廢電池回收及處理

1、廢舊電池的危害及處理畢小雨大連大學(xué) 機械學(xué)院摘要 ：我國是電池生產(chǎn)和消費大國，廢電池污染日益嚴(yán)重。 通過對國內(nèi)外相關(guān)文 獻的綜述，本文介紹了廢電池的危害以及國外主要廢電池的管理方法和處理技 術(shù)。分析了我國廢電池回收處理的現(xiàn)狀和存在的問題， 并對我國廢電池處理工作 提出了建議。關(guān)鍵詞 ：廢電池；危害；回收；處理Detriment and Treatment of Waste Battery/、八1 前言隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，電子設(shè)備日益普及，電池在生產(chǎn)和生活中的地位 和作用與日俱增，電池的生產(chǎn)量、使用量和廢棄量也隨之劇增。目前，我國已成 為世界上最大的電池生產(chǎn)國、消費國和廢電池產(chǎn)生國。以干電池

2、為例， 目前全世 界的年總產(chǎn)量為 250億只，我國是世界電池第一生產(chǎn)大國，占全世界電池總量的 二分之一左右，但回收率卻不足2%。電池用完后，當(dāng)作垃圾丟棄，會造成嚴(yán)重 的污染 【1】；另一方面，電池在制造過程中耗用了大量的金屬。這些有用的金屬 資源就被白白浪費了。據(jù)報道，我國干電池生產(chǎn)年消耗鋅接近 25 萬噸，約為年 鋅總產(chǎn)量的 15% 左右，其資源價值十分可觀 【1】 。因此，本文通過對相關(guān)文獻的 綜述，介紹了廢電池的危害和國外發(fā)達國家在廢電池處理技術(shù)、 管理方面的成功 經(jīng)驗， , 理清了中國處理廢電池的前進方向。2 廢電池的類型目前，我國生產(chǎn)的電池有 14 個系列、 2 5 0 多個品種。電

3、池有濕電池和干電 池之分， 濕電池即鉛酸電池，干電池即為一次電池和二次電池。 一次電池主要有 鋅碳電池、 堿錳電池以及氧化汞和氧化銀等紐扣電池； 二次干電池主要包括鎳鎘 電池、鎳氫電池和鋰離子電池。 小型廢一次電池 （ 鋅碳電池、 堿錳電池 ）按含汞量 的多少又分為無汞電池 （ 汞含量小于電池重量的 00001% ）和低汞電池 （汞含量小 于電池重量的 0025% ） 【2】。3 廢電池的危害電池內(nèi)部主要由錳、汞、鉛、鎘、鉻等重金屬物質(zhì)組成， 這些物質(zhì)被電池的 外殼封存在內(nèi)部，并不會對環(huán)境造成危害。 但經(jīng)過長時間的磨損和腐蝕， 使得內(nèi) 部的重金屬和酸堿等泄漏出來，進入水體或土壤，引起環(huán)境污染，

4、 最終也會通過 各種途徑進入人的食物鏈 【3】?？偨Y(jié)起來，廢電池的危害有三點：3.1 危害人體電池內(nèi)有毒物質(zhì)通過各種途徑進入人體內(nèi)， 長期積蓄難以排出， 損害神經(jīng)系統(tǒng)、 造血功能和骨骼，甚至可以致癌。3.2 污染水源和土壤廢電池中有害物質(zhì)滲出會污染水源和土壤。資料表明， 一顆紐扣電池直接丟 棄后，可以污染 60萬升水，相當(dāng)于一個人一生的用水量。 一節(jié)一號電池爛在地里， 能使一平方米的土地失去利用的價值。 隨意丟棄的廢電池通常被當(dāng)作生活垃圾 處理。33 污染大氣目前世界上生活垃圾處理主要是衛(wèi)生填埋、堆肥和焚燒三種方式。填埋 : 廢舊 電池的重金屬滲濾以致污染水體和土壤。焚燒：廢舊電池在高溫狀態(tài)下

5、， 腐蝕設(shè) 備，燃燒廢料進入大氣中，造成大氣污染；焚燒爐底重金屬堆積，也會給產(chǎn)生的 灰渣造成污染。堆肥：由于廢舊電池的重金屬含量高， 堆肥的質(zhì)量降低。 再利用： 慣常采用反射爐火冶金法，工藝雖然簡單但回收率僅為 82%，剩下的鉛以粉塵和 氣體的形式產(chǎn)生，同時堆肥過程中的二氧化硫也會進入大氣中， 造成二次污染 【4】。4 國外廢電池回收處理現(xiàn)狀在廢舊電池的污染越來越受到關(guān)注的今天， 我們可以從發(fā)達國家處理廢電池的 做法中獲得一些啟示。4. 1 日本日本成立了進行廢棄電池處理的公司名為野村興產(chǎn)株式會社 , 該公司每年從 全國各地收購廢舊電池 1. 3 萬噸 , 占全國廢舊電池的 20%。其中由民間

6、環(huán)保組織 收集的占 93%, 7%其他由各廠家收集。這項業(yè)務(wù)從 1985 年開展 , 目前凈化量與日 俱增。之前 , 主要是回收其中的汞 , 通過高溫焚燒爐作用使汞蒸汽排出再收集 , 但現(xiàn)在日本國內(nèi)生產(chǎn)電池已為無汞電池 , 就主要回收電池的金屬殼和其中的原 料。 1996 年后 , 日本學(xué)習(xí)了德國通過“循環(huán)經(jīng)濟法”強調(diào)資源再生再利用的經(jīng) 驗,也頒布了“包裝容器再生法”和“家用電器再生法” , 更加強調(diào)了了資源的再 生技術(shù)的研究和開發(fā)工作 , 在一次性電池的再生利用技術(shù)方面也有所成就 : 野 村興產(chǎn)公司和TDK公司對再生技術(shù)嘗試了大膽革新，把回收單項金屬改為全部回 收后作為磁性材料。 把廢舊電池

7、粉碎后 , 通過高溫加熱除去其中雜質(zhì) , 并把金屬 材料氧化后來作為制造“鐵涂氧”的原料 5 。這一項改進使干電池的再生利用 率大幅度提高了 30% 。日本鉛電池的回收率可達到 100%,。4. 2 德國根據(jù)德國環(huán)境部門統(tǒng)計 , 每年德國回收有害性的鎳鎘電池只占 1/ 3, 而剩下的 電池被作為生活垃圾處理。每年流入環(huán)境中的汞約 8 t 、鎳400 t 、鎘400 t 。德 國決定實行“回收廢舊電池系統(tǒng)”。 法律規(guī)定，消費者要將用完的電池送交商店 或廢品回收站，這兩個場所須無條件接收廢舊電池，并負責(zé)轉(zhuǎn)送處理廠家。 對于 具有毒性的鎳鎘電池和含汞電池， 上面需要有特殊標(biāo)記， 消費者購買這類電池時

8、， 押金是包含在價格之內(nèi)，把廢舊電池送到廢品站時，押金才能返還。 德國實行的 是“撒網(wǎng)式”收集系統(tǒng)， 充分利用居民小區(qū)的生活垃圾收集系統(tǒng)、 廢舊家電收集 系統(tǒng)、包裝收集系統(tǒng)等。各個場所均設(shè)置了指定收集箱，每個星期，收集垃圾的 卡車會一次性將垃圾和廢舊電池清理干凈 6 。馬格德堡近郊區(qū)正在興建一個“濕 處理”裝置。在那里除鉛蓄電池外 , 各類電池均溶解于硫酸 , 然后借助離子樹脂 從溶液中提取各種金屬物。 用這種方式獲得的原料比熱處理方法純凈 , 因此在市 場上售價更高 , 電池中包含的各種物質(zhì)有 95% 都能提取出來。 馬格德堡這套裝置 年加工能力可達 7 500 t 。其成本雖然比填埋方法略

9、高 , 但貴重原料不致丟棄 , 也 不會污染環(huán)境。 德國阿爾特公司研制的真空熱處理法比較便宜 , 先在廢電池中分 揀出鎳鎘電池 , 廢電池在真空中加熱 , 將汞迅速蒸發(fā)、回收, 再將剩余原料磨碎 用磁體提取金屬鐵 , 從余下粉末中提取鎳和錳。用這種方法加工 1 t 廢電池的成 本不到1 500 馬克。4. 3 瑞士瑞士有兩家專門加工、 利用舊電池的工廠。 巴特列克公司的方法是將舊電池磨 碎,然后送往裂解爐中（300 C750 C ）裂解,將產(chǎn)生的水蒸氣、汞及炭化有 機物（ 紙張、塑料等 ） 等尾氣用濕法冶金 （ 酸洗） 處理, 汞蒸氣被冷凝成液態(tài)而 進入溶液中。裂解后的金屬渣在1 500 C時

10、熔融，鐵與錳形成鐵錳合金,鋅被蒸 發(fā)后進入Splash冷凝器加以回收,焦碳作為熔融的熱源。該工廠1a加工2 000 t 廢電池, 可獲得780 t 錳鐵合金 ,400 t 鋅合金及 3 t 汞。另一家工廠則是直接從 電池中提取鐵元素 , 并將氧化錳、 氧化鋅、 氧化銅和氧化鎳等金屬混合物作為金 屬廢料直接出售。瑞士還規(guī)定向每位電池購買者收取少量廢電池加工專用費 7 。 4. 4 美國美國目前是全世界廢電池處理方面立法最多、管理細則最詳細的一個國家 , 。 現(xiàn)已建立了完善合理的廢電池回收體系 , 并建立了多家專門的廢電池處理廠。 不 斷地向公眾進行宣傳和教育 , 使公眾自覺地支持與配合廢電池的回

11、收處理工作。 5 我國廢電池回收處理現(xiàn)狀據(jù)統(tǒng)計我國是干電池生產(chǎn)、消費大國，一年產(chǎn)量達 150億只，居世界第一位； 消費量約為 70億只，平均每個中國公民一年要消費 5只干電池，絕大部分與生活 垃圾一起被隨意亂丟 , 形成了巨大的污染源。對生態(tài)環(huán)境和公眾健康構(gòu)成了潛在 的威脅。具有此環(huán)保意識的人群主要集中在在校學(xué)生及大型企事業(yè)單位中， 而近 9成的市民認為廢舊電池回收活動與自己無關(guān)。目前我國仍沒有建立起一套完整規(guī)范的廢電池回收體系。廢電池的管理問題 在我國已引起廣泛重視 , 國家環(huán)保總局已著手制定國家廢電池環(huán)境無害化管理 方案。 根據(jù)巴塞爾公約 對危險廢物污染的控制規(guī)定 , 一些類別的廢電池屬于

12、 危險廢棄物 8 。中華人民共和國固體廢物污染環(huán)境防治法 中規(guī)定: 對于危險廢 物應(yīng)遵循分類理、強制處置 ; 對收集、貯存、轉(zhuǎn)移和處置等重點環(huán)節(jié)重點控制 ; 對 于危險廢物按集中處置的原則進行管理 9 。但目前 , 我國對于多數(shù)廢電池并未按 照危險廢物的規(guī)定來實施管理。 在廢舊電池管理方面 , 也沒有相關(guān)具體的管理措 施9。 1997年12月31日, 中國輕工業(yè)總會、國家經(jīng)貿(mào)委、貿(mào)易部、外貿(mào)部、國家 工商局、國家環(huán)保局、 海關(guān)總署、國家技術(shù)監(jiān)督局、 國家商檢局聯(lián)合發(fā)文 , 從2001 年1月1日開始, 禁止國內(nèi)生產(chǎn)各類汞含量大于電池重量 0. 025%的電池。該管理 文件的發(fā)布 , 起到了從生

13、產(chǎn)源頭控制廢電池污染環(huán)境的作用 , 對減少環(huán)境污染 起到了重要作用 10 。6 我國廢電池處理建議6.1 完善廢電池管理法規(guī)出臺廢棄電池回收及處理的相關(guān)政策及法規(guī)， 并制定符合我國國情的管理方法 及可實施的管理實施細則， 研究開發(fā)新技術(shù)， 促使循環(huán)再利用廢舊電池形成產(chǎn)業(yè) 化經(jīng)營11 。6.2 從電池的生產(chǎn)源頭控制加大科技方面的資金投入， 生產(chǎn)無害電池通過國家補貼等有效方式， 鼓勵電池 生產(chǎn)企業(yè)增加資金投入以改進工藝設(shè)備和電池原料， 減少有害的物質(zhì)的使用， 不 斷改進電池結(jié)構(gòu)，開發(fā)低耗、高能、低污染的電池產(chǎn)品。6.3 建立與完善廢電池管理體系建立自愿以及強制回收電池體系。 自愿回收體系， 采取設(shè)

14、立公共收集裝置的措 施。如可在公共場所、居民居住點、校園等場所設(shè)立專門的廢舊電池回收箱。強 制回收體系， 通過法律的手段強制生產(chǎn)者和銷售者收集廢棄電池。 消費者須將使 用后的廢電池送交商店或特定廢品回收站回收，接收方必須無條件接受廢電池， 并有責(zé)任整理和轉(zhuǎn)送到指定單位進行回收處理。6.4 采用押金制度用經(jīng)濟的手段， 銷售電池時實行押金制度。 凡購買有毒性的鎳鎘電池和含汞電池時，向消費者收取一定金額的押金， 當(dāng)消費者返還廢舊電池時， 可將押金返還。6.5 建立專門工廠建立數(shù)家專門負責(zé)處理廢電池的工廠。 引進相關(guān)先進設(shè)備，研究最新技術(shù)，借 鑒別國經(jīng)驗，使廢電池能無害化處理也能使有用的材料得到回收再

15、利用。6.6 廢電池的運輸和儲存管理規(guī)范電池的收集和運輸， 實現(xiàn)一體化。防止運輸過程中，電池泄漏腐蝕造成二 次污染。6.7 提高公民意識大力開展宣傳教育 , 提高公眾對環(huán)境保護意識。通過不斷的宣傳教育，讓公眾 能清楚地認識到廢電池對環(huán)境的危害以及隨意拋棄廢舊電池的后果 , 使更多的人 樹立起廢舊電池回收利用的必要性的觀念，自覺參與廢電池的回收工作。7 結(jié)論通觀發(fā)達國家處理廢舊電池的做法， 除了上述一些成功經(jīng)驗值得我們借鑒和效 仿外，其中所反映出的一些問題、矛盾和趨向也是值得我們注意和回避的。1）發(fā)達國家通常只對鉛蓄電池和充電電池做回收利用，而對一次性電池不回收 或回收后與普通垃圾一起填埋， 這

16、與可持續(xù)發(fā)展原則的要求存在差距， 也與我國 的國情不相適應(yīng)。 我國的電池生產(chǎn)和消費結(jié)構(gòu)中， 一次性電池所占比重高達 97， 所以我國的廢舊電池處理工作要以此為重點和突破口。2）發(fā)達國家在處理廢舊電池問題時，除了運用法律法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)條例等來規(guī)范生 產(chǎn)者、消費者的行為之外，還使用了大量的經(jīng)濟刺激手段，包括征收環(huán)境稅、經(jīng) 濟處罰、補貼、提高價格、抵押金制度等。 直接管制的效果是顯著和易于評估的， 最典型的例證是無汞化的實現(xiàn)，但這種方法管理費用高昂、執(zhí)行困難、 不利于大 幅度減少環(huán)境損害的缺陷。經(jīng)濟刺激也取得了一定成效，但并未達到理想水平， 究其原因， 無論是鼓勵性還是限制性措施都會受到多種因素的影響，

17、 也都存在一 個“力度”的問題。我國是一個處于經(jīng)濟轉(zhuǎn)軌時期的發(fā)展中國家，在處理廢舊電 池時，要特別注意行政管理能力和效率、 公民的法律意識等問題； 對于經(jīng)濟刺激 手段，要看到一方面我國的市場發(fā)育不健全， 企業(yè)對經(jīng)濟信號不敏感， 另一方面 人們的收入水平不高， 尤其是低收入群體對經(jīng)濟刺激會非常敏感， 從而權(quán)衡利弊、 謹(jǐn)慎選擇，方能取得好的效果。3）近幾年來，發(fā)達國家為了自身的利益，逐步將鋅錳電池、鎳鎘電池的生產(chǎn)企 業(yè)關(guān)閉或轉(zhuǎn)移到發(fā)展中國家生產(chǎn)， 他們自身則努力發(fā)展綠色電池， 這是值得注意 甚至警惕的動向。 從環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略出發(fā)我國不能為了眼前利益而引進資 源耗費高、存在污染或潛在污染的項目

18、，而應(yīng)限制鋅錳電池和鎳鎘電池的發(fā)展， 加大開發(fā)綠色電池的力度，尤其是可充堿錳電池、鎳氫電池和鋰離子電池。參考文獻1 俞遠.廢電池的回收和處理A.河北化工，2004 , （ 1）: 56-57.2 李明，吳建東，王成紅.廢電池的處理現(xiàn)狀及管理對策J .能源及環(huán)境，2008 , ( 9):19-20.3 伶琦,關(guān)于廢電池中汞對水的危害研究A 能源及環(huán)境，2003 , 2 (1): 41-42.4 聶永豐廢電池危害及其環(huán)境污染風(fēng)險分析A 節(jié)能與環(huán)保，2003,( 2): 5-6.5 郭延泰 . 日本廢電池再生利用簡介 J. 再生資源研究 , 1999( 2) : 10.6 Genest W. Situations in the European Community and German Concerning Regulations about Used Batteries with an Overlook on Other Countries J. J