一、废电废旧电池的回收回收回收与利用相关需要涉及那些相关的学科
废旧电池回收和分离技术
1、ups及大容量免维护铅酸蓄电池再生保护补充液
2、利用除化物铅酸蓄电池
3、电池处理含金属废料的预算方法
4、从废电池中去除和回收汞的废电废旧方法
5、从废二次电池回收有价金属的回收回收方法
6、从废二次电池回收有价值物质的利用方法
7、从废干电池中提取锌和二氧化锰的电池方法
8、从废干电池中提取锌和二氧化锰的预算方法 2
9、从废旧的废电废旧锂离子电池回收制备纳米氧化钴的方法
10、从废旧锂电池中回收负极材料的回收回收方法
11、从废锂离子电池中回收金属的利用方法
12、从废锌锰干电池中提取二氧化锰及锌的电池方法
13、从废蓄电池获取富集物质的预算方法与设备
14、从垃圾中分离出电池、钮扣电池和金属的方法和设备
15、从用过的镍－金属氢化物蓄电池中回收金属的方法1
16、从用过的镍－金属氢化物蓄电池中回收金属的方法 2
17、电池破碎机及其电池破碎方法
18、二次电池的再利用方法
19、废电池处理装置
20、废电池的无害化生物预处理方法
21、废电池的综合利用
22、废干电池的回收利用方法
23、废干电池无害化回收工艺
24、废旧电池处理方法
25、废旧电池的无害化回收处理工艺
26、废旧电池回收处理机
27、废旧电池回收分解头
28、废旧电池回收用的真空蒸馏装置
29、废旧电池铅回收的方法
30、废旧电池热解气化焚烧处理设备及其处理方法
31、废旧电池综合处理中锌和二氧化锰分离、提纯方法
32、废旧电池综合利用处理工艺
33、废旧干电池的碱性浸出
34、废旧干电池回收处理装置
35、废旧锂离子电池的回收处理方法
36、废旧锂离子二次电池正极材料的再生方法
37、废旧手机电池综合回收处理工艺
38、废旧蓄电池绿色提铅方法
39、废旧蓄电池铅清洁回收方法
40、废旧蓄电池铅清洁回收技术
电池的回收与利用
青浦高级中学 2004届11班
毛健蔡智慧顾传琳钱凯宇张峰
摘要：在人类的发展过程中，环境因素越来越受到人们的重视。回收再利用以成为一种新产品和新工艺开发和生产过程中不可忽视的一个重要方面。
我们之所以选择废旧电池作为我们的研究课题，一是由于其作为一个极具有危害性，却没有得到很好的处理的物品。作为热衷于环保的学生，我们有责任和义务去宣传废旧电池的危害和普及环保知识。二是我们对中国目前对废旧电池存在着回收难、处理难的问题提出自己的想法和意见并用实验加以证明。
关键词：废旧电池；回收；处理与利用；对策
电池的危害
锌锰、碱性锌锰电池是用量最大的民用电池，废弃电池除了汞的污染外，还存在锌、锰、铜等其他重金属的污染。由于使用分散，回收难以管理，废弃电池再生成本较大，加上目前还缺少科学、经济的处理方法，废弃电池一般均作为生活垃圾处理。由于生活垃圾的处理方法不尽相同，其污染方式也不一样。垃圾作堆肥是，废弃电池增加了作堆肥作物中的重金属含量。其污染程度取决于废电池在生活垃圾中的比例，当废电池很少时，一般不会构成污染。生活垃圾填埋时，主要污染水系和填埋场附近的土壤，污染程度取决于填埋是否符合标准，如符合标准，一般也不构成对环境的污染。生活垃圾进行焚烧处理时，废电池中的汞、镉、铅、锌等重金属一部分在高温下排入大气，一部分成为灰渣，产生二次污染。电池虽小，危害却不小。废电池的危害是存在而持久，无论是裸露在大气中，还是深埋在地下，其中含有的汞、镉、铅、锌等重金属，都会随渗液一起流出，造成对地下水、土壤的再污染；
若采用焚烧处理，则形成蒸汽，同时可能催化有害气体的生成，造成大气的污染；
若堆积处理，可能导致料中重金属含量超标：
如果每年任这些废电池随意丢弃，就会严重危害居民及子孙后代的健康。因为从电池里出来的各种有毒金属，通过土壤进入水体，再由水体传给人类的食物链。
特别是一粒纽扣电池可污染60万升水，等于一个人一生的饮水量。所以就危害而言，体积几乎可以忽略的纽扣电池却潜伏着更大的危害。“不要以貌取物”用在纽扣电池上再合适不过了。我想每一个知道纽扣电池危害的人都不会再轻易的毫不负责的丢弃它。
但废电池又浑身是宝，其中锌和锰粉就约占某些电池总重量的50%，这些都是可再生利用的物质。
几种电池：
含汞载体及Hg含量
R20
R14
R6
R03
糊式锌锰电池
浆糊，HgCl20.05%
4.5*10（-5）
6*10（-5）
纸板锌锰电池
浆层纸，HgCl2 1.2g/m2
7*10（-5）
1*10（-5）
1.3*10（-5）
碱性锌锰电池
锌粉，Hg3%-6%
0.5%-0.9%
注：因各厂单位电池的质量、工艺参数和配方不尽相同，Hg含量亦有所差别。
几种废弃电池再生技术的工艺流程
一般电池在再生是都先进行解体和分选，分选出一些塑料，金属壳直接回收之后，锂离子电池要进行焙烧，然后将产物粉碎，筛选，筛上物可用磁选出铁，再将筛下物溶于酸，过滤后与溴酸反应，过滤热处理后得到钴化合物。铬镍电池与金属氢化物镍电池经粉碎分选后，进行焙烧，生成的铁镍合金可作不锈钢原料铬可用于铬镍电池。铅蓄电池中的含电解液经处理用于电解铅，制成粗铅，再经电解精制制出精铅。
最常见的锌锰和碱性锌锰干电池，再生的工艺流程大致为先解体，分选，外壳可直接送铁冶炼厂冶炼，对其余的残余物进行焙烧，将产生的气体冷凝制成粗汞，再经过精制制成汞，再将焙烧渣进行粉碎，磁选出铁渣可送进冶铁厂冶炼，对剩余锌渣进行加工，产生锌可作电池原料，钴氧化物可编磁体材料。
我们的实验、对处理废旧电池的设计
要求：设备简单，技术要求不高，投入较小，有一定的经济效益维持工厂或设备的运转，起到一定的保护环境的作用。
一．分离Zn
实验室步骤：一部分采用手工分离的方法，一部分直接溶于硫酸。
实验设备：体积分数30%的硫酸600毫升三份，500克的废旧电池（普通碱性电池。）
步骤：将废旧电池直接溶于硫酸中。
现象：溶液由澄清变成黄绿色并有大量气泡冒出，反应一段时间后发出噗噗的爆鸣声，推测原因可能是由于硫酸浓度较大，废电池锌皮破裂后与其中的NaOH剧烈反应所致。大约两天后，我们换了三次硫酸（体积分数相同），电池有80%溶解。
将锌筒上的锌片剪成碎片，放在坩埚中强热（锌熔点419度）熔化后小心的将锌液到入冷水了，得锌粒。该方法可用于实验室里制取锌粒。
提取氯化铵：将手工分离剩余的黑色物质搅拌用水冲洗，放在蒸发皿中蒸发，得白色固体，再加热，利用“升华“收集较纯的氯化铵。
提取铁：由于一部分铁是以单质形式存在，用磁铁吸取其中部分铁单质。
将手工分离余下的固体物质用硫酸溶解与硫酸直接溶解的混合、过滤；分为滤液和过滤物。
反应原理：2R（金属）+2xH(+)=2R(x+)+xH2↑
经环保局测定滤液中各个金属离子含量如下：
金属mg/L
Pb
Mn
Cd
Fe
测得数据
6．58
14700
15．3
23400
42100
工业排放三级标准
1．0
5．0
0．1
5．0
对于滤液：
方法一：利用不同的金属在不同PH值条件下形成氢氧化物沉淀分离出不同金属。
R(x+)+XOH(-)=R(OH)x↓
各个金属离子沉淀的ksp值如图一所示：
金属
PbOH
MnOH
CdOH
FeOH
ZnOH
Ksp
步骤：滤液呈黄绿色，PH值〈2。我们用NaOH和PH计逐渐调整PH值，在PH值=2时，有绿色沉淀出现，震荡，沉淀溶解：随着PH值增大，沉淀逐渐增多，调整PH值至强碱性，把悬浊液静置，沉淀浮于水面上，把絮状沉淀滤出，放置空气中，绿色逐渐加深，可能是亚铁生成了三价铁所致。过滤出的滤液呈淡黄色透明溶液，继续加NaOH，溶液中出现黄色颗粒状物质，静置一天后，黄色絮状物沉淀，过滤分为滤液和过滤物。
经环保局测定溶液中离子浓度如图二所示：
金属
Pb
Mn
Cd
Fe
Zn
测得数据
5.10
360
10.2
86.55
254
分析：沉淀后，沉淀金属百分比比较大，镍和铁等金属的量减少，用加热的方法可使其氢氧化物变成氧化物，再用铝热法置换出金属单质，可以回收金属并获得一定的经济效益。
由于金属在溶液中浓度太小，实验室效果不明显，在工业生产中虚达到一定的回收量才能有效的回收金属。这就是我们提倡集中回收废旧电池的一个原因。
方法二：加EDTA，与重金属结合使之沉淀，再加入有机溶剂（与水不互溶），萃取EDTA。
分析：鉴于用沉淀方法提取金属的实验室制法效果不明显，我们设想的第二个方案决定放弃。
方法三：用电解法，提取金属物质。
步骤：碳棒做阴级，铁做阳极，通入3V的直流电，进行电解约三十分钟。反应现象不明显。碳棒上有少量粉末状金属附着。2R(x+)+2OH2O→2R↓+O2+XH(+)
分析：有电解法析出金属离子较纯净，溶液中离子浓度较大，不能有效的保护环境，在工业生产中成本较高，设备也有一定的要求。
我们设想可以通过沉淀法和电解法相结合的方法，利用溶液中的金属离子如其中的NiSO4进行电镀，建立一个小型的电镀车间，获得一定的经济效益。
一些不溶于硫酸的物质如Ag,Pb等用离子交换法回收（这需要一定量的废电池才有效）
针对废旧电池的回收费用和废旧电池的再利用价值，我们可以作一下比较。
一块废旧电池回收后利用的部分为电池的外壳和内部极群（价值极小的部分忽略不计）。预算如下：
废旧电池价格=外壳+极群=0.1元+7元=7.1元；
废旧电池回收费=回收价+运输费+拆卸费+冶炼费+其它费=5元+1.2元+0.2元+0.5元+0.3元=7.2元
每块废旧电池回收差价=废旧电池价格-废旧电池回收费=7.1元-702元=-0.1元
通过以上预算不难看出，每只废旧电池回收，.企业必须支出0.1元。
结论：用手工方法分离电池较为经济，但考虑到有毒金属对人体的伤害，建议设计一种机器采取机器分离的方式。将余下的物质溶于酸中，用调整PH值的方法或离子交换法提取其中的有用金属。我们设计的方案基本符合设备要求和经济要求，对回收废旧电池有一定的参考价值。
我们的行动
校园内组织宣传
组织一个校园环保小组并发动同学参加，利用课外活动时间制作宣传栏内容，向同学们普及环保意义。在校内花坛、草地中树立宣传标语牌。
电池回收
制作回收电池垃圾箱。选用合适大小的铁皮，制作垃圾箱，并写上宣传标语。每个班级一个，定期集中收集。学校进行评比，看看哪一个班级回收率最高，给予适当的表彰和鼓励，激发同学的回收积极性。开展回收废旧电池兴趣小组，鼓励同学想出新办法回收废旧电池。旧电池回收需要我们每一个人的努力，对于回收废旧电池的给上层一些建议：
1.以政府名义建立接纳及再利用废电池的责任部门，把全市回收的废电池全部接纳过来。然后提炼可利用物质，使之无害化，并负责宣传回收废电池对防止环境污染的重要作用。如果没有接纳回收废电池的专门机构，群众回收废电池的积极性将会受到打击。所以这一部门极为重要。
2.以各单位（如机关、部队、学校、工厂、商店、大饭店、旅馆、街道居民委员会、新建小区物业等）行政系统为中心建立废电池回收网。督促本单位每个成员、居民、业主等，积极回收废电池，由网络负责人（由行政指定责任心强的一人或几人，任此职）回收本单位，本辖区的废电池并将其送到接纳和再利用废电池的责任部门。
3.责成各群众团体（工会、青年团、学生会等）组织，号召各自成员积极参加回收废电池的行动中来。把回收废电池活动纳入各团体组织活动的一项经常内容。
4.由有关单位（市场管理部门）在各小商品市场（特别是外来人口集中的商品市场）组织商贩们把回收废电池的活动开展起来。应把此项任务作为市场管理部门的一项硬任务。
5.农村乡、镇，特别是村委会也应负责农村废电池的回收工作（农村用电池数量也不少），废电池扔在地头对农村水资源直接污染更严重（许多地方饮用井水，因此危害更大）。
6.建立有关回收废电池活动的专门奖惩制度。做得好的予以奖励，差的严惩不怠（废电池毒害太大了，严惩不为过分）。
7.积极向全国人民及国外征集回收旧电池行之有效的新方法，探索回收废旧电池的新途径。保护环境需要每一个人的努力。
废弃电池回收、处理刻不容缓。
“地球只有一个“，保护环境，爱护地球，给子孙后代留下一片蓝天和碧水，是全世界人民所向往并为之奋斗的共同目标。废弃电池对环境的污染已是一个不争的事实，关注电池的回收再利用，发展无污染、无公害的”绿色“化学电源产品已是时代要求和大势所趋，也是电池产品可持续发展的必由之路。
二、废旧手机电池要如何处理
随着时代的飞速发展，电子产品更新换代的速度也越来越快。比如手机，很多市民平均每一到两年就要更换一部新的手机。殊不知，当一部手机遭淘汰后，所有手机配件都会成为污染源。尤其是手机电池，更是一种高危污染源。日前有市民就来电反映手头积压了好多块废旧手机电池，卖也卖不掉，又不敢乱丢，左右为难，询问如何妥善处置。
这位刚买了新手机的市民告诉记者，家里有多块废旧手机电池还留着。他曾经去一些小商铺询问能否卖掉电池，得到的答案都是：“赚不了钱，不要。”想卖没人要，想丢吧，又怕有污染。
记者了解到，对于手机电池，相当一部分市民不是置放在家里，就是当作生活垃圾随意丢弃。而废旧手机电池含有铅、镍、锌、镉等多种对人体有害的物质，如果不经特殊处理而随意丢弃，会对人体和环境产生极大的危害。
“废旧手机电池不能乱丢，那我们该送到哪里去呢？”记者在采访时了解到，绝大多数市民都表示虽然知道废旧手机电池的危害，但我县没有设置废旧手机电池回收设施或回收点，就是有心将废旧手机电池拿去回收也找不到地方。的确，在多家手机专卖店，营业人员听说记者在寻找废旧手机电池回收点时，个个摇头称店里没有回收点。而打着“回收手机”的手机店也没有一家愿意回收手机电池。大街上也没有专门回收废旧手机电池的垃圾箱。采访中多数市民认为，应当建立一个规范化、环保型的处理机制，将废旧手机电池进行无害化处理。
记者随后询问县环保部门，有关工作人员表示，废旧手机电池属于高污染源，但我县还没有专门的回收机构。记者了解到县移动公司原先曾经配合上级公司搞过“绿箱子环保计划”，用户把废旧手机电池拿到营业厅回收，可返10元话费，后来可能考虑到成本等因素，又不了了之了。县环卫处表示，虽然在街上没有设置专门的垃圾箱来回收手机电池，但市民可将手机电池送到县环卫处，由他们进行处理。
三、整车厂、电池厂、第三方,谁来主导新能源汽车电池回收
当电池重生的闭环打通了，“新能源=真环保”的命题才能成立。当废旧电池产生了价值，电动车的保值率也可能上升，并由此打消用户购买电动车的一大顾虑。
如果没有高额利润驱使，哪里来的行业风口？可惜电池回收仍是一个半公益的事业，注定了没有那么容易。
我们多少都曾有过对“电池污染”的恐慌。
有这么一则研究数据，说是一节普通电池被丢弃到大自然中，有可能直接污染60万升水，相当于一个人一生的用水量。
具体出自于哪里，已经很难考据了。但废旧电池不经过妥善处理，将会污染环境，这几乎是共识了。
电动汽车如果要做到“真环保”，从电池生产、服役、退役再到重生的闭环需要打通。
不论是政策倒逼，还是利润驱动，当退役电池大规模撤下来的时候，打通闭环的鼓点只会敲得更密集，2020年正是关键一年。
我国新能源汽车的起步阶段大概可追溯到2009年，到如今，已经有超过10年的发展期。
前期以公共交通或出租行业为试点，从2015年起，新能源汽车才逐渐被家庭用户所接受，步入规模化量产阶段。
一般情况下，动力电池的使用寿命是5-8年。所以，2020年将会出现第一波动力电池的规模化退役潮。业界预测2020年电池退役量是25GWh，按重量计，大约是20万吨。
退役电池并不等于彻底报废，科学回收仍有相当可观的市场价值。据业界分析，2019-2025年，该市场价值有可能超过600亿元。
动力电池如何进行回收利用？
规模化退役的时间节点基本明确，动力电池回收已到了必须加速的时候。
单纯就回收技术进行探讨，一块动力电池进入回收工厂后，一般会进行梯次利用和再生利用。
回收第一步，工厂首先要对退役电池进行检测、分类、修复或重组。
如果电池自身的状况比较良好，那么，就可以遵循“梯次利用”原则，再度修复出厂，或“降级”到通信基站、储能基地等地方继续服役，或回流到低速电动车市场，直到性能不再符合需求。
电力系统储能需求是电池梯次利用的重要市场。
部分国外车企对于电池梯次利用正在摸索一些适用模式。比如，日本三菱会使用退役电池为其大楼供电，奥迪、雷诺等欧洲车企也在尝试退役电池与建筑供电的结合。
插个题外话：虽然南孚聚能环最终被证明仅是一个营销套路，但其广告中提到的“玩具车上用完后，还可以在遥控器中使用”，这基本就是一个最通俗的梯次利用案例。
不过，如果不具备梯次利用价值了，所有的电池最终还是要来到“再生利用”这一环节。之后，退役电池会被拆解、破碎、冶炼，从而提取钴、锰、镍等关键材料，再回到电池生产，重新利用，整个闭环才算打通了。
关于再生利用的技术方法，主要有三种：干式法、化学法、生物法
1、干式法，简单理解的话，就是物理拆解，资源分类。
正负极材料在室内完成分离处理，将会交给冶炼企业，铜铝材料交给金属回收公司，混杂着各种化学及重金属材料的电解液，在室外进行隔离收集，并交由下游产业进一步利用。
这些有价材料，最终都有可能重新回到电池生产端，或者在其他行业被重新利用，这也正是电池回收的潜在价值。
2、化学法，即以各种酸碱性溶液为转移媒介，将金属离子从电极材料中转移到浸出液中，再通过离子交换、沉淀、吸附等手段，将金属离子以盐、氧化物等形式从溶液中提取出来，主要包括湿法冶金、化学萃取以及离子交换等方法。
3、生物法，主要利用微生物浸出，将体系内的有用组分转化为可溶化合物并选择性溶解出来，实现目标组分与杂质组分的分离，最终回收锂、钴、镍等有价金属。
目前生物回收技术尚未成熟，菌种培养周期过长、浸出条件控制等关键问题仍有待解决。
动力电池回收的痛点是什么？
在汽车之家《寻电之路》记录片中，提到了一点，目前动力电池回收的难点并非在技术上，更多在于行业标准模糊。
事实上，早在2012年，我国曾发布《节能与新能源汽车产业发展规划》，对动力电池回收利用做出了部署，近年来也密集出台了从指导意见到具体实施的多项政策。
比如，2018年，七部委联合印发了《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理暂行办法》，于8月1日起开始实施，强调“动力电池回收实行生产者责任延伸制”，要求车企承担电池回收的主体责任，并提到对退役动力电池首先进行梯次利用，再进行资源化回收利用。
2020年3月27日，工信部发布《2020年工业节能与综合利用工作要点》。在20大项中，关乎汽车类的有4条，这其中就包括推动新能源汽车动力蓄电池回收利用体系建设。
电池回收的责任到底是谁，谁站出来主动吆喝，这是必须解决的一个问题。
车企承担电池回收的主体责任，考虑到其作为电动汽车的生产者，对电池溯源可以掌握更多的数据，在实现上更有优势。
激励政策是一大推手，但同时，车企在电池回收上的经济账也需要算清楚。
消费者对电动车的顾虑之一是保值率低，主要原因是电池的衰减问题，而且更换新电池的成本很高。
如果电池回收“有利可图”，那是不是也有望降低电动车更换新电池的投入成本，转而提高电动车的保值率呢？
近年来，在电动车行业里，开始流行一种“保价促销”政策。
简单描述下，即厂家承诺，当新车使用了一定年限后，可以按一定折扣回购旧车（年限多为两年，一般六折回购）。
回购政策的意义，就是打消用户对于电动车保值率低的担忧，并有厂家公信力做背书，买单更加放心。
由于前期销量少，厂家划出一定的预算，即可以覆盖这笔“回购支出”。但如果希望持续下去，仍必须解决电池的成本问题，以及能否在退役电池上挖掘出更高的价值。
如此，“回收接力棒”还是回到了电池回收工厂这边。
如果回收工厂可以继续降低技术成本，扩大回收所得的市场价值，那么，就有可能以更高的价格回收退役电池，电动车的保值率也不会那么低。
但矛盾点恰恰也在这里，出售原材料的，一定希望价格越高越好，而采购原材料的，则希望价格更低。
目前，在车企、电池回收工厂和电池制造工厂之间，还没有形成一个科学的定价模式。任何一方发现买卖不赚钱的了，对行业闭环的形成都会造成影响。
所以说，合作机制还需要打磨，相关标准也需要填补空白。但只要技术继续进步，合作持续推进，明天一定会更好。
电池回收是被低估的蓝海市场吗？
对退役电池进行回收处理，天然带有一定的公益性质。毕竟，出发点还是要保护环境。
三元锂电池含有镍、钴等稀缺金属，再生利用价值较高，所以市场价值也很大。当稀缺金属越来越“稀缺”的时候，直接采购的成本也将越来越高，再生而来的金属资源有可能更具竞争力。
所以说，蓝海潜力还是可预见的。只是，目前市面上从事电池回收的多为中小企业，难以形成规模效应，盈利困难。
这一市场需要“大企业”的布局，需要整合规模，但因为具备一定的公益性质，又要求动机纯粹，不能总想着“赚一票”就走，重资产投入，以及长时间等待，都是考验。
今年4月，五矿集团长沙矿冶研究院主导建立了国内第三方动力电池回收服务平台，推动行业内动力电池回收流转。今年6月，比亚迪梯次回收利用中心落地山东。蔚来汽车主推车电分离模式，电池回收亦是重中之重。威马汽车对电池回收业务也早有布局。
蓝海犹在，难度也不小。期待有一天，烈烈之风吹起来，“独角兽”的出现也就不意外了。
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参考资料:溶剂萃取
