[发明专利]一种废锌锰电池的回收利用方法

说明书

本发明属于冶金技术领域，特别涉及一种废锌锰电池的回收利用方法。该方法包括电池的拆解、溶出氢氧化钾、煅烧、混料制团、真空还原、金属锌和铝锰合金的熔炼等，通过人工分拣，提取不锈钢和铜，通过水溶液溶出氢氧化钾，通过真空铝热还原从电解质中提取锌和锰，最终获得不锈钢、铜、氢氧化钾、金属锌、铝锰合金和富氧化铝渣等产品，实现了废锌锰电池中有价物质的全部回收利用，且处理过程中没有废气、废水、废渣等二次污染。

技术领域

本发明属于冶金技术领域，特别涉及一种废锌锰电池的回收利用方法。

背景技术

随着人类社会能源需求的不断增长，电池作为一种便携式能量储蓄器，在社会和人们的日常生活中所占的比例越来越大，与此同时产生的废旧电池量也是日渐增多，这些废弃的电池如不适当处理，会给人们的生活环境带来严重危害。

锌锰电池(目前主要是碱性锌锰电池)是最常用的一次电池，使用方便，应用广泛，是产销量都很大的一类电池，每年产量达到近十亿支，其占电池总量的90％以上。碱性锌锰电池是以二氧化锰为正极，锌为负极，氢氧化钾为电解液，碱性锌锰电池由于不含汞，没有被国家归为危险废弃物，不进行回收。但碱性锌锰电池中含有强碱性物质氢氧化钾，除此之外还含有锰与锌的化合物，随意丢弃或填埋对周围环境特别是地下水也会产生很严重的污染。除此之外，锌锰电池中含有大量的有价钾、锰、锌、铜等元素，而我国是锌矿和铜矿资源缺乏的国家，随意丢弃造成了资源的浪费。

根据相关文献报道，我国每年报废锌锰电池超过70万吨，若能全部回收利用，可再生锰超过50万吨、锌10万吨、铜50万吨，是相当可观的资源。因此，对废旧锌锰电池进行回收利用，既减少了环境污染，又可以使锌、锰等金属资源再生利用。但截至目前为止，尚未有一种可行的废锌锰电池的回收方法。

发明内容

针对废锌锰电池难以有效回收利用的问题，本发明提供一种废锌锰电池的回收利用方法，该方法通过人工分拣，水溶液溶出氢氧化钾，真空铝热还原实现废锌锰电池中不锈钢、铜、氢氧化钾、锌和锰的分离，达到低成本综合回收利用资源的效果。

本发明的技术方案是：

一种废锌锰电池的回收利用方法，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，结晶的锌经重熔后获得纯金属锌，二氧化锰在高温下被铝或碳还原成金属锰。

所述的废锌锰电池的回收利用方法，还包括步骤(6)金属锌和铝锰合金的熔炼：