废旧电池的危害和处理
废旧电池的危害和处理 随着科学技术的飞速发展和人民生活水 平的不断提高,电池的应用范围也越来 越广泛,用量也猛增不已。但随之而来 的问题是大量废旧电池被随意丢弃,造 成环境的严重污染,成为巨大的隐形公 害。 之所以选择废旧电池作为我们的研究课 题, 一是由于解决废电池的处理已成为 当今环境问题的燃眉之急。二是我们作 为新时代的中学生,有责任和义务去宣 传废旧电池的危害和普及环保知识,对 我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。这 一次我们的研究小组对废电池的危害和 处理进行了调查研究,初步得出了分析 结果: 一、电池的内部结构和反应原理 电池一般分为干电池、蓄电池、充电电 池等类型。普通电池的结构包括以下几 部分:铜帽、碳棒、锌片、内部反应药
物,还有铁皮(其中有些电池是用纸皮 来代替的) 。 那些内部反应药品主要有:氯化锌、氯 化氨和淀粉糊成的混合物,以及一层二 氧化锰粉末,还有少量的铅、汞、镉等 重金属。 我们在资料上看到这样一个研究原电池 反应原理的实验,可以帮助我们了解电 池的内部反应原理。实验的操作方法 是:在电流表的正极接一块锌片,负极 接一块铜片,然后将锌片和铜片分别放 入已准备好的稀硫酸中,然后观察电流 表指针的偏向。现象:电流表的指针偏 转,铜片那一头有气体放出。以上实验, 由于硫酸的电离,补充了锌片失去的电 子,形成了闭合电路。 而在真正的电池中,锌片失去的电池是 如何补充的呢?主要是负极的 Zn 和正 极的氨根离子分别发生氧化还原反应; 二氧化锰是去氢剂,把生成的“活性氢” 氧化成水,所以用久了的纸皮电池会有 “发胀”现象,氨则与锌离子结合成四氨合
锌离子。 一般电池都是这样形成稳定电流的。 二、电池的危害 目前,无论是在马路上还是在居民生活 区内,几乎经常可以看到被人们随手丢 弃的废旧电池。今后,随着各种用电池 做能源的电器设备的增加,这种现象恐 怕会更多。废旧电池是一种很厉害的污 染物,是破坏生态环境的杀手。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 的处理方法和相应的法律保障强制废旧 电池的回收,废弃电池一般均作为生活 垃圾处理。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 染程度取缺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。一颗电池虽小,但当它被丢弃 后危害却很大。据了解,一粒钮扣电池 所含的汞能污染 60 万升水,相当于一个 人一生的用水量;一节 1 号电池腐烂后 渗出的汞会污染一立方米土壤,并使其 永远不能生长植物。废电池的危害是持 久的,无论是裸露在大气中,还是深埋 在地下,危害主要集中在其中含有的 汞、镉、镍、铅等重金属上,造成对地 下水、土壤的再污染;这些重金属通过 各种途径进入体内很难排除。随着生物 积累浓度越来越高,于是造成对肾脏、 肝脏、神经系统、造血机制的损害,严 重时会使人罹患《关于限制电池产品汞 含量的规定》 ,要求从 2001 年 1 月 1 日 起,进口电池将由国家出入境检验检疫 部门实施强制性检验。根据《规定》要 求,我国电池行业将分期实现对电池产
品汞含量的限制,首先实现低汞,最终 达到无汞。低汞的含义为电池中的汞含 量小于电池重量的 0.025%;无汞的含义 为电池中的汞含量小于电池重量的 0.001%。 《规定》明确提出,自 2001 年 1 月 1 日起,禁止在国内生产各类汞含量 大于电池重量 0.025%的电池。从 2001 年 1 月 1 日起,凡进入国内市场销售的 国内、外电池产品(含与用电器具配套的 电 池 ), 在 单 体 电 池 上 需 标 注 汞 含 量 (如:注明络控制。 另外,北京科技大学及有关科研单位经 20 多年研究公关,研制出国内首创的废 旧电池“物理分选----化学处理”新工艺。 不同于国外法处理的新方法,采用湿法 工艺流程,能充分对废干电池进行无害 化、资源化处理,提高了废旧电池的利 用率。此方法可回收废旧电池中 82%的 有用成分,其中锌的总回收率达到 83. 54%,二氧化碳的总回收率为 81.91%,含 汞废渣可送专门工厂处理,新工艺通过对
废旧电池物理分选获得铁皮、锌皮、铜 针、铜帽以及二氧化锰、锌粉和石墨混 合中间产品等,再通过化学方法将其提 纯,工业废水经处理后可循环利用,不 会产生二次污染。应用这一新工艺建成 的河北省东华鑫謦废旧电池处理厂目前 在易县建成,这将有效解决我国废旧电 池对环境的污染问题。 五、国外处理技术 法国:一家工厂就从中提取镍和镉,再 将镍用于炼钢,镉则重新用于生产电池。 其余的各类废电池一般都运往专门的有 毒、有害垃圾填埋场,这种做法不仅花 费太大(例如:在德国填埋一吨废电池 费用达 1700 马克) ,而且还造成浪费, 因为其中尚有不少可作原料的有用物 质。 瑞士:有两家专门加工利用旧电池的工 厂,巴特列克公司采取的方法是将旧电 池磨碎,然后送往炉内加热,这时可提 取挥发出的汞,温度更高时锌也蒸发,
它同样是贵重金属。铁和锰熔合后成为 炼钢所需的锰铁合金。该工厂一年可加 工 2000 吨废电池,可获得 780 吨锰铁 合金,400 吨锌合金及 3 吨汞。另一家 工厂则是直接从电池中提取铁元素,并 将氧化锰、氧化锌、氧化铜和氧化镍等 金属混合物作为金属废料直接出售。 德国:德国为加强对废旧电池的管理, 实施了废旧电池回收管理新规定。规定 要求消费者将使用完的干电池、钮扣电 池等各种类型的电池送交商店或废品回 收站回收,商店和废品回收站必须无条 件接受废旧电池,并转送生产厂家进行 回收处理。据估计,全球每年有 320 亿 节废旧电池被丢弃,仅德国平均每人每 年就要消耗 10 节电池,合计约 30000 吨,大量丢弃的废旧电池对土壤环境的 破坏是严重的。德国环境部门对于新规 定能否杜绝乱扔废旧电池的现象,目前 还不能肯定,因为在此之前,废品回收 站和生产厂家一般只回收含镉、含汞有 毒化学成分的电池,而 90%的普通锌碳
电池和铝镁电池都被作为生活垃圾填埋 或焚烧处理。据德国环境部统计,德国 每年回收带有毒性的镍镉电池只有 1/3,而 2/3 的电池被作为生活垃圾处 理。环境部的一个新的思路是对有毒性 的镍镉电池和含汞电池实行押金制度, 即消费者购买每节电池中
含有 15 马克 的押金,当消费者拿旧电池来换时,价 格中可以自动扣除押金。 马格德堡近郊 区正在兴建一个“湿处理”装置,在这里除 铅蓄电池外,各类电池均溶解于硫酸, 然后借助离子树脂从溶液中提取各种金 属物,用这种方式获得的原料比热处理 方法纯净,因此在市场上售价更高,而 且电池中包含的各种物质有 95%都能提 取出来。湿处理可省去分拣环节(因为 分拣是手工操作,会增加成本) 。马格德 堡这套装置年加工能力可达 7500 吨 其 , 成本虽然比填埋方法略高,但贵重原料 不致丢弃,也不会污染环境。德国阿尔 特公司研制的真空热处理法还要便宜, 不过这首先需要在废电池中分拣出镍镉
电池,废电池在真空中加热,其中汞迅 速蒸发,即可将其回收,然后将剩余原 料磨碎,用磁体提取金属铁,再从余下 粉末中提取镍和锰。这种加工一吨废电 池的成本不到 1500 马克。 六、 行动 校园内组织宣传 1.由环保小组成员在课堂上介绍关于回 收利用的情况,对学校即将实施的回收 废旧电池进行宣传。 2.发动同学参加校内环保小组,利用科 外活动时间制作宣传栏,向全校同学宣 传少用电池和塑料用品,因为它们很难 分解。 3.制作回收电池垃圾箱。选用合适大小 的铁皮,制作分类垃圾箱, 并写上宣传 标语。 4.每个班一个,定期集中收集。 5.学校政教处进行评比,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。 6.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。 七、建议 1.以政府名义建立接纳及再利用废电池 的责任部门,把全部回收的废电池全部 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。 2.以各单位(如机关、学校、工厂、商 店,大饭店旅馆、街道居民委员会、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、居民等,积极回收 废电池,由网络负责人回收,并将其送 到接纳和再利用废电池的责任部门。 3.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。 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,废电池扔在地 头对农村水源直接污染更严重(许多地
方饮用井水, 因此危害更大) 。 6.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. 通过这一次的研究调查学习,我们认识 到废旧电池在一定程度上对我们的环境 乃至健康会构成如此巨大的威胁。从我 做起,从身边每一件小事做起,是我们 的座右铭。关爱身边环境、参与废旧电 池的分类回收利用是我们每一个人的责 任和义务。