[发明专利]一种废锌锰电池的回收利用方法

权利要求书

1.一种废锌锰电池的回收利用方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)、电池的拆解

采用机械将废锌锰电池剖开，人工分离各种物质，并作相应回收处理，将电池中间的铜电极或石墨电极取出回收铜或石墨，钢壳送冶炼厂回收钢；将电池中填充的物质取出放入水中，搅拌将填充物中的塑料膜从水溶液中取出去除；

(2)、溶出氢氧化钾

将放置有电池填充物的水溶液加热到30～90℃，搅拌溶出，溶出0.5～5h后，将水溶液过滤，过滤得到滤液和滤渣；

(3)、煅烧

将得到的滤渣洗涤两次后，烘干，然后在500～1000℃的温度下煅烧2～10h，使滤渣中的锰和锌全部转化为二氧化锰和氧化锌，同时使其中的碳燃烧以二氧化碳的形式逸出去除；

(4)、混料制团

煅烧后，将煅后料放入到磨料装置中磨细至100目以下，向磨细的煅后料中配入还原剂，混合均匀后进行制取团块，制团过程的制团压力为40～100MPa；

(5)、真空还原

制取的团块放入到真空还原罐，真空还原罐放入到加热炉内加热到900～1250℃，在真空度为0.1～50Pa的条件下进行真空热还原；物料中的氧化锌在高温和真空的条件下被铝或碳还原成为金属锌，金属锌以蒸气的形式被蒸馏出来，并被抽到还原罐的冷端重新结晶，二氧化锰在高温下被铝或碳还原成金属锰；

(6)金属锌和铝锰合金的熔炼

还原结束后，将结晶器取出，并取下结晶器上结晶的金属锌，将结晶的金属锌放入到感应炉或电阻炉内进行重熔，重熔后获得纯的金属锌；而还原后剩余的还原渣磨细至100目以下后，与铝粉配料混合均匀，其中铝粉的配入重量与还原渣中锰的重量比值为0.5～4:1，将混合料放入到电阻炉或感应炉内在1000～1300℃的温度下熔化，熔化后将上部渣捞出，底部合金熔体即为铝锰合金。

2.按照权利要求1所述的废锌锰电池的回收利用方法，其特征在于，步骤(6)中，将底部合金熔体铸锭，上部渣主要为氧化铝，用于作为耐火材料的原料。

3.按照权利要求1所述的废锌锰电池的回收利用方法，其特征在于，步骤(6)中，铝粉的加入重量根据所要制取的铝锰合金中的含铝量确定，铝锰合金中的含铝量越多，则铝粉的配入量越高，最终制取含铝量为5～90wt％的铝锰合金。

4.按照权利要求1所述的废锌锰电池的回收利用方法，其特征在于，步骤(1)中，水体积ml与填充物重量g的比例在2:1～10:1。

5.按照权利要求1所述的废锌锰电池的回收利用方法，其特征在于，步骤(2)中，滤液进行蒸发浓缩获得氢氧化钾产品，滤渣主要为锰和锌的化合物。

6.按照权利要求1所述的废锌锰电池的回收利用方法，其特征在于，步骤(4)中，还原剂为铝粉或碳粉，还原剂铝粉和碳粉的粒度为100目以下。

7.按照权利要求1所述的废锌锰电池的回收利用方法，其特征在于，步骤(4)中，还原剂的配入量根据煅后料中的氧化锌和二氧化锰的含量确定，还原剂的配入重量为理论配入重量的0.9～1.1倍。

8.按照权利要求1所述的废锌锰电池的回收利用方法，其特征在于，步骤(4)中，当以铝为还原剂时，配料过程中还原剂铝粉的配入重量为理论配入重量的1.1～4.0倍，此时还原过程中，还原生成的金属锰与多余的铝形成铝锰合金；当铝粉配入重量低于理论配入重量的1.5倍时，生成的铝锰合金为固态，此时获得的含有固态的锰铝合金的还原渣需要从真空还原炉内取出，在感应炉或电阻炉内在1300℃以上的温度下进行熔化制取高锰的铝锰合金，或者再次与铝粉配料进行熔化制取高铝的铝锰合金；而当还原过程中铝粉配入重量高于理论配入重量的2.5倍时，生成的铝锰合金为液态，与还原渣中的氧化铝自然分层分离，此时还原结束后不需要再进行二次熔化。

9.按照权利要求1所述的废锌锰电池的回收利用方法，其特征在于，步骤(5)中，还原罐为竖罐结构，且还原罐内有装料坩埚，坩埚材质为氧化铝或氧化镁或二氧化硅或陶瓷；加热炉为电阻炉或燃气炉。