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废旧电池回收有哪些危害及处理对策

钜大LARGE  |  点击量:1935次  |  2018年06月22日  

电池的分类以及废电池对环境和健康的危害及预防。回收利用的必要性、国内外回收处理现状,并提出相应的对策和建议,以减小废电池对环境的污染从而提高人们的健康水平。


近几年,随着家用电器、电动汽车、现代通讯设备及便携电器等的发展和普及,各类电池的需求量日益增大,电池消费量每年以10%的速度增长,其中锌锰电池占电池总量的72%。但干电池在给人们带来各种方便的同时,也带来了发明者可能没有想到的严重后果。


1电池的分类及组成


根据电池的电能来源,可将电池分为物理电池和化学电池。


1.1物理电池

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符合Exic IIB T4 Gc防爆标准

充电温度:0~45℃
-放电温度:-40~+55℃
-40℃最大放电倍率:1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%

物理电池比较少,主要有光伏太阳能电池和飞轮电池。


1.2化学电池


化学电池按工作性质可分为:一次干电池(普通干电池)、二次干电池(可充电电池,主要用于移动电话、计算机)、铅酸蓄电池(主要用于汽车)三大类。


一次电池:用完即丢,无法重复使用者,如:糊式锌锰电池、纸板锌锰电池、碱性锌锰电池、扣式锌银电池、扣式锂锰电池、扣式锌锰电池、锌空气电池、一次锂锰电池等。


二次电池:可充电重复使用者,如:二次电池可分为:镍镉充电电池、镍氢充电电池、锂充电电池、二次碱性锌锰电池、太阳能电池、铅酸电池等。

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应用领域:勘探测绘、无人设备

铅酸蓄电池又可分为:开口式铅酸蓄电池、全密闭铅酸蓄电池。


2废旧电池的危害


2.1废电池对环境的污染


直接丢弃的废电池长期暴露在环境中会因腐蚀作用而引起电池包壳破损,导致电池里的重金属和酸碱泄露,直接污染水体和土壤。在土壤和水体中的重金属离子会被植物的根系吸收,当牲畜以植物为食料时,体内就积累了重金属,经过这条食物链的生物放大作用,重金属就会在人体内富集,在某些器官中积蓄造成慢性中毒,损害人的神经系统及肝脏功能。


目前,我国的城市生活垃圾处理主要采用填埋、焚烧、堆肥的方式,进入城市生活垃圾中的废电池,随生活垃圾进入填埋、焚烧、堆肥过程中。我国目前填埋处置水准较低,许多垃圾处于简单堆放状态,如果集中堆放,电池在腐蚀过程中产生的微电池作用能加剧电池包壳的腐蚀和污染物泄露的速度,而且释放大量污染物,对环境的危害性也就较为严重。而在焚烧的过程中,废电池中的部分重金属会因高温挥发而被烟气带走,进入空气中的重金属遇冷空气后凝结成为均匀小粒状物,可通过呼吸直接进入人体。汞、镉和铅更易于富集在飞灰中,产生的灰渣造成污染。混入堆肥过程中的废电池,由于其重金属含量较高,因此可能严重影响堆肥产品的质量。


最佳的废电池处理方案是分类收集后再生利用。但如果再生技术落后,再生利用过程也可能产生二次污染。而且若处理不当,则会由于重金属富集可能造成更大的污染。


2.2废电池对人体的危害


废电池在收集、贮存、运输过程中,如果处理不当即可能直接对人造成伤害。2006年3月26日,牡丹江市铁岭镇一村民用遥控器选择电视节目时,遥控器内一节5号旧电池突然在手中爆炸,致使该村民右眼视神经损伤,导致该村民近乎失明;2004年5月28日,重庆市壁山县5名农民在家中聚餐时,其中3人误饮了浸泡有1节5号干电池(已腐烂)的瓶装啤酒后造成3人急性氯化锌中毒。1939年11月,日本神乃川电池重金属中毒事件震惊世界,造成中毒村民集体发疯的罪魁祸首便是废电池中的锰。


废旧电池的危害主要集中在其中所含的少量Zn、Hg、Cd、Ni、Pb等重金属上;铅蓄电池中的H2SO4;各种碱性电池中的KOH和锂电池中的LiPF6电解液等。Hg及其化合物,特别是有机汞化物,具有极强的生物毒性、较快的生物富集速率和较长的脑器官生物半衰期。Cd在人体内极易引起慢性中毒,是一种毒性很大的重金属,主要病症是肺气肿、骨质软化、贫血,很可能使人体瘫痪。而镉进入人体后最难排泄,它干扰肾功能、生殖功能。Pb对人的胸、肾脏、生殖、心血管等器官和系统产生不良影响,表现为智力下降、肾损伤、不育及高血压等。Zn、Ni的毒性相对较小,但超过一定浓度范围时,会对人体产生不良影响和危害。废旧电池中的酸、碱电解质溶液会影响土壤利水系的PH值,使土壤和水系酸性化或碱性化。电池电解质构成污染的主要组份是其中的可溶性重金属,特别是铅蓄电池电解液中大量的硫酸铅和镍镉电池中的氢氧化镉。


3国内外回收处理废旧电池概况


废电池说废其实也不“废”,其中95%的物质均可以回收,尤其是重金属的回收价值很高。国外再生铅业发展迅速,现有铅生产的55%均来自于再生铅,其中废铅蓄电池的再生处理占据了很大比例。100kg废铅蓄电池可回收50~60kg铅。对于含镉废电池的再生处理,国外已有较为成熟的技术处理,100kg含镉废电池可回收20kg左右的金属镉。


许多发达国家已有处理废旧电池现成的技术。如德国阿尔特公司研制的真空热处理法比较便宜,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。


据了解,国内的一些科研单位和企业也已经研发出来相关的技术。采用北京科技大学废旧电池处理技术的河北省东华鑫馨废旧电池再生处理厂正在建设中。北京市发展计划委员会也已经批准采用欧洲的技术和设备,建立废干电池处理厂。河南省新乡电池厂已经有科技人员设计出了废旧电池回收再利用的成套技术和生产设备。经过两年攻关,辽宁鞍山市试制成功一种废旧电池回收资源再生及无害化处理工艺,已经通过有关专家和有关部门论证。


4我国废旧电池回收中存在的问题


废电池的回收,是废电池环境管理的首要环节,也是难度最大的一个环节。据中国电池工业协会统计,中国目前的废旧电池回收率不足2%。


1)缺乏政策扶持。政府部门在这项工作中应发挥作用,在《固定废弃物防治法》中,没有对电池回收制定详尽的细则,回收与不回收没有奖励、处罚,有关职能部门不能对生产企业、回收部门、个人做出有针对性的指导。废电池处理的利润一般体现在两个方面:政府补贴和处理过程中生成的新产品。如锌、锰、汞等。国外通行的作法是:对废电池的回收处理实行“政府补贴”,即处理一吨废电池,政府给予相应的补偿。但在我国尚未有相关政策。


2)对废电池污染的认识问题。目前废旧电池的回收网络基本上是组织、个人自发“编织”而成的,虽然宣传力度较大,但由于居民们对废旧电池危害认识不足,没有形成普遍的自觉收集、自觉上交的意识,尤其在广大农村,废旧电池随意丢弃的现象比较普遍,所以废旧电池回收还是难。


3)资金问题。作为生产企业的电池生产厂家每年都在向全社会提供上亿只各类电池,但真正有意识并参与到回收这一环节中的生产企业确属凤毛鳞角。处理集中存放废电池的另一个办法是按照危险废弃物的处理方法集中填埋或存放,但是这样处理一吨需要三四千元的费用,又面临着费用无着落的问题。


事实上,废电池回收业并非无利可图,因为废电池中含有大量可再生利用的重金属和酸液等物质,通过废电池再利用,每年可再生锌4万吨。据华南理工大学韦朝海博士估算,按每天处理10万只废电池计算,除去各种费用之后,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,规模经营完全可以创造效益。


4)回收后的处理问题。废电池处理技术尚未根本解决,特别是一次性电池,因为原材料品种太多,增加了处理难度。仅限于回收,而没有处理和再利用的措施。所谓回收也仅仅是将污染集中,即使能回收,回收的废电池也不能得到妥善的处理。因此建立一套完善有效的法规、加大环保宣传力度以及开发可靠处理技术刻不容缓。


5建议


1)加强宣传教育工作。树立全民回收废旧电池的自觉意识,使全体人民积极配合有关部门的回收工作。在人员相对集中的学校、单位、企业、公园、商业中心及城郊结合部的农村进行科普宣传,提高全民环保意识,了解电池基本知识,对废旧电池区别处置,其中含汞、含铜、含铅的废旧电池作为重点回收的类别。


2)提倡使用绿色环保电池。大力提倡使用无污染、污染小、无汞或汉宫两低的电池。近年来已投入使用和正在研制的一类高性能、无污染电池,包括目前已投入使用的金属氢化物镍蓄电池、锂离子蓄电池,正在推广使用的无汞碱性锌锰原电池,及燃料电池、太阳能电池(光伏电池)等。


3)国家应在政策、资金方面给予一定的扶持。国家应制定相关的政策法规,规定废旧干电池必须回收,禁止将废旧干电池随意丢入生活垃圾之中;对积极参与废旧干电池回收利用的科研单位和企业要给予政策和资金倾斜,确保投资者资本的增值和处理单位产品的优先推广。


4)为废旧干电池回收利用创造各种便利条件。如在公共场所设置废旧干电池回收箱,加快普及垃圾的分类回收,在各居民点普遍设立专门回收电池的垃圾桶;在销售电池时,实行抵押金制度,或采用以旧换新制度,确保废旧干电池的回收率。只要充分动员社会的一切力量,废旧电池的回收并不难解决。


5)开发适合我国国情的处理技术。借鉴其他国家经验,结合国内的经济技术水平、市场规范程度,科学地认识废旧电池的环境影响,不能过分夸大其危害。技术的先进程度直接影响着整个废旧电池管理工作的最终效果。因此,应改进产品,减少电池中重金属等有害成分的含量,开发先进的、适合我国国情的资源化、无害化废旧电池处置技术。


6结束语


废旧电池的回收处理问题是离不开政府的政策和经济等各方面共同的支持,而最有实际收益的做法就是除了控制电池里面有害物质的成分的同时,还应该及时建立起来一套行之有效的处理体系。


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