[發明專利]廢舊鋅錳電池的回收處理方法

無效

• 申請號: 200910192667.5
• 申請日: 2009-09-25
• 公開（公告）號: CN101673829A
• 公開（公告）日: 2010-03-17
• 發明（設計）人: 南俊民;胡科水;方建章;成文;肖信;馬國正;湯興城
• 申請（專利權）人: 華南師范大學
• 主分類號: H01M6/52
• 分類號: H01M6/52;H01M10/54
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司
• 代理人: 林麗明

技術領域

本發明屬于固體廢棄物的資源化回收處理技術領域，特別涉及鋅錳干電池和堿性鋅錳電池等廢舊鋅錳電池的回收處理方法，屬于回收處理廢舊鋅錳電池的創新技術。

背景技術

電池已在現代社會的諸多領域得到普遍應用。特別是通過電池行業近年來的產品結構調整，中國已成為世界電池生產和出口大國。2008年電池行業的銷售收入超過2000億元，化學電池的產量超過320億只，出口量超過250億只。鋅錳電池(包括鋅錳干電池和堿性鋅錳電池)的生產量占到產量約三分之二。據推算，每生產10億只堿性鋅錳電池將消耗金屬鋅0.52萬t，二氧化錳1.1萬t，銅906t，冷軋鋼0.45萬t，氫氧化鉀0.16萬t。由于生產電池所使用的各活性物質在電池壽命終結后依然存在電池中，因此，對廢舊電池進行回收處理，不但可使電池中所含有的鋅和錳等物質實現再資源化，緩解日益嚴峻的全球資源壓力，而且也可解決廢電池對環境造成的潛在污染問題。

在過去幾十年中，人們在研究鋅錳電池的回收處理技術時，主要基于火法或濕法冶金工藝流程來對廢舊鋅錳電池中的有價物質進行處理。這些方法一般都是先對電池進行破碎，然后依次分離回收其中的汞、鋅、錳、銅和電解液等。其中，火法冶金流程是根據電池中的不同物質在高溫條件下揮發性的差別而依次分離，這種方法的優點是工藝流程較短，回收效率高，缺點是能耗量大且設備投入多；濕法冶金方法則通過把電池廢料先溶解再分離，工藝流程較復雜，易于實現對電池中不同物種的分別回收，但該流程往往會帶來二次污染。隨著技術進步，近年來普通鋅錳干電池的使用正逐步被淘汰，取而代之的是無汞堿性鋅錳電池的大量生產和使用。據報道，一些發達國家的堿性化率已接近90％，而中國也已達到了50％，并且這個數字還正在不斷高速增長?？梢灶A見，在不久的將來所面臨的廢鋅錳電池主要為無汞堿性鋅錳電池。

發明內容

本發明的目的在于考慮上述問題而提供一種簡單易行，經濟實用，可規模化回收處理的廢舊鋅錳電池的回收處理方法。本發明可無害化處理包括鋅錳干電池和堿性鋅錳電池在內的廢鋅錳電池，回收過程中得到的鐵物質、電解液、錳化合物、金屬鋅等都可運用于其它行業，實現對電池中有價值物質的回收，從而使廢鋅錳電池得到最大程度的資源化。

本發明的技術方案是：本發明廢舊鋅錳電池的回收處理方法，其包括有如下步驟：

1)電池破碎和回收電解液；

2)從水洗破碎物中分離鐵和有機物組份；

3)酸溶解分離剩余物；

4)從濾液中回收鋅。

上述步驟1)中是把廢舊電池的外殼打開，然后用水洗的方法分離出其中的電解液。

上述步驟1)中電池的外殼首先經破碎打開，并在隨后的球磨過程中使極芯物質能從外殼上脫落下來，通過在破碎物中加入水分浸泡后，用過濾的方法回收電解液。

上述步驟2)中是使用包括球磨、篩分和磁選的方法，從水洗破碎物中分離出來其中的鐵質外殼和導電棒，以及隔膜、外包裝膜和密封圈有機物組份。

上述步驟2)中用球磨機對水洗破碎物進行球磨，使電池極芯物質從電池殼上脫落，然后用篩分的方法把電池殼、電池極芯導電棒和有機物組份分離出來，再借助磁選最終分離出隔膜、外包裝膜和密封圈。

上述步驟3)中是使用硫酸溶解已分離出鐵和有機物組份的剩余物，然后過濾溶解物，分別得到含鋅離子的濾液和含錳化合物的濾渣。

上述步驟3)中使用濃度為0.5-6mol/L的硫酸溶解已分離出鐵和有機物組份的剩余物，然后用過濾的方法分別得到含鋅離子的濾液和含錳化合物的濾渣。

上述步驟4)中是用電解沉積的方法回收濾液中的鋅。

上述步驟4)中電解使用鉛板或鈦板作為電解池的電極材料，用直流電解的方法在陰極上得到金屬鋅。

上述電解過程中電解液中ZnSO₄的含量控制在160-50g/L；電解后的溶液可以重復使用，用于步驟2)中的溶解過程。