又可以让离子迁移。
电极反应为：正极：MnO2＋H++e-→MnO(OH)负极：Zn+2NH4Cl→Zn(NH3)2Cl2↓+2H++2e-总反应: Zn +2NH4Cl+2MnO2→Zn(NH3)2Cl2↓+2MnO(OH)1882年德国人改用碱作为锌－二氧化锰电池的电解质。
在这种电池里，电解质为碱溶液，有良好的导电性能，比起糊状的氯化铵溶液，导电速度快得多。
此外在这种电池里，锌皮改为锌粉，反应的面积要比锌皮大得多，因此可以做到连续大容量放电，外壳另有铁皮做成封闭性，因此可以防电解质泄露。
【2】目前，我国年产锌－二氧化锰电池约150亿只，占世界该电池总产量的近1/3。
【1】碱性锌－二氧化锰电池表示为Zn|KOH| MnO2(C)。
电池反应如下：正极：MnO2＋H2O+e-→MnO(OH)+OH-负极：Zn＋2 OH-→Zn O↓+ H2O+2e-总反应: Zn＋2MnO2＋H2O→2MnO(OH)+ Zn O↓日常生活中的电池，由于低值高耗、体积小，无直观危害和直接的环境污染等原因，常不易引起人们的关注。
废旧锌锰干电池的回收与碳酸锰的制备
废旧锌锰干电池的回收与碳酸锰的制备化学化工学院 141130047 李迎指导老师：赵静摘要：废弃电池对人类生存环境的危害正在日益加重并日趋明显，但是废电池中含有许多可以再生利用的材料。
本文主要介绍了以浓盐酸为还原剂从废旧锌锰干电池中回收利用其中的锰并制备碳酸锰的实验室方法。
并简要介绍了使用其它还原剂的实验室方法并加以比较。
关键词：废旧锌锰干电池回收利用浓盐酸碳酸锰1.引言1.1 实验背景废旧电池中含有大量的重金属如锌、铅、镉、汞、镍、锰等，容易腐蚀土壤，污染水体，危害人类身体健康。
一直以来，锌锰干电池占有着电池生产的主要部分。
就我国而言，2010 年电池生产量达到340.5 亿只，其中锌锰干电池200 亿只。
如此大数量的电池生产与消费，对于废旧锌锰干电池的有效回收利用也就变得至关重要。
而就我国当前的现状来看，只有部分城市展开了废旧电池的回收活动。
由于技术上的限制，当前处理废旧电池是不盈利的，在没有资金支持的情况下很难坚持；另外由于回收数量较少，无法进行批量生产。
1.2 实验探究的目的和意义由于成本和技术原因，目前的废旧电池处理技术并无法达到理想的水平。
所以探索一种科学绿色高效的处理回收工艺是至关重要的。
废旧电池的处理具有强大的环境效益，只有从技术上根本解决废旧电池处理难的问题，才能真正改善电池的回收利用状况，减少其对环境的破坏及影响。
在实验室中，可以通过实验发现的方式了解由MnO2制备MnCO3的不同方法，了解实验室制备与工业生产的不同之处，查阅文献、自行设计实验方案，初步了解科研工作的过程,培养独立思考解决问题的能力。
1.3 实验基本原理1.3.1.锌锰干电池的基本组成锌锰干电池的负极是同时作为电池外壳的锌筒，正极是被二氧化锰(为增强导电能力，填充有炭粉)包裹的石墨棒，电解质是氯化铵和氯化锌的淀粉糊，放电时电池反应为：Zn + 2MnO2 + 2NH4Cl ＝ Zn(NH3)2Cl2 + 2Mn(OH)O在使用过程中，锌皮消耗最多并生成氯化锌，二氧化锰只起氧化作用，氯化铵作为电解质没有消耗，因而回收处理废锌锰干电池可以获得多种物质，如铜、锌、二氧化锰、氯化铵、氯化锌和石墨棒等1.3.2.二氧化锰的提纯\碳酸锰的制备1.炭及有机物的灼烧C+O2 △CO2 2MnO2+C △ 2MnO+CO2↑氧化锰: 二价锰的氧化物,化学式为MnO,△fHm (298 K)=-385.15 kJ/ mol,熔点1785℃,密度5.18 g/cm3,深绿色粉末晶体,具有立方体晶格,不溶于水,溶于酸中形成二价锰盐。
废锌锰电池回收处理技术(1)
这种方法是将废电池作为一个配料组分加 入到普通混凝土配料中， 以取代部分砂石制得一 种新的混凝土产品。这种处理方法能在短期内处 理大量的废电池， 但并没有将废电池资源化。 １．４．２ 利用锰氧化细菌回收废锌锰电池中的锰［ ４０］
2酸浸电积技术回收锌锰意大利nvatistas1314等人将废电池分离为阳极物质阴极物质以及金属材料与纸和塑料的混合物三部分后用硫酸浸取经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使用电积的方法进行回收
２８
再生资源研究
２００７ 年第 ４ 期
废锌锰电池回收处理技术
瞿兆舟， 赵增立， 李海滨， 周舟宇， 陈 勇
１．２．２ 酸浸电积技术回收锌、锰 意大利 Ｎ．Ｖａｔｉｓｔａｓ［ ２９，３０］ 等人将废电池分离为
阳 极 物 质 、阴 极 物 质 以 及 金 属 材 料 与 纸 和 塑 料 的 混合物三部分后用硫酸浸取经过焙烧处理的阳 极物质， 有 ６７％的锌进入溶液， 然后对溶液中的 锌离子使用电积的方法进行回收。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， 但所得到的阳极产物 ＭｎＯ２ 中夹杂大量杂质 Ｐｂ、Ｋ 等， 达不到电池 ＭｎＯ２ 的 质量标准［ ３１］ 。１９８２ 年， 印度也有人报道了同槽 电解制得合格的 Ｚｎ 和 ＭｎＯ２ 产品， 但未见工业 化报道。此后还有意大利工业化学和材料科学院 的 Ｍａｕｒｏ Ｂａｒｔｏｌｏｚｚｉ 发表了从碱锰型废电池同时 电解回收 Ｚｎ 和 ＭｎＯ２ 的研究， 但其阳极析出物 仅含 ＭｎＯ２ ７０％， 且阳极电流效率较低［ ３１］ 。巴西 Ｃｌｅｕｓａ Ｃｒｉｓｔｉｎａ Ｂｕｅｎｏ Ｍａｒｔｈａ ｄｅ Ｓｏｕｚａ［ ３２］ 等人研 究的先酸浸后同槽电解的工艺可回收废锌锰电 池中 ４０％的锰以及接近 １００％的锌。
废旧锌锰干电池的回收与利用
高锰酸钾的制备比较成功，但是也可以看到，使用水浴蒸发结晶的方法并不算十分成功。因为高锰酸钾的强氧化性，使得大部分晶体在被蒸出以后就反应为二氧化锰。所以这也是有待改进的地方。
对滤渣进行清洗，置于坩埚中加热。待样品用钢制药匙舀出时火星持续时间少于一秒钟时停止加热，得到粗制的Mn02粉末。
对粉末先后使用适量水洗涤。抽滤，蒸发水分，得到精制Mn02粉末。产物如图一。
将电池外壳的锌皮清洗干净，使用剪刀剪成碎片并置于烧杯中备用。
以上产物如有剩余，应让老师检查并于实验彻底结束后回收。
总体来说，这次自主设计实验比较成功，也存在不少问题。
Fe + H2SO4=== FeSO4+ H2↑
Zn + H2SO4=== ZnSO4+ H2↑
再向溶液中加入碳酸钠，使得锌离子以碱式碳酸锌的形式沉淀下来。
3Zn+5CO3+5H2O===ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O↓+4HCO3
随后将其分别与葡萄糖酸与柠檬酸混合，就能够得到葡萄糖酸锌与柠檬酸锌。至于葡萄糖酸，则使用葡萄糖与较高浓度的双氧水水浴加热条件下得到。
二、
碱式碳酸锌的制备：取上一步准备好的锌皮5g左右，加入30ml6M的H2SO4与数滴0.1M的CuSO4溶液，加热以加速反应进行。待锌皮基本完全溶解后，加入3％的H2O2溶液数滴，不断搅拌并加热煮沸，使二价铁离子充分氧化成三价铁离子。
但在试验中发现溶液颜色基本不显示黄色，所以进行三价铁离子的检验：取溶液数滴加入硫氰化钾溶液，无现象，证明不含有三价铁离子，所以省略调整pH以除去铁离子的过程，而是在反应结束后直接抽滤。向滤液中缓缓加入碳酸钠固体至不再析出白色絮状沉淀,过滤。得到碱式碳酸锌。产物如图二。
探究实验——回收废旧电池制备碳酸锰
探究实验——回收废旧电池制备碳酸锰摘要本文研究实验室中以废旧锌锰干电池为原料，过氧化氢法还原二氧化锰回收碳酸锰关键词废旧电池过氧化氢法碳酸锰一、前言酸性锌锰干电池是以锌皮作为负极，正极材料是由二氧化锰粉、氯化铵及碳黑组成的一个混合糊状物。
正极材料中间插入一根碳棒，作为引出电流的导体。
在正极和负极之间有一层增强的隔离纸，该纸浸透了含有氯化铵和氯化锌的电解质溶液，金属锌的上部被密封。
废锌锰电池中含有汞、镉、锌、铜、锰等重金属，对人类和大自然有极大危害。
电池中所含的重金属元素渗露造成水、土壤、空气的严重污染，危害生态环境以及人体健康，而且也会导致金属资源浪费。
若能将废旧锌锰电池回收利用，既可以节约资源，又可以消除废旧电池对环境的污染。
碳酸锰，玫瑰色三角晶系菱形晶体或无定形亮白棕色粉末。
新沉淀者为粉红色至几乎白色粉末，在空气中渐变为浅棕色。
是制造电信器材软磁铁氧体，合成二氧化锰和制造其他锰盐的原料。
用作脱硫的催化剂，瓷釉、涂料和清漆的颜料。
也用作肥料和饲料添加剂。
用于医药，电焊条辅料等，用作生产电解金属锰的原料。
实验室制备碳酸锰可通过选取不同的还原剂制备。
常见的实验方法有：草酸法、过氧化氢法、盐酸法等。
本次实验采取过氧化氢法，将预处理过的黑粉高温灼烧后，用硫酸和双氧水浸出锰，除去铁等杂质后，用碳酸氢铵与硫酸锰进行复分解反应制备碳酸锰。
实验过程中反应方程式如下：2MnO2+C=2MnO+CO2MnO2+C=MnO+COMnO2+CO=MnO+CO2MnO+H2SO4=MnSO4+H2OMnO2+H2O2+H2SO4=MnSO4+2H2O+O2二、实验内容实验仪器：剪刀、小锤、玻璃棒、表面皿、烧杯、布氏漏斗、吸滤瓶、真空泵、洗瓶、滴管、煤气灯、三脚架、石棉网、小试管、滴定管、坩锅、烘箱、电子天平、温度计。
实验试剂：3M硫酸溶液、30%H2O2溶液、浓氨水、NH4HCO3固体、BaCl2溶液、KSCN溶液、6M HCl溶液、10%盐酸羟胺溶液、0.05M EDTA溶液、氨氯化铵缓冲溶液、铬黑T指示剂。
回收旧电池实验论文
废电池中锰的回收摘要：用二价锡法对锌锰干电池中的锰进行回收，制取MnCO3。
在强酸性介质中（硫酸）用二氯化亚锡为还原剂，饱和碳酸氢铵为沉淀剂，产率为27.8%，纯度为44.32%（锰含量）。
分析了实验存在的问题，简要介绍了其他制法，并加以比较。
关键字：废电池回收碳酸锰二价锡1、前言电池方便人们的生活，但电池中含有多种重金属，不妥善处理很容易污染环境，所以有必要研究回收废旧电池的方法。
本实验主要就废旧锌锰电池中回收锰并制备碳酸锰讨论。
碳酸锰为玫瑰色三角晶系菱形晶体或无定形亮白棕色粉末，可用于制造软磁铁氧体，也用于瓷釉颜料、清漆催干剂、肥料、医药、磷化处理剂、脱硫催化剂、电焊条敷料等。
本文采用二氯化亚锡做还原剂，碳酸氢铵做沉淀剂制备碳酸锰。
实验与结果2.1实验原理MnO2在酸性介质中有强氧化性，与氯化亚锡、硫酸共同作用生成MnSO4：MnO2+Sn2++4H4+=== Mn2++Sn4++2H2O过滤，除Fe3+，然后与NaHCO3溶液进行复分解反应，即可生成MnCO3：MnSO4+2NaHCO3===MnCO3+ (NH4)2SO4+CO2+H2O沉淀经过滤、洗涤、干燥后，即可得碳酸锰产品。
2.2实验仪器与药品仪器：剪刀，钳子，坩埚，三角架，泥三角，煤气灯，石棉网，布氏漏斗，抽滤瓶，玻璃棒，250mL烧杯，100mL烧杯，50mL烧杯,10mL量筒，100mL量筒，胶头滴管，小试管，滴定管，表面皿。
试剂：1节1号双鹿锌锰干电池，浓H2SO4，氯化亚锡固体（CP），浓盐酸，10%盐酸羟胺溶液，0.05mol·L-1EDTA标准溶液，5%铬黑T，氨-氯化铵溶液（pH=10），NaHCO3固体（CP）。
2.3实验步骤（1）从废电池中提取二氧化锰用剪刀将废电池外壳剥开，取出黑色糊状物，放入250mL烧杯中，加入约50mL水，充分搅拌，洗涤2次，抽滤。
将分离得到的黑色固体置于100mL烧杯中，加10mL6mol·L-1HCl溶液并充分搅拌，用纯水洗涤，抽滤。
湿化学方法回收利用废旧锌锰干电池
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制得 软磁铁 氧体 和半导体 等 功能材 料 。
０ 引 言
废 旧锌 锰干 电池含 有 很 多 有 害成 分 ， 锌 、 、 如 锰
回收利 用废 旧锌锰 干 电池 主要方 法 有 干法 、 湿
法 和生物法 Ｊ 。干 法 的优 点 是 回 收产 品 纯度 较 高 、 除 汞效果好 ， 点是 能耗大 、 缺 设备 费用 大 。湿法 的优
废旧锌锰干电池的回收利用 顾方伟
废旧锌锰干电池的回收利用顾方伟 101242013 南京大学匡亚明学院摘要：利用废旧锌锰干电池为原料、双氧水为还原剂、碳酸钠为沉淀剂进行了碳酸锰的制备，并用化学滴定法分析了产物中锰的含量，还对同样以双氧水为还原剂不同制备条件下的实验结果进行了分析、比较。
关键词：废旧锌锰电池；回收利用；碳酸锰；双氧水法引言随着社会经济的发展，各种电子产品和通讯器材大量涌现，且更新换代速度不断加快，从而使人们在生产、生活中使用的电池数量与种类急剧增加。
与干电池生产与消费相关的问题是电池中含有的有害成分。
在电池废弃后造成环境污染与资源浪费。
国外已经进行的研究与实验表明，废干电池若流入自然环境中。
电池中的重金属离子就会在土壤或水体中溶解并被植被的根系吸收。
并顺着食物链使重金属在人体内富集。
由于重金属离子在人体内难以排泄。
最终会损害人的神经系统及肝脏功能。
电池中除有害成分外，还含有大量锌、锰、铜、镍、银、铁、塑料、纸皮、碳棒等有用成分，构成可回收利用资源[1]。
本综合实验目的在于回收废旧电池中的锰，将其制成碳酸锰，并利用化学分析的方法测得锰的含量。
实验室制取碳酸锰的方法有很多，较常用的包括：双氧水法、草酸法、活性炭法、盐酸法、亚铁法等[2]。
本次实验采用双氧水法，在硫酸介质中以过氧化氢为还原剂，以碳酸钠为沉淀剂，制得了较纯的碳酸锰。
该法对仪器、设备的要求较低，成本不高，流程简单，是生产高纯碳酸锰的一个相当比较理想的法案。
§1.实验部分§1.1 仪器与试剂仪器：钳子、剪刀、煤气灯、三角架、石棉网、泥三角、蒸发皿、坩埚钳、布氏漏斗、吸滤瓶、玻璃棒、表面皿、胶头滴管、滴定管、10mL量筒、100mL量筒、50mL烧杯、250mL烧杯、400mL烧杯、称量瓶、干燥器；试剂：松下9 V碳性电池一节、浓硫酸、30%H2O2溶液、浓氨水、活性炭、Na2CO3固体、10% 盐酸氢胺溶液、0.05 mol/L EDTA标准溶液、氨-氯化铵溶液（pH=10）、0.5%铬黑T指示剂、三乙醇胺。
废旧电池中锰的回收 - 论文
大学化学实验论文——从废旧干电池回收锰并制备MnCO32010年05月31日从废旧干电池回收锰并制备MnCO3【摘要】：以实验室中进行的用双氧水还原法回收废旧电池中锰的实验，探究进行该实验的各个条件，并讨论实验室内及工业上进行废旧电池回收利用的办法、可行性等问题。
【关键词】：废旧电池锰回收双氧水【前言】随着社会经济的发展，人们类在日常生活中使用的电池数量和种类急剧增加。
我国是干电池的生产和消费大国，据统计，在2002年我国电池产量已达125亿只，其中约70％是一次性锌锰干电池，年消耗量约为100亿只。
[1]我国每年电池生产要消耗锌24万吨、二氧化锰28万吨、氯化锌3.3万钝、碳棒3.7万吨、铜5 000吨以及其他辅助材料。
[2]废旧电池若不经处理随意丢弃，不仅是对资源的极大浪费，更会造成严重的土壤污染及水污染。
虽然许多电池现已经不含重金属，但其它金属，例如锰的大量污染，仍会对接触的人的生命健康造成严重损害。
体内锰含量过多，可引起锰中毒，并会全身倦怠、头痛、关节痛及引发脑炎，甚至得震颤麻痹综合症。
[3] 废电池的成分主要有:汞、镉、铅、镍、锌、铜等重金属，这些重金属对人体都是及其有危害的。
因而，为了节约资源和保护环境，我们必须在工业上实现良好的废旧电池回收处理和再利用的方法。
但我国目前废电池处理技术还很低，技术投资仍需加大，不断加强解决废电池处理过程中出现的种种难题的能力。
现在，处理废电池的方法比较有用的主要有热处理，湿处理和真空处理，它们都能比较有效的回收利用废电池中的宝贵资源。
而我国目前一般用填埋焚烧等方式处理废电池，这些方法不仅不能回收废电池中的宝贵资源，还会造成环境污染，不值得去提倡。
而在国际上，工业回收方法大致有固化深埋、存放于废矿井、回收利用这三类。
笔者拟通过在实验室条件下进行锰回收实验对以上问题进行初步研究。
通过用双氧水还原电池中的高价锰为二价锰，并以碳酸锰沉淀的形式回收锰，探讨实验进行的条件，以及废旧电池的回收在各方面进行的可行性。
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废旧酸性锌锰干电池的回收和碳酸锰的制备摘要本文研究了在实验室中以废旧锌锰干电池为原料，各种回收制备较纯产品碳酸锰的方法。
本实验中采用了用硫酸和双氧水溶解二氧化锰，再向硝酸锰溶液中边搅拌边缓慢滴加0.5mol/L的碳酸钠溶液制碳酸锰的方法。
关键词：锌锰干电池回收碳酸锰1.前言：锌锰干电池是由金属锌片挤压成圆筒形,作为电池的负极兼容器。
天然锰矿（主要是二氧化锰）与乙炔黑、石墨、固体氯化铵按一定比例混合,加适当的电解液压制成电芯(或称炭包)。
炭包周围包上棉纸并在其中插入炭棒,同时炭棒头上戴上铜帽,构成电池的正极。
用氯化铵、氯化锌的水溶液作为电解质,并加入淀粉,通过加温糊化、凝固,达到不流动的目的。
电池底部内放有绝缘垫,上部有纸垫和塑料盖,锌筒外部裹一张蜡纸或沥青纸,并在最外面包以纸壳或铁壳商标【2】。
电池的组成含量取决于其品牌和种类，通常锌锰电池的组成成分中炭包和锌壳约占总质量的四分之三。
其中锰存在于炭包中。
炭包的配方不同，其主要成分的含量也有差异，有文献报道了三种配方炭包的成分含量表如下：表1 炭包主要成分的百分含量（%）、Cl 外成分天然锰矿石墨粉乙炔黑 NH4加电液配一 70 30 0 11.212二 80 20 0 11.212方三 85 5 10 15 3）是炭包的主要成分。
很明显，锰的化合物（主要是MnO2随着锌锰电池生产和消费数量的逐年增加，废旧锌锰电池的回收和处理引起人们的极大关注。
由于废锌锰电池中含有汞、镉、锌、铜、锰等重金属，对人类和大自然有极大危害。
一节一号电池如不经过处理随意丢弃在田地里能使1m3的土壤永久失去农用价值，一粒纽扣电池可使600t 水受到污染。
可见，废旧电池如用完随意丢弃，电池中所含的重金属元素就会渗露出来造成水、土壤、空气的严重污染，危害生态环境以及人体健康，而且也会导致金属资源浪费。
若能将废旧锌锰电池回收利用，既可以节约资源，又可以消除废旧电池对环境的污染。
有关文献报道，我国每年报废50万吨废锌锰电池，若能全部回收利用，可再生锰11万吨、锌7万吨、铜1.4万吨，是相当可观的资源。
因此，对废旧锌锰电池进行回收利用，可以实现锌、锰等金属资源再生利用。
碳酸锰为玫瑰色三角晶系菱形晶体或无定形亮白棕色粉末。
它是制造电信器材软磁铁氧体、合成二氧化锰和制造其他锰盐的原料，用作脱硫的氧化剂、瓷釉、涂料和清漆的颜料，也用作肥料和饲料添加剂。
它同时用于医药、电焊条辅料等，且可用作生产点解金属锰的原料。
酸性锌锰干电池由锌皮，锌粉，氧化锌，碳棒，乙炔黑，氯化铵，铅，镉，汞，电糊，沥青，三氧化二锰，塑料，铜帽，铁壳，纸等组成，其中锌和锰所占比例较大。
各类电池成分的综合分析结果如表1[6]。
本实验使用的是松下电池，汞镉零使用，其成分分析结果如表2所示。
电池的阳极是碳棒（二氧化锰），在碳棒周围填充的是石墨粉及二氧化锰的混合物；阴极是锌皮，电解液是糊状物，内有NH4Cl、ZnCl2和淀粉等，把化学能转变为电能。
反应时，锌失去电子被氧化，二氧化锰得到电子被还原。
电池符号：（—）Zn | NH4Cl • ZnCl2 | MnO2（+）总电池反应： Zn+4NH4Cl+2MnO2====Zn(NH3)4Cl2+2MnO(OH)+2HCl2.制备方法：2.1工业上：方法一：将软锰矿煅烧成氧化锰，酸化后加入过量碳酸氢铵即可制得碳酸锰。
方法二：以菱锰矿为原料，采用无机酸浸取，获取相应的锰盐溶液，锰盐与碳酸盐沉淀剂再进行复分解反应制得碳酸锰。
方法三：向锰盐溶液中通入二氧化碳、氨气制备碳酸锰。
方法四：用贫矿湿法可直接生产高纯度碳酸锰。
2.2本实验中，以干电池中的二氧化锰为原料制备碳酸锰。
制备方法：方法一：在酸浸、过滤后得到的酸浸渣中加入理论量的110%的H2SO4,于充分搅拌下，采用逐步法加入理论量120%的还原剂FeS，使酸浸渣中难溶于酸的猛还原浸出。
反应4h后过滤，与所得滤液中加入MnO2 使溶液中的二价铁氧化为三价铁，加入氨水除去杂质铁。
其他重金属离子用加入Na2S形成硫化物沉淀的方法除去。
以上反应均在95℃下进行。
于除去重金属杂质后的硫酸锰净液中加入NH4HCO3，使生成难溶的碳酸锰沉淀，过滤，所得碳酸锰沉淀在烘箱中烘干。
方法二：也可以用FeSO4—H2SO4溶液浸出法提取猛。
其主要反应为：MnO2 + FeSO4+ 2H2SO4= MnSO4+Fe2（SO4）3+2H2OFe2（SO4）3+6NH3﹒H2O=Fe(OH)3+（NH4）2SO4MnSO4+NH4HCO3=MnCO3↓+NH4HSO4按每1000mL 2.2mol/L H2SO4 溶液溶解57克铁屑配制FeSO4—H2SO4混合液。
在大烧杯中，向已经预处理过的锰粉中加入混合液，控制温度不低于80℃，搅拌器转速45r/min，反应时间1小时，抽滤。
将滤液转移至烧杯中，加热至60℃，滴加碳酸氢铵溶液，搅拌，当pH为4.5左右时，停止滴加，抽滤，将滤液转移至烧杯中，此时滤液为MnSO4 、（NH4）2SO4混合液。
继续滴加碳酸氢铵溶液，至沉淀完全，抽滤，洗涤固体至无硫酸根离子，烘干固体，即得到碳酸锰。
表1 各类电池综合成分分析结果方法三：将水洗过的锰粉在马弗炉内750℃下灼烧1小时，碳和汞基本被除尽，部分高价锰也被还原为氧化锰。
2MnO2 + C = 2MnO + CO2MnO2+ C = MnO + COMnO2 + CO = MnO + CO2用硝酸和双氧水溶解灼烧后的粉末，向硝酸锰溶液中边搅拌边缓慢滴加0.5mol/L的碳酸钠溶液，滴加不能过快以免局部浓度过大使碳酸锰氧化，抽滤，洗涤沉淀，烘干，即得碳酸锰。
方法四：在灼烧锰粉以后，用草酸还原高价锰。
MnO2 + H2C2O4+ 4H+ = Mn2+ + 2CO2+ 2H2O除去铁等杂质后，向溶液中加入碳酸钠溶液，得到碳酸锰沉淀。
方法五：在灼烧锰粉以后，用盐酸做还原剂还原高价锰。
生产时间：5-6小时生产成本：>9.6元/kg 利润：<-2.1元/kg4.实验方法选择及实验内容：4.1不同方法的分析及选择碳还原法若碳和锰粉混合不均匀，反应不完全，产率很低。
用草酸做还原剂，容易产生草酸锰沉淀，而损失碳酸锰。
用盐酸作为还原剂，会产生大量氯气，在溶液中不易排尽，且会污染环境。
考虑到实验操作的方便性、产率和对环境的影响，本实验选择以下方法：将预处理过的黑粉高温灼烧后，用硫酸和双氧水浸出锰，除去铁等杂质后，用碳酸氢铵与硫酸锰进行复分解反应制备碳酸锰。
4.2 实验流程图及方程式2MnO2+ C→ 2MnO + CO2MnO2+ C→ MnO + COMnO2+ CO→ MnO + CO2MnO + H2SO4→ MnSO4+ H2OMnO2+H2O2+H2SO4=MnSO4+2H2O+O24.3实验内容实验仪器：剪刀、小锤、砂纸、玻璃棒、表面皿、烧杯、布氏漏斗、吸滤瓶、真空泵、洗瓶、滴管、煤气灯、三脚架、石棉网、蒸发皿、小试管、试管架、滴定管、滴定管夹、玻璃挂钩、干燥器、坩锅、微波炉、烘箱、台天平、电子天平。
实验试剂：3%H2O2溶液、稀氨水、硫酸溶液、Na2S溶液、NH4HCO3溶液、盐酸、KSCN溶液实验步骤：1．锌锰干电池的预处理剖开锌锰电池，剥离碳粉。
将电池中的黑色粉末置于烧杯中，用2mol/L的硫酸浸泡。
将黑色糊状物的浸取液过滤，滤渣先放在蒸发皿上，在煤气灯上蒸干。
再在400-500℃下灼烧至无明亮火星，冷却得到棕色固体粉末。
称量。
（灼烧的目的一是除去碳粉，二是使高价锰氧化分解。
灼烧至碳完全分解，资料显示在500℃分解,碳不易烧去,温度越高,碳越易烧去;在600℃,碳可以烧去,但锰的高价氧化物不易还原为氧化锰,温度>750℃,锌将以蒸汽形式进入烟气。
本实验的下步操作将使用双氧水充分还原。
故只需使得碳粉完全分解。
）2．制MnSO4取5克左右棕色固体至250mL烧杯中，适量的3mol/L的硫酸。
连好水浴装置，保持水浴温度稳定的85℃左右，分批加入3%的双氧水。
每次等待反应较为缓和后再继续加，避免双氧水过量。
直至不再有气泡产生为止，使过量的双氧水分解，冷却，过滤。
3.除杂（Fe3+）向所得的溶液加热煮沸，并加入氨水调节PH为4-5左右，搅拌均匀，使其沸腾5分钟以上。
冷却并加活性炭搅拌。
使其沉淀充分，过滤至滤液几近无色。
若仍有明显黄色，则重新加热煮沸调PH，再过滤。
4.制得产品向溶液中逐批加入7.5%的NH4HCO3溶液，调节PH为8左右，搅拌5分钟后静置30分钟。
抽滤，并用水洗涤沉淀。
用BaCl2检验溶液中是否有SO42-，无SO42-时达到洗涤终点。
将产品放在60-70℃水浴下干燥。
称量。
3.3 实验步骤及现象记录5.产品纯度分析二价锰的含量分析：称取0.18g 的样品，称准之0.0002克。
加20ml 水，滴加6mol/L 盐酸溶液，水浴加热至样品溶解，必要时加1-2滴过氧化氢至暗色退去。
再加100ml 水，2ml 的10%盐酸羟胺溶液，用0.05mol/L EDTA 标准液滴定，近终点时，加10ml NH 3-NH 4Cl (PH=10),5滴5%铬黑T 指示剂。
继续滴定溶液由紫红色变为纯蓝色：表4 碳酸锰制备实验记录表实验数据记录：电池剥离后碳棒质量：5.07g黑色粉末总质量：52.35g实验取黑色粉末质量：10.10g灼烧后固体质量：4.65g滴加3mol/LH 2SO4体积：20mL滴加3% H2O2体积：8.3mL称取NH4HCO3质量：6.26g制得产品MnCO3：3.30g 含量分析：MnCO 3的纯度按下式计算：%100*%%理论Mn Mn w4.2 碳酸锰回收实际成本结算表6，表7分别是实验中实际使用的试剂的量和试剂及产品的价目表。
试剂浓度用量纯水500mL 硝酸6mol/L 36mL 过氧化氢3%40mL 氨水1:640mL 碳酸钠溶液0.5mol/L 98mL试剂使用量列表药品规格重量价格（元）药品规格重量价格（元）Cu AR 500g 40.00NaAc CP 500g 9.00Na 2CO 3CP 500g 9.00活性炭CP 1000g 32.00KClO 3CP 500g 18.00HCl CP 500mL 5.50NaHCO 3CP 500g 11.50H 2SO 4CP 500mL 7.50NH 4HCO 3CP 500g 15.00HNO 3CP 500mL 7.50（NH 4)2CO 3CP 500g 15.00NH 3•H 2O CP 500mL 5.00MnO 2CP 500g 50.30H 2O 2AR 500mL 8.00Na 2SO 3CP 500g 10.00HAc AR 500mL 18.00H 2C 2O 4CP 500g 17.70NaOH CP 500g 7.50Na 2C 2O 4CP 500g 29.00NaClO CP 500g 12.80MnCO 3AR500g30.00KMnO 4CP500g15.20试剂与产品价目表根据表6和表7，并参考表2中纯水价格的数据，假设回收电池为零成本，可以算出本实验中碳酸锰回收的成本和利润。