废旧镍镉电池的处理技术

废旧镍镉电池的处理技术

4）选择性浸出和化学沉淀

早在1971年DA等[21]就采用选择性浸出镉，然后通入CO2气体，使镉沉淀为CdCO3，镉的浸出率可达94%，但CO2气体消耗较大。1973年等[22]对其进行了改进：在加热条件下用H2SO4从废旧镍镉电池中浸出镍和镉后，在溶液pH为4.5～5时加入沉淀剂，选择性沉淀CdCO3，然后在滤液中加入NaOH，沉淀出Ni(OH)2。但为了防止镍的共沉淀，需加入(NH4)2SO4。

徐成昆等[20]研究了除电解法以外，还用化学沉淀法回收镉。实验表明，浸出液中Ni2+浓度较低，用碳酸盐作沉淀剂时，不必加入(NH4)2SO4，即可防止Ni(OH)2的生成，镉的沉淀率为99.3%，镍的沉淀率为2.1%。余秀兰[22]根据镍、镉、铁溶度积的差异，控制合适的pH值，用沉淀转化法将镍和镉分离，但镉的回收率和纯度都不是很理想，回收率只有68%左右，纯度为87.8%，若要提高回收率，需重复操作。张志梅等 [24] 将废旧电池粉碎、煅烧后与醋酸反应，使铁、镍、镉转化为醋酸盐，除铁后加入NaOH溶液中，制备成Ni(OH)2和Cd(OH)2的混合物，经X射线衍射实验证实。将上述混合物加入密封镍镉电池正负极中，测试正负极中活性物质利用率、放电电位、电流及-18℃放电容量。结果表明，含有上述混合物的电极与对照电极性能相同。这种回收废旧镍镉电池方法的特点是不需要分离Cd2+和Ni2+就可以重复使用，从而缩短了电池回收的流程。

2.2 火法冶金

火法冶金是将废旧镍镉电池中的金属及其化合物氧化、还原、分解、挥发和凝聚的过程。火法冶金包括常压冶金和真空冶金两种方法。

从废旧镍镉电池中回收的金属熔点、沸点见表2。从表2可以看出，镉的沸点比铁、钴和镍低得多。因此，可将预处理后的废旧镍镉电池在还原剂(氢气、焦炭等)存在下加热到900～1000℃，使金属镉以蒸气形式存在。然后将镉蒸气冷凝(喷淋水浴、蒸馏器等)回收镉，铁和镍则以铁镍合金的形式回收。日本关西触媒化学公司[9]将废旧镍镉电池在900～1200℃下氧化焙烧，分离成镍渣和氧化镉精矿，实现镉、镍、铁的资源化回收。

表2 废旧镍镉电池中回收金属的熔点

真空蒸馏法避免了湿法和常规火法冶金的弊端，流程短，对环境污染小。朱建新等[25]根据不同温度下镍镉和铁的蒸气压差异（见表3），在实验室条件下，探究了镍镉电池真空蒸馏的基本规律，分析了温度、压力、时间等工艺因素对镍镉分离的影响，研究了镍镉电池真空蒸馏机理，为废旧镍镉电池的资源化回收提供了理论基础和实验数据。实验证明，在一定的温度和压力下，真空蒸馏可以达到回收镉的目的，镉的纯度可达99.85%。

表3 不同温度下镉、镍和铁的蒸气压[25] P/Pa

3 结论

湿法处理流程长，污水排放可能对环境造成二次污染，因此如何处理污水是该技术的关键。火法冶金虽然不用担心废水，但要注意废气、废渣的处理。真空冶金对环境的影响最小，但设备投资较大，但从长远来看应该是更好的选择。

国外对废旧镍镉电池的处理技术已经比较成熟，国内对废旧镍镉电池的处理回收技术的研究也比较活跃，特别是高校的研究。但这些研究成果大多停留在实验室阶段，用于工业化的很少，因此该类技术应向实用化方向发展。最好将几类废弃物的回收结合起来，这样在回收其他废弃物时产生的副产品就可以得到利用，达到节约能源、减少环境污染、降低成本的目的。

应加强废旧镍镉电池回收利用技术的研究，并给予国家经济支持。应加强宣传教育，推广废旧镍镉电池回收利用和镍镉电池清洁生产及生产技术，尽量减少或避免对环境造成二次污染。国家应加强各类电池回收利用的立法，大力扶持新型环保电池的生产和开发。

参考文献：略