废旧电池回收价值

百度知道

管有诸多的困难存在，但是从另外的角度来看，废旧电池的回收和处理依然是必行的。一是避免对环境的污染，二是废旧电池的回收利用价值相当高。据统计，我国每年用于生产干电池需消耗锌12万吨，二氧化锰20万吨，铜2万吨，还有相当多的氯化锌、石墨、沥青、不锈钢等物质。如果能从对废旧电池的处理上，分解提炼到这些金属材料，对能源将是一大节约。 废旧电池中含有大量可再生利用的重金属和酸液等物质，如铅酸电池的回收利用主要以废铅再生利用为主，还包括对于废酸以及塑料壳体的利用。目前，国内废汽车用铅酸电瓶的金属回收利用率大约达到80～85%。 据业内人士估算，按每天处理10万只废电池计算，除去各种费用后，可获利2万元左右；以70亿只电池、50%的利用率计算，年利润可达6亿多元。可见，在此领域实施规模经营完全可以创造效益。

正是由于废旧电池对人类造成的巨大危害，我们意识到废旧电池的回收的不足的严重性，并且开始分析废旧电池在我国回收利用的可行性。

第一：在《固体废物防治法》的基础上，出台废旧回收利用的行业政策和法律法规，并制定我国实际的管理办法及具体的可操作的管理实施细则，建立起完善的废电池运输管理制度。

第二：根据“谁污染，谁治理”的原则，电池生产企业负责回收利用废旧电池，在电池销售时，实行抵押金制度，国家向电池生产厂家收取一定的治理费用，并一定的比例返回给回收治理企业。在我国可以利用人工分拣来降低成本，这得益于我国丰富的人力资源。

第三：实现电池生产的低汞化和无汞化，加强对可充式电池的生产。实现电池回收的规模化产业化道路。对于不符合要求的企业勒令其改造或关停，对不改造和关停的处于罚款。

第四：国家给予废旧电池回收企业一定的政策扶持，对于技术上有突破，工艺先进的企业给予奖励并做大做强；鉴于我国有庞大的拾荒队伍，可以最大程度的利用经济手段提高电池的回收率，例如以一定的金额回收每千克的旧电池等。

第五：在报纸和电视等媒体向人民群众宣传和教育，培养公众的回收利用意识。

4. 我国废旧电池回收利用的经济可行性分析

废电池回收利用的成本可以归结如下:

废电池从众多消费者手中集中到废电池处置场所的费用。

废电池在处置场所进行处理时所需的生产性支出。

废电池回收所得产物的销售成本和财务管理成本。

回收利用废电池过程中的环保费用。

通过政策上的扶持，规模化和产业化的改造，电池生产的低汞化和无汞化，可充电电池的生产，有效地降低了回收利用中的成本，降低了处理的难度，容易实现规模化和产业化效益。

废电池回收利用的收益表现如下：

从回收利用过程中所得材料的销售收入。以我国每年可以生产100亿只电池计算,全年可回收15.6万吨锌,22.6万吨二氧化锰,2080吨铜,207万吨氯化锌,7.9万吨氯化铵,4.03万吨炭棒,还有各种有色贵金属的回收价值更高。有人计算,即使我们只是回收其中的一半,就可以达到两万/天的利润,全国电池回收的年利润可达7亿多元。由于行政上的罚款，提高了普通电池的生产成本，从而不得不提高普通电池的销售价格，再而人们会选择性价比高的新型电池，这有利于电池的更新换代，从而促进电池产业的升级。从另一侧面也是提高了新型电池的利润空间。

5.我国废旧电池的处理能力分析

我国经济实力的不断增强，不仅吸引了外资企业的进驻，而且带动了我国本地企业的蓬勃发展，我国经济活动活跃有生气，面对我国庞大的市场需求，废旧电池回收利用企业具有强大的生命力，如：广州某一电池回收企业可以回收处理旧电池20T/天，但是仅仅回收到了15T/年的量，而且大部分电池是从海关缴获得来的.如：北京一外资回收利用电池企业，可以达到150T/天的处理能力，而且开发的产品具有市场前景，却苦于没有足够的废旧电池而不得不向国外进口旧电池，但另一方面，数以百万吨的旧电池被填埋在垃圾填埋场。以我国年产销电池超过150多亿只的巨大数量，现在的企业还不能完全消化，可喜的是，现在越来越多的处理企业上马建设，相信随着技术的不断改进，处理能力的不断提高，我国的废旧电池处理企业完全有有足够的处理能力。

5. 与国外回收技术的对比分析

目前国外发达国家的回收技术普遍较我国先进，这是由具体的历史条件下决定的，我国在短短的时间里发展迅猛，许多技术和设备达到了或接近国外的先进水平。如陕西省西安市废电池的回收工艺为物理—化学常温无害处理，技术先进、可靠，基本达到了产业化要求，为我国废电池无害化处理及综合利用提供了技术支持。我国具有我国的特有的优势，一是我国的废电池总量巨大，这为市场提供了基础，二是我国的人力资源丰富，庞大的人力市场为我国提供了低的生产成本；三是我国具有深厚的科研力量，科研人才不断涌现，为我国的科研事业不断地提供后备军；四是我国是一个中央集权的社会主义国家，国家的方针政策得到了更好的实施和管理，极大地调动了生产积极性。

6.结论

经过了详细的分析和论证，我们可以得出结论：我国可以大力回收和利用废旧电池。回收和利用废旧除了具有巨大的经济效益，还有巨大的环境效益。具体表现在：废电池的回收直观地表现为减少了废电池等的固体废物对环境造成的影响和压力;同时美化了环境,减少了大气、水、土壤等的污染,很好地保护了人们的身心健康。

7. 对废旧电池回收利用过程中产生的废水废气的治理

废电池的综合利用可以采取清洁生产管理模式，调整产品结构，进行综合回收利用。在电池制造业大力开展有利于环境保护和资源循环的绿色工程，建立绿色标志，绿色产品等。但废旧电池在回收过程中不可避免地要产生废水废气，这是生产过程中必须面对的问题，我们在完善技术水平的同时，也要积极做好废水废气的治理，避免产生二次污染。

一、电池的组成：干电池、充电电池的组成成分：锌皮(铁皮)、碳棒、汞、硫酸化物、铜帽；蓄电池以铅的化合物为主。举例：1号废旧锌锰电池的组成，重量70克左右，其中碳棒5.2克，锌皮7.0克，锰粉25克，铜帽0.5克，其他32克。 二、废旧电池的危害性：废旧电池的危害主要集中在其中所含的少量的重金属上，如铅、汞、镉等。这些有毒物质通过各种途径进入人体内，长期积蓄难以排除，损害神经系统、造血功能和骨骼，甚至可以致癌。铅：神经系统(神经衰弱、手足麻木)、消化系统(消化不良、腹部绞痛)、血液中毒和其他的病变。汞：精神状态改变是汞中毒的一大症状。脉搏加快，肌肉颤动，口腔和消化系统病变。镉、锰：主要危害神经系统。三、废旧电池污染环境的途径：这些电池的组成物质在使用过程中，被封存在电池壳内部，并不会对环境造成影响。但经过长期机械磨损和腐蚀，使得内部的重金属和酸碱等泄露出来，进入土壤或水源，就会通过各种途径进入人的食物链。过程简述如下：池土壤微生物动物循环粉尘农作物食物人体神经沉积发病

其他水源植物食品消化生物从环境中摄取的重金属可以经过食物链的生物放大作用，逐级在较高级的生物中成千上万地富积，然后经过食物进入人的身体，在某些器官中积蓄造成慢性中毒。日本的水(人加吴)病就是汞中毒的典型案例。四、废旧电池危害的其它表现：目前世界上生活垃圾处理主要是卫生填埋、堆肥和焚烧三种方式，混入生活垃圾的废旧电池在这三个过程中的污染作用体现在：填埋:废旧电池的重金属通过渗滤作用污染水体和土壤。焚烧：废旧电池在高温下，腐蚀设备，某些重金属在焚烧炉中挥发在飞灰中，造成大气污染；焚烧炉底重金属堆积，给产生的灰渣造成污染。堆肥：废旧电池的重金属含量较高，造成堆肥的质量下降。再利用：一般采用反射炉火冶金法，工艺虽然容易掌握但是回收率只有82%，其余的铅以气体和粉尘的形态出现，同时冶炼过程中的二氧化硫会进入空气中，造成二次污染，直接危害操作工人的健康。

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随着中国经济的稳步发展和投资环境的不断优化，中国已成为电池的制造和消费大国，每年产生数亿只废旧电池。对废旧电池的回收利用已成为全社会关注的问题。介绍了废旧电池中有价金属的回收利用方法，着重介绍了锂离子二次电池正极材料有价金属的回收利用方法。指出，中国商品化的正极材料只有钴酸锂(LiCoO2)，这种正极材料钴含量高，且钴价值高，并且回收工艺可行，因此，从钴酸锂正极材料中回收钴等有价金属，对发展中国的循环经济具有重要意义。同时介绍了锂离子二次电池正极材料的研究现状。

随着国民经济的稳步发展，科技的不断进步，电池的用量迅速增加，中国已成为电池生产和消耗大国。根据中国固体废物的分类方法，汞、铅、锌、镉、镍、锂离子电池及生产中的废物均属于危险废物范畴。笔者着重对锂离子二次电池正极材料的回收利用进行探讨。

1对普通废旧电池的回收处理

这里的普通电池是指一次电池[包括普通锌锰电池、锌锰干电池、汞电池和锂一次电池(LiMnO2)等]和二次电池(包括铅酸电池、镍镉电池等)。这类电池的特点：1)产量大，消耗量大。如：2003年中国一次电池的产量已达246亿只以上，总消耗量在80亿只以上，废弃量在40万t左右。2)含有重金属汞、镉、铅、镍、锰等。若随意丢弃，则对空气、水和土壤造成污染，对人和生物有较大危害[1]。3)回收处理困难。由于这些电池使用广泛，过于分散，没有好的回收手段，造成收集、分类、处理困难。4)效益差。回收有价金属处理量大，没有经济效益，这是造成废旧电池回收处理困难的原因。

笔者认为：解决废旧电池的回收问题，必须靠科技进步，从源头抓起，控制有害物的使用，延长电池的使用寿命。可借助国外的经验，如：以旧换新，像日本那样对废旧电池处理采取补贴的政策，或由电池生产厂家交纳相应数量的处理费用等来解决回收资金问题。可采用填埋与处理相结合的方法，尽量将污染降到最低。对于废旧电池的处理，特别是一次电池应以干法为主，在100～150℃蒸出汞，1100～1300℃蒸出锌，然后冷却回收汞和锌；残渣进一步回收锰、铁制合金，或采用湿法冶金技术回收有价金属。对于镍镉电池的回收，北京科技大学、中南科技大学等单位都作了各种研究，取得了很好的成绩，但至今未见工业化报道。

2锂离子二次电池正极材料研究现状

2.1锂离子二次电池的结构与正极材料

锂离子二次电池包括正极、负极、电解质、隔膜、正极引线、负极引线、中心端子、安全阀、温度控制端子，电池外壳等部件。正极材料包括钴酸锂、镍酸锂、锰酸锂、钒的氧化物等。负极材料主要是碳基材料，如：石墨化碳材料、无定形碳材料、硅基材料、新型合金、氮化物等。电解质多为全固电解质及凝胶聚合物等。外壳一般为不锈钢、镀镍式塑料外壳。

隔膜一般是聚乙烯、聚丙烯膜。一般来说，在锂离子二次电池中，以过渡金属氧化物所表现出的性能最佳，主要有层状结构的钴酸锂(LiCoO2)、层状结构的镍酸锂(LiNiO2)以及尖晶石型锰酸锂(LiMnO4)等。

2.2LiCoO2正极材料的研究现状

由于钴酸锂正极材料电容量高(理论容量为274mA·h/g，实际容量已达155mA·h/g)，具有放电平稳、适合大电流放电、比能量高、循环性能好、平均电压高(3.7V)等优点，再加上制备工艺较简单、成熟，所以目前已商品化的绝大部分锂离子二次电池采用钴酸锂作正极材料。它由质量分数约90%的钴酸锂活性物质组成。目前中国钴酸锂电池生产厂家达20～30家。生产钴酸锂原料(四氧化三钴、优质碳酸钴)的生产厂家有3家。以赣州钴钨有限责任公司为代表的生产企业，产品Co3O4质量分数>99.5%，杂质含量低，物理性能好，尤其是粒径分布均匀，产品质量已达到国外同类产品水平。2005年中国钴酸锂产量达到5000t左右，需使用Co3O44000t以上。中国钴资源匮乏，主要依靠进口。钴又是重要的战略物资，价格昂贵(30万元/t左右)。为了保证不可逆容量不受损失和一定的极化电压，其容量一般被限制在125A·h/kg，所以限制了钴系锂离子电池的发展和使用。

2.3其他锂离子二次电池正极材料的研究现状

继LiCoO2正极材料之后，因为镍和钴性质相近，价格相对低廉，其最高能量密度为150A·h/kg，工作电压范围为2.5～4.1V，理论可逆电容275mA·h/g，实际容量达200～220mA·h/g，是目前研究的各种正极材料中容量最高的系列。但是其合成较困难，主要原因是在高温条件下LiNiO2易分解，Li与NiO2化学计量比难以控制，过量的Ni2+处于NiO2平面之间的锂层中，妨碍了锂离子的脱嵌。同时由于Ni3+比Co3+更难得到，合成需要在氧气氛围下进行，所以难以控制。

中国有丰富的锰资源，锰价格低，是大量生产锂离子电池的理想材料，且LiMn2O4尖晶石结构较LiNiO2容易制造。LiMn2O4系还可以插入过量的锂，形成富锂尖晶石相Li1+xMn2O4。过量的锂可以补偿电池碳负极的损耗，而增加电池容量。但是锰的氧化物结构与价态变化复杂，制备和充电条件不易掌握，以及容量偏低、高温下衰变快等问题，其应用范围受到一定限制。（来源：互联网）

金属钒氧化物具有开放式层状结构，层内一般为共价键，层间为弱的范德华力或氢键，可以嵌入原子或分子。钒的氧化物价态多样，具有良好的反应活性，与其他正极材料相比具有较高的比容量。但随锂离子的不断嵌入，钒氧化物导电率不断下降，从而影响电池的循环寿命。如何改善钒氧化物的电化学性能已成为当前研究的热点。

近年来大量研究资料报道了锂离子正极掺杂材料，如在LiCoO2，LiNiO2等正极材料中掺杂镍、钴、锰、铝、钡、锶、钛等。日本JFEMIVERAL公司开发了镍酸锂正极材料Li(Ni0.8Co0.2)1-xAlxMyO2(M为金属元素，x=0.01～0.10，y=0.005～0.010)，金属元素为钡、锶、钠中的一种。该材料具有高放电容量(181mA h/g)，比目前使用的钴酸锂高20%以上，抑制了充电温度升高，大幅度改善了安全性能和循环性能。中国研究了LiNi1-yCoyO2(y=0.1～0.2)，既改善了LiNiO2的缺点，又体现出比LiCoO2更好的性能。笔者认为，研究掺杂正极材料，发现新的合成方法，探索合成反应机理，重视开发和技术创新，形成有中国自主知识产权的新产品、新工艺是今后研究的重点。

3废锂离子二次电池回收利用

3.1国内外废锂离子二次电池回收情况

废旧电池的回收，特别是锂二次电池的回收，在发达国家如日本、美国、法国、瑞士等都以法律的形式加以规定。2000年日本政府实施“3R”计划，即将过去的“大量生产、大量消费、大量废弃”改为现在的“循环、减量、再利用”，采用在各大商场、公共场所放置回收箱，依靠电池生产企业赞助实施回收。日本二次电池的回收率已高达84%。德国马格德堡地区年处理能力可达7500t。瑞士也有年处理量为3300t规模废电池厂，电池中包含的各种物质约95%都能提出来，并认识到锂离子电池回收利用经济价值最高。中国目前还没有锂电池的回收、处理企业，每年数亿只的锂离子二次电池与普通的一次电池一样，尚无法进行有效的回收处理，上千t的昂贵的战略物资金属钴被白白浪费掉。另一方面又花费大量的外汇，从国外进口金属钴和生产锂离子电池正极材料的原料——Co3O4，CoCO3。另外生产锂离子二次电池的厂家在生产过程中产生的废料据报道仅广东一家就有3600t/a。中国现有生产厂家20～30家。在生产厂产生的废料更容易收集、分类处理。为了中国可持续发展，在资源日趋紧张的今天，废旧二次电池及其生产废料的回收利用意义重大，刻不容缓。

3.2锂离子二次电池有价金属的提取

文献报道的锂离子二次电池的回收方法归纳起来一般是，将废电池解体(粉碎)分选、回收金属(或塑料)外壳，其目的就是分离出正极材料。日本学者金村志提出，将分出来的正极材料投入焙烧炉还原焙烧，还原出金属钴和氧化锂，氧化锂被蒸出回收，金属钴与铝、铜制成含碳合金，然后对此合金进行分离提取出钴盐、镍盐等。索尼公司和住友金属公司是将电池焚烧除有机物，再筛选除Fe和Cu后溶于酸中，再用有机溶剂提取氧化钴；还有的经热处理，用煤油和甲基异丁基甲醇(MIBC)泡沫浮选分离出LiCoO2；还有将其酸溶净化后电解得金属钴。最好的方法是，利用LiCoO2不溶于碱和Co2O3仅溶于还原性稀酸(质量分数20%)的性质，采用湿法冶金的方法进行提取。具体方法为：将分离出的正极材料首先碱溶以除去Al，Al2O3(少量)，之后用H2SO4+H2O2进行浸取，发生如下反应：

2LiCoO2+3H2SO4+H2O22CoSO4+Li2SO4+O2+4H2O

溶液中还含有少量Fe2+，Mn2+等。广东五邑大学吴芳博士报道了将此种浸出液采用P204萃取净化[2]，然后再用P507萃取分离钴、锂，最后反萃取回收硫酸钴，再从反萃余液回收碳酸锂的工艺。该法设备投资大，工艺条件不易掌握，操作繁琐，且萃取剂价格贵，溶剂易燃有毒。但回收产品纯度和回收率高，回收成本低，不失为一种好的回收方法。

笔者曾对此做过小试探索，具体过程是：将分出的正极材料粉碎，加入质量分数20%NaOH溶液，加热0.5～1.0h，使Al生成Na2AlO2，过滤洗涤以除去材料中的大部分铝。滤渣加质量分数30%～40%H2SO4溶液，并加入少量H2O2，在60～80℃完全溶解，溶液中除Co2+和Li+之外还有少量Fe2+和Al3+。用Na2CO3溶液调节溶液pH至2.0～3.5，加热到90℃，在不断搅拌下滴加质量分数1%H2O2，或通空气将Fe2+氧化成Fe3+，停止搅拌，即有Fe(OH)3和少量Al(OH)3沉淀析出，可过滤除去。配制质量分数15%～20%的草酸铵溶液(pH=4.0～4.2)，加热至60℃，在40℃并不断搅拌下加入到除铁后的滤液中，控制pH=1.5～1.7，草酸钴沉淀过滤、洗涤、烘干。滤液经浓缩在高于95℃时加入饱和Na2CO3溶液，沉出Li2CO3。

据报道，用浮选法可从移动电话使用的废锂离子电池中回收锂钴氧化物[3]。

锂离子二次电池的回收方法国内外研究较多，不再赘述。将回收的Co，Li或氧化物制成锂离子电池正极材料，可达到循环利用的目的。 3.3社会和经济效益

据报道，中国仅电池生产就需要金属钴3000t/a以上。这些钴60%以上依靠进口。废锂离子二次电池含钴量较高，按每只电池用钴6～8g计，按每年回收废电池2亿只计，则可回收金属钴1200～1600t，价值3.6亿～4.8亿元。

4结论

中国是一个电池消费大国，每年有数亿只废旧电池被弃。这些废物含有大量的重金属，严重污染环境，应尽快建立完善的回收机制做无害化处理。锂离子二次电池性能优异，应用广泛，发展迅速，是各国研究开发的重点。但就目前而言，中国商品化的只有LiCoO2正极材料。这种正极材料钴含量高，是紧缺的战略资源，价值高，回收工艺可行，经济效益显著，提取金属钴等有价金属，对中国循环经济和可持续发展具有重要意义。

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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。
废电池的基本材质
　　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。
废电池的危害
　　一粒纽扣电池可污染60万升水，相当于一个人一生的饮水量。一节电池烂在地里，能够使一平方米的土地失去利用价值。对自然环境威胁最大的5种物质中,电池里就包含了3种
废电池的污染
　　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。

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