談廢電池的回收利用?
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摘? 要? 廢棄電池對環(huán)境的污染正漸為國人所重視。人們一直在尋求技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上可取的科學(xué)處理方法。廢電池的回收、處理利用是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，應(yīng)根據(jù)中國的國情建立有效的無害化管理機(jī)制，國家要從政策上給予扶持，建立健全法規(guī)，完善回收、處理運(yùn)行體系，無公害的再利用方法須進(jìn)一步論證、研究和開發(fā)。分析了各種廢棄電池對環(huán)境的污染；報(bào)導(dǎo)了國內(nèi)外回收、處理廢棄電池的情況；結(jié)合國情提出了治理電池污染的對策。
Talk about the recovery and using of waste battery
WANG Jin-liang,MA Kou-xiang
(Light Industry Institute of Electrochemical Power Sources, Suzhou 215006,China)
Abstract:The environmental pollution caused by the obsolete battery had been thought much of. The scientific handling method which feasible in technique and desirable in economics had been seeking always. Recovery , handling and using of the obsolete battery was an systemic engineering.It must establish an effective harmless managing mechanism according to our national situation.The government must support in policy and establish serial law and regulation.Consummate recovery and handling operation system. Harmless reusing method must be proof,research and develop.The environmental pollution caused by all kind of battery was analysed, the situation of recovery and handling the obsolete battery both here and abroad were reported and the countermeasures to father the battery pollution were put forward according to our national situation.
Key Words:Obsolete battery;Pollution;Recovery;Handling and using;countermeasure
1? 廢棄電池回收、處理刻不容緩
"地球只有一個"，保護(hù)環(huán)境，愛護(hù)地球，給子孫后代留下一片藍(lán)天和碧水，是全世界人民所向往并為之奮斗的共同目標(biāo)。
廢棄電池對環(huán)境的污染已是一個不爭的事實(shí)，關(guān)注電池的回收再利用，發(fā)展無污染、無公害的“綠色”化學(xué)電源產(chǎn)品已是時代要求和大勢所趨，也是電池產(chǎn)品可持續(xù)發(fā)展的必由之路[1]。
隨著中國經(jīng)濟(jì)國際化程度的加深，隨著中國加入WTO進(jìn)程的加快，國人的環(huán)境保護(hù)意識越來越強(qiáng)，全社會對電池污染環(huán)境、要求回收、處理廢棄電池的呼聲也越來越高[2～12]，實(shí)現(xiàn)廢棄電池回收、處理再利用已迫在眉睫，刻不容緩。
2 客觀地評價(jià)廢棄電池對環(huán)境的污染
電池產(chǎn)品對環(huán)境的污染主要是酸、堿等電解質(zhì)溶液和重金屬的污染。不同類型的電池，污染物也不同。
目前國內(nèi)使用最多的工業(yè)電池為鉛蓄電池（亦有少量民用，如摩托車電池等），污染物主要為鉛和硫酸，這類電池由于原材料單一，且多為大型電池，處理較方便，占電池總成本50%以上的鉛（鉛化合物）可以重新回爐提煉，外殼多為塑料，也可再生，均具有較高的利用價(jià)值，該系列電池的回收已成為商（廠）家的自覺行動，即使在生活垃圾中偶爾見到，也會被撿垃圾的送往廢品收購部門。廢電池的再生基本不存在技術(shù)問題，對環(huán)境的污染主要是管理問題，雖然從事再利用的廠家較多，但專業(yè)工廠較少，大多是小型和土法冶煉廠和電池生產(chǎn)廠，這些廠一般只再生價(jià)值高的鉛，對廢酸（含鉛的鹽）、鉛泥等利用價(jià)值不高的則棄入環(huán)境（一些專業(yè)從事廢品回收的商業(yè)部門也只回收鉛和塑料），在再生鉛過程中，由于技術(shù)落后，還會產(chǎn)生二次污染，如大量SO2和鉛蒸汽排入大氣中污染空氣，處理后的灰渣富集大量重金屬，作垃圾處理污染土壤。
小型二次電池目前使用較多的有鎘鎳、氫鎳和鋰離子電池，鎘鎳電池中的鎘是環(huán)保部門嚴(yán)格控制的重金屬元素之一，鋰離子電池中的有機(jī)電解質(zhì)，鎘鎳、氫鎳電池中的堿和制造電池的輔助材料銅等重金屬，都構(gòu)成對環(huán)境的污染。這類電池的污染與鉛蓄電池相似。小型二次電池目前國內(nèi)的使用總量只有幾億只，且大多數(shù)體積較小，廢棄電池再利用價(jià)值較低，加上使用分散，廢棄電池絕大部分作生活垃圾處理，其回收存在著成本和管理方面的問題，處理利用也存在一定的技術(shù)問題。
民用干電池是目前使用量最大、也是最分散的電池產(chǎn)品，國內(nèi)年消費(fèi)量近80億只。主要有鋅錳和堿性鋅錳2大系列，還有少量的鋅銀、鋰電池等品種。污染最嚴(yán)重的汞（HgO）電池已于1999年強(qiáng)令淘汰[13]，而被鋅-空氣電池所取代；鋅錳電池、堿性鋅錳電池、鋅銀電池和鋅空氣電池等使用鋅電極的電池一般都使用汞或汞的化合物作緩蝕劑，按照國家九部委“關(guān)于限制電池產(chǎn)品汞含量的規(guī)定”[14]，鋅錳電池目前均已達(dá)到低汞化的要求，但多數(shù)廠家生產(chǎn)的堿性鋅錳等電池，其汞含量與低汞化的要求距離還較大，幾種常用電池的汞含量（計(jì)算值）見附表[15]。
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附表鋅錳和堿錳電池中的Hg含量
電池種類?含汞載體及Hg含量?R20?R14?R6?R03
糊式鋅錳電池?漿糊，HgCl2? 0.05%?4.5×10-5?6×10-5? ?
紙板鋅錳電池?漿層紙，HgCl2? 1.2g/m2?5×10-5?7×10-5?1×10-5?1.3×10-5
堿性鋅錳電池?鋅粉,? Hg? 3%～6%? ? ?0.5%～1%?0.4%～0.9%
注：因各廠單體電池的質(zhì)量、工藝參數(shù)和配方不盡相同，Hg含量亦有所差別。
由于汞和汞的化合物是劇毒物質(zhì)，因此，廢棄電池對環(huán)境的污染引起了公眾、媒體和環(huán)境管理部門的普遍關(guān)注。近期以來，國內(nèi)的呼聲特別強(qiáng)烈，似乎已與治理“白色”污染和汽車尾氣等相提并論，從光明日報(bào)、科技日報(bào)、中國環(huán)境報(bào)等中央報(bào)紙到南方周末、長江日報(bào)、蘇州日報(bào)等地方報(bào)紙，電臺、電視臺、國際互聯(lián)網(wǎng)，幾乎所有的媒體都參與了電池污染和回收的大討論[2～12]。
鋅錳、堿性鋅錳電池是用量最大的民用電池，廢棄電池除了汞的污染外，還存在鋅、錳、銅等其他重金屬的污染。由于使用分散，回收難以管理，廢棄電池再生成本較大，加上目前還缺少科學(xué)、經(jīng)濟(jì)的處理方法，廢棄電池一般均作為生活垃圾處理。由于生活垃圾的處理方法不盡相同，其污染方式也不一樣。垃圾作堆肥時，廢棄電池增加了作堆肥作物產(chǎn)品中的重金屬含量。其污染程度取決于廢電池在生活垃圾中的比例，當(dāng)廢電池很少時，一般不會構(gòu)成污染。生活垃圾填埋時，主要污染水系和填埋場附近的土壤，污染程度取缺于填埋是否符合標(biāo)準(zhǔn)，如符合標(biāo)準(zhǔn)，一般也不構(gòu)成對環(huán)境的污染。生活垃圾進(jìn)行焚燒處理時，廢電池中的汞、鎘、鉛、鋅等重金屬一部分在高溫下排入大氣，一部分成為灰渣，產(chǎn)生二次污染。
普通民用電池對環(huán)境的污染是一個不爭事實(shí)。但電池對環(huán)境的污染程度應(yīng)客觀地分析和評價(jià)，夸大或縮小均不利于污染的治理。常用干電池污染物多呈固態(tài)，污染物由內(nèi)部遷移至環(huán)境是一個非常緩慢的過程。近期被好多媒體傳播的關(guān)于“一粒鈕扣電池可污染60萬升甚至上千萬立方米水 [3]”的說法，與事實(shí)出入較大，鈕扣電池中含汞鋅粉的用量平均不足200mg，目前的汞含量為6%～10%，每粒電池的汞按20mg計(jì)，即使其中的金屬汞全部溶解于水，60萬升水中的汞增加量為3×10-11，如果是上千萬立方米，那就更低了，顯然計(jì)算有誤，更何況汞難溶于水，汞的化合物大多為難溶物質(zhì)，另外還有個遷移速度問題，因此其污染的范圍和程度是有限的。15年前，日本電池工業(yè)會曾委托福岡大學(xué)做電池（含汞和鎘）掩埋試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果目前仍未發(fā)現(xiàn)汞、鎘等重金屬的擴(kuò)散和污染[16]。
當(dāng)然，強(qiáng)調(diào)客觀地評價(jià)廢棄電池對環(huán)境的污染，其意不是否定回收利用的必要性，而是為了更好地尋找科學(xué)、經(jīng)濟(jì)、可行的處理利用捷徑。
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鋰離子電池[22]：
電池組—解體—塑料和金屬殼回收，
單體電池焙燒—粉碎—分選—篩上物磁選出鐵，
篩下物—酸溶解—過濾—加入溴酸反應(yīng)—過濾—溴酸鈷—干燥—熱處理—鈷化合物
鋅錳和堿性鋅錳干電池：
電池—解體、分選—鐵殼直接送鐵冶煉廠冶煉，殘余物—焙燒，氣體冷凝制成粗汞—精制—汞，焙燒渣—粉碎—磁選—鐵渣進(jìn)鐵冶煉廠冶煉，鋅渣—加工—鋅（電池原料）和錳氧化物（偏磁體材料）
鎘鎳電池：
電池—解體—粉碎—分選—焙燒—鐵鎳合金作不銹鋼原料，鎘再用于鎘鎳電池
金屬氫化物鎳電池：
電池—解體—粉碎—分選—焙燒—鐵鎳合金作不銹鋼原料
鉛蓄電池：
電池—解體—分選—塑料再生，含鉛電解液經(jīng)處理用于電解鉛，
鉛電極溶解—（粗鉛）—電解—精制—精鉛
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5 治理廢棄電池污染之我見
5.1? 鉛蓄電池實(shí)行以舊換新
鉛蓄電池的回收可以借鑒美國的經(jīng)驗(yàn)，實(shí)行銷售許可證制度。具體做法是由政府的某個執(zhí)法部門（如環(huán)保局）或由批準(zhǔn)成立專門的公司對銷售鉛蓄電池的商業(yè)部門（包括工廠）發(fā)放銷售許可證，同時簽訂以舊換新的合同，所有鉛蓄電池實(shí)行以舊換新。新購電池時必須交納較大數(shù)額的押金，換購電池時返還押金。
廢棄鉛蓄電池的處理由指定的工廠進(jìn)行，在全國分區(qū)域指定幾家具有一定規(guī)模、技術(shù)先進(jìn)的鉛冶煉廠，完善處理設(shè)施進(jìn)行集中處理。
5.2? 小型二次電池強(qiáng)制回收鎘鎳電池，引導(dǎo)消費(fèi)“環(huán)保型”電池
小型二次電池的回收可學(xué)習(xí)丹麥的經(jīng)驗(yàn)，對鎘鎳電池征收回收費(fèi)，回收費(fèi)的一部分用于支付給電池回收者，一部分用于補(bǔ)貼廢電池處理廠。回收費(fèi)的征收使鎘鎳電池售價(jià)相對較高，以此來改變消費(fèi)者的消費(fèi)行為，使小型二次電池的消費(fèi)重點(diǎn)轉(zhuǎn)向氫鎳、鋰離子電池等污染相對較小的“環(huán)保型”電池。小型二次電池的再生利用應(yīng)先選擇有條件的單位進(jìn)行資源化示范工程的研究，開發(fā)經(jīng)濟(jì)、科學(xué)、可行的環(huán)境無害化處理技術(shù)，成功后再向全國推廣，一哄而上，浪費(fèi)財(cái)力，弄不好還會造成更大的污染。在沒有成熟的處理技術(shù)前，建議采用“深埋”的辦法。
5.3? 普通民用干電池重點(diǎn)落實(shí)無汞化
鋅錳和堿性鋅錳等民用干電池目前的再生技術(shù)尚不成熟，廢棄電池的回收處理完全依靠企業(yè)行為實(shí)現(xiàn)自負(fù)盈虧難度較大。借鑒發(fā)達(dá)國家做法，一方面應(yīng)重點(diǎn)抓好污染源的控制，普通電池的污染主要是汞污染，應(yīng)從電池設(shè)計(jì)和生產(chǎn)著手，重點(diǎn)抓好電池?zé)o汞化的實(shí)施，國家經(jīng)貿(mào)委等九部委關(guān)于“限制電池產(chǎn)品汞含量的規(guī)定”從2001年將開始實(shí)施，2001年實(shí)現(xiàn)電池生產(chǎn)低汞化（汞含量低于電池總質(zhì)量的0.025%），2005年實(shí)現(xiàn)堿性鋅錳電池生產(chǎn)無汞化（汞含量低于電池總質(zhì)量的0.0001%）。能否有效減輕廢棄電池對環(huán)境的污染，關(guān)鍵是抓執(zhí)法的力度。另一方面，要抓緊開發(fā)環(huán)境無害化處理技術(shù)，廢電池收集后的出路在于環(huán)境無害化的處理，處理技術(shù)的先進(jìn)性、經(jīng)濟(jì)性直接影響治理污染的最終效果。現(xiàn)階段，廢棄民用電池的回收應(yīng)抓緊制定有關(guān)法規(guī)和可操作的實(shí)施細(xì)則，同時加強(qiáng)電池回收的宣傳力度，使公民養(yǎng)成自覺回收電池的習(xí)慣?；厥盏碾姵兀ㄗh采用集中“深埋”的辦法。
5.4 電池產(chǎn)品應(yīng)標(biāo)注回收標(biāo)識
為提高全民的環(huán)保意識，使消費(fèi)者自覺養(yǎng)成分檢垃圾、回收電池的習(xí)慣，建議廠家在包裝物或單體電池上用文字標(biāo)注環(huán)保宣傳內(nèi)容，如不能作生活垃圾處理、注意回收等。適當(dāng)?shù)臅r候，環(huán)保部門應(yīng)提出規(guī)定的廢棄電池回收標(biāo)識。
5.5? 建立有效的廢棄電池管理體系
減輕和治理廢棄電池的污染關(guān)鍵是要盡快建立廢電池回收再生體系。說來說去，搬來搬去都無濟(jì)于事，關(guān)鍵在于實(shí)際、有效的措施。首先，國家必須明確管理廢電池回收利用的第一職能部門，否則，“一個和尚挑水吃，兩個尚抬水吃，三個和尚沒水吃”。其次，應(yīng)組織有關(guān)部門，根據(jù)不同的電池研究制定回收、再生、運(yùn)行實(shí)施細(xì)則，還要研究一套完善的監(jiān)督機(jī)制，要求強(qiáng)制執(zhí)行的應(yīng)報(bào)國家有關(guān)部門制定法規(guī)，這在國外也不無先例。廢電池的無害化處理再生技術(shù)要盡快落實(shí)有關(guān)部門研究開發(fā)。
5.6? 回收處理廢棄電池，國家應(yīng)從政策上給予扶持
廢電池的回收再利用是一項(xiàng)較復(fù)雜的系統(tǒng)工作，其管理過程應(yīng)根據(jù)國情綜合考慮環(huán)境、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)水平和行業(yè)發(fā)展等多方面的因素。不能走向極端，治理污染要循序漸進(jìn)，也不能一蹴面就。
可以肯定，廢棄電池，特別是小型二次電池和民用干電池，回收處理按照一般項(xiàng)目的政策操作，盈利的難度較大。廢電池處理要在產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)的軌道上運(yùn)行，必須獲得政府的支持，否則，回收再利用永遠(yuǎn)是“紙上談兵”。為了環(huán)境保護(hù)的百年大計(jì)，建議政府在政策、稅收和投資方面給予扶持，特別是項(xiàng)目投資，政府應(yīng)給予一定補(bǔ)貼或作為公益事業(yè)來辦。廢棄電池處理再利用投資較大，全國鋪開浪費(fèi)過大，也無必要，可在處理技術(shù)成熟的基礎(chǔ)上按區(qū)域建成幾個處理站集中處理。
廢電池的無害化處理和綜合利用對保護(hù)環(huán)境、節(jié)約資源意義重大，出臺支持廢電池回收再生的政策已迫在眉睫。
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