【摘要】：随着电子工业的快速发展,废弃电池已成为重要的污染源。 在废弃的二次充电电池中，镍基电池约占60%至80%。 这些电池含有大量的镍、钴、铁、不锈钢等有用成分，并且一些金属成分仍然是自然界中的稀有资源。 废旧镍基电池的回收利用研究非常有价值。 本文介绍了废旧镍基电池中有价金属回收利用的研究进展，重点介绍了利用火法冶金技术、湿法冶金技术和废旧镍氢电池回收有价金属的研究进展。等新技术，最后对现有废旧电池回收系统提出建议。
关键词：镍镉电池； 镍氢电池； 贵重金属； 回收
CLC分类号：TF11 文档代码：A
随着电子工业的快速发展，废弃电池已成为重要的污染源。 现实生活中，一次废电池的回收率不超过2%，手机、电脑的废电池没人关心。 手机、电脑等数码产品的电池都是常用的二次电池。 产品从20世纪80年代的镍镉电池、1990年代初的镍氢电池发展到现在的锂离子电池[1-3]，产品不断更新，制造技术不断引进，但使用寿命电池的使用寿命一般为2至3年。 在废弃的二次充电电池中，镍基电池约占60%至80%，这些电池包含一些昂贵或有毒的成分，必须回收利用，以减轻对环境可能造成的危害。 废旧电池污染环境，却蕴藏着宝藏。 回收废旧电池不仅可以减少环境污染，还能再次创造价值。 例如，镍氢电池含有氢氧化镍和稀土储氢合金，镍镉电池含有氢氧化镍和有毒的氢氧化镉[4]。 回收它们具有经济效益和社会效益。
废旧镍基电池是一种“放错了的资源”，其中含有大量的镍、钴、铁、不锈钢等有用成分，而且有些金属成分至今仍是自然界的稀缺资源。 如果随意丢弃，将会造成资源的巨大浪费[5-7]。
1废旧镍镉电池回收技术
镍镉电池由两个极组成。 正极活性物质为氢氧化镍，并添加石墨或镍粉以增加其导电性。 负极采用的活性物质为海绵金属镉，电解液为氢氧化钾或氢氧化钠的水溶液。 采用聚苯胺无纺布等作为隔离层，外壳为塑料或镀镍钢。 镍镉电池含有大量有价金属元素（每公斤废电池含Ni 116~556g；Cd 11~173g；K 14~35g等）。 如果能够回收利用，不仅可以节省有限的资源，还可以避免对环境的污染。 我国是镉贫乏国家，因此开发镍镉电池的回收技术显得尤为重要。
废旧镍镉电池的主要回收方法包括火法冶金[8-9]、湿法冶金[10-14]和其他新技术。
1.1 火法回收技术
火法冶金是对废镍镉电池中的金属及其化合物进行氧化、还原、分解、挥发和冷凝的过程。 具体工艺流程如图1所示。火法冶金包括常压冶金和真空冶金蒸馏。
1.1.1 常压冶金
镉的沸点远低于铁、钴、镍的沸点，因此可将预处理后的废镍镉电池在还原剂（氢气、焦炭等）存在下加热至900~1000℃，制得镍镉电池。金属镉以蒸气形式存在，然后将镉蒸气冷凝（在喷雾浴、蒸馏器等中）以回收镉，并且以铁镍合金的形式回收铁和镍。
日本关西肖卡塔化学公司将废镍镉电池在900～1200℃下氧化焙烧，分离成镍渣和氧化镉精矿，从而实现镉、镍、铁的资源回收[15]。
图1 废镍镉电池火处理工艺流程
1.1.2 真空冶金蒸馏法
真空冶金蒸馏法是利用物质的汽化温度随压力升高而降低的原理来实现的。 金属镉的沸点在常压下为765℃。 0℃时的沸点为250℃。 镍的沸点高达2920℃。 即使降低气压，汽化温度仍远高于镉的汽化温度，因此可以分离Cd和Ni。 该方法的优点是回收率高、纯度高、对环境影响小。 缺点是设备投资较高。 国内尚无厂家采用此方法回收镉和镍。
火法冶金工艺相对简单，难以获得高价值的回收产品，其他有价金属如镍、钴等没有有效回收，且消耗大量能源。 因此，从经济角度和资源回收角度来看，还存在不完善之处。
1.2 湿法冶金回收技术
湿法冶金的原理是利用废镍镉电池中的金属及其化合物可以溶解在酸性、碱性溶液或某些溶剂中形成溶液，然后通过选择性浸出、化学处理等多种工艺进行处理。沉淀、电解、溶剂萃取、置换等手段可以回收有价金属。