专利名称：一种废电池资源化处理方法
技术领域：
本发明涉及一种废弃电池的资源化处理方法，特别是一种废弃镍镉电池的资源化处理方法。
现有技术镉经常是提炼锌的副产品，它经常用来做镍镉电池、染料、涂料色素及制造塑料的稳定剂。台湾的镉米事件，乃是塑料稳定剂工厂排放废水至灌溉渠道污染农田所致。镉比其它重金属容易为农作物、蔬菜、稻米所吸收。在台湾的镉中毒、急性镉蒸汽燥烟热则容易发生在镉合金或镀镉金属的焊接工人身上，易导致毒性肺水肿、呼吸困难、及急性肾脏衰竭发生。慢性镉中毒则容易发生在镉米污染区，因长期食用镉铅污染的蔬菜、稻米、地下水而导致肾小管伤害、软骨症及痛痛病前期症状的发生。40年代日本某区出现一种怪病，名为“痛痛病”(Itai-itai disease)。病者全身剧烈疼痛，后来发现死者骨中的镉，较正常人高出159倍，其它器官中的镉含量，亦较正常人高出数十至数百倍。原来罪魁祸首是该区上游的一座锌矿石冶炼厂，排出含镉的污水，令居民吃下镉米致病。呼吸所吸入的镉约50％被吸收，而食入的镉约6％被吸收。大部分的镉被贮存在肾脏中，其半衰期至少20年以上。太多的镉富集(＞200ug/g肾皮层组织)，则会造成近端肾小管损伤。进而使得低分子量蛋白质、钙质等由尿中流失，长久之下容易形成软骨症及自发性骨折，即是所谓的痛痛病(Itai-itai disease)。长久吸入镉蒸汽，则会引起肺气肿及慢性阻塞性肺疾。另外，镉也是一种致癌物质，可能诱发老年人的前列腺癌症。一般而言，每天二十四小时尿液镉总量大于15Ug，则表示可能有镉中毒的可能。但至今为止，镉中毒并没有解毒剂。
此外，镍镉电池是在1899年由瑞典科学家W·Jungner发明，1970年代因其具有较铅酸蓄电池高能量、内阻小、循环寿命长、适用温度范围广等优点，而逐渐广泛使用。镍镉电池是以氢氧化镍为阳极活性材料，镉为阴极活性物质，电解质为KOH，电解液为水。电压值为1.2V，体积能量密度约为130～200Wh/L，重量能量密度则是在40～50Wh/kg间。因为发展已久，成本较低；此外，亦具有适用温度范围广泛的优势。但因为记忆效应的影响，效能会随充放电次数增加而下降。镍镉电池的市场占有率在数年前相当的高，但受到环保意识抬头的影响，有镉污染疑虑的镍镉电池占有率已逐年下降。镍镉电池是最具代表性的碱性二次电池，广泛的应用于大型工业用电池与小型密闭式电池的市场，再加上现已逐渐发展的电动机车，预计镍镉电池的使用量将会逐渐提高，但是因镉具有污染性，所以可能只能存在特定的工业上。镍镉电池具有优越的特性，被许多的工业与家电采用为电源供应，其主要特点为
1·在最小的体积及重量下有高的电力储存；2·有良好的可靠性与最小的维护性能；3·其运作范围相当广，尤其是在低温的环境下；4·其充电速度相当之快；5·对于电流量的变化，有相对迟缓的回应；6·在价格上，其较它种电池更便宜，非常具有竞争力；7·在特定的储存下，电力可以保存数年而不会永久退化；8·具有最佳的抗腐蚀性；9·其重复充电次数与使用寿命都较它种电池高。
以上都是镍镉电池的特点，不过因其有记忆效应及金属镉的污染问题，所以最近也渐渐为镍氢电池等所取代。镍镉电池在记忆效应上最为明显。在每次充电时，在负极有氢氧化镉与电极作用，产生金属镉而沉积于负电极表面，放电时，负电极表面的金属镉反应形成氢氧化镉，这是溶解—沉积的反应，当充放电不完全时，电极内的镉金属会慢慢地产生大结晶体而使以后的化学反应受到阻碍，导致电容量在实质的表现上减少，这就是记忆效应产生的缘由。
镍镉电池对环境造成的污染性，主要就是由镉的成份所引起。废弃的电池在未经回收处理时，通常会随着垃圾被处理掉。而一般的垃圾处理包括掩埋与焚化两种，废镍镉电池在经过长期的掩埋处理后，金属镉可能会释出而造成土壤污染，镍镉电池在垃圾焚化处理时，镉成份还会变成镉蒸汽而随废气排放到大气中，未气化的镉成份则残留在炉灰中，随着炉灰的进一步处理(掩埋或填土等)，最后会由于雨水的冲刷而溶入地下水或河水中，造成水质的污染。因此自然环境中的土壤、空气、水质均有可能被未经回收处理的废镍镉电池所污染造成镉申毒。
在进行废镍镉电池的回收时，由于密闭式镍镉电池通常是被使用在家庭或办公设备上，有些电池甚至是被永久镶坎在设备上，在设备报废时不易被分离出来。另外，电池外观与一般电池相似，在报废时不易被辨识分类出来，而与一般垃圾一起被处理，所有这些均增加了回收行动的困难度。此即为现行废弃镍镉电池带来的缺陷，为业界急待克服的难题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种废电池资源化处理方法，以使废镍镉电池能得到有效回收而消除其对环境的污染。
本发明的目的是通过这样的技术方案实现的一种废电池资源化处处理方法」，其步骤包括①破开将废弃镍镉电池外壳包裹物压破；②添加助燃物在步骤①中破开的废弃镍镉电池添加入助燃物；③间接加热将步骤②混入添加物的废弃镍镉电池置入密闭的窑炉中，间接加热至600℃以上；④金属镉回收将气化的镉导入冷却槽急速冷凝还原成金属镉回收；⑤氧化镉回收加热产生未还原成金属的氧化镉则另外回收；⑥铁镍金属回收燃烧剩下的铁镍金属再以磁性分离的方式回收。
将废镍镉电池破开后，放入密闭炉中，在其中添加助燃物，使其在热燃烧时炉内产生压力，然后经入密闭炉间接加热方式使废弃镉镍电池充分氧化，利用镉金属在600℃会气化的原理，将气化的镉金属急速冷凝还原成金属镉回收，而未还原成金属的氧化镉则另外回收作为色料的原料，燃烧剩下的铁镍金属再以磁性分离的方式回收，以资源化再利用者。
本发明的有益效果为，采用本发明技术方案后，废弃镍镉电池中的镉、镍能得到充分的回收、利用，消除了其对环境所造成的污染。
具体实施例方式
本发明一种废弃电池的资源化处理方法实施例①破开将废弃之镍镉电池外壳密闭包裹物压破；②添加助燃物向上述步骤①破开的废镍镉电池中添加入助燃物(如煤焦碳、木碳、木屑…等)，用于加热燃烧时能在炉内产生压力；③间接加热将上述步骤②混入添加物后的废镍镉电池置入密闭的窑炉中，密闭窑炉可避免镉气化逸出造成污染，以间接加热的方式使废弃镉镍电池于密闭的窑炉中承受压力显充分氧化(例如加热温度为1100℃)，使废弃镍镉电池于不同温度发生不同变化；④金属镉回收利用金属镉于600℃会气化的原理，将气化的镉导入冷却槽急速冷凝还原成金属镉回收；⑤氧化镉回收加热产生未还原成金属的氧化镉则另外回收，可作为色料的原料；⑥铁镍金属回收燃烧剩下的铁镍金属再以磁性分离的方式回收，其它杂质，如塑料类已于高温燃烧时烧尽，产生之废气经洗涤塔处理无污染后再排放。
通过上述方法，可将废镍镉电池资源化再生利用，可有效解决环保及废弃物的问题，并能做到资源再生利用的绿色环保工业循环。
权利要求
一种废电池资源化处理方法，其特征在于经过以下步骤①破开将废弃镍镉电池外壳包裹物压破；②添加助燃物将步骤①中破开的废弃镍镉电池添加入助燃物；③间接加热将步骤②混入添加物的废弃镍镉电池置入密闭的窑炉中，间接加热至600℃以上；④金属镉回收将气化的镉导入冷却槽急速冷凝还原成金属镉回收；⑤氧化镉回收加热产生未还原成金属的氧化镉则另外回收；⑥铁镍金属回收燃烧剩下的铁镍金属再以磁性分离的方式回收。
全文摘要
本发明系有关一种废电池资源化处理方法，特别系针对高污染、高毒性的废弃镍镉电池资源化处再生处理方法，其主要系将废弃镍镉电池破开处理，经添加助燃物使加热燃烧时炉内产生压力，后经入密闭炉间接加热方式使废弃镉镍电池充分氧化，利用镉金属在600℃会气化的原理，将气化的镉金属急速冷凝还原成金属镉回收，而未还原成金属的氧化镉则另外回收作为色料的原料，燃烧剩下的铁镍金属再以磁性分离的方式回收。
文档编号H01M6/52GK1536706SQ0310912
公开日2004年10月13日 申请日期2003年4月4日 优先权日2003年4月4日
发明者秦文隆 申请人:秦文隆