法律状态公告日
法律状态信息
法律状态
2015-04-01
未缴年费专利权终止 IPC(主分类):H01M6/52 授权公告日:20130102 终止日期:20140214 申请日:20110214
专利权的终止
2013-01-02
授权
授权
2011-08-24
实质审查的生效 IPC(主分类):H01M6/52 申请日:20110214
实质审查的生效
2011-07-06
公开
公开
技术领域
本发明属于废旧电池回收技术领域，特别涉及一种从废旧中性锌锰电池中回收汞的方法。
背景技术
我国是锌锰电池的生产和消费大国。目前，虽然碱性锌锰电池已经实现无汞化，但大量使用的中性锌锰电池仍然存在汞。汞和汞的化合物都是有毒的。汞具有明显的神经毒性，对人类和动物的内分泌系统、免疫系统等会造成严重的危害。而且，汞的生物毒性具有不可降解性和累积性，一旦进入土壤或水体中就很难从根本上消除。废旧锌锰电池中的汞如果不经回收，都必然经历从电池中释放进入环境，再从接纳地经迁移、吸收转化到达被污染介质、动植物体 或人体的过程。最终，少量的汞就通过生物循环在生物体内积蓄难以排除，从而影响人们的身体健康。另外，汞也是一种不可再生的自然资源，有着广泛的用途。因此，把废旧中性锌锰电池中的汞提取出来并加以利用，不仅可以减小其对环境和人类的危害，也能取得一定的经济效益，对社会的可持续发展具有重大的意义。
对废旧锌锰电池中汞的回收利用已有广泛的研究。专利申请号为01113130.6的“从废电池中去除和回收汞的方法”、专利申请号为200710010767.2的“废锌锰干电池干馏分离装置及分离方法”、专利申请号为200410041889.4的“废干电池制取锰锌铁氧体的方法”、专利号为ZL200510033231.3的“回收处理混合废旧电池的方法及其专用焙烧炉”、专利号为ZL01248064.9的“废电池处理装置”以及专利号为ZL00127829.0的“含汞废电池的综合回收利用方法”等技术都是利用汞及其化合物易升华的特点将其回收，但这些方法存在投资和能耗高、综合效益低、容易造成二次污染的缺点。专利申请号为200310104920.x的“废旧电池的无害化回收处理工艺”、专利申请号为200810035697.0的“对废旧锌锰碱性干电池进行回收利用的溶浸方法”、专利号为ZL01133636.6的“废旧电池综合利用处理工艺”、专利号为ZL01108745.5的“浸出法回收干电池”以及专利号为ZL01101504.7的“废干电池的回收利用方法”等技术是把汞离子沉淀成难容的化合物而分离，这些方法过程复杂、流程长、污染源多，不易控制，另外，需要消耗较多的其他化学物质，增加了回收成本。
发明内容
为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种工艺简单、成本低、环保高效的从废旧中性锌锰电池中回收汞的方法。
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种从废旧中性锌锰电池中回收汞的方法，包括以下操作步骤：
将废旧中性锌锰电池的负极锌皮取出，然后把废旧中性锌锰电池的正极物质及电解质放入水中，搅拌使其分散，采用酸调节pH值至1～6，充分浸泡并搅拌，使废旧中性锌锰电池中的电解质及汞化合物溶于水中，过滤不溶物并回收；滤液重复用于浸泡正极物质及电解质，当滤液中锌离子的浓度达到重量百分含量0.1～10％时，把负极锌皮放入滤液中，搅拌让其充分接触滤液，使汞离子置换锌并生成锌汞齐；当汞离子反应完全时，从滤液中取出汞齐化的锌皮并将其作为阳极，滤液作为电解液，进行电解；电解过程中，阳极上的锌溶解，金属汞剥落在阳极下面，收集落下的金属汞，完成了汞的回收。
所述将废旧中性锌锰电池的正极物质及电解质放入水中是将正极物质及电解质、水按下述重量百分比配制而成：
正极物质及电解质 1～50％
水 50～99％。
所述电解质为氯化锌和氯化铵。
所述酸为稀硫酸、盐酸、氟硼酸、硼酸、甲酸或乙酸。
所述汞离子置换锌并生成锌汞齐的时间为1～10小时。
所述电解液含有以下按重量百分比计的组分：
锌离子 0.1～10％
氯化铵 1～30％
水 69.9～89％；
所述电解的条件为：电解液的pH值为1～6；温度为20～50℃，阳极电流密度为10～200A/m2，所述电解采用的阴极为石墨、金属钛、铝或锌。
本发明与现有技术相比具有如下优点和效果：本发明根据废旧中性锌锰电池中汞主要分布在锌皮和电解质中的特点对汞进行回收，操作工艺简单，容易实施；汞的回收率高且稳定，回收过程中添加的化学物质少，几乎不产生二次污染，回收成本低，因而具有较好的可行性及环保价值。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1：
将废旧中性锌锰电池的负极锌皮取出，然后把废旧中性锌锰电池的正极物质及电解质(电解质中含有氯化锌和氯化铵)共1重量份放入99重量份水中，搅拌使其分散，采用稀硫酸调节pH值至6，充分浸泡并搅拌，使废旧中性锌锰电池中的电解质及汞化合物溶于水中，过滤不溶物并回收；滤液重复用于浸泡正极物质及电解质，当滤液中锌离子的浓度达到重量百分含量0.1％时，把负极锌皮放入滤液中，搅拌让其充分接触滤液，使汞离子置换锌并生成锌汞齐；1小时后汞离子反应完全时，从滤液中取出汞齐化的锌皮并将其作为阳极，滤液作为电解液(电解液中含有以下按重量百分比计的组分：锌离子0.1％，氯化铵30％，水69.9％)，以金属钛为阴极，进行电解，电解温度为50℃，电解液pH值为6，阳极电流密度为10A/m2；电解过程中，阳极上的锌溶解，金属汞剥落在阳极下面，收集落下的金属汞，完成了汞的回收。检查阴极金属钛上沉积的金属锌，没有发现汞。
实施例2：
将废旧中性锌锰电池的负极锌皮取出，然后把废旧中性锌锰电池的正极物质及电解质(电解质中含有氯化锌和氯化铵)共25重量份放入75重量份水中，搅拌使其分散，采用盐酸调节pH值至4，充分浸泡并搅拌，使废旧中性锌锰电池中的电解质及汞化合物溶于水中，过滤不溶物并回收；滤液重复用于浸泡正极物质及电解质，当滤液中锌离子的浓度达到重量百分含量5％时，把负极锌皮放入滤液中，搅拌让其充分接触滤液，使汞离子置换锌并生成锌汞齐；5小时后汞离子反应完全时，从滤液中取出汞齐化的锌皮并将其作为阳极，滤液作为电解液(电解液中含有以下按重量百分比计的组分：锌离子5％，氯化铵15％，水80％)，以纯铝片为阴极，进行电解，电解温度为35℃，电解液pH值为4，阳极电流密度为100A/m2；电解过程中，阳极上的锌溶解，金属汞剥落在阳极下面，收集落下的金属汞，完成了汞的回收。检查阴极纯铝片上沉积的金属锌，没有发现汞。
实施例3：
将废旧中性锌锰电池的负极锌皮取出，然后把废旧中性锌锰电池的正极物质及电解质(电解质中含有氯化锌和氯化铵)共50重量份放入50重量份水中，搅拌使其分散，采用氟硼酸调节pH值至1，充分浸泡并搅拌，使废旧中性锌锰电池中的电解质及汞化合物溶于水中，过滤不溶物并回收；滤液重复用于浸泡正极物质及电解质，当滤液中锌离子的浓度达到重量百分含量10％时，把负极锌皮放入滤液中，搅拌让其充分接触滤液，使汞离子置换锌并生成锌汞齐；10小时后汞离子反应完全时，从滤液中取出汞齐化的锌皮并将其作为阳极，滤液作为电解液(电解液中含有以下按重量百分比计的组分：锌离子10％，氯化铵1％，水89％)，以石墨为阴极，进行电解，电解温度为20℃，电解液pH值为1，阳极电流密度为200A/m2；电解过程中，阳极上的锌溶解，金属汞剥落在阳极下面，收集落下的金属汞，完成了汞的回收。检查阴极石墨上沉积的金属锌，没有发现汞。
实施例4：
将废旧中性锌锰电池的负极锌皮取出，然后把废旧中性锌锰电池的正极物质及电解质(电解质中含有氯化锌和氯化铵)共15重量份放入85重量份水中，搅拌使其分散，采用硼酸调节pH值至5，充分浸泡并搅拌，使废旧中性锌锰电池中的电解质及汞化合物溶于水中，过滤不溶物并回收；滤液重复用于浸泡正极物质及电解质，当滤液中锌离子的浓度达到重量百分含量4％时，把负极锌皮放入滤液中，搅拌让其充分接触滤液，使汞离子置换锌并生成锌汞齐；8小时后汞离子反应完全时，从滤液中取出汞齐化的锌皮并将其作为阳极，滤液作为电解液(电解液中含有以下按重量百分比计的组分：锌离子4％，氯化铵26％，水70％)，以石墨为阴极，进行电解，电解温度为40℃，电解液pH值为5，阳极电流密度为180A/m2；电解过程中，阳极上的锌溶解，金属汞剥落在阳极下面，收集落下的金属汞，完成了汞的回收。检查阴极石墨上沉积的金属锌，没有发现汞。
实施例5：
将废旧中性锌锰电池的负极锌皮取出，然后把废旧中性锌锰电池的正极物质及电解质(电解质中含有氯化锌和氯化铵)共35重量份放入65重量份水中，搅拌使其分散，采用甲酸调节pH值至2，充分浸泡并搅拌，使废旧中性锌锰电池中的电解质及汞化合物溶于水中，过滤不溶物并回收；滤液重复用于浸泡正极物质及电解质，当滤液中锌离子的浓度达到重量百分含量6％时，把负极锌皮放入滤液中，搅拌让其充分接触滤液，使汞离子置换锌并生成锌汞齐；3小时后汞离子反应完全时，从滤液中取出汞齐化的锌皮并将其作为阳极，滤液作为电解液(电解液中含有以下按重量百分比计的组分：锌离子6％，氯化铵19％，水75％)，以锌片为阴极，进行电解，电解温度为35℃，电解液pH值为2，阳极电流密度为80A/m2；电解过程中，阳极上的锌溶解，金属汞剥落在阳极下面，收集落下的金属汞，完成了汞的回收。检查阴极锌片上沉积的金属锌，没有发现汞。
实施例6：
将废旧中性锌锰电池的负极锌皮取出，然后把废旧中性锌锰电池的正极物质及电解质(电解质中含有氯化锌和氯化铵)共45重量份放入55重量份水中，搅拌使其分散，采用乙酸调节pH值至3，充分浸泡并搅拌，使废旧中性锌锰电池中的电解质及汞化合物溶于水中，过滤不溶物并回收；滤液重复用于浸泡正极物质及电解质，当滤液中锌离子的浓度达到重量百分含量3％时，把负极锌皮放入滤液中，搅拌让其充分接触滤液，使汞离子置换锌并生成锌汞齐；7小时后汞离子反应完全时，从滤液中取出汞齐化的锌皮并将其作为阳极，滤液作为电解液(电解液中含有以下按重量百分比计的组分：锌离子3％，氯化铵12％，水85％)，以金属钛为阴极，进行电解，电解温度为25℃，电解液pH值为3，阳极电流密度为150A/m2；电解过程中，阳极上的锌溶解，金属汞剥落在阳极下面，收集落下的金属汞，完成了汞的回收。检查阴极金属钛上沉积的金属锌，没有发现汞。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
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