废旧电池综合利用处理工艺

摘要

本发明公开了一种废旧电池的综合利用处理工艺,它主要是将各类电池分类处理,用化学或物理方法从锌锰电池中提取出锌盐、硫酸铜、炭黑、二氧化锰、汞等;从镍铁电池中提取出硫酸亚铁、氢氧化钾、硫酸镍等;从镍镉电池中提取出氢氧化钾、硫酸镉、硫酸镍等;从银锌电池中提取氢氧化钾、银盐、硫酸锌等。本处理工艺无“三废”排放,不会对环境产生二次污染,既能解决旧电池的处理,又能使资源得到充分利用,其处理工艺简单、合理,成本低廉。

主权项

1.一种废旧电池的综合利用处理工艺，其特征在于首先对回收的所有电 池进行磁选，将具有磁性的镍铁电池、镍镉电池和以铁皮包装的全封闭电池与 锌锰电池和银锌电池分开，然后再人工手捡将镍铁电池、镍镉电池、铁包皮的 全封闭电池分类，锌锰电池和银锌电池进行筛分、分类，将分离出的银锌电池 钮扣电池个别堆放，做个别处理，其每种电池的处理包括如下步骤： ①锌锰电池的综合处理工艺 A.将筛分好的锌锰干电池破碎、筛选，将黑粉与电解糊、锌皮、封底铁 皮、碳棒连同铜帽、封口沥青、包装纸等分类，包装纸可做作废纸处理； B.提取炭黑和二氧化锰：将上述A分离出的黑粉及电解糊置于浸泡池中， 加入稀释的无机酸，将浮于液面上的炭黑随时捞出，洗净脱水，干燥得炭黑， 洗涤液重新放入浸泡池中； 过滤浸泡液，滤液置于反应釜中，滤饼脱水、洗涤、干燥后，置于焙烧炉 中红热焙烧、冷却、粉碎，过200目筛得高纯二氧化锰粉； C.制取锌盐：将上述A分离得到的锌皮、封底铁皮、碳棒及铜帽、封口 沥青经磁选吸出铁皮，其余的全部与B反应釜中的酸性滤液一起混合，封口 沥青及包装纸浮在液面上可随时捞出，晾干处理；然后加入无机酸，搅拌反应， 通入硫化氢；保持反应温度60°～80℃，反应终点PH值控制在5～5.1，再继续 反应数小时，将溶液过滤，滤饼洗涤干净后存放；滤液中加入适量的高锰酸钾 或双氧水除去锰、铁等杂质，并将滤液加热至沸后过滤，滤液置于蒸发器中， 真空浓缩到浓度为48°-52°Be，取出放置冷却结晶、脱水、干燥、粉碎即得到 锌盐的产品。 D.汞回收及重金属分离：上述C反应釜中过滤下来的滤饼，过筛，分离 出碳棒和铜帽，收集备用；其余部分用磁选法将其中的铁、镍分出备用； 滤饼放入反应釜中，加入30％的硝酸，维持反应温度60°～80℃，然后过滤， 滤饼洗涤干净，干燥得硫化汞； 再向滤液中加入硫酸，并加热，赶尽硝酸，并用碱吸收氮氧化物，冷却， 硫酸铅首先全部沉淀；然后浓缩结晶，再结晶出硫酸铜，最后结晶出硫酸镉。 E.硫酸亚铁和硫酸镍的制取：向上述C磁选分离出的铁、镍中加入30％ 的稀硫酸，反应终止时，过滤、滤饼为镍粉，将滤液浓缩、结晶出硫酸亚铁； 母液再与镍粉混合，分数次加入少量浓硝酸，直到镍粉溶解完全，升温赶尽硝 酸，用碱吸收释放出的氮氧化物，加入适量的双氧水，升温至80度以上，加 入碳酸镍，调溶液的PH值为5，冷却静止，过滤，滤液浓缩、冷却、结晶、 干燥后得七水硫酸镍； F.石墨及硫酸铜的制取：将D分离出的铜帽和碳棒一同加入反应釜内， 用稀硫酸或硫酸铜母液从上面喷淋，鼓入热空气，直到铜帽完全溶解为止，然 后过滤，滤渣洗涤、干燥，即得石墨粉粒，粉碎到一定细度，得高纯度石墨粉； 滤液浓缩、结晶、脱水干燥制得硫酸铜产品； ②镍铁电池的综合处理工艺 A.提取氢氧化钾、硫酸镍铵：将镍铁电池破碎，然后全部置于清水中， 浸泡、过滤，滤饼备用，滤液为氢氧化钾溶液，浓缩即可得到固体氢氧化钾， 或在溶液中加入酸，制成相应的钾盐；过滤得到的滤饼经干燥后，用稀氨水浸 取，过滤，滤液中加入硫酸，蒸发、结晶制得硫酸镍铵； B.制取硫酸亚铁、硫化汞：上述A中得到的滤饼洗净，加入稀硫酸溶液， 保持反应温度60°-70℃，调节PH≤2，过滤，滤饼洗净、干燥，筛分出镍棒和 黑粉另行处理；滤液中通入硫化氢，过滤、滤液减压浓缩、冷却、结晶制得硫 酸亚铁，滤饼洗净、干燥制得硫化汞； C.制取硫酸镍：将上述B分离出镍棒置于反应釜中，加入30-35％的稀硫 酸，并分数次加入浓硝酸，硫酸与硝酸的重量比例为3∶1，反应温度控制在60 -80℃，当溶液浓度达到1.58/ml左右，过滤、冷却、结晶，得硫酸镍； D.硫酸锰的制取：将上述B得到的黑粉放入焙烧炉，隔绝空气红热焙烧，冷 却制得一氧化锰；将硫酸溶液与一氧化锰反应，过滤，于80℃以上的温度下浓 缩，即有一水硫酸锰结晶析出，然后过滤、洗涤、脱水、干燥，母液重复上述 操作； ③镍镉电池的综合处理工艺 A.提取氢氧化钾、硫酸镍铵：将镍镉电池破碎后，全部放入水中浸泡， 浸出其中的氢氧化钾，然后过滤，所得滤液为氢氧化钾水溶液，浓缩即可得固 体氢氧化钾或在溶液中加入酸，制成相应的钾盐； 滤饼洗涤，加入氨水，过滤，滤饼备用，滤液中加入硫酸，蒸发、结晶制 得硫酸镍按； 上述滤饼经过洗涤、干燥、筛分，筛得物为金属镉碎片、镍棒，筛下物黑 粉和氢氧化镉的混合物； B.制取硫酸镉和硫酸镍：上述得到镉碎片与镍棒置于反应釜中，加入 30～35％的硫酸溶液，并分数次加入浓硝酸或双氧水，硫酸与硝酸的重量比约为 3∶1，用碱吸收氮氧化物，反应温度保持在60°-80℃，且溶液的PH在2～3之 间时，过滤，滤液浓缩到浓度为50-52Be，冷却、结晶，滤液重复浓缩、结晶， 直至滤液颜色明显变浅为止，冷却、结晶得产品硫酸镍； 上述滤液冷却，在搅拌下加入为滤液体积1.5倍的98％乙醇，待硫酸镉结 晶析出后，脱水，晶体在40℃左右温度下干燥，即得产品硫酸镉，乙醇回收反 复使用； C.制取硫酸锰和硫化镉：将A筛下物加入焙烧炉中，隔绝空气红热焙烧， 冷却，制得一氧化锰和氧化镉的混合物，与硫酸溶液反应，当溶液的PH值到 4.8-5时，向溶液中通入硫化氢，过滤沉淀，滤饼为硫化镉，洗净、干燥即产 品，滤液于80℃以上温度下浓缩、过滤、洗涤、脱水、干燥得产品硫酸锰； ④铁包皮全封闭电池的综合处理工艺 A.硫酸亚铁的制备：经磁选出的铁包皮全封闭电池破碎，得到铁皮外壳， 制备方法如②B； B.提取氢氧钾：制备方法如②A； C.制备硫酸镍：制取方法如②C； D.制取硫酸锰：制取方法如②D； ④银锌电池的综合处理工艺 A.将电池破碎，置于水中浸出氢氧化钾后过滤，滤液为氢氧化钾，处理 方法如③A所述； B.提取氯化银：将上述所得滤饼洗涤干净后，置于硝酸溶液中溶解，过 滤，得硝酸银和硝酸锌的混合液，加入盐酸即得氯化银沉淀，过滤、洗涤沉淀、 干燥后得氯化银产品； C.提取硝酸锌：上述所滤液，调PH值在3～4后，将清置于蒸发器，减 压蒸发到浓度为60～63Be，密度≥1.74g/ml，即可放入结晶器中，搅拌冷却到 50℃以下，直接装入内衬塑料袋的桶中，即得产品硫酸锌。