目前我國有電池生產(chǎn)企業(yè)1400余家,年產(chǎn)干電池約150億只.居世界首位。國內(nèi)年消耗電池約80億只,城市人均年消費(fèi)11只。由于沒有專業(yè)回收處理廠,干電池用完后,一般都混入生活垃圾扔掉,不僅浪費(fèi)了寶貴的資源,而且對環(huán)境造成嚴(yán)重的污染,危害人們的身體健康。干電池污染主要是汞、鉛、鎘及其化合物形成的重金屬污染,還有其他輔助產(chǎn)物形成的污染。因此,做好廢舊電池的無害化處理乃至回收利用,對防止重金屬污染及節(jié)省有限的資源都是非常必要的。
電池按形狀可分為圓柱形、紐扣型、異型(手機(jī)電池、電腦電池);按能量轉(zhuǎn)換方式可分為化學(xué)轉(zhuǎn)換方式和其它轉(zhuǎn)換方式。
一次性電池及可充電電池為化學(xué)轉(zhuǎn)換方式。前者包括鋅碳電池、堿錳電池、氧化銀電池及氧化汞電池;后者包括鉛酸蓄電池、鎳鎘電池、鎳氫電池及鋰離子電池。
其它轉(zhuǎn)換方式電池包括燃料電池、太陽能電池及原子能電池。
按電池的污染狀況可分為:(1)“綠色電池”,即無汞、無鎘、無鉛電池,如無汞堿錳電池、鋰電池(可充電)、鎳氫電池(可充電)、燃料電池等;(2)低汞電池,即汞含量質(zhì)量百分比小于0.025%的低汞堿錳電池、鋅碳電池等;(3)高汞電池,即汞含量質(zhì)量百分比大于0.025%的堿錳電池、氧化銀電池、氧化汞電池、鋅空氣電池等;(4)含鎘電池,即鎳鎘電池(可充電);(5)含鉛電池,即鉛酸蓄電池(可充電)。
廢電池中的有害物質(zhì)主要是通過土壤和水體,經(jīng)食物鏈進(jìn)入人體造成危害。由國家環(huán)保局等單位制定的危險(xiǎn)品目錄中,HW23為含鋅、HW26為含鎘、HW29為含汞。美國EPA確定E-浸出毒性,C-腐蝕性,I-易燃性,R-反應(yīng)性。部分電池特性如表1。
表1部分電池的分類及特性
廢電池污染問題引起了人們的高度重視,國家計(jì)委、全國輕工總會等九部委1997年規(guī)定,從2002年起,堿錳電池做到低汞含量,Hg≤0.025%;2004年達(dá)到無汞,Hg≤0.0001%,并規(guī)定禁產(chǎn)1a后禁銷?,F(xiàn)在無汞鋅粉已得到應(yīng)用,無汞堿錳電池、鎳氫電池等綠色電池相繼出現(xiàn)。總體看來,鋅碳電池產(chǎn)量增長,組成穩(wěn)定;堿錳電池產(chǎn)量增長,但含汞量下降;鎳鎘等電池產(chǎn)量與成分都比較穩(wěn)定。鋰電池和鎳氫電池產(chǎn)量增長,性能穩(wěn)定。因此,廢電池產(chǎn)量基本穩(wěn)定,有害物質(zhì)含量下降是大的趨勢。
1廢舊電池處理技術(shù)
目前對廢舊電池的處理主要分為無害化填埋和綜合利用兩大類。
1.1無害化填埋
對含汞電池、鎳鎘電池等污染危害性大的廢舊電池應(yīng)用方型專用金屬容器盛裝,用有機(jī)或無機(jī)外殼密閉,置于有雙層HPDE防滲隔層的安全填埋場進(jìn)行填埋。國外安全填埋費(fèi)用一般為1000-1500美元/t。
1.2綜合利用
1.2.1濕法冶金處理
利用廢舊電池中鋅、二氧化錳可溶于酸的原理,使鋅碳電池中的鋅、二氧化錳與酸作用,生成可溶性鹽進(jìn)入溶液。凈化溶液后電解生產(chǎn)鋅和二氧化錳,或生產(chǎn)立德粉、氧化鋅化肥等化工產(chǎn)品。主要有焙燒浸出法和直接浸出法兩種。其工藝都須先對廢舊電池進(jìn)行破碎、分解,然后浸出或直接浸出。由于濕法處理方法流程較長,能源和原材料消耗較多,在生產(chǎn)過程中的污染也較大,加上鐵、鋅、錳價(jià)格回落,此法已較少使用。
1.2.2火法冶金處理
在高溫下使廢舊電池中的金屬及化合物氧化、還原、分解、揮發(fā)及冷凝。分為常壓冶金和真空冶金兩類。常壓冶金法所有作業(yè)均在大氣中進(jìn)行;真空冶金法在密閉的負(fù)壓環(huán)境下進(jìn)行。由于真空冶金法無需對電池解體,能耗小,對汞等重金屬回收效果好,流程短,對環(huán)境污染少,經(jīng)濟(jì)性好,有較大的優(yōu)越性,是處理廢舊電池比較好的方法。
(1)常壓冶金法
一是在較低溫度下加熱廢舊電池先使汞蒸發(fā),然后在較高溫度下回收鋅和其他重金屬;二是將廢舊電池在高溫下焙燒,使其中易揮發(fā)的金屬及其氧化物揮發(fā),殘留物做為冶金中間產(chǎn)物另行處理。常壓冶金法的流程長、污染多、能源和原材料消耗高,成本較高。
(2)真空冶金法
由于組成廢舊電池的各組分有不同的沸點(diǎn),所以在真空條件下蒸發(fā)與冷凝,使其在不同溫度下相互分離,可以實(shí)現(xiàn)回收利用。
同濟(jì)大學(xué)環(huán)境保護(hù)工程學(xué)院實(shí)驗(yàn)研究所曾經(jīng)對廢舊電池進(jìn)行了真空冶金處理研究。其方法是將廢舊電池不經(jīng)解體直接入爐加熱,有機(jī)物質(zhì)首先蒸發(fā),400℃時(shí)汞和鋅蒸發(fā),700℃時(shí)鎘蒸發(fā),殘?jiān)铀巹┤芙夂铣设F氧體。重金屬回收率為:汞97%、鋅65%、鎘95%,若再提高重金屬回收率則能耗過大。經(jīng)測算成本約為7000元/t,與安全填埋相近。但廢氣排放尚不能完全達(dá)標(biāo)。
2太原市廢舊電池現(xiàn)狀
太原市區(qū)人口239萬人,如按照人均年消費(fèi)11只計(jì)算則為2629萬只,按每只25g計(jì)算,則約為657t。其中鋅碳電池占85%左右(質(zhì)量百分比),堿錳電池占10%,鎳鎘等其它電池5%左右。太原市的電池銷售渠道為:經(jīng)正規(guī)零售渠道、商場、連鎖店銷售20%,小店、專業(yè)店的銷售量占80%。廢舊電池的去向?yàn)榛烊肷罾蚪?jīng)電池回收箱進(jìn)行回收。2002年4月,太原市成立了廢舊電池回收站,專門負(fù)責(zé)廢舊電池的回收與貯存工作。截至2002年底,共回收廢舊電池31.5t,其中約60%為從學(xué)校收回。在機(jī)關(guān)、院校、商店、辦事處設(shè)置專門回收站點(diǎn)回收。設(shè)立了回收熱線電話,對達(dá)到30kg以上的廢舊電池進(jìn)行上門回收?;厥盏膹U舊電池用塑料箱加墊絕緣紙分裝,存放于專門庫房。3太原市廢舊電池治理對策的建議
太原市應(yīng)遵循“減量化,資源化,無害化”的原則,實(shí)行“最優(yōu)消費(fèi),最少廢棄”,加強(qiáng)對廢舊電池的回收利用。
3.1法規(guī)政策的引導(dǎo)和支持
根據(jù)巴塞爾公約中關(guān)于危險(xiǎn)廢物的控制規(guī)定,鉛酸蓄電池、含汞電池、鎳鎘電池等都屬于危險(xiǎn)廢物,應(yīng)依照危險(xiǎn)廢物的有關(guān)管理規(guī)定管理。國家目前對廢舊電池的回收處理尚未制定具體的法規(guī)和政策,因此,通過立法確定廢舊電池的管理辦法,制定政策引導(dǎo)和支持廢舊電池的回收工作十分必要。據(jù)了解,北京、上海正在制定關(guān)于加強(qiáng)廢舊電池管理的法規(guī)。太原市也應(yīng)出臺相應(yīng)政策。
要鼓勵(lì)“環(huán)保電池”的開發(fā)與應(yīng)用,盡早實(shí)現(xiàn)電池生產(chǎn)無汞化。電池生產(chǎn)企業(yè)要嚴(yán)格執(zhí)行國家計(jì)委、輕工總會等九部委關(guān)于電池生產(chǎn)無汞化的規(guī)定,即從2002年起,汞含量不大于0.025%;2004年起汞含量不大于0.0001%。按照禁產(chǎn)后1a禁銷的規(guī)定,在消費(fèi)領(lǐng)域禁止高汞電池的流通。按“污染者負(fù)責(zé)”的原則,對含汞電池生產(chǎn)廠商預(yù)征處理費(fèi),從而提高其產(chǎn)品售價(jià),遏制其產(chǎn)品的銷量。
參照國外的做法,對含汞電池、鎳鎘電池應(yīng)加回收標(biāo)識,由廠商按其銷售網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行回收。經(jīng)銷商銷售此類電池時(shí),可先扣押金,退還廢舊電池時(shí)再返還押金。這樣做,既可減少資源浪費(fèi),又可減輕政府負(fù)擔(dān)。同時(shí)廣泛宣傳,引導(dǎo)群眾盡可能使用“環(huán)保電池”,實(shí)現(xiàn)“綠色消費(fèi)”。
3.2分類收集、分別處理
對不同成分、不同性質(zhì)的廢舊電池予以合理的處置。常用電池的處理辦法如表2。
表2常用電池處理辦法