有效的回收處理手段對廢舊電池進行回收再利用_香港廢舊電池處理_有很大的作用
2022/5/14 16:05:36 點擊：510
電池作為種能量儲備裝置，廣泛存在于各種電子產品中，隨著公眾對電子產品需求的增加，電池的消費量也逐漸增多。在美國和歐洲，據估計每年可消費80億顆電池；在日本，僅2004年，就生產和消費了60億顆電池；在巴西，每年幾乎要使用10億顆電池在中國，電池的報廢量更是驚人，每年報廢約100億顆廢電池，重量約30萬t；如果這些電池不加任何處理集中填埋起來，將使100億m3的水體遭受污染，使近4000km2的土壤喪失使用功能。可見，廢舊電池如果不加處置任意丟棄，會對環境造成巨大的危害。
鎳氫電池作為一種“綠色環保電池”是在鎳鎘電池的基礎上發展起來的，它和鎳鎘電池、鋰離子電池―樣，屬于二次電池。鎳氫電池雖然不含汞、隔、鉛等對環境產生極大危害的重金屬元素，但含有大量的鎳、鈷等金屬元素。金屬鎳具有致癌性，對水生生物有明顯的危害，中毒的癥狀是皮炎、呼吸器官障礙和呼吸道癌。而金屬鈷滲透性很強，極易進入皮膚內層，產生紅細胞過多癥，引起肺部病變和腸胃損害，也具有致癌性。若把廢舊鎳氫電池混入生活或工業垃圾一起填滿或隨意丟棄，經過長期的機械磨損和腐蝕，鎳鈷等金屬元素和電解質溶液可以滲出，造成嚴重的鎳鈷污染。危害到大氣、土壤、水體，*終影響到人類身體健康。另外，鎳氫電池中含有的鎳、鈷和稀土金屬CrE等為稀缺、用途廣泛、品位低、價值較高的有價金屬。
如果對鎳氫電池中這些有價金屬進行合理的回收利用，不僅可以減少環境污染，而且可以節約資源。因此，從廢舊鎳氫電池回收有價金屬，實現廢物循環利用，具有重要的現實意義。本文結合近年來的相關研究對廢舊鎳氫電池回收再利用進行分析研究，重點評述了鎳氫電池的結構、工作原理，當前主要的回收技術及其影響因素，并對未來鎳氫廢舊電池的回收利用進行了展望，以期為研發高效環保的廢棄鎳氫電池回收再利用新技術提供。
1鎳氫電池結構及工作原理1.1鎳氫電池結構鎳氫電池主要由正極、負極、隔膜紙、堿性電解液、正負極集流體、安全閥、密封圈、不銹鋼頂蓋、外等組成。正極活性物質主要為氧化鎳或氫氧化鎳NiCoH〕，在其表面覆蓋有鈷或氫氧化鈷（c（H〕；負極活性物質主要為貯氫合金材料組成，貯氫合金是由易生產穩定氫化物的元素A（La、Zr、Mg、V、Ti等）與其他元素B（Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Al等）組成的金屬化合物。目前研究的儲氫合金材料主要有稀土-鎳系（AB型、鈦鎳系（AB〕型、稀土-鈦鐵系（AB）型和稀土-鎂系（A2B）型4種類型，其中AB5系列和AB2系列合金目前的市場占有率*高。電解液成分主要為KOH和少量的LiOH隔膜多采用多孔維尼綸無紡布或尼龍無紡布等，常用聚丙烯和聚酰胺制成，可以有效防止電解液的泄漏。
主要化學成分組成見表1.表1鎳氫電池化學成分化學成分鎳鈷鐵鋅銅錳鉀稀土金屬其他含量/°%注：鐵包括金屬外殼；稀土金屬指鑭、鈰、鐠和銣等的均值。
1.2工作原理鎳氫電池充電時，正極上的NiOH2轉化為NiOOH，電極表面的水分子會在負極上還原成氫原子，氫原子吸附在電極表面上形成吸附態的MH，再擴散到負極貯氫合金內部而被吸收形成固體MH.當溶解于貯氫合金相中的氫原子越來越多，氫原子將于合金反應，形成的P-MH在合金中擴散慢，擴散成為充電過程的控制步驟。
放電時，NiOOH得到電子轉變為Ni（OH2，MH內部氫原子擴散到表面形成吸附態的氫原子，再發生電化學反應形成貯氫合金和水分子。氫原子的擴散步驟仍然是負極放電過程的控制步驟。其充放電過程各電極反應如下：總反應：MH+NiOOH――M+Ni（OH2M為儲氫合金，MH為吸附了氫原子的儲氫合金。*常用儲氫合金為LaNis. 2鎳氫電池回收處理技術目前國內外回收再利用廢棄鎳氫電池的技術主要包括機械回收法、火法冶金、濕法冶金、生物冶金法、正負極分開處理技術、廢舊鎳氫電池再生技術。表2總結了利用這些方法有效回收再利用廢棄鎳氫電池中有價金屬的案例。
2.1機械回收法機械回收處理技術也可稱為選礦技術，通常作為火法冶金和濕法冶金的預處理步驟或補充。主要是根據物質的密度或比重、導電性、磁性和韌性等差異來回收廢舊電池，其步驟主要包括分類、磁選、拆解、破碎等。機械法處理廢棄鎳氫電池的工藝流程見。
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