废电池的回收与利用

1、论文题目：废电池的污染及回收利用指导教师：学院：班级：姓名:摘要：废电池污染及其处理已经成为目前社会最为关注的环保焦点之一。但在我国目前在废电池的环境管 理方面相当薄弱，对于任何种类的废电池都没有按照危险废物来管理，潜在危害甚大。在本文中主要介绍了 关于电池的种类、有害物质及其危害、以及废电池的回收利用。希望人们以及有关政府部门重视废电池所 造成的环境污染，共同行动起来，为废电池的回收、处理出谋划策，为鼓励生产和消费“绿色电池”制定 出相关政策。关键词：电池有害物质危害回收利用废电池污染及其处理已经成为目前社会最为关注的环保焦点之一。废电池虽小，为害却 甚大。但是，由于废电池污染不像垃圾、空气和水污染那样可以凭感官感觉得到，具有很大 的隐蔽性，所以一直没有得到应有的重视。目前，我国已成为电池的生产和消费大国，十电 池是我们日常生活中用得最广泛的商品之一，从照相机、录音机、计算器和电子闹钟到手机、 MP3、MP4、电子辞典和掌上电脑，都离不开十电池。一年的产量达150亿只，居世界第一位， 消费量为70亿只，平均每个中国人一年要消费5只十电池。现在人们在社会生活中几乎一天 也离不开电池。按

2、我国年消费电池70亿一80亿只计算，人均一年要消费5至6只电池。最 常使用电池的是手机、袖珍收音机、随身听、遥控器和儿童玩具等。仅以手机为例，目前全 国手机用户大约在4.6亿人左右，一个用户一年至少要用两三只电池，一年就消耗9.2亿只 左右。废电池污染是迫切需要解决的一个重大环境问题。1.电池的种类目前市面上的电池种类繁多，日常使用的电池主要可分为一次电池（也称原电池）和二 次电池（又名蓄电池，俗称可充电电池，可以多次重复使用）两大类。常用电池主要是十电 池、蓄电池，以及体积小的微型电池。此外，还有燃料电池以及其他能量转换电池如太阳电 池、温差电池、核电池等。1.1干电池常用的一种是碳一锌干电池，1.2蓄电池种类很多，共同的特点是可以经历多次充电、放电循环、反复使用。铅蓄电池：铅蓄电池的优点是放电时电动势较稳定，缺点是比能量（单位重量所蓄电能） 小，对环境腐蚀性强。1.3铅晶蓄电池铅品蓄电池应用的是专有技术，该产品在生产、使用及废弃物中都不存在污染问题，更 符合环保要求，铅品蓄电池较铅酸电池具有无可比拟的优越性：1）、铅品电池的使用寿命长：2）、高倍率放电性能好：3）、深度放电性能好：

3、4）耐 低温性能好：5）环保性好1.4银锌蓄电池银锌蓄电池的比能量大，能大电流放电，耐震，用作宇宙航行、人造卫星、火箭等的电 源。充、放电次数可达约100150次循环。其缺点是价格昂贵，使用寿命较短。1.5燃料电池一种把燃料在燃烧过程中释放的化学能直接转换成电能的装置。与蓄电池不同之处，是 它可以从外部分别向两个电极区域连续地补充燃料和氧化剂而不需要充电。燃料电池把燃烧反应所放出的能量直接转变为电能，所以它的能量利用率高。此外它还 有下述优点：1）、设备轻巧；2）、不发噪音，很少污染；3）、可连续运行；4）、单位重 量输出电能高等。因此，它已在宇宙航行中得到应用，在军用与民用的各个领域中已展现广 泛应用的前景。1.6太阳能电池把太阳光的能量转换为电能的装置。当日光照射时，产生电压，得到电流，用于人造卫 星、宇宙飞船中的太阳电池是半导体制成的（常用硅光电池）。1.7核电池把核能直接转换成电能的装置。这种核电池可产生高电压，但电流很小。它用于人造卫 星及探测飞船中，可长期使用。1.8原电池经一次放电（连续或间歇）到电池容量耗尽后，不能再有效地用充电方法使其恢复到放 电前状态的电池。特点是携

4、带方便、不需维护、可长期（几个月甚至几年）储存或使用。原 电池主要有锌锰电池、锌汞电池、锌空气电池、固体电解质电池和锂电池等。锌锰电池又分 为十电池和碱性电池两种。锌锰干电池：制造最早而至今仍大量生产的原电池。有圆柱型和叠层型两种结构。其特 点是使用方便、价格低廉、原材料来源丰富、适合大量自动化生产。但放电电压不够平稳， 容量受放电率影响较大。适于中小放电率和间歇放电使用。碱性锌锰电池：以碱性电解质代替中性电解质的锌锰电池。有圆柱型和钮扣型两种。这 种电池的优点是容量大，电压平稳，能大电流连续放电，可在低温（-40。0下工作。这种电池 可在规定条件下充放电数十次。1.9锂电池以锂为负极的电池。它是60年代以后发展起来的新型高能量电池。按所用电解质不同分 为：高温熔融盐锂电池；有机电解质锂电池；无机非水电解质锂电池；固体电解质 锂电池；锂水电池。锂电池的优点是单体电池电压高，比能量大，储存寿命长（可达10年）， 高低温性能好，可在-40150C使用。缺点是价格昂贵，另外电压滞后和安全问题尚待改善。2 .电池所含的有害物质及危害据专家称电池危害严重，一节钮扣电池能污染60万升水；一节一号电

5、池烂在地里，能使 一平方米的土地失去利用价值。有关专家指出，废旧电池如果与生活垃圾混合处理，电池腐 烂后，其中的汞、镉、铅、竦等重金属溶出会污染水体和土壤，并通过食物链最终危害人类 健康。人如果汞中毒，会患中枢神经疾病，死亡率高达40%；镉则被定为ia级致癌物质。对 自然环境威胁最大的五种物质，电池里就包含了三种：镉、铅、汞。电池危害之一镉：在人体内极易引起慢性中毒，是一种毒性很大的重金属，主要病症是 肺气肿、骨质软化、贫血，很可能使人体瘫痪。而镉进入人体后最难排泄，它干扰肾功能、 生殖功能。震惊世界的日本“痛痛病”就是因镉污染而致。含镉的矿山废水污染了河水及河 两岸的土壤、粮食、牧草、通过食物链进入人体而慢慢积累，在肾脏和骨骼中。会取代骨中 钙，使骨骼严重软化，骨头寸断；镉会引起胃脏功能失调，干扰人体和生物体内锌的酶系统， 使锌镉比降低，而导致高血压症上升。过去两年来，至少有十多项研究显示，中国境内种植 的水果和蔬菜存在镉含量超标的情况。据广东省生态环境与土壤研究所去年发表的研究报告 显示，该省佛山市种植的大白菜镉含量很高。在中国，虽然镉污染并非全部来自镉电池，但 镉电池的确是很主要

6、的一个污染源。而镉污染的危险往往也会波及到工厂里的工人。去年，日本松下公司（Panasonic Corp.） 位于无锡的镉电池厂至少有20名工人被查出体内镉含量升高，有两人被诊断为镉中毒。2005 年，河南新乡环宇电源股份公司有1,000名员工被发现体内的镉元素超标。电池危害中的镉 毒性是潜在性的。即使饮用水中镉浓度低至0.1毫克/升，也能在人体（特别是妇女）组织中积 聚，潜伏期可长达十至三十年，且早期不易觉察。资料表明，人体内镉的生物学半衰期为20 40年。镉对人体组织和器官的毒害是多方面的，且治疗极为困难。因此，各国对工业排放“三 废”中的镉都作了极严格的规定。日本还规定，大米含镉超过1毫克/公斤即为“镉米”，禁 止食用。由于镉化合物具有程度不同的毒性，用任何方法从废水中除镉，只能改变其存在任 何方法从废水中除隔，只能改变其存在方式和转移其存在的位置，并不能消除其毒性。电池危害之二竦：具有致癌性，对水生生物有明显危害,竦盐能引起过敏性皮肤炎。 电池危害之三铅：导致贫血，神经功能失调，肾损伤，对儿童危害性更大。电池危害之四汞：长期以来，我国在生产干电池时，要加入一种有毒的物质汞或汞的

7、化合物。我国的碱性干电池中的汞含量达15%，中性干电池为0.025%，全国每年用于 生产干电池的汞就达几十吨之多。汞就是我们俗称的“水银”。汞和汞的化合物都是有毒的， 科学家发现，汞具有明显的神经毒性，此外对内分泌系统、免疫系统等也有不良影响。20世 纪50年代发生在日本的震惊世界的公害病水俣病，就是由于汞污染造成的。1956年日本水俣病：日本熊本县水俣湾外围的“不知火海”是被九州本土和天草诸岛围 起来的内海，那里海产丰富，是渔民们赖以生存的主要渔场。水俣镇是水俣湾东部的一个小 镇，有4万多人居住，周围的村庄还（居）住着1万多农民和渔民。“不知火海”丰富的渔 产使小镇格外兴旺。日本的氮产业始创于1906年，其后由于化学肥料的大量使用而使化肥制 造业飞速发展，甚至有人说“氮的历史就是日本化学工业的历史”，日本的经济成长是“在 以氮为首的化学工业的支撑下完成的”。然而，这个“先驱产业”肆意的发展，却给当地居 民及其生存环境带来了无尽的灾难。氯乙烯和醋酸乙烯在制造过程中要使用含汞（Hg）的催 化剂，这使排放的废水含有大量的汞。当汞在水中被水生物食用后，会转化成甲基（CH3HgCl）。 这种剧

8、毒物质只要有挖耳勺的一半大小就可以致人于死命，而当时由于氮的持续生产已使水 俣湾的甲基汞含量达到了足以毒死回本全国人口 2次都有余的程度。水俣湾由于常年的工业 废水排放而被严重污染了，水俣湾里的鱼虾类也由此被污染了。这些被污染的鱼虾通过食物 链又进入了动物和人类的体内。甲基汞通过鱼虾进入人体，被肠胃吸收，侵害脑部和身体其 他部分。进入脑部的甲基汞会使脑萎缩，侵害神经细胞，破坏掌握身体平衡的小脑和知觉系 统。造成近万人中枢神经疾患，其中甲基汞中毒患者283人中有66余人死亡。3.废电池的回收利用3.1我国关于废电池的现状我国目前在废电池的环境管理方面相当薄弱,对于任何种类的废电池都没有按照危险废 物来管理,只是当作普通垃圾随生活垃圾一起以填埋、堆肥、焚烧等方式来进行处理,潜在的 危害性极大。目前我国在对废电池的管理和回收方面还处于空白，基本上还没有形成一条畅通 的废旧电池回收处理渠道。回收电池只靠有关部门或各级单位自发组织回收。由于相应所开 展的宣传教育的力度不够，国民还没有建立起自觉回收、上缴废电池的意识，因此回收的废电 池在实际产生的废电池中所占的比率不大。我国废电池回收率低的现状直

9、接限制了处理规模 的扩大和处理技术的提高，进而严重阻碍了废旧电池回收利用的产业化过程。大力开发废电池 处理技术,将其变为有用的资源或无害化也是废电池管理的一个重要环节。而在这方面国内目 前还处于科研和实验阶段，有少数工厂开展了废电池的再利用，但技术尚不成熟，并且还存在 有原材料严重不足、利润太低等问题。因此,我国在废电池回收处理这一领域与西方发达国家 相比还存在着很大差距，面临的很多问题还有待进一步解决。3.2国外废电池回收处理技术电池由于种类不同，所含金属、酸、碱的成分也不同，所以废电池的处理方法有很大差别。 废电池的处理主要面临两个问题,首先是有用物质的回收利用，其次是废气、废液、废渣的无 害化处理。目前国外对废电池的回收处理主要有火法冶金回收法和湿法冶金回收法。湿法冶金指利用酸与废电池中的锌、二氧化锰等作用，生成可溶性盐溶液，并对溶液净化, 电解回收金属或生产化工产品,主要有焙烧一浸出法（日本野村兴产公司）和直接浸出法（德国 马格德堡“湿处理装置”）。火法冶金指在高温下使废干电池中的金属及其化合物氧化、还原、 分解和挥发及冷凝的过程，分为常压冶金法（瑞士 Wimmis废电池处理厂）和真空冶金法（德国 阿尔特公司）两类。总体看来湿法冶金流程过长，废气、废液难以处理，而且近年来逐步实现 电池无汞化，加上铁、锌、锰等金属市场价格疲软，致使回收成本过高，所以湿法冶金被逐渐减 少使用。火法冶金与湿法冶金相比，难控制，技术复杂，但大部分专家均认为火法冶金是处理十 电池的最佳发展途径。此外还有十法冶金回收法干法的原理主要是利用福及其氧化物蒸气压较高的特点和竦分 离。剥离电池表面的被覆层，在一定温度下进行氧化焙烧，使之分离为竦烧渣和氧化福浓缩液 竦烧渣作为钢铁冶炼原料使用；（4）氧化福浓缩液经浸出净化后制成各种福盐或金属。含汞电池的回收主要有两种方法。对于含汞较低的电池,主要采用固化的方法，固化后填 埋于危险物填埋场。在填埋之前，首先将废电池磨碎，然后用水泥作为固化剂将磨碎的废电池 包裹在其中，但为了防止汞的渗出和泄漏，必须在破碎的废电池中加人

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