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智能化选矿 2024-09-30 22:23:49

金属提炼与回收技术(金属材料回收论文)

一、金属技术金属镍冶金渣资源化利用现状分析论文

镍冶金渣资源化利用现状分析论文

摘要:镍冶金渣作为重要的提炼二次资源,含有铁、回收回收镍、材料铜等有价金属。论文随着镍需求量的金属技术金属增大,排放的提炼镍渣也越来越多,若不能得到合理利用,回收回收既造成资源浪费,材料又污染环境。论文本文对镍冶金渣资源化利用现状进行分析,金属技术金属并讨论了进一步资源化的提炼方向。

关键词:镍冶金渣;资源化;有价金属;建筑材料

随着我国对有色金属需求量增大,回收回收每年有色冶金渣的材料数量不断增长,这些冶炼弃渣由于未得到合理利用,论文不仅占用大量的土地资源,同时对环境有着潜在的威胁,从而不利于可持续发展,因此有色冶金渣的资源化利用就有着十分重要的意义。中国是世界上镍资源消费最大的国家,每生产1t镍约排除6~16t渣,仅金川集团的镍冶金渣堆存量多达4000万t,每年还新增约200万t[1-3]。镍渣的组成因其矿石种类和冶炼工艺不同而变化较大。以金川镍闪速炉渣的物相组成为例,主要由铁氧化物、硅氧化物、钙和镁的氧化物组成,渣中含有约40%的铁元素,还含有一定数量的有色金属元素镍、铜、钴;铁主要以铁橄榄石形式存在,橄榄石间充填的非晶态玻璃质并且机械夹杂着大颗粒镍硫[4]。镍渣的处理已经成为镍冶炼过程的重要工序,如何正确有效的回收再利用这些二次资源,使得镍冶炼过程顺畅,解决排渣占地和环境污染等问题,成为镍冶金发展循环经济的主要问题。本文对目前镍渣资源化利用进行综述,再利用的主要研究包括:有价金属的提取,用作填充材料,制作微晶玻璃,生产建材等[5-7]。

1、镍渣资源化利用现状

1.1有价金属提取

倪文[8]等利用以焦炭为还原剂的熔融还原法提取闪速炉水淬镍渣中的有价铁,探讨了不同碱度,不同还原温度,不同还原时间对提铁率的影响。结果表明控制100g渣配加34.7gCaO、4.04gCaO和8.5g焦炭,熔融温度为1500℃,还原时间为180min,铁的还原率达96.32%。王爽[9]等将镍渣、氧化钙和焦粉制备成含碳球团进行深度还原回收有价金属铁、镍和铜,结果表明碱度对有价金属的回收率有影响,适当提高碱度可以促进金属相生长,改变形态结构有利于后续分离,碱度过高会使金属相中产生杂质,当碱度确定为1.0时,铁、铜、镍的回收率分别为91.04%、56.93%、55.80;镍渣中的铁经深度还原后以金属铁的形式存在,镍和铜主要与铁以固溶体形式存在。卢雪峰[10]等利用自制小型直流电弧炉对镍渣进行硅钙合金回收,以焦炭和为还原剂,控制镍渣、生石灰及还原剂的比例,可以获得相应的的硅钙合金。肖景波[11]等对镍渣进行铁、镍、镁回收,实验过程将镍渣破碎后的粉末进行酸浸,向酸浸液中加入氧化剂与pH控制剂生成铁沉淀物,分离后与硫酸作用生成硫酸铁溶液,精制后采用氧化沉淀法获得高纯铁沉淀物;沉铁溶液加入硫化物生成硫化镍沉淀,经分离、洗涤、干燥制得镍精矿;提镍溶液加入助剂LN除杂,得到精制硫酸镁溶液与氨水反应制得氢氧化镁产品。

1.2生产充填材料

镍渣被用于井下填充材料技术相对成熟,既解决了镍渣的资源化问题,又可以降低填充成本,减少水泥的消耗,降低水泥生产过程中环境污染。目前水淬渣用作充填材料关键在于对活性渣进行激发,激发方式分为机械激发和化学激发。传统的机械激发采用普通机械球磨进行物理细化,高能球磨可以使矿渣迅速细化,增加比表面积,增大水化反应面提高物料的物理化学活性。镍渣经过高能球磨处理后,抗压强度会显著提高。化学激发利用激发剂与矿渣的化学反应生成具有水硬胶凝性能的物质来提高矿渣的活性,激发剂多采用硫酸盐类、碳酸盐类等。杨志强[12]等采用机械活化和化学活化两种方式进行实验研究。

结果表明,机械活化镍渣、脱硫石膏、电石渣、水泥熟料的最佳比表面积分别为620,200,200,300m2/kg,化学活化以脱硫石膏和电石渣为主,硫酸钠和水泥熟料为辅,前两者比例相同各占总量5%时,镍渣充填体强度最高;加入3%的硫酸钠和2%的水泥熟料可以提高激发效果;外加0.156%的PC高效减水剂,配置胶砂比为1∶4,料浆浓度为79%的充填浆料完全满足矿山对充填体的强度要求,可以替代水泥应用于金川矿山交接充填采矿。高术杰[13]等利用水淬二次镍渣制备矿山充填材料,利用脱硫石膏和电石渣等物质激发生成大量水化产物,产生较高充填强度。并且水淬镍渣充填料的'流动度好于P42.5水泥充填料的流动度。结果表明,脱硫膏与电石渣比为1∶1混合再与少量硫酸钠及水泥熟料配置复合激发剂,具有较好地激发效果。

1.3制作高附加值玻璃

微晶玻璃和泡沫玻璃均数高附加值玻璃,微晶玻璃具有玻璃和陶瓷的双重特性,比陶瓷亮度高,比玻璃韧性强。泡沫玻璃具有不燃烧、不变形、热学性能稳定、力学强度较高且易加工的优点。王亚利[14]等对镍渣熔融炼铁剩余熔渣制备微晶玻璃进行了研究。提铁二次渣经过均化→澄清→浇注→晶化→退火→研磨→抛光制备出符合建筑装饰国家标准的微晶玻璃,确定了最优原料比。冯桢哲[15]等以镍渣和废玻璃为主要原料,添加碳酸钠作为发泡剂,烧制出泡沫玻璃。探讨了碳酸钠添加量、发泡温度、保温时间对泡沫玻璃质量的影响,结果表明,主要原料镍渣和废玻璃分别为20%和80%,外加5%~7%的碳酸钠发泡剂、2%的硼酸为稳泡剂和2%的硼砂为助溶剂,在870℃下恒温1h,可以制备出总气孔率为85.14%,抗折强度高达2.062MPa的镍渣基泡沫玻璃。

1.4生产建材

镍渣的主要成分是SiO2、Al2O3、Fe2O3,利用镍渣生产硅酸盐水泥可以部分替代黏土和铁粉,减少能源消耗。镍渣中存在的少量镍、铜、钴等元素对降低熟料的液相最低共熔点和黏度有积极的作用,可以改善其易烧性,有利于熟料矿物的形成。吴阳[16]等用镍渣替代铁粉制备道路硅酸盐水泥,通过合理配料制备出以C3S,C2S和C4AF为主要矿物的道路硅酸盐水泥熟料,其强度、矿物组成、安全性等性能符合国标要求;最佳条件为镍渣掺杂量(质量分数)10%,煅烧温度1370℃。王顺祥[17]等探讨了镍渣不同细度和不同掺杂量对硅酸盐水泥水化特性的影响。结果表明,随着镍渣的掺量增加,使得水泥浆体凝结时间延长,水化反应放热减少,硬化水泥砂浆的抗压强度、抗折强度讲师;相反,随着镍渣细度的提高可以改善上述影响,并且有利于硬化水泥浆体的结构致密化。镍渣作为混凝土掺合料和集料使用,能够提高混凝土的强度,并且镍渣结构致密且金属含量较高,含有大量的橄榄石,使得镍渣硬度高,从而使掺入镍渣后的混凝土耐磨度提高。李浩[18]等研究了镍渣砂掺量对混凝土耐磨性的影响,当镍渣粉、粉煤灰、镍渣砂同时掺入混凝土中,掺量分别为10%、10%、40%时,混凝土的耐磨性最好。丁天庭[19]等基于镍渣的掺量对混凝土的抗压强度影响进行研究,当镍渣掺量为20%时,混凝土的抗压强度最大,当镍渣掺量为50%时,混凝土的抗压强度最小。

2、发展趋势

资源利用率低,资源紧缺,产业结构不合理成为制约我国经济社会发展的战略问题。结合我国目前矿产资源现状来看,镍渣中含有的主体金属是铁,应该以提铁为主进行资源化利用,不但可以缓解我国铁矿石资源压力,而且有利于可持续发展,又可增加企业效益。提铁后的二次渣还可以用来制备微晶玻璃,充填材料等建筑材料,镍渣资源得到充分利用。

3、结语

镍渣作为重要的二次资源,含有铁、镍、钴、铜等有价元素,单纯提取有价金属经济性有限,并且存在二次渣的废弃问题;单纯做非金属资源处理造成对有价金属元素的浪费;因此,将有价金属提取后的二次渣进行非金属资源处理更有利于达到镍渣的高效化和生态化利用。

参考文献

[1]张燕云.熔融氧化法富集镍渣中铁资源的热力学研究[D].兰州:兰州理工大学,2018.

[2]李国洲,张燕云,马泳波,等.镍冶金渣综合利用现状[J].中国冶金,2017,27(8):1-5.

[3]李小明,沈苗,王翀,等.镍渣资源化利用现状及发展趋势分析[J].材料导报,2017,31(5):100-105.

[4]刘晓民,杨书航,张晓亮,等.金川镍渣的工艺矿物性质分析[J].矿产综合利用,2018(1):82-85.

[5]谢庚.金川镍渣多组分综合利用研究[D].陕西:西安建筑科技大学,2015.

[6]郭亚光,朱荣,裴忠冶,等.镍渣熔融还原提铁动力学[J].中国有色冶金,2017,46(5):75-80

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二、矿山固体废弃物的处理与利用论文

矿山固体废弃物的处理与利用论文本文主要从我国矿山固体废弃物的现状进行探讨,分析目前对矿山固体废弃物的处理方法,提高矿山固体废弃物的回收利用率,以期对当前的矿山开采提供借鉴价值。

矿山固体废弃物的处理与利用论文【1】

摘要:随着我国冶金业的快速发展,矿山开采的力度也逐渐加大。在矿山开采过程中,矿山固体废弃物的数量也越来越多。

关键词:矿山固体废弃物处理利用

1我国矿山固体废弃物的现状分析

我国的矿产资源非常丰富,矿产资源总量大、采矿企业较多,在矿山开采过程中,由于不合理的开采利用,在日积月累中产生了大量矿山固体废弃物。矿山固体废弃物的来源主要有四种:废石、尾矿、粉煤灰和煤矸石,其中以废石居多。

由于我国矿山开采的规模较大,且中小采矿企业居多,矿山固体废弃物的总量呈不断上升的趋势,以山西等采煤大省为例,一个省份的矿山固体废弃物可达到几亿甚至几十亿吨。

矿产资源的不合理开发,产生了大量的矿山固体废弃物,不仅造成了矿产资源的浪费,对生态环境也造成了很大的影响。矿山固体废弃物堆砌在土地表面,破坏地表的土地、自然景观和植被,水土流失加剧,对生态环境造成严重破坏。

再者,由于尾矿和废石的随意堆砌,可能引起河道淤塞,造成水体污染。矿山固体废弃物中的重金属含量和化学药剂较多,对地表水和地下水造成严重污染。同时,在干旱天气下,固体废弃物可能会产生大量扬尘。对大气造成污染。

2矿山固体废弃物的处理

2.1堆置处理

该种处理方法即将矿山固体废弃物直接堆放到指定的地方。该指定的地方要符合以下几个条件:一是要注意不能造成地下水的污染,防止矿山固体废弃物的堆放而造成的地下水水质下降。

二是注意不能造成地表水的污染,防止因矿山固体废弃物的风化淋蚀而造成的地表水的污染或者泥沙加重。三是要注意减少矿山固体废弃物的大气污染,减少风蚀程度。四是要注意矿山固体废弃物的堆放安全,防止因矿山固体废弃物大量堆放而引起的地震或洪水等灾害。

在堆放场地的选择时,应对场地的水文情况、地形、风向等综合考虑。同时,在尾矿堆放的选择时,由于尾矿的特殊性,其堆放要求更高,尾矿坝的基础材料的强度要求非常高,且不能透水。可以采取两种方式,一是粗细尾矿残渣的共处理,二是尾矿的半干堆垛。

在矿山固体废弃物堆放好之后,要在堆放表面盖上泥土或者石块,或者种植植物,或者对覆盖便面进行化学方法的处理,保持堆放物的稳定,减少二次污染源,防止对水资源和大气环境造成更严重的

污染。

2.2复垦处理

目前,复垦处理是矿山固体废弃物处理的重要方法,将矿山开采与土地复垦结合起来,在矿山开采的过程中,在表土采掘之后,可将矿产资源表面的土壤进行存储,在开采施工完结之后,将矿山固体废弃物填至开采区,然后铺垫表土,种植植物,复垦种植的过程才算完成,复垦后的土地能够用以修建公共基础设施和农林牧渔等的生产。

2.3填埋处理

该种方法主要是为了防止在矿产资源开采之后,形成大量的采空区的情况。一般是将水泥与尾矿砂混合起来,以胶结填充法填充采空区,防止采矿过程中的矿山坍塌造成的人员伤亡。在填埋有毒有害的矿山固体废物时,应充分考虑地下水和地表水的保护,防止水资源的污染和破坏,对场地环境进行综合考虑,保证填埋的安全。

3矿山固体废弃物的利用

矿山固体废弃物的处理,是为了减少矿山开采过程中所造成的环境污染和生态破坏。随着循环经济和可持续发展理念的提出,矿山固体废弃物的处理应充分利用现代先进的科学技术,对废弃物进行回收利用,实现资源的循环发展和可持续发展。

在矿山开采过程中,不仅要充分利用现代的采矿技术和先进的采矿设备,提高采矿作业的效率,减少矿产资源的浪费。加强采矿管理,特别是对中小型的采矿企业的采矿环节进行严格管理,防止因人为因素造成的矿山固体废弃物的增多。

同时,在采矿过程中,要加强对矿产资源的勘探和开发设计,以矿山固体废弃物作为采空区的充填物,实现资源的回收利用,也减少了矿山固体废弃物对生态环境的破坏。

3.1从废弃物中回收有用元素

如前所述,矿山固体废弃物中含有大量的重金属元素,如在铅锌尾矿中含有大量的铅、锌、银等元素,在锡尾矿中含有大量的铜和锌及伴生元素,在矿山固体废弃物的处理中,如果能将这些有用元素进行回收利用,不仅能减少对环境造成的破坏,还能将其用于生产实践中,促进社会生产的进步。

在回收过程中,可以采取电解气浮法、溶剂萃取法、重磁浮法和电极回收法等方法,近年来,微生物浸出技术不断发展,在实际的生产实践中应用范围越来越广。

3.2制作建材

矿山固体废弃物可以用以制作建材,主要有三种:一是用以制作水泥和硅酸盐建材,由于矿山固体废弃物中含有大量的铝、硅等元素,可以经提取之后制作硅酸盐建材。二是玻璃。

如在石英脉型的金矿和钨矿中含有大量的石英,碳酸盐矿含有大量的萤石、方解石、白云石,花岗岩型的尾矿都可以作为生产玻璃的原料和配料。三是微晶玻璃的制造。微晶玻璃又可称之为玻璃陶瓷,是在基础玻璃的基础上进行控制晶化而形成的特殊种类的玻璃。

它可以通过对金属尾矿的回收利用而制作,微晶玻璃能够用以建筑房屋的隔墙,其耐热性和节能型都比较好。

四是铸石。矿山固体废弃物中含有大量的煤矸石和废石,如果在矿山固体废弃物中,含有花岗岩、白云岩、萤石、玄武岩、石灰岩等,都可以将其作为铸石的理想铸石原料。在现代的工业生产中,铸石是一种非常重要的生产原料,在一定条件下可以代替合金材料、钢铁等原料,具有很强的生产适用性。

4结语

矿产资源的开采,是一项关系国计民生的大事,在矿产资源的开采过程中,应以先进的开采技术和开采设备,提高采矿的效率,控制矿山固体废弃物的产生,减少生态环境的破坏。

目前,矿山固体废弃物的处理方法主要有以下三种:堆置处理、复垦处理、填埋处理。随着循环经济的发展和可持续发展理念的提出,矿山固体废弃物的回收利用成为经济可持续发展的必由之路,将矿山固体废弃物进行有效回收,不仅能为社会生产提供所需的原料,还能减少对生态环境的破坏,促进经济的可持续发展。

参考文献

[1]孙轶刚,邓君萍.矿山固体废弃物处理与再利用[J].价值工程,2010,29(12).

[2]汪金花,李富平.基于GIS的矿山企业固体废弃物管理系统[J].金属矿山,2012(6).

[3]戴开文.煤矿开采固体废弃物对环境的损坏及治理方法[J].中小企业管理与科技,2010(3).

[4]郑建军,刘占全.利用矿山固体废物料固结矿区路面的试验研究[J].金属矿山,2012(6).

矿山固体废弃物的处理与利用【2】

[摘要]我国冶金工业快速发展,促使矿山的开发力度加大,随之产生大量矿山固体废弃物。矿山固体废弃物污染包括露天矿剥离和坑内采矿产生的大量废石、选矿产生的尾矿和冶炼产生的矿渣等。

[关键词]矿山矿渣固体废弃物处理利用

1.引言

我国的矿产资源非常丰富,矿产资源总量大、在矿山开采过程中,由于不合理的开采利用,在日积月累中产生了大量矿山固体废弃物。矿山固体废弃物的来源主要有废石、尾矿、粉煤灰等。

某集团公司下属几个矿区,主要生产非金属矿产,属于中小采矿企业,由于近几年开发量大,矿山固体废弃物的总量呈不断上升的趋势,产生了大量的矿山固体废弃物,不仅造成了矿产资源的浪费,对生态环境也造成了很大的影响。

矿山固体废物概括起来主要分为两类:一类是尾矿,即在选矿加工过程中排放的固体废物,其储存场地称之为尾矿库;另一类是剥离废石,即在开采矿石过程中剥离出的岩土物料,堆放废石地称之为排土场。

矿山固体废弃物堆砌在土地表面,破坏地表的土地、自然景观和植被,水土流失加剧,对生态环境造成严重破坏。再者,由于尾矿和废石的`随意堆砌,在干旱天气下,固体废弃物可能会产生大量扬尘。对大气造成污染。

2.固体废弃物的危害

2.1固体废弃物直接造成环境污染,破坏生态环境

该公司的下属矿山是将从地下开采的矿石运输到露天,经过初选,直接或二次加工成小颗粒运输到加工厂。由于该生产方式属于粗放式加工生产,在加工生产过程中会产生堆积在露天厂区外固体废弃物。固体废弃物没有进行有效的遮挡,会对厂区环境造成直接污染。特别是尾矿堆存需要占用大量土地。

据不完全统计,我国尾矿堆放占用土地达1300多万亩,随着老的尾矿库闭库,新的尾矿库不断增加,必将占用更多的土地。

固废堆场如此大面积占地,尽管多为山坡地,但对植被的破坏仍然是十分严重的。不仅如此,堆场压占土地,还会破坏地貌,造成水土流失和土壤涵养功能的衰减与退化。这些都可能使生态环境失衡。

2.2固体废弃物堆存造成严重的矿产资源浪费

特别是矿石品位低,大多呈多组分共生,矿物堪布粒度细,再加上选矿技术设备落后,管理水平低,因此,浪费与固体废弃物中的有用资源是相当可观的。

2.3固体废弃物堆存存在安全隐患

固体废物易产生流动、塌陷和滑坡,一旦发生事故,其造成的破坏是相当巨大的。

3.矿山固体废弃物的处理

3.1固体废弃物处理的目标

固体废弃物处理的目标是无害化、减量化、资源化。根据该公司特点,该公司生产加工的非金属矿不含有害杂质,所以,该公司处理的目标是减量化和资源化。

3.2处理方法

3.2.1堆置处理

该种处理方法即将矿山固体废弃物直接堆放到指定的地方。可以采取尾矿的半干堆垛。在矿山固体废弃物堆放好之后,保持堆放物的稳定,减少二次污染源,防止对水资源和大气环境造成污染。

3.2.1填埋处理

该种方法主要是为了防止在矿产资源开采之后,形成大量的采空区的情况。

以上两种方法是对固体废弃物的处理,更为优化的作法是矿山固体废弃物的利用。增加效益,实现可持续发展。

4.矿山固体废弃物的利用

矿山固体废物处理是为了减少矿山开采过程中所造成的环境污染和生态破坏,但依据可持续发展理念,我们应该采用合理、有效的工艺对矿山固体废物进行加工利用或直接利用。

针对该企业的特别,我们主要采取以下几个方面对其进行利用。

4.1制作建筑材料。根据矿山特点,可以用尾矿经提取之后制作硅酸盐建材。

4.2土壤改良剂。由于不合理的施肥和灌溉,为提高产量造成的土壤板结,地力下降,重金属含量严重超出其背景值等也造成了优质土壤的严重退化。由于该矿山的尾渣含有改善土壤的元素,可以做为土壤改良剂的原料之一。

4.3微量元素肥料。

4.4建立生态区。可以在尾矿排放区域建造一些陆地和人工湿地,种植植物,优化周围环境,恢复生态系统。

5.存在问题

总体上,矿山固体废物资源化综合利用与无害化处理起步较晚,虽然不少矿山企业和科研院校做了大量工作,同时也也取得一定的成效,但总体发展不缓慢,仍存在一些问题。主要有:

5.1企业积极性不高

政府虽然制定了资源综合利用减免税的优惠政策,但没有具体制定针对尾矿和废石利用的鼓励性政策,导致不能充分调动企业开展固体废物综合回收利用的积极性。

5.2固体废弃物应用领域较窄

目前我国矿山固体废物的综合利用大多局限于回收有用成分及用作生产建筑材料,高附加值产品少,没有市场竞争力。这也是导致企业积极性不高的另一个因素。

6.建议

6.1倡导矿山企业清洁生产

该项主要是靠政府支持,通过各种政策及技术帮助来引导企业进行。努力实现固体废物的减量化、资源化、无害化,推行清洁生产,把固体废物尽可能消灭在生产过程中

6.2鼓励发展固体废物处理产业

鼓励企业建立循环经济生产系统,建立与市场经济接轨的固体废物管理与运行机制,走向开放与合作,实现企业化经营,走产业化道路,发展中国的矿山经济,改善我们的矿山环境。

7.结语

想要解决矿山固体废弃物的这个问题,是需要国家和地方政府、矿山企业、科研部门共同的攻关和开发。矿山的固体废弃物的产生既是我国矿产资源特点决定的,也是我国千百年矿业开发的历史积累,更是矿产资源利用不合理的结果,矿山废弃物中含有大量未利用的宝贵矿产资源,但其开发难度较高、技术含量较高、需求资金较大,所以更需要各个方面的共同努力,这样才可以走可持续发展的道路。

参考文献

[1]浅谈矿山固体废弃物的处理与利用;科技创新导报;2013,NO.02.

[2]综合利用矿山固体废弃物提升企业效益;晋琼粤川鲁冀辽七省金属(冶金)学会第二十一届矿业学术交流会论文集;490.

[3]矿山固体废物的处理与处置;矿产保护与利用;2003年10月第5期.

[4]矿山固体废物处理与处置技术发展报告;国家环境保护矿山固体废物处理与处置工程技术中心.

[5]我国矿山固体废物的资源化利用及处置;现代矿业;2012年10月第10期.

三、1000字论文,关于废电池回收及处理的

电池产品对环境的危害主要是酸、碱等电解质溶液和重金属的污染。不同类型的电池污染物也不同。

一般来说,电池中的有害物质主要有Zn、Hg、CNi、Pb等重金属;铅蓄电池中的H2S04;各种碱性电池中的KOH和锂电池中的IiPP6电解液等。Hg及其化合物,特别是有机汞化物,具有极强的生物毒性、较快的生物富集速率和较长的脑器官生物半衰期。Cd易在动植物体内富集,影响动植物的生长,具有很强的毒性。Pb对人的胸、肾脏、生殖、心血管等器官和系统产生不良影响,表现为智力下降、肾损伤、不育及高血压等。Zn,Ni的毒性相对较小,但超过一定浓度范围时,会对人体产生不良影响和危害。废旧电池中的酸、碱解质溶液会影响土壤利水系的pH值,使土壤和水系酸性化或碱性化。电池电解质构成污染的主要组份是其中的可溶重金属,特别是铅蓄电池电解液中大量的硫酸铅和镍镉电池中的氢氧化镉。电池中的重金属离子在土壤或水体中溶解并被植物的根系吸收,当牲畜以植物为食料时,体内就积累了重金属。人类食人含重金属的粮食、蔬菜和肉类、水,顺着这条食物链,重金属就会在人体里富集。由于重金属离子在人体里难以排泄,最终会损害人的神经系统及肝脏功能。

废电池的回收利用研究

1废电池再生利用现状

国内使用最多的工业电池为铅蓄电池,铅占蓄电池总成本50%以上,主要采用火法、湿法冶金工艺以及固相电解还原技术。外壳为塑料,可以再生,基本实现无二次污染。

小型二次电池目前使用较多的有镍镉、镍氢和锂离子电池,镍镉电池中的镉是环保严格控制的重金属元素之一,锂离子电池中的有机电解质,镍镉、镍氢电池中的碱和制造电池的辅助材料铜等重金属,都构成对环境的污染。小型二次电池目前国内的使用总量只有几亿只,且大多数体积较小,废电池利用价值较低,加上使用分散,绝大部分作生活垃圾处理,其回收存在着成本和管理方面的问题,再生利用也存在一定的技术问题。

民用干电池是目前使用量最大、也是最分散的电池产品,国内年消费80亿只。主要有锌锰和碱性锌锰两大系列,还有少量的锌银、锂电池等品种。锌锰电池、碱性锌锰电池、锌银电池一般都使用汞或汞的化合物作缓蚀剂,汞和汞的化合物是剧毒物质。废电池作为生活垃圾进行焚烧处理时,废电池中的Hg、Cd、Pb、Zn等重金属一部分在高温下排人大气,一部分成为灰渣,产生二次污染。

2废旧干电池再生利用技术

a.人工分选回收利用技术

一般是将干电池分类后,进行简单的机械剖开,人工分离出锌皮、塑料盖、炭棒等,残存的Mn02、水锰石等混合物送人回砖窑煅烧,制成脱水的Mn02,此法简单易行,但占用劳动力较多,经济效益不大。

b.火法回收利用技术

一般是将干电池分类、破碎后,送入回转窑,在1100~1300摄氏度的的高温下,锌及氯化锌被氧化为氧化锌随烟气排出,用旋风除尘器回收氧化锌,残存的二氧化锰及水锰石进入残渣,再进一步回收锰等物质,此法简便易行,一般的冶炼厂勿需增加设备即可回收锌。

c.湿法回收利用技术

根据锌、二氧化锰可溶于酸的原理,将废旧干电池分类、破碎后,置于浸出槽中,加入稀硫酸(100~120g/L)进行浸出,得到硫酸锌溶液,可用电解法制得金属锌,滤渣经洗涤分离出铜帽、炭棒后,剩余物Mn02、水锰石经煅烧后制得Mn02。所用方法有焙烧一浸出法和直接浸出法。

湿法与火法相比较,具有投资少,成本低,建厂速度快,利润高、工艺灵活等优势,但不能保障有害成份完全回收。

3废电池回收利用过程中二次污染的防治

以上的三种回收方法皆简单易行,但各有不足,存在着二次污染的问题,通过大量实验测定,我们得到了防治二次污染的可行方法。

首先将废旧干电池分类,以机械进行剖开后,分离出铜帽、锌皮,可分别回收利用。剩余的炭包物质经磁选除铁后,按1:4的固液比用水浸制1小时,取上层清液进行蒸发、结晶,沉淀物的主要成份是Mn02、MnO(OH)、乙炔黑、碳棒等物质,加入回转窑炼到600摄氏度,产生的烟气经冷凝后可得凝缩液,定期清洗即可得纯汞。同时也防止汞蒸气污染环境。在煅烧的过程中,混合物中大量的乙炔黑与碳,将Mn02还原为MnO。其反应过程如下:

2Mn0 2+C--->2MnO+C0 2

把此煅烧物按固液比1:4加入浓度小于2mol/L硫酸溶液中,在温度80℃下浸制1小时,发生如下反应:

MnO+H 2 S0 4--->MnS0 4+H 2 0

得到硫酸锰盐溶液,同时,也将引人其他可溶性重金属硫酸盐。

所得的锌皮及铜等金属可直接重熔利用,氯化铵可以制肥料或提纯作为化工试剂,硫酸锰是动、植物生长的激素成份,可用于油漆油墨的吹干剂和一些有机合成反应的催化剂,此外也用于造纸、陶瓷、印染和电解锰的生产试剂。表1为锌锰干电池可回收物质的成份。

这种回收方法投资较少,采用的设备简单,易于在中小城市得以实现,从而免除了废旧电池的运输问题。

废电池回收之后的溶液,浓缩并与EDTA反应生成金属络合物,可以彻底消除二次污染。经测定,回收废电池后的溶液中所含重金属量符合国家环保标准。若要将这些金属进行分离,利用其稳定性不同可分级处理。表2为金属离子与EDTA络合稳定常数。

4废旧电池回收过程中存在的问题及建议

①电池回收后无法处置,一般都采用堆放。堆放过程中电池有可能泄漏或有毒物质扩散。

②由于电池的种类繁多,假冒产品多,也给电池回收带来了困难,有的电池是含汞电池,有的是含镉电池,有的以氯化铵为电解液,而有的则以氯化锌为电解液,因此建议生产厂家用统一的标准标识电池的种类及内含的主要成份,以便回收利用。

③加强高性能环保型电池的开发,实现普通民用电池的无汞化。

④回收处理废电池,国家应从政策上给予扶持。

参考资料:数字孪生