废电池处理与资源回收中存在的问题及方案设计.

废电池处理与资源回收中存在的问题及方案设计2020/1/1目录电池的分类及其危害一般回收处理方法问题与建议铅蓄电池中铅泥处理回收工艺艺2020/1/1目录电池的分类及其危害一般回收处理方法问题与建议铅蓄电池中铅泥处理回收工艺电池的分类锌碳电池、碱锰电池以及氧化汞等纽扣电池镍镉电池、镍氢电池和锂离子电池铅酸电池湿电池干电池一次电池二次电池5甲基汞中毒，头晕，四肢麻木，记忆力减退，神经错乱，甚至死亡，对孕妇会造成胎儿畸形CdHg进入骨骼造成骨疼痛，骨骼软化萎缩，易发生病理性骨折，最后饮食不进，于疼痛中死亡铬进入人体中，分布于肝肾中，出现肝炎，肾炎病理影响酶及正常血红素合成，影响神经系统，铅在骨骼及肾脏中累积，有潜在的长期影响PbCr危害2020/1/1目录电池的分类及其危害一般回收处理方法问题与建议铅蓄电池中铅泥处理回收工艺废电池是否回收是否填埋焚烧金属进入渗滤液的量很小，很难从具有天然黏土衬层的填埋场中渗入到环境中部分重金属在高温时易挥发，焚烧后部分成为底灰、部分则受热气化挥发而被烟气带走，遇冷空气后凝结成为均匀小粒状物，造成大气污染；汞、镉和铅更易于富集在飞灰中；产生的灰渣造成污染回收利用处理工艺目前小型和土法冶炼厂回收铅蓄电池时，把含有铅和硫酸的废液倒掉，不仅造成了铅中毒，而且使当地农作物无法生长，产生严重的环境污染。潜在威胁破碎分选预处理火法冶金湿法浸出锰镍铁电解沉淀镍/鎘等金属化学沉淀萃取与置换含镍/鎘等化合物镉镍/氢镍电池氢镍电池使用氢氧化镍为正极活性物质，贮氢合金作负极活性物质，氢氧化钾水溶液作电解液镉镍电池采用金属镉作负极活性物质，氢氧化镍作正极活性物质的碱性蓄电池11破碎分选预处理高温冶炼湿法浸出锌汞氧化锰滤液滤渣硫酸锌铜铁二氧化锰锌锰电池二氧化锰为正极，锌为负极，氯化铵水溶液为主电解液的原电池破碎分选高温熔炼湿法电积精炼铅锭熔锭、铸球或铸块、通氧球磨传统铅粉铅酸蓄电池电极主要由铅及其氧化物制成，电解液是硫酸溶液的一种蓄电池锂电池机械分离分解废弃锂电池分离钢质外壳化学浸出化工产品集流体活性物质（Co等金属）分离物理分选法机械筛分法热处理法磁电选法化学浸出法萃取分离法沉淀分离法电沉积法电极主要由铅及其氧化物制成，电解液是硫酸溶液的一种蓄电池2020/1/1目录电池的分类一般回收处理方法问题与建议铅蓄电池中铅泥处理回收工艺电池的分类及其危害铅蓄电池中铅泥处理回收工艺141321、铅泥回收的意义2、铅蓄电池的组成3、铅泥的处理技术1、铅泥回收的意义铅泥主要是极板上活性物质经过充放电使用后形成的料浆状物质：PbSO4（约50%）、H2SO4＋PbO2（约28%）、PbO（约9%）、Pb（约4%），还可能含有少量Sb（约0.5%）等。由于铅泥中含有大量硫酸盐，而且存在不同价态的铅的氧化物，因此，铅泥的回收利用通常是废铅蓄电池回收铅需要着重研究的难点。2、整废铅蓄电池的组成成分质量分数（%）处理及利用方式废电解液11~30一步处理后排放或回用铅或铅合金板栅24~30板栅主要以铅及合金为主，可以独立回收利用有机物22~30可作为副产品（如聚丙烯塑料）回收铅泥30~40铅泥中含有大量硫酸盐，和不同价态的铅的氧化物，因此，其回收利用为铅蓄电池的重点3、铅泥的处理技术铅泥火法处理技术湿法冶金转化为化工产品脱硫后熔炼RSR工艺Cx-EW工艺制备三盐基硫酸铅(改进)2020/1/1•原理：1火法处理技术铅泥反射炉/回转短炉/鼓风炉铅碳粉、铁屑等还原剂(直接还原熔炼)•存在问题：由于铅泥中PbSO4质量百分含量在50％以上，熔点在1000℃以上，这就存在两个缺点：（１）能耗较高。国内小再生铅厂生产１ｔ铅一般能耗500~600kg标煤，国内专业再生铅企业能耗在130kg／t，国外能耗的一般水平达到200kg／t以下；（２）高污染问题。熔炼过程中PbSO4分解产生SO2烟气，并且较高的熔炼温度使铅蒸汽大量的蒸发，一方面造成铅的损失，另一方面造成铅尘污染。2020/1/1•原理：由于PbCO3在340℃就可以分解为PbO，PbO可以在较低的温度下进行火法熔炼。2火法处理技术改进——脱硫后熔炼•方案1：脱硫剂Na2CO3,NaOH反应过程PbSO4+Na2CO3=PbCO3+Na2SO4或PbSO4+2NaOH=Pb(OH)2+Na2SO4分析优点：（1）滤液冷却后得到Na2SO4·10H2O，可销售；（2）相对节能；缺点：（1）PbCO3或Pb(OH)2的转化效率不能达到100%；（2）脱硫剂不能重复使用，只能转换为副产品Na2SO4，即使不计算提取成本，Na2CO3和Na2SO4的市场销售价相差太大2020/1/12火法处理技术改进——脱硫后熔炼•方案2：脱硫剂Na2CO3,BaCO3反应过程PbSO4+Na2CO3=PbCO3+Na2SO4（1）Na2SO4+BaCO3＝Na2CO3＋BaSO4（2）分析此方法使脱硫残液中的脱硫剂再生，循环参与脱硫转化反应，同时解决脱硫系统中大量硫酸钠废液的环保处置问题。同时在脱硫剂、反应中间剂和脱硫剂还原、产出副产品的物料平衡性上，有积极的经济意义，同时具有节能、降耗减污的效果。2020/1/1•RSR工艺：RSR工艺根据脱硫转化—还原转化—电积法溶解浸出反应所用的典型试剂，可以归纳为(NH4)2CO3-Na2SO3－H2SiF4三段式湿法电积工艺。其工艺原理如下：•PbSO4+(NH4)2CO3=PbCO3+(NH4)2SO4•PbO2+Na2SO3=PbO+Na2SO4•PbO+H2SiF4=PbSiF4+H2O•PbCO3+H2SiF4=PbSiF4+H2O+CO2•Pb2++2e=Pb•H2O=2H++1/2O2+2e3湿法冶金2020/1/1•Cx-EW工艺：该工艺用Na2CO3作为脱硫剂，H2O2作为还原剂H2SiF4作为电解前溶解浸出试剂，可以类似归纳为：Na2CO3—H2O2—HBF4／H2SiF4工艺。其工艺原理如下：•PbSO4+Na2CO3=PbCO3+Na2SO4•PbO2+H2O2=PbO+H2O+O23湿法冶金分析：电积法的湿法冶金回收工艺，解决了火法冶炼工艺中的SO2排放以及高温下铅的挥发问题。然而，该工艺投资大，只适合于建造大规模的浸出回收工厂，而且1kg铅能耗约12kWh，甚至比传统火法冶金工艺还要高。因此，高能耗的问题仍然有待解决。2020/1/1•方案1：用废铅蓄电池中的铅泥与碳酸钠充分反应，过滤后得到碳酸铅沉淀，对滤液进行脱色、蒸发、结晶得到副产品硫酸钠；滤渣碳酸铅用硝酸溶解得硝酸铅溶液，再与硫酸反应得纯净的硫酸铅沉淀，最后硫酸铅沉淀与烧碱反应生成三盐基硫酸铅，反应如下：其工艺原理如下：•PbSO4+Na2CO3=PbCO3+Na2SO4•PbCO3+2HNO3=Pb(NO3)2+2H2O+CO2•PbO+2HNO3=Pb(NO3)2+H2O•Pb(NO3)2+H2SO4=PbSO4+2HNO3•PbSO4+6NaOH=3Na2SO4+3Na2SO4+3PbO·PbSO4·H2O+2H2O3转化为化工产品——制备三盐基硫酸铅2020/1/1•方案2：根据废铅蓄电池铅泥中含有硫酸的特性，对该方法进行了改进，直接从硫酸铅制备三盐基硫酸铅，省去制备过程中加入碳酸钠和硝酸。其工艺原理如下：•Pb+H2SO4=PbSO4+H2•PbO+H2SO4=PbSO4+H2O•2NaOH(KOH)+H2SO4=Na2SO4(K2SO4)+2H2O•4PbSO4+6NaOH(KOH)=3Na2SO4(K2SO4)+3PbO·PbSO4·H2O+2H2O3转化为化工产品——制备三盐基硫酸铅分析：该类方法的铅回收率高，而且不会产生大量含铅炉渣以及二氧化硫等有害气体，有利于环保。尤其是回收方法简单，得到的产品附加值高，且产物三盐基硫酸铅用途广泛。2020/1/1目录电池的分类及其危害一般回收处理方法问题与建议铅蓄电池中铅泥处理回收工艺2020/1/1•1存在的问题研究调查得出，废旧电池回收处理过程中，回收率低和处理难度大是两个比较突出的问题。造成这两大问题的原因包括如下几个方面：1.宣传教育2.立法管理3.回收体系•2建议及思考1.采取措施，扼制源头；2.对电池生产销售征收产品环境税；3.政府应鼓励电池生产企业利用现已开发的新型能源或材料开发研制具有无害或低害的环保电池；4.拓宽废旧电池回收渠道，建立完善回收体系，对废旧电池的回收利用应该有严格的程序。5.制定废旧电池回收管理相关条例，倡导公众选择符合可持续发展理念的新的消费方式。2020/1/1谢谢聆听！Thanksforlistening！