濕法冶金技術(shù)回收廢舊鎳鎘電池中鎳鎘等金屬元素

???? 廢舊鎳鎘電池對(duì)環(huán)境存在著潛在的危害，其處理技術(shù)主要包括濕法冶金和火法冶金。本文簡(jiǎn)單介紹了國(guó)外廢舊鎳鎘電池的研究處理技術(shù)，并主要對(duì)國(guó)內(nèi)的廢舊鎳鎘電池的處理技術(shù)進(jìn)行了綜述。

??? 隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，我國(guó)已成為世界上電池生產(chǎn)和消費(fèi)的第一大國(guó)，占世界電池生產(chǎn)總量的1/3左右。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2000年我國(guó)電池年產(chǎn)量125億只左右。其中，除鋅錳干電池外，鎳鎘電池所占的比例最大。隨著電信業(yè)的發(fā)展和視聽(tīng)產(chǎn)品的普及，以鎳鎘電池為主的二次電池在市場(chǎng)中所占比例日益增長(zhǎng)。

鎳鎘電池含有鎘、鎳等金屬元素及堿性電解液（pH值為12.9～13.5），會(huì)對(duì)人體健康和生態(tài)環(huán)境造成危害，已被許多國(guó)家列入危險(xiǎn)廢物。同時(shí)，廢舊鎳鎘電池含有大量鎳、鎘、鐵等，如何回收這些有價(jià)資源，對(duì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展具有非常重要的意義。

??? 廢舊鎳鎘電池的回收可以分為火法冶金和濕法冶金兩種處理方法。

火法冶金過(guò)程

??? 火法冶金是使廢鎳鎘電池中的金屬及其化合物氧化、還原、分解、揮發(fā)及冷凝的過(guò)程?；鸱ㄒ苯鸢ǔ阂苯鸷驼婵找苯饍煞N方法。

1、常壓冶金

??? 火法冶金處理廢棄鎳鎘電池是通過(guò)高溫熔煉，將鎘從電池中分離出來(lái)。這一過(guò)程簡(jiǎn)單實(shí)用，容易實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，因而被廣泛采用。由于鎘的沸點(diǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于鐵、鈷、鎳的沸點(diǎn)，可將經(jīng)過(guò)預(yù)處理的廢鎳鎘電池在還原劑（氫氣、焦炭等）存在的條件下，加熱至900～1000℃，使金屬鎘轉(zhuǎn)化成鎘蒸汽，通過(guò)冷凝來(lái)回收鎘，鐵和鎳作為鐵鎳合金進(jìn)行回收。

2、真空冶金

??? 真空蒸餾法避免了濕法和常規(guī)火法冶金的弊端，工藝流程短，對(duì)環(huán)境造成的污染小。在一定溫度和壓力條件下，真空蒸餾可以達(dá)到回收鎘的目的，鎘的純度可達(dá)到99.85%，該法工藝簡(jiǎn)潔，對(duì)環(huán)境無(wú)污染。

濕法冶金過(guò)程

??? 濕法冶金的原理是基于廢舊鎳鎘電池中的金屬及其化合物能溶解于酸性、堿性溶液或某種溶劑，形成溶液，然后通過(guò)處理，如選擇性浸出、化學(xué)沉淀、電化學(xué)沉積、溶劑萃取、置換等過(guò)程使其中的有價(jià)金屬得到回收。

??? 將溶劑萃取法用于從廢鎳鎘電池中回收金屬，使用的萃取劑包括TBP（三正丁基膦酸）、Lix64（羥基肟）、Kelex120（羥基喹啉）等。選擇合適的萃取劑是溶劑萃取法的關(guān)鍵。

????? 控制適當(dāng)?shù)膒H值，DEHPA二（2-乙基己基）膦酸）可以很好地使鎘與鎳、鈷分離，而Cyanex272（二（2，4，4-三甲基戊基）膦酸）可以有效地分離鈷和鎳。分離流程為用H2SO4溶液溶解廢棄電池后，首先用DEHPA作萃取劑，將鎘從溶液中分離，隨后使用Cyanex272將鈷和鎳分離。這種方式具有較高的選擇性和效率。鎘的回收率高達(dá)99.7%，鈷的回收率99.5%。也可以采用P507（2-乙基己基膦酸單（2-乙基己基）酯）作萃取劑，將鎘、鈷同時(shí)萃取出來(lái)，達(dá)到與鎳分離的目的。

火法冶金與濕法冶金廢舊鎳鎘電池的區(qū)別

???? 濕法處理工藝流程長(zhǎng)，污水的排放有可能造成環(huán)境的二次污染。如何處理污水是本技術(shù)的關(guān)鍵?；鸱ㄒ苯痣m無(wú)廢水之憂，但應(yīng)注意廢氣及廢渣的處理，真空冶金對(duì)環(huán)境的影響最小，只是設(shè)備投資比較大，從長(zhǎng)遠(yuǎn)看應(yīng)該是一種比較好的選擇。國(guó)外已有成熟的廢舊鎳鎘電池的處理技術(shù)，國(guó)內(nèi)對(duì)廢舊鎳鎘電池的處理回收技術(shù)的研究多停留于實(shí)驗(yàn)室階段，所以此類技術(shù)還應(yīng)向?qū)嵱没l(fā)展。有關(guān)廢舊鎳鎘電池的回收技術(shù)研究應(yīng)得到國(guó)家的經(jīng)濟(jì)支持，應(yīng)加強(qiáng)宣傳教育，促進(jìn)廢舊鎳鎘電池的回收和鎳鎘電池的清潔生產(chǎn)和生產(chǎn)技術(shù)更新，盡量減少或避免對(duì)環(huán)境的二次污染。

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