环境工程案例论文-德国废旧电池的回收利用介绍.doc

1、环境工程案例课程报告德国废旧电池的回收利用题目电池分选工厂项目系部专业班级姓名撰写时间环境工程案例课程报告目 录1.概况.31.1废电池的危害 .31.2处理方式 .32.背景.43.电池的种类 .43.1一次电池 .43.2二次电池 .44.电池收集系统 .55.电池分选工厂 .55.1概述 .55.2采用电动探测器的分选工厂 .55.3工厂介绍 .56.电池的回收利用 .76.1概述 .76.2德国的电池回收利用 .76.3含汞纽扣电池的回收利用 .8主要参考文献 .9环境工程案例课程报告1. 概况1.1 废电池的危害小型二次电池使用较多的有镍镉、镍氢和锂离子电池，镍镉电池中的镉是环保严格

2、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。废电池大量丢弃于环境中，其中的酸、碱电解质溶液会影响土壤和水系的pH，使土壤和水系酸性化或碱性化，而汞、镉等重金属被生物吸收后， 通过各种途径进入人类的食物链，在人体内聚集，使人体致畸或致变，甚至导致死亡。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

3、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。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入大气，一部分成为灰渣，产生的二次污染。1.2 处理方式国际上通行的废旧电池处理方式大致有三种：固化深埋、存放于废矿井、 回收利用。固化深埋指废电池一般都运往专门的有毒、有害垃圾填埋场，但这种做法不仅

4、花费太大而且还造成浪费，因为其中尚有不少可作原料的有用物质。而回收利用有三种处理方法。（1）热处理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。不过，热处理的方法花费较高，瑞士还向每位电池购买者收取少量废电池加工专用费。（2）“湿处理 ”3环境工程案例课程报告马

5、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，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。（3）真空热处理法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

6、锰。这种加工一吨废电池的成本不到1500 马克（现约合 6345.18 元人民币）！2. 背景德国从 1998 年起有关回收和处置废旧电池的法律条文正式生效。该条文有如下规定。 电池生产中不得再使用某些有害重金属; 废旧电池不再作为日常生活垃圾进行处理，制造商、进口商以及分销商必须建立回收系统； 电池中最严重的污染物质是汞。目前所允许的的最大浓度为 5mg/L, 纽扣电池除外。对于纽扣电池，汞的含量最多占 2%。不过，所有实际的各类废旧电池都是需要花费大量处置费用的特殊废弃物，而且需要采用先进的工业回收技术来对其进行处理。3. 电池的种类3.1 一次电池所谓的一次电池既只能用一次性使用，无法进

7、行充电的电池。这类电池在电量耗尽以后就会被废弃。这类电池占市场份额80%左右。最常见的类型（按质量计算）有：碳锌电池（30% 35%）、碱性锌猛电池（ 60% 65%）、锂电池（1%）和纽扣电池（1%）3.2 二次电池所谓的二次电池既可充电电池。 这类电池占市场份额的20%左右，最常见的类型（按4环境工程案例课程报告质量计算）有：镍镉电池（35% 40%）、镍氢电池（ 35% 40%）、锂离子电池（10% 15%）以及铅酸电池（ 10% 15%）可充电的纽扣电池只占市场份额中非常小的一部分。4. 电池收集系统为确保回收废旧电池，在德国已经建立起一套收集系统。该系统作为合法的基金会性质的非盈利性

8、组织而存在，其名称为GRS Batteries。它是由一些主要的国际电池制造商，如Duracell、 Energizer、Panasonic、 Philips、 Saft、Sanyo、 Sony、以及 Varta 等联合成立的。目前为止，有超过400 家电池制造商和进口商在使用该系统。他们根据类型和销售量（按质量计算）向该基金会捐款，作为用于处理德国销售的电池所需的费用。GRS Batteries在所有销售电池的地方都安装了用于收集废旧电池的回收桶，并负责废旧电池的运输、分选以及管理。5. 电池分选工厂5.1 概述电池中含有多种可回收的利用的金属，可作为制造用的原材料。由于不同类型的电池含有不

9、同种类型的金属，回收系统必须适合所需要提取的金属。因此，必须对电池进行分选以方便提取。在德国，除了采用电动探测器进行分选处理意外（随后将详细说明），也使用 X射线探测器对电池进行分选。5.2 采用电动探测器的分选工厂GMA 物质回收和废物管理公司，从1997 年开始他们建造了第一个采用电动探测器的分选工厂，该工厂为德国汉诺威aqun 工程咨询公司设计。该工厂的的设计处理能力为每个小时处理1t 电池，每年大约处理 320Ct 电池。在分选过程中，根据各个电池的大小和结构，电池混合物将被分成不同的部分。已分选的电池部件将进一步回收利用，而对没有用的部分进行处置。在分选过程中，没有如碾压等进一步的处

10、理措施。也就是说，该工厂只对完整的电池进行分选处理。5.3 工厂介绍2自动分选系统安装在总面积大约在200m ,相互隔离的两间屋子里，安装在第一个屋子里的系统可以输入电池混合物的，进行人工筛选/分选。输出已分选的电池，5环境工程案例课程报告开关设备箱也在第一个屋子里，灰尘和噪声比较大的分选系统安装在第二个屋子里。图 5-1 GMA 电池分选工厂流程在输入区，传送 /存储容器内的物质被倒在传送带上，该传送带与分离设备相连接，在分离设备中单体电池和杂质从其余的电池混合物中人工分离出来（手工筛选 / 分选）。在自动分选厂的流水线上，已下部分会从电池混合物中分离出来：碳锌电池、碱性锌锰电池、镍镉电池、

11、汞电池、锂电池、纽扣电池、铅酸电池。经过人工筛选 /分选后，纽扣电池将被炉筛从电池混合物中分离出来，在随后的电磁分选装置中，电磁和非电磁电池被分离开来。这种分离是根据它们是单体电池还是组合电池来进行的。分离后的非电磁和电磁多种电池将根据其物质成分进行分选按大小分离的电磁单电池（AA 和 C+D)将根据其化学成分在随后的物质分选中进行分离。部分电磁单电池（C+D)在进入物质分选装置之前先经过称重系统。按大小和质量分选的电池逐个穿过分选起点，根据其化学成分在这里对其进行分选。通过分选起点，即化学成分检测后，电池的各个部分将被输送到相应的存储容器中。人工分选的部分也被存放早这些存储容器中。接下来，分

12、选后的电池部分将被分别转移到中间的存储室中，然后，可以重复使用的电池部件将从中间存储室中被分离出来，运送到预处理/重复利用通道。6环境工程案例课程报告6. 电池的回收利用6.1 概述电池中含有多种可重复利用金属，因此可以作为金属的原材料。必须根据回收金属的性质采取相应的回收利用。图 6-1 回收电池成分的方法6.2 德国的电池回收利用国际上常用的废旧电池处理方式有固化深埋、置于废矿井以及回收利用。与我国的电池回收利用相比，德国走在前列。首先，德国从法律上确定了回收废电池的义务主体，从根本上解决了处置费用的问题。由一个非盈利性机构GRS 严格操作整个系统，废电池在收集、运输完成后，进行严格分类、

13、处置和回收。德国对废旧电池回收管理有着自己的一套严格规定，政府要求消费者将用完的各种类型电池必须送交商店或废品回收站，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。对有毒性的镍镉电池和含汞电池实行押金制度，当消费者拿旧电池来换购新电池时，价格中可以自动扣除押金。7环境工程案例课程报告6.3 含汞纽扣电池的回收利用含汞电池主要采用了ALD 流程在工厂中进行回收利用， 该流程更适用于制造天然气和氯碱电解工艺中去除各中含汞成分中得汞。另外，该流程也用于去除各种物质和混合物中挥发性成分。采用 ALD流程，含汞废物将被装入真空热处理器中。这一过程在特殊的密封工厂中是作为一套流程来完成。汞在温度达到350-650时蒸发，然后在温度降低时凝固。图 6-2 含汞电池回收利用的ALD 流程8环境工程案例课程报告主要参考文献1 甘