废旧干电池的资源化回收利用方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种废旧干电池的资源化回收利用方法，属于二次电池技术领域。
【背景技术】
[0002] 随着电池使用量的急剧增多，其回收问题愈加严峻。家庭较为常用的一般为干电 池。干电池中含有大量的锋、二氧化儘、铜等有用材料。据报道如果W全国每年生产100 亿只电池计算，运些废电池中可W回收的锋就有15. 6万吨，运需要上百万吨锋矿才可W炼 出。除此之外其中还有22. 6万吨二氧化儘，2080吨铜，2. 7万吨氯化锋，7. 9万吨氯化锭， 4. 3万吨碳棒。但遗憾的是运些物质的回收率仅为1%，造成资源的极大浪费。
[0003]除了废电池造成的资源浪费外，随意填埋引发的污染问题也不可小勵，虽然现在 国家对电池制造业进行了改革，实现了电池无隶化和低隶化。但是因为随意丢弃W及填埋 场防渗防雨的不到位，大量如锋、儘、铁、儒等的重金属外流，污染水源与生态环境，并通过 食物链累积到人体内，对人类健康造成危害。
[0004] 基于此，做出本专利申请。
【发明内容】
[0005] 为了克服现有废旧电池使用中所存在的上述缺陷，本发明提供一种废旧干电池的 资源化回收利用方法。
[0006] 为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下： 废旧干电池的资源化回收利用方法，将废旧干电池收集，待用，（1)拆解：将废旧干电池 拆解，其中的锋皮、碳棒、铜帽W及密封用合金外壳分离后分类回收，将含有二氧化儘、氯化 锭和氯化锋的混合固体进行分离；（2)溶解：将上述混合固体进行溶解。
[0007] 进一步的，作为优选： 所述的溶解是采用有机溶剂分步溶解，先将混合固体粉碎至80-250目后，再置于丙酬 或乙醇中进行溶解后，一次过滤，滤渣水解，二次过滤，滤渣排出。混合固体中的氯化锭易溶 于水，微溶于乙醇，溶于液氨，不溶于丙酬和乙酸；氯化锋易溶于水，并且可溶于甲醇、乙醇、 甘油、丙酬、乙酸；二氧化儘不溶于水、也不溶于甲醇、乙醇、甘油、丙酬、乙酸；本方案中，丙 酬/乙醇做溶剂将氯化锋溶解呈溶液，并在一次过滤中作为滤液排出，滤渣则用水溶解，使 氯化锭水解呈溶液状态，并在二次过滤中作为滤液排出，剩下的即为二氧化儘残渣。
[0008] 更为优选的，所述的乙醇为无水乙醇；所述的丙酬/乙醇：混合固体的添加量为 3-5: 1 (质量比)，溶解溫度20-50°C，溶解时间20-45分钟。
[0009] 所述的溶解采用盐酸溶解-碳酸盐沉淀法，W3-5mol/L的盐酸溶液对混合固体进 行预溶解，过滤分离，调整抑至中性，滤液中加入碳酸盐，滤除沉淀，滤液则作为液体化肥 使用。本方案中优选3mol/L的稀盐酸作为预溶解的溶剂，预溶解后过滤分离得到二氧化儘 固体和氯化锭、氯化锋为主要成分的滤液，然后滤液调节抑值至7. 0,加入适量碳酸盐，碳 酸盐可W与滤液中的氯化锋生成碳酸锋沉淀，过滤后得到碳酸锋固体，剩余液体中主要含 有氯化锭和微量的钟和锋，该剩余溶液可W作为液体肥料使用。
[0010] ①预溶解反应如下： Mn〇2 + 4肥1(浓）=MnClz + Clz t +2H20。
[0011] ②碳酸盐沉淀反应如下： NH4CO3+ZnClz=NH4CI+ZnC〇3i。
[0012] 将本发明上述方案应用于废旧干电池如普通锋-儘干电池、碱性锋-儘干电池、 儀-儘干电池、锋-氧化隶电池、锋-氧化银电池、裡-儘电池等的回收再利用，废旧干电池 由外而内主要由锋皮、铜帽、电解质糊、纤维网、石墨与二氧化儘混合物、碳棒构成，其中的 二氧化儘、氯化锭和氯化锋等混合固体回收较难，如直接丢弃，则对环境污染较为严重，本 申请中，废旧干电池主要通过拆解和溶解两步操作，将相对纯净的锋皮、碳棒、铜帽W及密 封用合金外壳分离后分类回收，然后将干电池中主要包含二氧化儘、氯化锭和氧化锋的混 合固体进行溶解分离，溶解可采用两种方式：一种是有机溶剂溶解法，一种是盐酸溶解-碳 酸盐沉淀法，在第一种方法中，混合附体置于有机溶剂中，使其中的氯化锋溶解，再将滤渣 置于水中使氯化锭水解，剩余的只有二氧化儘残渣，该残渣成分单一，干燥净化处理后可作 为氧化剂回收使用，而氯化锋溶液、氯化锭溶液则可作为辅助溶液回收利用；第二种方法 中，采用稀盐酸预溶解，得到二氧化儘固体和氯化锭、氯化锋为主要成分的混合溶液，其中 的混合溶液中添加碳酸锭等碳酸盐，氯化锋沉淀形成碳酸锭固体，剩余溶液中主要含有氯 化锭和微量的钟和锋，可作为液体肥料使用。
[0013] 本申请所提供的方案可适用于含有二氧化儘、氯化锭和氯化锋等混合固体的固废 W及绝大部分的废旧干电池，其处理工序简单，回收便捷，处理产物只有极少量需要深度特 殊处理，而绝大部分的产物可W投入二次利用，回收利用率高；回收后液体中主要含有氯化 锭、微量的锋和钟，其中锋含量约70mg/l，可作为液体肥料使用。
【附图说明】
[0014] 图1为本发明盐酸溶解-碳酸盐沉淀法的工艺流程图； 图2为本发明中碳酸锋产品的XRD谱图。
【具体实施方式】
[001引实施例1-6 :有机溶剂溶解法 对废旧电池物理拆解分类(拆解分类的锋皮外壳、碳棒、二氧化儘W及混合物固体）后， 取6份含氯化锋、氯化锭和二氧化儘的混合物各10. 0克分别粉碎至80目、120目、180目、 200目、250目、250目后，分别加入100毫升烧杯中，然后分别加入50毫升有机溶剂溶解处 理，过滤干燥称重考察溶解情况，具体结果列于如表1中。
[0016] 表1不同溶剂对氯化锋、氯化锭和二氧化儘混合物的溶解情况
[0017] 从表I结果可W看出，上述4个实施例下，混合物可实现一定程度的溶解，其溶解 率可达到50%左右，且随着粉碎目数的增加其溶解率也随之增加，在溶解的过程中，混合固 体颗粒粒径过大时，结块现象严重，氯化锋被包覆在其中，不能有效溶解；随着目数的增加， 混合固体中氯化锋与有机溶剂的接触面积逐渐增多，溶解得W充分进行，因此其溶解率可 实现50%W上的回收，有效降低了废旧干电池丢弃对环境的污染。
[0018] 实施例7-11:盐酸溶解-碳酸盐沉淀法 取5个同样型号的一号锋-儘干电池进行回收，先进行物理拆解，拆解后各类物质的 质量列于表2。由表2可知一节一号废旧干电池平均质量为85. 48克，平均可W回收锋皮 12. 29克，碳棒5. 27克，铜帽0. 14克和合金外壳9. 73克。
[0019] 实施例7-11按照如图1所示的流程进行处理：对固体混合物进行分离，分别得到 二氧化儘粗品、碳酸锋粗品和W氯化锭为主要成分的液体，干燥后二氧化儘粗品和碳酸锋 粗品的质量列于表3。
[0020] 表2锋-儘干电池物理拆解后各类物质组成情况
[0021] 表3干燥后二氧化儘粗品和碳酸锋粗品的质量
[0022] 对所获得的氯化锭溶液进行检测(检测单位：绍兴文理学院分析测试中心报告编 号：ICP-201410-055,检测依据GB/T23942-2009化学试剂电感禪合等离子体原子发射光 谱法通则，溫度25°C，湿度58%)，其中锋含量依次为70. 11mg/l、72. 43mg/l、73. 38mg/l、 73. 79mg/l、74. 25mg/L;为了确认获得的产品是不是预期的碳酸锋和溶液中残留的锋的浓 度，对固体样品进行的X射线衍射（XRD)分析，XRD谱图如图2所示，由图2比较后可W确 定，产物主要为碳酸锋，液体样品采用电感禪合等离子光谱发生仪（ICP)方法测定了锋的浓 度，平均结果为72. 43mg/L。
[0023] W上结果表明：对比实施例7-11与实施例1-6相比，前者大多数的锋都W碳酸锋 形式沉淀出来，而液体中主要的成分氯化锭W及微量的锋和钟，都对植物的生长有益，因此 可W作为液体肥料使用，在整个处理过程中基本不产生废物，回收利用率相对实施例1-6 较高，因此更适用于废旧干电池的资源化回收利用。
[0024] W上内容是结合本发明的优选实施方式对所提供技术方案所作的进一步详细说 明，不能认定本发明具体实施只局限于上述运些说明，对于本发明所属技术领域的普通技 术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可W做出若干简单推演或替换，都应当视为 属于本发明的保护范围。
【主权项】
1. 废旧干电池的资源化回收利用方法，其特征在于，将废旧干电池收集，依次进行如下 操作： (1) 拆解：将废旧干电池拆解，其中的锌皮、碳棒、铜帽以及密封用合金外壳分离后分类 回收，将含有二氧化锰、氯化铵和氯化锌的混合固体进行分离； (2) 溶解：将上述混合固体进行溶解。2. 如权利要求1所述的废旧干电池的资源化回收利用方法，其特征在于，所述的溶解 是采用有机溶剂分步溶解：先将混合固体粉碎至80-250目后，再置于丙酮或乙醇中进行溶 解后，一次过滤，滤渣水解，二次过滤，滤渣排出。3. 如权利要求2所述的废旧干电池的资源化回收利用方法，其特征在于：所述的乙醇 为无水乙醇。4. 如权利要求2所述的废旧干电池的资源化回收利用方法，其特征在于：所述的丙酮/ 乙醇与混合固体的添加比例为3-5: 1，溶解温度20-50°C，溶解时间20-45分钟。5. 如权利要求1所述的废旧干电池的资源化回收利用方法，其特征在于，所述的溶解 采用盐酸溶解-碳酸盐沉淀法：以3-5mol/L的盐酸溶液对混合固体进行预溶解，过滤分离， 调整pH至中性，滤液中加入碳酸盐，滤除沉淀，滤液则作为液体化肥使用。6. 如权利要求5所述的废旧干电池的资源化回收利用方法，其特征在于：所述的盐酸 浓度为3mol/L〇
【专利摘要】本发明涉及一种废旧干电池的资源化回收利用方法，属于二次电池技术领域。将废旧干电池收集并拆解，其中的锌皮、碳棒、铜帽以及密封用合金外壳分离后分类回收，将含有二氧化锰、氯化铵和氯化锌的混合固体进行分离；将上述混合固体进行溶解即可。将发明应用于废旧干电池的回收再利用，处理工序简单，回收便捷，绝大部分回收产物可以投入二次利用，回收利用率高；回收后液体中主要含有氯化铵、微量的锌和钾，其中锌含量约70mg/L，可作为液体肥料使用。
【IPC分类】H01M6/52
【公开号】CN105336966
【申请号】CN201510733955
【发明人】令狐越, 王晶晶
【申请人】令狐越, 王晶晶
【公开日】2016年2月17日
【申请日】2015年11月3日