湿法冶炼废旧锌锰干电池回收工艺研究(5)
1.4.5其他回收利用技术
随着人们对废旧电池回收利用研究的不断深入，出现各种新的或改进的回收利用方法。比如，（1）利用冶炼工艺法处理废旧电池，是对传统干法冶金回收技术的改进，其工艺过程是将废旧电池破碎、水洗、过滤，滤液经重结晶回收NH4Cl、HgCl2和ZnCl2；滤渣经低温焙烧，回收金属Hg、Cd、Zn等后，残留物送入转炉内进行高温冶炼，既减少废电池对环境的危害，又可将废电池中的Fe、Ni、Mn等金属作为炼钢的原料加以回收利用。（2）北京科技大学王化军等研制出物理分选—化学提纯全湿处理废旧电池新工艺，其特点是在物理分选阶段可获得铁皮、锌皮、铜帽、铜针及二氧化锰、锌粉和石墨混合中间产品等，再经化学法提纯，可得电解锌、电解二氧化锰等产品，含汞废渣可送专门工厂处理，废水经处理后循环使用，采用该工艺的综合利用率可达70%以上，有用成分的回收率一般达到90%左右，工作环境较好，不会产生二次污染。（3）利用废电池作为建筑材料,这种方法是将废电池作为一个配料组分加入到普通混凝土配料中, 以取代部分砂石制得一种新的混凝土产品。这种处理方法能在短期内处理大量的废电池, 但并没有将废电池资源化。（4）利用锰氧化细菌回收废锌锰电池中的锰[13],即将废干电池芯溶于加入还原剂的弱酸性水中, 取上层清液中和后加入锰氧化菌和系状藻类的微生物溶液,放置一至三天生成二氧化锰黑色沉淀, 再用于电池生产。这种技术使用特定的菌种, 能较好的回收二氧化锰，但处理周期长, 不能对其它物质进行回收。（5）采用电解溶解锌壳法处理废旧电池，将电池的外包装剥去后直接作阳极，以铝板为阴极，在氯化物体系下电解，可得纯度为98%以上的锌粉，锌壳溶解后的电池芯基本保持完整，可回收MnO2、乙炔黑等物质,但此法不能处理外壳含铁的电池。（6）废旧锌锰电池共沉淀法制备高磁导率锰锌软磁铁氧体材料[14]，即从锌锰电池的材料组成看,其中含有大量的锰、锌和铁,这正是制备软磁性材料锰锌铁氧体的主要原料。锰锌铁氧体因具有高的磁导率、高的饱和磁化强度和低的功率损耗等特性,被广泛应用于通信、传感、电视机、开关电源和磁头等电子工业中。因此用废旧锌锰电池共沉淀法制备高磁导率锰锌软磁铁氧体材料是一种资源化,绿色化程度很高的方法。
2 实验内容
本次实验的主要内容是针对参与电池放电反应的锌桶和碳包，将其中的废旧成分转化为具有使用价值的化合物ZnSO4•7 H2O和MnCO3。主要实验流程图为：
主要实验流程图
2.1 试剂与材料
白象牌1号电池
浓硫酸（国药集团化学试剂有限公司；化学式：H2SO4 ；分子量：98.08 ；分析纯）
浓盐酸（国药集团化学试剂有限公司；化学式：HCl ；分子量：36.46 ；分析纯）氢氧化钠（国药集团化学试剂有限公司；化学式：NaOH ；分子量：40.01 ；含量≥96.0%）
碳酸钠（上海虹光化工厂；化学式：Na2CO3；分子量:106 ；含量≥99.8%）
氨水（国药集团化学试剂有限公司；化学式：NH3•H2O ；分子量：35.05 ；分析纯）
2.2 实验仪器
分析天平；电子天平；煤气灯；真空泵；布氏漏斗；铁三角；蒸发皿；101-S型数显式不锈钢电热鼓风恒温干燥箱；250ml烧杯数只；温度计；100ml量筒数个；pH试纸；玻璃棒等
2.3 实验过程
2.3.1电池拆解
用榔头和剪刀将电池拆开，分离出塑料纸、铜帽、铁片、锌桶、碳棒、碳包。其中塑料纸、铜帽、铁片和碳棒分类回收；锌桶放置纯碱溶液中浸泡洗涤；碳包放置于马弗炉中煅烧1h（主要是为了是碳包中的MnO(OH)脱水从而得到MnO2），取出后冷却，倒入烧杯中，用纯水洗涤、抽滤（重复3次），滤液倒入另一干净烧杯存放，滤渣放入烘箱烘干，备用。虽然现在大部分电池都是无汞的，但是不排除还有含汞电池存在，其中主要是对锌桶进行汞齐化处理，使表面性质更为均匀，以减少锌的腐蚀。所以对于含汞电池应将含汞的锌皮和锌膏进人氨浸, 锌进人浸出液中,汞 、铅等主要以硫化物形式进人浸出渣中。