[发明专利]含汞废电池的综合回收利用方法

说明书

含汞废电池的综合回收利用方法，涉及废电池无害化处理及回收再利用技术。

众所周知，废电池作为一般垃圾不加处理而丢弃会污染环境，伤害人类健康。为此采用了真空冶金法加以处理。尽管真空冶金法用于含汞废干电池的无害化处理的能耗与运行成本低，二次污染小，但是此法没有将废电池中的有用物质全部进行回收利用，造成资源浪费。

通常，人们采用湿法和火法两种冶金处理方法对含汞废电池进行回收利用：湿法冶金又分为焙烧-浸出法和直接浸出法。其中，焙烧-浸出法是将废干电池在600～800℃下焙烧，使Hg₂Cl₂等挥发为气相并分别在冷凝装置中回收，高价金属氧化物被还原为金属或低价氧化物，焙烧产物用酸浸出，然后用电解法从浸出液中回收金属；直接浸出法则是使废干电池中的锌、二氧化锰与酸作用生成可溶性酸，再经净化电解生产金属锌和电解二氧化锰或生产化工产品(如氧化锌)、化肥等。但是，这两种方法都存在流程长，二次污染严重，能耗高，产品的质量不稳定，工艺难以控制的缺点。

火法冶金处理废干电池是在600～1500℃高温下使废干电池中的金属及其化合物氧化、还原、分解和挥发及冷凝的过程。由于处理过程在大气中进行，空气参与了作业，与湿法冶金法同样有流程长、污染重，能源与原材料消耗高，运行成本高的缺点。

日本专利“废干电池的处理方法”(特开昭60-253167、61-74692)公开了两种方法，一种是减压加热使水银气化，然后冷却回收水银和气体除尘排放方法。另一种将废干电池按不同种类分门别类进行分选，然后分别破碎，用磁选工艺将含铁碎片回收后，残渣进行筛分，在筛子上面留下的物质，简称筛上物，对碱性锰电池是集电棒、塑料屑、纸屑；对锌碳电池是锌皮、塑料碎片。筛下物，前者是二氧化锰和锌渣，后者是二氧化锰和碳粉。将筛上物利用比重选矿原理分别分离回收集电棒、塑料屑、纸屑和锌皮碎片。最后将筛下物用酸浸出后用碱中和，分别回收锰渣、锌渣和碳棒。这两件日本专利提供的方法中前一种仅解决了水银回收，而后一种采用了物理方法进行回收，虽然达到了回收和综合利用的目的，但工艺步骤繁杂、污染严重。

本发明的目的是提供一种既能实现废电池的综合回收利用，同时又能解决废电池回收处理过程存在的污染严重、能耗高、流程长等问题的废电池回收利用方法。

本发明是这样进行的，首先将各种含汞废干电池混合在一起，破开表皮后，在250～400℃、10～20mmHg条件下真空加热处理2小时，挥发气体经冷凝回收汞后用活性炭处理达标排放；接着将上述真空加热处理后的电池进行粉碎；再用2～6倍于电池体积的浓度为10～50％的硝酸、或10％硝酸和20％盐酸的混酸、或10～40％的硫酸溶解其中的重金属；然后将重金属充分浸出后的浸出液进行过滤：滤渣为碳粉及极少量未溶解的氧化锰，经洗涤过滤后可作为干电池的生产原料，滤液加入硫酸亚铁和强碱液，采用化学沉淀法在加热或加热充氧条件下制备铁氧体；最后，通过离心和干燥得到用途广泛的磁性材料铁氧体产品，离心出水回用于稀酸配置。

本发明采用的化学沉淀法按铁氧体形成过程的化学反应机理，分中和法和氧化法两种方法。中和法就是在上述浸出液中加入硫酸亚铁，加入量为：粉碎后的废电池∶FeSO₄·7H₂O(W/W)＝1∶1～6，再用碱中和到pH＝9.5～12.5，经化学反应生成金属离子氢氧化物沉淀；加热到50～100℃并恒温0.5～3.0小时，沉淀生成铁氧体。其离子反应方程式可以是：

             式中M²⁺可以是Mn²⁺、Cu²⁺、Ni²⁺、Zn²⁺等重金属离子，R可以是Na⁺、K⁺、NH₄⁺。也可以是：       式中M⁺为Hg⁺、Ag⁺等重金属离子，R可以是Na⁺、K⁺、NH₄⁺。