废旧电池的回收和利用

废干电池的回收利用

摘要：：大量废旧电池的丢弃，既是一种资源的浪费，也对环境造成了一定程度的污染，对废旧电池的回收利用进行了探讨。对收集的废旧干电池进行拆分处理，

用其锌片制备ZnSO

4·7H

2

O。从黑色固体中提取NH

4

Cl，MnO

2

并对其纯度进行检验。

1.项目设计的意义：

随着生活水平的不断提高，干电池的广泛应用使得废干电池的量也越来越大。废干电池中含有大量的Ni、Cu、Zn、Mn、Fe、Ag等重金属和酸、碱等有毒有害物质，属危险废物。电池使用后如果不经任何处理或处理不当，不仅有毒有害物质会进入土壤、地下水和大气中，对环境和人体健康造成危害，而且还会造成不可再生资源的浪费。因此，研究废电池中有害物质的含量具有十分重要的意义。

随着目前资源的逐渐匮乏，生产成本的增加，作为生产领域中常用的原材料，二氧化锰，氯化铵，氯化锌等在废干电池回收中也不可忽视。在法测定废旧锌锰干电池锰粉中剩余活性二氧化锰含量的新方法，对方法中反应时间、温度、碘化钾用量等影响因素进行试验，确定了最优。

2.项目设计的原理：

本实验处理的是锌-锰碱性干电池，该电池负极为电池流体的锌电极，正极是能被MnO

2

包围着的石墨电极，电解质是糊状物氯化铵。

电池反应：Zn+2NH

4Cl+2MnO

2

=2Zn(NH

3

)Cl

2

+Mn

2

O

3

+H

2

O

在使用的过程中，锌皮被不断的消耗，MnO

2

起氯化作用，糊状氯化铵作

为电解质没有被消耗，碳粉是填料，处理回收的废电池可以获得多种物质，

如；锌、MnO

2

、氯化铵和碳粉等，使其边废为宝。

实验对干电池有如下回收：

1、锌片-----制备ZnSO

4·7H

2

O

2、色糊状物：NH

4Cl、ZnCl

2

、MnO

2

、碳粉等成分的产率

锌片既是电池的负极，又是电池的壳体，锌是两性金属，能溶于酸或碱，在常温下锌和碱反应极慢，与酸反应则很快。另外将从废旧电池中取出来的黑色粉体溶于水，滤液可制取得氯化铵和氯化锌混合的溶液，根据他们溶解度的不同可回收氯化铵及二氯化锌[1]，氯化铵在100度时开始显著的挥发。

表1 NH4Cl和ZnCl2的溶解度[1] (g/100g水)

然而滤渣则是用于制取二氧化锰及计算炭粉的含量。本实验用H

2SO

4

溶解锌

皮以制备ZnSO

4：Zn+H

2

SO

4

= ZnSO

4

+H

2

↑

锌片中的杂质铁也同时溶解：Fe + H

2SO

4

=FeSO

4

+ H

2

↑

为了产品的品质高需将Fe2+氧化为Fe3+: FeSO

4+H

2

O

2

+ H

2

SO

4

=3H

2

O+Fe

2

(SO

4

)

3

将溶液用NaOH调节pH=8使Zn2+和Fe3+完全沉淀，以达沉淀最大量：

ZnSO

4+2NaOH=Zn(OH)

2

+ Na

2

SO

4

Fe

2

(SO

4

)

3

+6NaOH=2Fe(OH)

3

+ Na

2

SO

4

再加入稀硫酸，控制pH=4，此时Zn(OH)

2溶解而Fe(OH)

3

不溶，即可除去

Fe(OH)

3最后将滤液酸化，蒸发浓缩，结晶，即得ZnSO

4

·7H

2

O。

ZnSO

4·7H

2

O的纯度检验：

Zn2+含量的测定：称取产品置于锥形瓶中，加蒸馏水溶解，加入三乙醇胺后

摇匀，再加pH=10 的NH

3-NH

4

Cl缓冲溶液，摇匀，加入米粒大小的铬蓝K-奈酚绿

指示剂，以EDTA标准溶液滴定

而另外将从废旧电池中取出来的黑色粉体溶于水，滤液可制取得氯化铵和氯化锌混合的溶液，根据他们溶解度的不同可回收氯化铵，氯化铵在100度时开始显著的挥发。

然而滤渣则是用于制取二氧化锰及计算炭粉的含量。

3.氯化铵的纯度的测定：所提取出来的氯化铵产品中的氯化铵的含量可由酸式滴定法测定，氯化铵与甲醛作用生成六亚甲基四胺和盐酸，后者用氢氧化钠标准液滴定，以酚酞为指示剂，到达终点时为粉红色。反应式为：

4NH

4Cl+6HCHO=(CH

2

)

6

N

4

+4HCl+6H

2

O

4.二氧化锰纯度的检验：

在二氧化锰产品中加入草酸固体，及在硫酸的作用下沸水浴中溶解，用高锰

酸钾(已用草酸标定至准确浓度)返滴定到终点为粉红色。反应式为：

MnO

2+H

2

C

2

O

4

+H+→Mn2++CO

2

↑+4H

2

O 2MnO4＿+5H

2

C

2

O

4

+6H+→2Mn2++10CO

2

↑+8H

2

O

3.主要的仪器及试剂：