废旧电池对环境的污染及处理技术

废旧电池对环境的污染及处理技术

能源与环境工程学院2008013班王婧

一、摘要：

随着电池在各行业的广泛应用，电池的全球年生产量已超过400亿只，于此同时，废旧电池的污染问题也逐渐得到环保人士的特别关注。电池中所含的锰、汞、锌、铬等重金属及酸、碱等电解质溶液通过直接或间接的作用，给人体健康和生态环境带来严重的威胁与损害。废旧电池的回收处理问题日益严峻，目前，国外在这个方面的研究管理技术日臻成熟，有许多较为成功的案例。相比之下，国内的废旧电池回收和处理工艺还不太成熟，尤其是公众对废旧电池回收意识相对比较淡薄和国内废旧电池管理体系的不完善，这无疑给我国整个世界头号电池生产和消费大国的环保之路带来较大困难。总之，废旧电池处理之路依旧很漫长。我们需要做的还有很多很多。

二、关键词：

废旧电池环境污染处理技术回收利用

三、正文：

我国是世界上头号干电池生产和消费大国。近年来，我国的电池产业发展尤为迅猛，电池年产量达140亿只，占世界总产量的三分之一，电池的种类达14个系列250个品种。而且我国生产的干电池大部分为国内消费。与之对应的是，目前废旧电池的污染及其处理也成为社会目前最为关注的环保焦点之一。

废旧电池对环境危害较大，我国生产的电池有80%以上的电池为一次性碱锌干电池，其主要成分为锰、汞、锌、铬等重金属及酸、碱等电解质溶液，对人体健康及生态环境危害较大。1998年《危险废物名录》上定出汞、镉、锌、铅、铬为危险废弃物。这些电池的组成物质在电池使用过程中，被封存在电池壳内部，并不会对环境造成影响。但经过长期机械磨损和腐蚀，使得内部的重金属和酸碱液等泄露出来，进入土壤和水源，污染环境。地球上的各种生物从环境中摄取的重金属可以经过各级食物链的生物放大作用，逐级在较高级的生物体中累积，然后经过食物进入人的身体，在某些器官中积蓄造成慢性中毒，曾震惊世界的日本水俣病就是典型的汞中毒事件。对于生态环境，电池中废酸、废碱等电解液可能污染土地，使得土地酸化或碱性化，这就如同埋在我们身边的一颗定时炸弹。资料更是表明，一粒小小的钮扣电池可污染600立方米水——相当于一个人一生的饮水量；一节干电池可污染12立方米水、一立方米土壤，并造成永久性公害。

如果单纯的把废旧电池当做垃圾处理，废旧电池是如何带来的环境污染的呢？就目前来讲，世界上生活垃圾处理主要是卫生填埋、堆肥和焚烧三种方式，混入生活垃圾的废旧电池在这三个过程中的污染作用体现在：

填埋:废旧电池的重金属通过渗滤作用污染水体和土壤；

焚烧：废旧电池在高温下，腐蚀设备，某些重金属在焚烧炉中挥发在飞灰中，造成大气污染；焚烧炉底重金属堆积，给产生的灰渣造成污染；

堆肥：废旧电池的重金属含量较高，造成堆肥的质量下降。再利用：一般采用反射炉火冶金法，工艺虽然容易掌握但是回收率只有82%，其余的铅以气体和粉尘的形态出现，同时冶炼过程中的二氧化硫会进入空气中，造成二次污染，直接危害操作工人的健康。

因此,对废旧电池的收集与处置非常重要，如果处置不当，可能对生态环境和人类健康造成严重危害。毋庸置疑，废旧电池的回收和处理依然是必行的。一是避免对环境的污染，二是废旧电池的回收利用价值相当高。据统计，我国每年用于生产干电池需消耗锌12万吨，二氧化锰20万吨，铜2万吨，还有相当多的氯化锌、石墨、沥青、不锈钢等物质。如果能从对废旧电池的处理上，分解提炼到这些金属材料，对能源将是一大节约。

目前国内对废旧电池主要处理方式有四种：人工分选、干法、湿法、干湿法。

人工分选法就是将回收的废旧干电池，先进行分类，人工分选出碳棒、铜帽、锌皮及各种残留物，并分别用相应的方法予以处理。

干法，也叫烟法或火法，就是对废旧干电池分类筛选、破碎后，再放入焙烧炉中在 600 ～ 800 °下焙烧，将排出的气体冷凝后提取汞，再将焙烧剩余物放入回转窑在 1100 ～ 1300 °下低烧，从烟气中回收氧化锌，从残渣中回收锰和铁。运用此法，一般冶炼厂无须增加设备和劳力，就可回收干电池中的锌，若须进一步回收其他物质，需要增加设备。

湿法，就是将干电池分类破碎后，置于侵取槽，加入稀硫酸进行浸取，再过滤，从滤液中提取金属锌。滤渣分离出铜帽铁皮后，再从剩余泥渣中进一步提取出锰来。此法利用现有湿法炼锌工厂的设备和技术，对废旧干电池进行回收利用。

干湿法，就是将干法和湿法的优点结合起来，先用焙烧的方法回收汞和部分锌，再用酸浸和电积的方法回收锰和剩余的锌。运用此法，回收效果较好，但工序较复杂，成本也较高。

国外一些发达国家在回收处理废电池方面已经进行了一系列积极的探索，并积累了不少好的经验。在废电池的处理方面，瑞士有两家专门加工利用旧电池的

工厂，其中一家工厂采取的方法是将旧电池磨碎，然后送往炉内加热，这时提取挥发出的汞，温度更高时锌也蒸发，锰和铁熔合后成为炼钢所需的锰铁合金。另一家工厂则是直接从电池中提取铁元素，并将氧化锰、氧化锌、氧化铜和氧化镍等金属混合物作为金属废料直接出售。德国的马格德堡近郊区兴建了一个“湿处理”装置，在这里除铅酸蓄电池外，各类电池均溶解于硫酸，然后借助离子树脂从溶液中提取各种金属物，用这种方法获得的原料比热处理方法纯净，因此在市场上售价更高，而且电池中包含的各种物质有９５％都能提取出来，还可省去分拣环节。这套装置年加工能力可达７５００吨。建于日本北海道山区的野村兴产株式会社主要业务是废弃电池处理和废荧光灯处理。他们每年从全国收购的废电池达１３０００吨，９３％是通过民间环保组织收集，７％通过各厂家收集。这项业务开展于１９８５年，目前净化量一直在增加。以往，主要是回收其中的汞，但目前日本国内电池已经不含汞了，主要回收电池的铁壳和其他金属原料，并进行二次产品的开发制造，如其中一个产品可用于电视机的显象管。

另外，有的国家还制定了一些相关的政策。比如德国要求消费者将使用完的干电池、钮扣电池等各种类型的电池送交商店或废品回收站回收，商店和废品回收站必须无条件接受废电池，并转送处理厂家进行回收处理。同时，消费者购买每节电池中含有一定的押金，当消费者拿着废旧电池来换时，价格中可以自动扣除押金。美国、日本废旧电池回收后交到企业处理，每处理一吨政府给予一定补贴；韩国生产电池的厂家，每生产一吨要交一定数量的保证金，用于回收者、处理者的费用，并指定专门的工厂进行处理。还有的国家对电池生产企业征收环境治理税或对废旧电池处理企业进行减免税等。

相比较之下，我国目前对废旧电池的处理存在以下一些问题：目前没有成功处理废干是电池污染的案例；缺少完整、科学的废旧电池处理处置技术体系；由于某些错误的舆论导向，废旧电池回收与处理技术市场混乱，造成不必要的浪费和损失。因此，国家环保局也采取了相关措施：明确废旧电池污染防治和处理的技术路线和技术原则，加速旧电池污染防治的科学化管理。为制订国家关于废旧电池污染控制的标准提供科学依据和重要参数；规范废旧电池回收与处理的技术市场，推动相关产业的发展。

总而言之，废旧电池处理之路依旧漫长。