第壹篇廢舊電池的回收利用
電池是指能夠直接將其他形式的能量轉化為電能的裝置。最早的電池可以追溯到200年前意大利物理學家伏打發明的伏打電池，使人們第壹次獲得了相對穩定持續的電流，具有劃時代的意義。在伏打電池的原理和R&D精神的指引下，人們經過不斷的努力，壹代又壹代地開發出新型電池，從人們廣泛使用的幹電池到新型太陽能電池、鋰聚合物電池、燃料電池。
然而，在科學技術飛速發展的今天，隨著電子設備和各種便攜式設備的日益普及，電池在生產生活中的地位和作用也與日俱增，其使用量也在大幅增加，由此產生的廢電池也越來越多。但是，由於人們對廢舊電池處理不當，對環境造成了極大的危害，也造成了資源的不合理浪費。其實廢電池裏還有很多可利用的資源。只要我們做好回收工作，廢舊電池就不再“可怕”。
壹.電池的類型
在目前的市場上，有許多不同種類的電池。如下表所示:
原電池
物種化學成分物種化學成分
鋅錳幹電池鋅|氯化銨、氯化鋅|二氧化錳鉛酸電池鉛|硫酸|氧化鉛
堿性鋅錳幹電池鋅|氫氧化鉀|二氧化錳鎳鎘電池鎘|氫氧化鉀|氧化鎳
鋅銀電池鋅|氫氧化鉀|氧化銀鎳金屬氫化物電池氫氧化鎳|氫氧化鉀|氫氧化鎂
鋰電池LilMnO2，LilCF2氧化鋅電池Zn|KOH|Ag2O
鋅汞電池鋅|氫氧化鉀|氧化汞鋅空氣電池鋅|氫氧化鉀|氧氣
不同的電池有不同的結構和成分，這也決定了不同的特性。
化學電池按能否充電分為壹次電池(又稱原電池)和二次電池(又稱蓄電池，俗稱充電電池，可多次重復使用)。
原電池可分為普通鋅錳(中性鋅錳)、堿性鋅錳、鋅汞、鋅空氣、鎂錳、鋅銀六大系列。二次電池主要包括鎳鎘電池、鎳氫電池、鋰離子電池、堿錳充電電池和鉛酸電池。
在數碼設備中，常用的電池類型有幹電池(包括堿性電池)、鎳鎘電池、鎳氫電池和鋰離子電池。
幹電池:這是最常用的電池類型之壹。很多人都用過幹電池，但很少有人知道它的結構。壹般我們常用的幹電池也叫鋅錳電池。可分為碳鋅電池和氯化鋅電池。其優點是能量密度高，電流密度適宜，易於實現機械化生產。但遺憾的是，由於能量密度不足，這種電池壹般只用於低功耗的電子產品，如鬧鐘、計算器等。如果妳打算用他來開妳的數碼相機，恐怕妳要失望了。
圓柱形鋅錳電池因隔膜的不同可分為膏狀鋅錳電池和紙板狀鋅錳電池。其中紙板鋅錳電池由於配方組成的不同，電性能也不同，又分為C型紙板電池(碳鋅電池)，也稱高容量電池；p型紙板電池(氯化鋅電池)，又稱高功率電池。壹般超市或者零售市場的幹電池都是這種電池，標著超重型。“C”型電池的功率容量比“P”型電池低20%左右。壹般來說，這些電池是隨貨附送的。幹電池的包裝分為紙殼(常用“C”型)、PVC、鐵殼、鉛皮四種。同時根據汞含量(基礎標準為15ppm)有環保和不環保之分。
堿性鋅錳電池:是幹電池中的重要角色。這種電池就是我們常說的“堿性電池”。由於容量大、電流強、耐用，市場對這種電池的需求越來越大。但有些廠商的堿性電池是不環保的含汞電池，因為如果在這類電池的成分中加入氧化銀，其電容可以提高30%以上，但同時零售價格也相對較高。迄今為止，堿性電池是最成功的高容量電池，也是目前性價比最高的電池之壹。它改變了傳統電池的內部結構和電化學系統。與使用極其純凈和活性的正負極材料相比，其放電容量是普通幹電池的5-7倍，儲存壽命是普通電池的2倍。另壹方面，堿性電池也因其完美的放電曲線而備受青睞，尤其適用於需要持續大電流放電的場合，如相機、電動玩具、BP機、隨身聽、電動剃須刀等。
鎳錳電池:這是2002年3月公布的最新電池品種——堿性鎳錳大電流電池。因為數碼相機耗電量大，普通堿性電池的電流在電量完全用完之前無法驅動，很浪費。新壹代鎳錳電池采用過去僅添加在鎳氫電池中的“NiOH”作為電池的正極材料，成功開發出壹種功率不易隨使用時間而降低的新型電池。這種電池不僅電流大，續航能力也是普通堿性電池的1.5 ~ 5倍。
鎳鎘電池:鎳鎘電池是最早用於手機、筆記本電腦等設備的電池類型。具有良好的大電流放電特性，抗過充放電能力強，維護簡單。鎳鎘電池最致命的缺點是，如果在充放電過程中處理不當，會產生嚴重的“記憶效應”，大大縮短使用壽命。所謂“記憶效應”是指電池電荷在充電前沒有完全放電，隨著時間的推移會導致電池容量的降低。在電池充放電過程中(明顯放電)，電池極板上會產生壹些小氣泡，久而久之會使電池極板面積減小，間接影響電池容量。當然，我們可以通過掌握合理的充放電方法來減少“記憶效應”。另外，鎘是有毒的，所以鎳鎘電池不利於保護生態環境。由於諸多缺點，鎳鎘電池已經基本上被淘汰出數碼設備電池的應用範圍。
鎳鎘電池的包裝分為零售陽極凸點和組裝陽極平頭包裝兩種，容量沒有區別。在充電電路上，類似於下面介紹的鎳氫電池，用1.6倍電壓充電。通常鎳鎘電池的充電次數為300 ~ 800次，充放電500次後容量會下降到80%左右。鎳鎘電池的記憶效應比鎳氫電池嚴重。所以必須在完全沒電的情況下充電，才能保證使用壽命。
鎳氫電池:鎳氫電池是早期鎳鎘電池的替代產品，不再使用有毒的鎘，可以消除重金屬元素對環境的汙染。它使用氧化鎳作為陽極，吸收氫的金屬合金作為陰極。因為這種合金可以吸收高達自身體積100倍的氫氣，所以儲存能力極強。鎳氫電池的能量密度高於鎳鎘電池，容量是鎳鎘電池的數倍。此外，它還具有與鎳鎘電池相同的1.2伏電壓，以及自身的放電特性，可在壹小時內充電，內阻低，壹般可充放電500次以上。鎳氫電池具有較大的能量密度比，這意味著它可以在不增加額外重量的情況下，有效延長數碼設備的工作時間。同時，鎳氫電池在電氣特性上與鎳鎘電池基本相似，在實際應用中完全可以替代鎳鎘電池，無需對設備進行任何改造。鎳氫電池的另壹個優點是大大降低了鎳鎘電池存在的“記憶效應”，使得鎳氫電池使用起來更加方便。
鋰錳電池:在介紹鋰電池之前，我們先了解壹下鋰電池的種類。鋰電池是目前應用最廣泛的鋰扣式電池(我們最開始叫它汞電池，因為汙染和電容問題，線已經逐漸被鋰錳配方取代)。基礎電壓3.0V，最大電容可達1200mAH。這種電池可以設計成輕、薄、短、高容量。另外放電曲線穩定，所以主板等很多高科技產品都用它作為內存的備用電池。此外，圓柱形鋰電池容量大，內阻低，可以瞬間放出大電流，是相機電池市場的絕佳選擇。但由於其原料金屬鋰的化學活性較高，在同壹塊電池中不宜過多使用，以免發生爆炸的危險。
亞硫酸氯鋰:該系列電池是目前鋰電池中放電電壓最高的，可達3.6V！當它在室溫下恒電流密度放電時，放電曲線極其平坦。在-40℃時，這種電池的容量仍能保持在常溫容量的50%左右，因此具有優異的低溫運行性能。此外，其年自放電率約為2%，因此其儲存壽命可長達10年。目前與鋰錳電池共享鋰電池兩大市場。
和其他金屬鋰電子壹樣，鋰離子電池具有輸出高電壓的能力，3.0~4.0V，比金屬鋰更安全，因為它們處於鋰離子狀態，鋰離子電池沒有可流動的液體電解質，而是使用聚合物電解質導電。後來，貝爾實驗室提出了壹種新的鋰電池設計理念，“塑料鋰離子電池”。與鋰離子不同的是隔膜材料和電解液的狀態。三種基本材料(正負極和隔膜)的最佳粘結劑是聚四氟乙烯(PTFE)，處理定型後用50%PTFE乳液形成鋰離子電池的電池體。
鋰離子電池具有重量輕、容量大、無記憶效應等優點，因此得到了廣泛的應用——現在很多數碼設備都采用鋰離子電池作為電源，雖然其價格相對昂貴。與鎳氫電池相比，鋰離子電池比鎳氫電池輕30 ~ 40%，但能量比高60%。正因為如此，鋰離子電池的產銷量正逐漸超越鎳氫電池。鋰離子電池能量密度高，容量是同重量鎳氫電池的1.5 ~ 2倍，充放電次數可達500次以上，自放電率很低。此外，鋰離子電池幾乎沒有“記憶效應”、不含有毒物質等優點也是其應用廣泛的重要原因。
堿錳充電電池:是在堿性鋅錳電池的基礎上發展起來的。由於無汞鋅粉和新型添加劑的應用，又被稱為無汞堿錳電池。這種電池在不改變原堿性電池放電特性的情況下，可以重復充電幾十到幾百次，更加經濟實用。
鋰聚合物電池(又稱聚合物鋰電池):具有能量密度高、小型化、超薄輕量化、安全性高、成本低等諸多明顯優勢，是壹種新型電池。在外形上，鋰聚合物電池具有超薄的特點，可以做成任意形狀和容量的電池，滿足各種產品的需求。這種電池能達到的最小厚度是0.5 mm，想象壹下未來的電池可以薄到信用卡那麽薄。是不是不可思議？
鉛酸電池:除了上面說的鋰電池，鉛酸電池也是非常重要的電池系統。但其體積和重量並沒有得到有效的改善，所以最常用於汽車和摩托車的啟動。鉛酸電池最大的改進是最近采用高效氧復合技術完成水再生，達到完全密封不加水的目的，“無水電池”壽命可長達4年(單板電壓2V)。
此外，還有壹種清潔電池——燃料電池，正在測試中。
燃料電池:是通過電極反應直接將氫和氧的化學能轉化為電能的裝置。具體來說，燃料電池是壹種利用水電解逆反應的“發電機”。電池工作時，需要不斷供給生命物質(活性物質)——燃料和氧化劑，這與其他普通化學電池不同。燃料電池的優點是能量轉換效率高、可靠性高、工作時無噪音、無塵、無輻射，是壹種清潔能源。這個小裝置可以為手機、筆記本電腦、PDA和其他便攜式設備提供能量。與目前使用的鋰離子電池相比，只有原鋰離子電池壹半重量的燃料電池可以提供大約4倍的電池能量。然而，這種設備仍在測試中，並未投入大規模使用。
二、廢電池的危害
因為目前使用的電池含有劇毒化學元素，危害也是相當大的。
這種電池含有大量的重金屬——鋅、鉛、鎘、汞、錳等等。據專家測試，壹顆紐扣電池可以汙染60萬升水；壹塊電池爛在地裏，可以讓壹平方米的土地失去使用價值。專家指出，如果將廢電池與生活垃圾混合，電池腐爛後，汞、鎘、鉛、鎳等重金屬會溶出，汙染水和土壤，最終通過食物鏈危害人體健康。人如果汞中毒，會患上中樞神經系統疾病，死亡率高達40%。鎘被列為IA類致癌物。
在我國，長期以來，生產幹電池時，都要添加壹種有毒物質——汞或汞化合物。在我國，堿性幹電池的汞含量為1 ~ 5%，中性幹電池的汞含量為0.025%，我國每年幹電池生產中使用的汞達到幾十噸。幹電池中含汞最多的鋅汞電池約占電池重量的20%~30%，堿性幹電池約占1.3%。普通的鋅錳電池含汞量較少。
汞(Hg)就是我們俗稱的“水銀”。汞及其化合物是有毒的。科學家發現，汞具有明顯的神經毒性，對內分泌系統和免疫系統也有不良影響。水俁病是20世紀50年代日本震驚世界的公害，由汞汙染引起。
40多年前，在日本九州南部的海濱小鎮水俁，當地居民中出現了壹種怪病。病人開始口齒不清，步態不穩，四肢癱瘓，最後全身痙攣，精神失常，在痛苦的折磨中死去。後來，越來越多的人感染了這種疾病，甚至貓和海鳥也出現了同樣的癥狀。後來，醫務工作者從死者和海魚的屍體中發現了有毒的甲基汞，證明人們是吃了被汙染的魚而中毒的。經調查，原來是當地的日本氮肥工業公司常年向水俁灣排放含汞廢水，使海水受到汞汙染，當地捕撈的海產品中含有高濃度的甲基汞。
為了恢復水俁灣的生態環境，日本政府花費了14年，投入了485億日元，在水俁灣挖掘了4米的含汞沈積物，並將其徹底清除。同時，在水俁灣入口處設置了隔離網，將灣內受汙染的魚全部捕獲進行填埋。目睹了水俁病爆發的日本水俁市市長吉井正芳感慨地說:“經過近半個世紀的不懈努力，我們終於走出了水俁病的陰影，正在建設新的水俁城。所以希望全世界吸取日本水俁病的教訓，擺脫愚昧的生產方式，提倡文明的生產方式。”
因為廢電池的危害如此之大，所以。合理有效地回收廢舊電池迫在眉睫。
據了解，目前，在發達國家，含汞電池已被淘汰，幹電池已實現無汞或低汞。中日友好環境保護中心顧問、日本專家小六明秀說，日本生產和使用的幹電池是不含汞的。因為無汞，廢電池對環境的危害大大降低，填埋處理的成本也降低。
自2006年以來，2006年，2006年，2006年，2006年，2006年，2006年，2006年，2006年對於電池生產企業來說，生產環保電池需要改進工藝設備和原料配方，這無疑會增加資金投入和生產成本，企業也不是很願意。目前部分企業對電池的“限汞規定”漠不關心。由此可見，我國廢舊電池減害現狀不容樂觀。
三、電池回收和處理方法
國際上處理廢舊電池的方式壹般有三種:固化深埋、廢棄礦山儲存和回收利用。西歐很多國家都有專門的廢舊電池回收箱，不僅在商店裏有，直接放在大街上也有，很多國家都有專門的工廠進行分類回收。中國很多地方都采取了措施。比如北京、沈陽、石家莊、鞍山等城市都出臺了相關政策，設立專門的回收箱或站點，南京甚至上交廢舊電池看廉價電影。與此同時，壹些個人也做出了努力。比如河南新鄉縣農村婦女田，創辦了全國第壹家由農民創辦的環保網站，在廢舊電池回收方面投入巨大。北京崇文區的孩子們甚至用廢電池拼出了壹張世界地圖來宣傳環保。
然而，盡管如此，廢舊電池回收的過程並不順利。以北京為例，從5月1998到5月1999，* *回收廢幹電池14噸，相對於同期全市3000噸的消耗量來說，是非常少的。同樣，目前上海廢舊幹電池回收率不到總產量的1/10。回收率低直接限制了處理規模的擴大和處理技術的提高，進而嚴重阻礙了廢舊幹電池回收利用的產業化進程。
從65438到0999，北京市環衛局先後與麥當勞、羅傑斯、北極星圖片社、好鄰居、凹凸凱、新街口百貨等50多家快餐店、40多家連鎖店合作，收集廢舊電池，部分商場電池櫃臺上的收集箱和環衛局的專用分揀箱組成了壹張大網，“搜索”小電池。與大網不成比例的是，北京每年有3000噸廢電池，但只有10噸左右被“拉上線”。據北京市環衛局有用垃圾回收中心的盧建國介紹，雖然回收中心承諾在家裏回收30公斤，但目前效果仍不明顯，麥當勞回收了壹半左右的廢舊電池。
2001長春市在市區投放200個綠色廢舊電池回收箱，回收了大量廢舊電池。然而，壹些回收箱的結果令人擔憂。很多都成了人們扔垃圾的“垃圾箱”，有的甚至遭遇“封口”的尷尬。相關人士認為，這是人們環保意識淡薄、宣傳不夠的結果。長春百貨大樓的電池櫃臺兩側，擺放著兩個廢舊電池回收箱。仔細壹看，可以發現他們的“嘴”都被廣告海報封住了。據專櫃的王小姐介紹，自從回收站放在這裏後，幾乎就沒有人來投資廢舊電池了。大家都把回收站當垃圾箱，扔壹些果皮紙屑，甚至有人往裏面吐口水。而且他們沒有義務清理這些臟東西，但是如果不清理，衛生不合格，就會被罰款。於是他們幹脆把回收箱清理幹凈，把“口”封上，減少麻煩。在卓展購物中心和恒客隆超市，雖然回收箱沒有密封，但他們只享受普通垃圾箱的待遇。據商場服務人員介紹，扔電池的人很少。回收箱裏，大多是紙屑、果皮、空瓶等。仔細看的話，可以發現有壹兩塊廢電池夾雜著泥土。
在杭州，2001，88%的人認為廢電池“很嚴重”，但也有近八成的市民認為廢電池回收活動“與自己無關”或“沒時間參加”。據統計，目前杭州每年的電池消耗量約為2000萬節。居民將廢舊電池與高達87%的生活垃圾壹起扔掉。原因是現在的回收方式太麻煩，整個杭州市區只有300個左右的回收點，遠遠不能滿足需要。
在三明，我們沒有這方面的政策措施。由於數據難以統計，我們無法對三明每年的廢電池汙染危害進行統計，但必須引起有關方面的重視。
因此，必須采用合理有效的廢舊電池回收技術。
例如，西歐許多國家不僅在商店，而且直接在街道上設立了專門的廢電池回收箱。首先，收集的廢電池通過壹個特殊的篩子篩選出來。紐扣電池，用於鐘表、計算器等小型電子儀器，壹般都含有汞，可以提取利用，然後人工分揀鎳鎘電池。法國壹家工廠從中提取鎳和鎘，然後鎳用於煉鋼，鎘再用於電池生產。剩下的各種廢電池壹般都是運到專門的有毒有害垃圾填埋場，不僅成本太高(比如德國掩埋壹噸廢電池的成本是1700 DM)，還會造成浪費，因為還有很多有用的物質可以作為原料。
瑞士有兩家專門處理和利用廢舊電池的工廠。Battleck公司采取的方法是將廢舊電池磨碎，然後送到爐子裏加熱。此時揮發的汞可以被提取出來，鋅會在更高的溫度下蒸發。它也是壹種貴金屬。鐵和錳被熔化形成用於煉鋼的錳鐵合金。該廠壹年可處理廢電池2000噸，可獲得錳鐵合金780噸，鋅合金400噸，汞3噸。另壹家工廠直接從電池中提取鐵，並將氧化錳、氧化鋅、氧化銅和氧化鎳等金屬混合物作為金屬廢料出售。
但熱處理的方法成本較高，瑞士也規定向每個電池購買者收取少量的廢電池處理專項費用。中國馬格德堡郊區正在建設壹個“濕法處理”裝置，將除鉛電池以外的各種電池溶解在硫酸中，然後在離子樹脂的幫助下從溶液中提取各種金屬。這樣得到的原料比熱處理得到的原料更純凈，所以在市場上價格更高，電池中所含物質的95%都可以提取出來。濕法處理可以省去分揀過程(因為分揀是人工操作，會增加成本)。這個裝置在馬格德堡的年處理能力可以達到7500噸，雖然它的成本比填埋法略高，但是珍貴的原料不會被丟棄，不會汙染環境。
德國Alte公司研發的真空熱處理法更便宜，但需要從廢電池中分揀出鎳鎘電池，真空加熱廢電池，快速回收汞，然後研磨剩余原料，用磁鐵提取金屬鐵，再從剩余粉末中提取鎳和錳。處理壹噸廢電池的成本不到1500馬克。
過去，我國處理舊電池比較困難，因為舊電池中的資源不能得到充分有效的分離利用，處理過程中的二次汙染嚴重。目前國內主要有四種處理方法:人工分離法、幹法、濕法和幹濕法。人工分離回收法是將回收的廢舊幹電池進行分類，人工分離出碳棒、銅帽、鋅皮和各種殘渣，並采用相應的方法進行處理。這種方法簡單易行，但用工量大，經濟效益差。所謂幹法，也稱煙法或火法，是將廢舊幹電池經過分選、篩選、粉碎後，放入焙燒爐中在600-800度下焙燒，排出的氣體冷凝提取汞，然後將焙燒渣放入回轉窯中在1100-1300度下低溫焙燒，從煙氣中回收氧化鋅，從渣中回收錳。采用這種方法，普通冶煉廠可以回收幹電池中的鋅，不增加設備和勞動力。如果需要進壹步回收其他物質，則需要額外的設備。所謂濕法，就是將幹電池分類粉碎，放入浸出槽中，加入稀硫酸進行浸出，然後過濾，從濾液中提取鋅。濾渣分離銅蓋鐵片後，從剩余汙泥中進壹步提取錳。該方法可以利用濕法煉鋅廠現有的設備和技術回收廢舊幹電池。幹濕法是結合幹法和濕法的優點。首先通過焙燒回收汞和部分鋅，然後通過浸出和電積回收錳和殘余鋅。采用這種方法，回收效果更好，但工藝更復雜，成本更高。
現在，來自北京科技大學的報道稱，研究人員發現了壹種不同於國外火法冶金處理的新方法。濕法可以充分無害化處理廢舊幹電池並回收利用，提高了廢舊電池的利用率。
據負責研究該工藝的北京科技大學王華君介紹，該方法可回收廢舊電池中82.5%的有用成分，其中鋅的總回收率為83.54%，二氧化錳的總回收率為81.91%。含汞廢渣可送至專門工廠處理，工業廢水經處理後可循環使用，無二次汙染。王華君說，這個過程已經研究了壹年多，但要推廣和工業化，還需要解決壹些外部環境的困難。
CECO京華鐘毅華能環保科技有限公司成功開發了“廢電池處理技術”。該技術采用臥式焙燒爐技術回收廢舊電池。首先將廢舊電池粉碎，然後將各種物質分別回收。整套技術每天可以處理50T系統，設備全部國產化，大大節約了成本。利用系統功能模塊的計算機網絡控制和數據傳輸技術，對破碎的廢舊電池進行分揀和分類。提取回收鋅、錳、銀、鎳、汞、鎘、鐵等金屬物質，爐渣還可用於制作建材，不能利用的物質進行環保處理，改變了以往程序復雜、工藝流程長、處理成本高的缺點，實現了廢舊電池的無害化、資源化、穩定化綜合利用。
根據以上信息，不難看出廢舊電池合理回收的重要性。那麽，在當前的社會條件下，我們該怎麽辦呢？中國環境科學學會固體廢棄物委員會副主任藍表示，關鍵是要盡快建立廢舊幹電池回收體系。國家應該在政策法規、科技創新、資金投入等方面給予壹定的支持。制定相關政策法規，規定廢幹電池必須回收，禁止將廢幹電池隨意丟入生活垃圾；制定科學合理的幹電池包裝標準，簡化廢舊幹電池回收後的分類；對積極參與廢舊幹電池回收的科研單位和企業，給予優惠政策和資金，保證投資者資本增值和單位產品優先推廣；為廢舊幹電池的回收利用創造各種便利條件，如在公共場所設置廢舊幹電池回收箱，出售電池時實行抵押制度或采取以舊換新制度，保證廢舊幹電池的回收率；加大宣傳力度，提高全民環保意識，樹立廢舊幹電池必須回收的理念；幹電池生產企業也應該為廢舊幹電池的回收做出應有的貢獻，比如繳納特殊行業汙染稅承擔壹定的回收成本。此外，各級環保部門、金融機構、科研單位和加工廠家應加強合作，加大投入，促進廢舊幹電池回收技術的開發和產業化。只有充分調動壹切社會力量，形成全民參與、多方努力的勢頭，才能最終推動廢舊幹電池的回收利用和發展。
通過這次調查研究，我們不難發現，廢舊電池的回收利用有著非常廣闊的前景和深遠的社會意義，需要更多的宣傳。我們中學生其實應該從自己做起，壹點壹滴的積累。我們希望發起回收廢舊電池的活動，支持這項利國利民的環保事業。為祖國的未來多留些綠色！