废旧锌锰干电池的回收与利用
——碱式碳酸锌、柠檬酸锌、葡萄糖酸锌与高锰酸钾的联合制备
化学学院 应用化学
张明程
33160818
实验目的
1. 掌握锌与锰相应化合物的制备。
2. 通过废旧电池回收了解电池的工作原理与构造，体会环境保护的重要性。
3. 进一步练习各类实验操作流程。
基本原理
电池内容物中的二氧化锰不溶于水。将其浸泡后可以得到粗制的二氧化锰，而再经过灼烧，又可以除去其中的碳，得到较为纯净的二氧化锰。
使用得到的二氧化锰与熔融的氯酸钾与氢氧化钾反应，可以得到锰酸钾。而锰酸钾进一步在弱酸性（醋酸或者二氧化碳）条件下歧化生成高锰酸钾。
3MnO 2+6KOH+KClO 3===3K 2MnO 4+KCl+3H 2O
2+2H 2O 电池的锌皮经过提纯以后，使用硫酸溶解，同时加入双氧水并加热以使二价铁离子转化为三价铁离子。再通过调整pH 达到除去铁的目的。
Fe + H 2SO 4 === FeSO 4 + H 2↑
Zn + H 2SO 4 === ZnSO 4+ H 2↑
32O === ZnCO 3·2Zn(OH)2·H 2O ↓3随后将其分别与葡萄糖酸与柠檬酸混合，就能够得到葡萄糖酸锌与柠檬酸锌。至于葡萄糖酸，则使用葡萄糖与较高浓度的双氧水水浴加热条件下得到。
2NH3+ ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O +H2O===3Zn(OH)2↓ +(NH4)2CO3
H2O2+CH2OH(CHOH)4CHO===H2O+CH2OH(CHOH)4COOH
ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O + 6CH2OH(CHOH)4COOH===
3(CH2OH(CHOH)4COO)2Zn+6H2O+CO2
ZnCO 3·2Zn(OH)2·H2O + 2 C6H8O7=== (C6H5O7)2Zn3+6H2O+CO2另附柠檬酸锌结构式：
实验步骤
一、基本原料的制备
将废旧电池小心破拆，取出废旧干电池的炭棒，用水洗去表面的碳粉和Mn02粉末，晾干，可用作电极。取出电池中的黑色内容物置于烧杯中，加入蒸馏水（一节一号电池加入50ml）。充分搅拌数分钟，过滤并多次重复上述过程。
对滤渣进行清洗，置于坩埚中加热。待样品用钢制药匙舀出时火星持续时间少于一秒钟时停止加热，得到粗制的Mn02粉末。
对粉末先后使用适量水洗涤。抽滤，
蒸发水分，得到精制Mn02粉末。产物
如图一。
将电池外壳的锌皮清洗干净，使用
剪刀剪成碎片并置于烧杯中备用。
以上产物如有剩余，应让老师检查
并于实验彻底结束后回收。
图一
二、碱式碳酸锌、柠檬酸锌与葡萄糖酸锌的联合制备
碱式碳酸锌的制备：取上一步准备好的锌皮5g 左右，加入30ml 6M 的H 2SO 4与数滴
0.1M 的CuSO 4溶液，加热以加速反应进行。待锌皮基本完全溶解后，加入3％的H 2O 2溶液数滴，不断搅拌并加热煮沸，使二价铁离子充分氧化成三价铁离子。
但在试验中发现溶液颜色基本不显示黄色，所以进行三价铁离子的检验：取溶液数滴加入硫氰化钾溶液，无现象，证明不含有三价铁离子，所以省略调整pH 以除去铁离子的过程，而是在反应结束后直接抽滤。向滤液中缓缓加入碳酸钠固体至不再析出白色絮状沉淀,过滤。得到碱式碳酸锌。产物如图二。
柠檬酸锌的制备：使用第一步得到的碱式碳酸锌固体，取1.50g 碱式碳酸锌，溶于用
1.25g 柠檬酸与10ml 水配制成的溶液。搅拌至固体全部溶解，在水浴加热浓缩液体至糖浆状，烘干，即得柠檬酸锌。产物状态如图三。
葡萄糖酸锌的制备：取3.6g 葡萄糖与30ml 30％ H 2O 2混合，沸水浴加热一段时间后，测定pH 值，如果酸性较强，证明得到葡萄糖酸溶液。加入1.50g 上一步得到的碱式碳酸锌，调整pH=7，蒸馏，冷却，过滤得到葡萄糖酸锌。但是在真正制备过程中，两次加热均出现
了液体暴沸现象，使得葡萄糖酸被氧化成焦炭，使得实验无法完成。
图一 图二
图四
三、高锰酸钾的制备
在铁质坩埚中加入2.5g KClO 3与5.2g KOH ，加热使其达到熔融状态。分多次、缓慢加入步骤一中制取出的3.00g 二氧化锰固体，防止火星飞溅。样品将会变得越来越粘稠，此时应该加速搅拌。待反应物完全干涸以后，加强热5分钟。冷却，用药匙将产物捣碎，转移入盛有100ml 水的烧杯中微热溶解。
向溶液中加入35ml 的冰醋酸，冷却，静置5~10分钟（pH=6.33）抽滤。将滤液加热浓缩，自然冷却后再次抽滤，得到产物高锰酸钾如图四。
实验用品
抽滤装置，电热板，烧杯，玻璃棒，
陶瓷坩埚，铁坩埚，铁棒，泥三角，铁圈，
酒精喷灯，铁勺，量筒，洗瓶，pH 试纸，
蒸发皿。
废旧锌锰电池，硫酸 6M ，硫酸铜固体，双氧水（6% 30%），葡萄糖固体，柠檬酸固
体，氢氧化钾固体，氯酸钾固体，碳酸钠固体。
图二 图三
实验反思与总结
在本次试验中，应用了文献中未曾提到过的线路：先对锌皮反应后的溶液加入碳酸钠制取碱式碳酸锌，绕过了硫酸锌这一步，使得产率相比于原先的线路有所提升，耗时也更短。但是，缺点是消耗实验用品剂量较大，不太经济。可以对这条线路进行进一步的探究，发现更优的反应线路。
对于未知成分的电池外壳，不应该一味地按照流程进行实验，而是要广泛的运用各类检验，比如使用硫氰化钾对三价铁离子的检验使得本次试验节省了一次pH值调整与过滤。另外，在锌与硫酸反应时不应该加入过多的硫酸铜溶液，在加入双氧水之前也应该先过滤出置换出的少量铜。否则，则会使铜离子进入溶液，导致产物不纯而发淡蓝色。这一点是设计线路时没有预料到的。
葡萄糖酸锌的制备过程失败原因，猜测是由于缺少有机实验室的回流装置导致双氧水与葡萄糖的反应不充分，在水浴加热时，加入的碱式碳酸锌反应释放出的锌离子使得双氧水剧烈分解引起了暴沸而失败。
高锰酸钾的制备比较成功，但是也可以看到，使用水浴蒸发结晶的方法并不算十分成功。因为高锰酸钾的强氧化性，使得大部分晶体在被蒸出以后就反应为二氧化锰。所以这也是有待改进的地方。
总体来说，这次自主设计实验比较成功，也存在不少问题。
废旧干电池的回收利用公司内部档案编码：[OPPTR-OPPT28-OPPTL98-OPPNN08]
基于绿色设计理念的 废旧锌锰干电池的 拆解回收实验 小组成员： 指导教师： 一、废弃电池的危害 据了解废旧电池中含有有害的重金属——汞、铅、镉、铬等，据1998年《国家危险废物录》中对重金属的危害做了一个说明：
汞：食用被汞污染的食品，会产生甲基汞中毒，头晕，四肢末梢麻木，记忆力减退，神经错乱，甚至死亡，还影响孕妇使胎儿畸 形发育；并且精神状态改变是汞中毒的一大症状，如脉搏加 快，肌肉颤动，口腔和消化系统病变； 铅：食用含铅食物会影响酶及正常血红素合成，从而使人体神经系统和消化系统出现不正常运作：如神经衰弱、手足麻木、消化 不良、腹部绞痛、肾炎等以及能引起血液中毒和其它病变； 镉：进入骨骼会造成骨疼病，骨骼软化收缩，易发生病理性骨折，最后饮食不进，于疼痛中死亡。 铬：铬进入人体内，分布于肝肾中，出现肝炎和肾炎病理。 二、废旧电池回收价值 废电池虽小，危害却甚大。但是，由于废电池污染不像垃圾、 空气和水污染那样可以凭感官感觉得到，具有很大的隐蔽性，所以 一直没有得到应有的重视。就体积和重量而言，废电池在生活垃圾 中是微不足道的，但它的害处却非常大。因此，废旧电池的回收具 有非常积极的意义。 1、回收现状 科学调查表明：一颗钮扣电池弃之大自然后可以污染6O万L水。相当于一人一生的用水量，而中国每年要消耗这样的电池7O亿只。电池中96 为锌锰电池和碱锰电池，其主要成分为锰、汞、锌等重金属，而且它们还能与有机发生反应，生成毒性更强的金属有机物。若把废旧电池混入生活垃圾中一起填埋，久而久之，渗出的重金属会污染地下水和土壤，致使土地和水源严重污染，并且使植被无法生长。生物从环境中摄取重金属，重金属可以经过食物链的放大作用逐渐在
对废旧电池回收情况的调查及建议摘要：电池，随着现代社会的发展，成为了我们日常生活中不可缺少的一部分，上至宇宙飞船，下至手电筒，都要用到电池。但是，谁又会想到电池竟成为影响到人类环境，甚至危害到人类的生存呢？到底废电池对我们有多大影响呢？怎么样才能阻止污染的发生呢？带着 一连串问题，我们开始进入我们的课题研究《对废电池回收情况的调查及建议》。 一、引言 1.1废旧电池的危害 电池中含有大量的重金属--锌、铅、镉、汞、锰等。据专家测试，一节钮扣电池能污染60万升水；一节一号电池烂在地里，能使一平方米的土地失去利用价值。有关专家指出，废旧电池如果与生活垃圾混合处理，电池腐烂后，其中的汞、镉、铅、镍等重金属溶出会污染水体和土壤，并通过食物链最终危害人类健康。人如果汞中毒，会患中枢神经疾病，死亡率高达40%；镉则被定为IA级致癌物质。长期以来，我国在生产干电池时，要加入一种有毒的物质--汞或汞的化合物。我国的碱性干电池中的汞含量达1～5%，中性干电池为0.025%，全国每年用于生产干电池的汞就达几十吨之多。干电池中含汞最多的锌汞电池约占电池重量的20%~30%，碱性干电池约为1 3%，普通锌锰电池含汞较少。
1.2 课题导入 课题研究的原因：废旧电池的回收已经成为世界的一大难题，据调查显示，丢弃一节5号电池可导致一立方米的土地污染五十年，而废旧电池对水源的污染更是不可估量。早在上个世纪，日本由于汞、镉中毒引发的痛痛病水俣病就给人们敲响了警钟。而现在国内回收废旧电池的设施并未普及，加之许多人不了解废旧电池的危害，将其和普通垃圾一起丢弃，造成环境污染的同时也危机人类自身健康。所以我们开展这个课题调查，为的就是熟悉废旧电池的危害，了解废旧电池的处理方法。 二、研究方法与过程 2.1 调查的目的 通过调查实践，让同学了解随便扔废旧电池的危害之大，充分认识到废电池有属于它们自己的家，做到不乱扔废旧电池，养成良好的环保意识。 通过对周边废电池回收情况的调查分析，指出其中的不足，让有关部门引起重视，并向市民们提出倡议，不要把废电池随便扔掉，多用可充电的电池。 2.2 调查过程： 调查方法：1、问卷调查2、上网调查3、同学交流
NON-FERROUS METALS RECYCLING AND UTILIZA TION,2006-7 19 从废旧锌锰电池中回收锌和锰的工艺研究 江苏科技大学材料学院化学与环境实验室 高玉华 摘 要：废旧锌锰干电池经过剖开、焙烧处理，去除汞和碳粉，再用硫酸浸取，滤液采用沉淀法分离锌和锰。锌和锰的回收率分别为９４．５％和９３．６％。 关键词：废旧锌锰电池；锌；锰；回收 Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ ｍａｎｇａｎｅｓｅ ａｎｄ ｚｉｎｃ ｕｓｉｎｇ ｗａｓｔｅ Ｚｎ－Ｍｎ ｂａｔｔｅｒ ＧＡＯ Ｙｕ－ｈｕａ （Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇ．，Ｊｉａｎｇｓｕ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｅｃ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｚｈｅｎｊｉａｎｇ Ｊｉａｎｇｓｕ２１２００３，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｕａｃｔ：Ｚｎ—Ｍ ｎ Ｗａｓｔｅ Ｂａｔｔｅｒｙ ｉｓ ｄｉｓｐｏｓｅｄ ｂｙ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｉｎｃｉｎｅｒａｔｉｏｎ，ｒｅｍｏｖｅ Ｈｇ ｅｌｅｍｅｎｔ ａｎｄｃａｒｂｏｎ ｅｌｅｍｅｎｔ．Ｔｈｅ ｐｉｃｋｉｎｇ ｗｉｔｈ ｓｕｌｐｈｕｒｉｃ ａｃｉｄ ｉｓ ｓｅｃｏｎｄ ｐｒｏｃｅｓｓ．Ｗｉｔｈ ｓｅｄｉｍｅｎｔ ｚｉｎｃ ａｎｄ Ｍａｎｇａｎｅｓｅ ａｒｅｓｅｐａｒａｔｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｆｉｌｔｒａｔｅ．Ｔｈｅ ｒｅｃｏｖｅｒｙ ｏｆ ｚｉｎｃ Ｉｓ ９４．５％．Ｔｈｅ ｒｅｃｏｖｅｒｙ ｏｆ ｍａｎｇａｎｅｓｅ ｉｓ ９３．６％． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｚｎ－Ｍｎ Ｗａｓｔｅ Ｂａｔｔｅｒｙ；ｚｉｎｃ；ｍａｎｇａｎｅｓｅ；ｒｅｃｏｖｅｒｙ我国是干电池的生产和消费大国，年产量达１５０亿只，居世界第一位，占世界总量的１／３左右［１］，其中７０％是锌锰干电池。以每年生产１００亿只干电池计算，全年将要消耗１５．６万吨锌，２２．６万吨氧化锰，２ ０８０ 吨铜，２．７万吨氯化锌，７．９万吨氯化铵，４．３万吨碳棒［２］，相当于三四个大冶炼厂的年产锌、锰量。目前国内外都很重视对废干电池资源化的研究［３、４］ ，废旧锌锰干电池尚无较好的处理方法［５］，用固化法处理废干电池［６］填埋后的废锌锰干电池中的锌、锰等有用物质不能回收，也不利于土地资源的开发与利用［７］。作者对废旧锌锰干电池中锌锰回收工艺进行了探索，找到了锌、锰回收的工艺条件。 一、实验部分 实验仪器 电池破解设备、马弗炉、１ ０００Ｗ电炉、ＡＡ３７０原子吸收分光光度计、雷磁２５酸度计、汞回收装置等。 实验药品 硫酸、硫化钠、氨水等。 实验方法 用自制的电池破解设备将废锌锰干电池剖开，使碳棒、金属帽、锌皮、铁片、碳包得到分离。将碳包中内含物置于瓷坩埚内，送入马弗炉在７５０℃焙烧１ｈ （ 烟气排放处设回收汞装置 ）， 作者简介：高玉华（１９６４—），男，高级工程师，化学与环境实验室主任，从事固体废弃物处理方面的科研教学工作。 Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ 科技园地
废干电池处理情况的调查研究 一、研究背景 我国是世界上干电池生产和消费的头等大国。统计资料表明，1980年我国干电池生产量就已超过美国而跃居世界第一；1998年我国干电池生产量达到140亿节，而同年世界干电池总产量约300亿节。 随意丢弃干电池，不进行治理回收，实在是浪费资源。我们若以每年生产1.0×1010节干电池计算，则全年要消耗1.56×105吨锌、2.26×105吨二氧化锰、2080吨铜、2.7×104吨氯化铵、4.3×104吨碳棒。 随意丢弃干电池．同时也会污染环境，危害人体健康。我们看到了这样一组震惊的数字：一粒钮扣电池可污染60万升水，等于一个人一生的饮水量；一节一号电池烂在地里，能使l平米的土地失去利用价值。 作为学生，我们曾在学校的倡议下进行废电池的收集活动。而南桥地区废干电池处理情况又如何呢，于是我们的研究课题产生了。 二、研究目标 1、了解科学研究的过程，掌握主动学习的方法。增强社会责任感，形成发展生产与注意环境相协调的意识，了解可持续发展的重大意义； 2、借废电池危害的宣传．希望带动学校、新区以至全社会回收废电池的活动；呼吁政府制定一系列相应法规，有效回收并处理废电
池。并以此增强人们的环保意识。 三、研究过程 1、选题，确定开题报告申请表； 2、分别在校、县图书馆和网上查阅相关资料； 3、整理资料、交流，提出相关问题； 4、去环卫所了解废电池处理情况； 5、问卷调查； 6、整理资料，完成课题报告。 四、研究结果 (一)对常用干电池的结构分析 表：锌—锰干电池的结构和材料 通过对常用于电池的结构分析，我们发现废电池中的汞和镉等重金属含量较高，而汞和镉等重金属对人体健康有严重的威胁。 甲基汞具有脂溶性，它主要通过食物链进入人体与胃酸作用．产生氯化甲基汞，经肠道几乎全部被吸收进人血液中，并容易积蓄在脑
废旧电池的处理和收集 方法 公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]
废旧电池的处理和收集方法 废弃的铅酸蓄电池若不加处理处置直接投入自然环境，会引起严重的环境污染，危害人类健康。我们的生活离不开电池，电池有哪些分类不同类型的电池又该如何处置呢 一是大家最熟悉的用于手电筒、遥控器上的各种一次性1号、5号、7号等不同容量的干电池。干电池是一种以糊状电解液来产生直流电的化学电池。自2005年1月1日开始，我国就已经停止生产和销售含汞量大于 %的碱性电池，目前家庭使用的一次性干电池均采用了无汞和低汞技术，技术改进使得废旧干电池对环境的影响变得十分轻微。国家《废电池污染防治技术政策》明确规定，在缺乏有效的回收技术条件下，不鼓励集中回收已达到国家低汞或无汞要求的废一次性电池。因此，对于此类废旧电池应随生活垃圾排放。 二是用于儿童玩具、电子表上的可充电电池和扣式电池。扣式电池的外表为不锈钢材料，并作为正极，其负极为不锈钢的圆形盖，正极与负极间有密封环绝缘，密封环用尼龙制成，密封环除起绝缘作用外，还能阻止电解液泄漏。这类废旧电池属于社会源危险废物，按照2008年修订的《国家危险废物名录》规定，家庭日常生活中产生的此类社会源危险废物可不按照危险废物进行管理，即也可随生活垃圾排放。但国家《废电池污染防治技术政策》同时规定，充电电池和扣式电池的制造商、进口商以及使用充电电池或扣式电池产品的制造商，应当承担回收废充电电池和废扣式电池的责
任，在销售处设立废电池的分类回收设施予以回收并送至有相应资质的工厂（设施），进行资源化利用或无害化处理处置。因此，居民在使用此类电池的过程中，可将废旧充电电池和废扣式电池送到销售商店相应的废电池回收设施中，方便销售商回收。 三是用在手机上的手机电池。手机电池一般用的是锂电池和镍氢电池。据不完全统计，目前我国手机保有量超过13亿部，几乎到了平均人手一部的状态，废旧手机电池环境污染不容忽视。废弃的手机和电池含有金、水银、铅、镉等重金属成分，如直接丢弃或填埋，重金属就会直接污染土壤及地下水；而简单焚烧，其产生的气体还会污染空气，致人中毒。目前，废旧手机已被列入国家《废弃电器电子产品处理名录》（2014版），废旧手机电池可随废弃手机交由废弃电器电子产品拆解企业，通过拆解实现无害化处置或资源利用。目前，位于我市庄河大郑镇国家生态工业示范园区的大连大峰野金属有限公司具有相应资质，该企业拆解废弃手机还可获得国家补贴。 四是用于电梯、银行等ups不间断电源上和用做机动车电瓶的铅酸蓄电池。集中收集的废铅酸蓄电池需办理危险废物转移联单方可转移至有危险废物经营资质的企业。目前大连东泰产业废弃物处理有限公司、天津东邦铅资源再生有限公司等企业具有废铅酸蓄电池收集处置的相关资质。
百度知道 管有诸多的困难存在，但是从另外的角度来看，废旧电池的回收和处理依然是必行的。一是避免对环境的污染，二是废旧电池的回收利用价值相当高。据统计，我国每年用于生产干电池需消耗锌12万吨，二氧化锰20万吨，铜2万吨，还有相当多的氯化锌、石墨、沥青、不锈钢等物质。如果能从对废旧电池的处理上，分解提炼到这些金属材料，对能源将是一大节约。废旧电池中含有大量可再生利用的重金属和酸液等物质，如铅酸电池的回收利用主要以废铅再生利用为主，还包括对于废酸以及塑料壳体的利用。目前，国内废汽车用铅酸电瓶的金属回收利用率大约达到80～85%。据业内人士估算，按每天处理10万只废电池计算，除去各种费用后，可获利2万元左右；以70亿只电池、50%的利用率计算，年利润可达6亿多元。可见，在此领域实施规模经营完全可以创造效益。 正是由于废旧电池对人类造成的巨大危害，我们意识到废旧电池的回收的不足的严重性，并且开始分析废旧电池在我国回收利用的可行性。 第一：在《固体废物防治法》的基础上，出台废旧回收利用的行业政策和法律法规，并制定我国实际的管理办法及具体的可操作的管理实施细则，建立起完善的废电池运输管理制度。 第二：根据“谁污染，谁治理”的原则，电池生产企业负责回收利用废旧电池，在电池销售时，实行抵押金制度，国家向电池生产厂家收取一定的治理费用，并一定的比例返回给回收治理企业。在我国可以利用人工分拣来降低成本，这得益于我国丰富的人力资源。 第三：实现电池生产的低汞化和无汞化，加强对可充式电池的生产。实现电池回收的规模化产业化道路。对于不符合要求的企业勒令其改造或关停，对不改造和关停的处于罚款。 第四：国家给予废旧电池回收企业一定的政策扶持，对于技术上有突破，工艺先进的企业给予奖励并做大做强；鉴于我国有庞大的拾荒队伍，可以最大程度的利用经济手段提高电池的回收率，例如以一定的金额回收每千克的旧电池等。 第五：在报纸和电视等媒体向人民群众宣传和教育，培养公众的回收利用意识。 4. 我国废旧电池回收利用的经济可行性分析
Advances in Environmental Protection 环境保护前沿, 2017, 7(1), 1-8 Published Online February 2017 in Hans. https://www.doczj.com/doc/c48281841.html,/journal/aep https://https://www.doczj.com/doc/c48281841.html,/10.12677/aep.2017.71001 文章引用: 张景欣, 马雅琳, 陈爱良, 熊子璇. 废旧锌锰电池的回收利用技术的研究进展[J]. 环境保护前沿, 2017, 7(1): Progress in the Recycle of Waste Zinc Manganese Battery Jingxin Zhang, Yalin Ma, Ailiang Chen, Zixuan Xiong School of Metallurgy and Environment, Central South University, Changsha Hunan Received: Jan. 20th , 2017; accepted: Feb. 7th , 2017; published: Feb. 10th , 2017 Abstract More and more attention of the recycling of the waste battery has been attracted with the increase of the battery usage. There are many kinds of metal and heavy metal in zinc manganese battery; its recycling technology is constantly developing. This paper describes the technological progress in the recovery and utilization of Waste Zinc Manganese Batteries in recent years, and analyzes the relation among various processing methods and their advantages and disadvantages. The de-velopment prospects of the recovery and utilization of Waste Zinc Manganese Batteries was also discussed. Keywords Waste Zinc Manganese Battery, Zinc, Manganese, Recycle 废旧锌锰电池的回收利用技术的研究进展 张景欣，马雅琳，陈爱良，熊子璇 中南大学冶金与环境学院，湖南 长沙 收稿日期：2017年1月20日；录用日期：2017年2月7日；发布日期：2017年2月10日 摘 要 随着电池使用量的增加，越来越多的人开始关注废旧电池的回收利用。锌锰电池中含有多种金属及重金属，其回收利用技术也在不断地发展进步。本文综述了近几年来废旧锌锰电池的回收利用技术方面的技术进展，分析了各种方法之间的联系以及各自的优缺点，并对废旧锌锰电池的回收利用的发展前景作了更深层次的探讨。
废干电池的综合利用实验报告
废干电池的综合利用 一、实验意义 人们通常称电池为“电的罐头”，它可以产生光、声、力、热和信息处理，给人们的生活带来很大的方便。如果不合理回收，不仅造成资源浪费，也会给环境造成严重污染。如电池中含有大量金属——锌、铅、镉、汞等，一节纽扣电池能污染60KL水，等等。我国每年报废50万吨废锌锰电池，若能全部回收利用，可再生锰11万吨、锌7万吨、铜1.4万吨，是相当可观的资源。因此，必须对废旧电池进行科学的合理回收，从而保护人类生存环境。 二、实验目的 1. 了解废干电池对环境的污染的危害，以及有效成分的利用方法； 2. 熟悉无机物的实验室制备、提纯、分析等方法与技能； 3. 分析废干电池黑色粉体中二氧化锰、氯化锌、氯化铵、二氯化锰、碳粉的含 量；分析锌片纯度； 4. 利用黑色粉体制备二氧化锰、氯化铵，用废锌片制备七水硫酸锌 5. 分析氯化铵、二氧化锰、七水硫酸锌的产率和纯度。 三、实验原理 日常生活中所用的干电池为锌锰电池。其负极为电池壳体的锌电池，正极是被二氧化锰(为增弹导电性,填充有碳粉)包围的石墨电极,电解质是氯化锌及氯化铵的糊状物。在使用过程中，锌皮消耗最多，二氧化锰只起氧化作用，糊状氯化铵作为电解质不会消耗，炭粉是填料。为了防止锌皮因快速消耗而渗漏电解质，通常在锌皮中掺入汞，形成汞齐 电池反应为：Zn+2NH4Cl+2MnO2→Zn(NH3)Cl2+2MnOOH. 锌锰电池的构造 主要成分： 1. 二氧化锰(深褐色或黑色混有导电材料石墨或 乙炔黑) 2. 锌筒 3. 炭棒铜帽 (导电) 4. 电糊 (几毫米宽的间隙中充填糊状电解质由浓 缩的氯化铵水溶液、微量升汞和氯化锌以及淀 粉组成) 5.封口剂(沥青树脂或石蜡的) 6．其他包装（1号废旧锌锰电池的组成，重量70 克左右，其中碳棒5.2克，锌皮7.0克，锰粉 25克，铜帽0.5克，其他32克） 在使用过程中，锌皮消耗最多，二氧化锰只起氧化作用，氯化铵做为电解质没有消耗，碳粉为填料，电池里黑色物质为二氧化锰，碳粉，氯化铵，氯化锌，氯化锰的混合物，回收时，剥去电池外层包装纸，用螺丝刀撬去顶盖，用小刀挖去盖下面的沥青层，即可用钳子慢慢拔出炭棒(连同铜帽)，可留着作电解食盐水等的电极。使黑色的物质混合物溶于水，滤液为NH4Cl,ZnCl2,MnCl2,混合物，滤
废旧电池的处理和收集方法 废弃的铅酸蓄电池若不加处理处置直接投入自然环境，会引起严重的环境污染，危害人类健康。我们的生活离不开电池，电池有哪些分类？不同类型的电池又该如何处置呢？ 一是大家最熟悉的用于手电筒、遥控器上的各种一次性1号、5号、7号等不同容量的干电池。干电池是一种以糊状电解液来产生直流电的化学电池。自2005年1月1日开始，我国就已经停止生产和销售含汞量大于0.0001%的碱性电池，目前家庭使用的一次性干电池均采用了无汞和低汞技术，技术改进使得废旧干电池对环境的影响变得十分轻微。国家《废电池污染防治技术政策》明确规定，在缺乏有效的回收技术条件下，不鼓励集中回收已达到国家低汞或无汞要求的废一次性电池。因此，对于此类废旧电池应随生活垃圾排放。 二是用于儿童玩具、电子表上的可充电电池和扣式电池。扣式电池的外表为不锈钢材料，并作为正极，其负极为不锈钢的圆形盖，正极与负极间有密封环绝缘，密封环用尼龙制成，密封环除起绝缘作用外，还能阻止电解液泄漏。这类废旧电池属于社会源危险废物，按照2008年修订的《国家危险废物名录》规定，家庭日常生活中产生的此类社会源危险废物可不按照危险废物进行管理，即也可随生活垃圾排放。但国家《废电池污染防治技术政策》同时规定，充电电池和扣式电池的制造商、进口商以及使用充电电池或扣式电池产品的制造商，应当承担回收废充电电池和废扣式电池的责任，在销售处设
立废电池的分类回收设施予以回收并送至有相应资质的工厂（设施），进行资源化利用或无害化处理处置。因此，居民在使用此类电池的过程中，可将废旧充电电池和废扣式电池送到销售商店相应的废电池回收设施中，方便销售商回收。 三是用在手机上的手机电池。手机电池一般用的是锂电池和镍氢电池。据不完全统计，目前我国手机保有量超过13亿部，几乎到了平均人手一部的状态，废旧手机电池环境污染不容忽视。废弃的手机和电池含有金、水银、铅、镉等重金属成分，如直接丢弃或填埋，重金属就会直接污染土壤及地下水；而简单焚烧，其产生的气体还会污染空气，致人中毒。目前，废旧手机已被列入国家《废弃电器电子产品处理名录》（2014版），废旧手机电池可随废弃手机交由废弃电器电子产品拆解企业，通过拆解实现无害化处置或资源利用。目前，位于我市庄河大郑镇国家生态工业示范园区的大连大峰野金属有限公司具有相应资质，该企业拆解废弃手机还可获得国家补贴。 四是用于电梯、银行等ups不间断电源上和用做机动车电瓶的铅酸蓄电池。集中收集的废铅酸蓄电池需办理危险废物转移联单方可转移至有危险废物经营资质的企业。目前大连东泰产业废弃物处理有限公司、天津东邦铅资源再生有限公司等企业具有废铅酸蓄电池收集处置的相关资质。
基于绿色设计理念的废旧锌锰干电池的 拆解回收实验 小组成员： 指导教师：
一、废弃电池的危害 据了解废旧电池中含有有害的重金属——汞、铅、镉、铬等，据1998年《国家危险废物录》中对重金属的危害做了一个说明： 汞：食用被汞污染的食品，会产生甲基汞中毒，头晕，四肢末梢麻木，记忆力减退，神经错乱，甚至死亡，还影响孕妇使胎儿畸形发育；并且精神状态改变是汞中毒的一大症状，如脉搏加快，肌肉颤动，口腔和消化系统病变； 铅：食用含铅食物会影响酶及正常血红素合成，从而使人体神经系统和消化系统出现不正常运作：如神经衰弱、手足麻木、消化不良、腹部绞痛、肾炎等以及能引起血液中毒和其它病变； 镉：进入骨骼会造成骨疼病，骨骼软化收缩，易发生病理性骨折，最后饮食不进，于疼痛中死亡。 铬：铬进入人体内，分布于肝肾中，出现肝炎和肾炎病理。 二、废旧电池回收价值 废电池虽小，危害却甚大。但是，由于废电池污染不像垃圾、空气和水污染那样可以凭感官感觉得到，具有很大的隐蔽性，所以一直没有得到应有的重视。就体积和重量而言，废电池在生活垃圾中是微不足道的，但它的害处却非常大。因此，废旧电池的回收具有非常积极的意义。 1、回收现状 科学调查表明：一颗钮扣电池弃之大自然后可以污染6O万L水。相当于一人一生的用水量，而中国每年要消耗这样的电池7O亿只。电池中96 为锌锰电池和碱锰电池，其主要成分为锰、汞、锌等重金属，而且它们还能与有机发生反应，生成毒性更强的金属有机物。若把废旧电池混入生活垃圾中一
起填埋，久而久之，渗出的重金属会污染地下水和土壤，致使土地和水源严 重污染，并且使植被无法生长。生物 从环境中摄取重金属，重金属可以经 过食物链的放大作用逐渐在较高级 的生物中成千上万的累积，然后经过 食物进入人体，威胁人体健康。另一 方面，人们越来越多地认识到推进循 环经济建设、构建节约型社会、实现 可持续发展的重要性。循环经济的根本目的就是保护日益稀缺的资源。废旧电池本身含有锌、铜、钢等多种金属，随意丢弃或者填埋就造成了这些资源极大的浪费。因此，积极推进废旧电池中可再生资的回收和利用，可以减少 对原生资源的开采，提高资源综合利 用水平，既节约了金属资源又推动了 经济增长方式由粗放型向集约型转变 由于人们对废旧电池的污染认识不 足，随意丢弃废电池的现象十分严重。 目前，我国尚未建立一个完善有效的 回收体系。中国电池18O多亿只的年产 量占世界电池总产量的3O%以上，年消费量达7O～80亿只，但回收率却不足2% 。这些随意丢弃的废旧电池正是重金属污染的首祸。 2、回收价值 废电池并不是仅给人类带来危害，它里面还蕴含着很多资源。例如纽扣电池含有锂、锰、银等稀有金属;铅蓄电池中含有铅;手机电池中含有镉，这些物质回收价值很高。现已有工厂开始进行这方面的回收、提取工作。另外在普通干电池中还含有锌、铜、锰粉等资源。据统计，即便是回收价值最低的废干电池，每回收1吨也相当于节72吨锌／铁原矿，节约标煤16．8吨。有人算了一笔帐以全国每年生产100亿只电池计算，全年消耗15.6万吨锌，22.6万吨二氧化锰，2080吨铜，2.7万吨氯化锌，7.9万吨氯化铵，4.3万吨碳棒。废电池中的有色金属是宝贵的自然资源，如果能将废电池回收再利用，不仅可以减少我们对生存环境的破坏，也可以节约资源。
废旧电池的回收与利用的社会调查报告废旧电池的回收与利用的社会调查报告 如今，电能已成为人类社会不可缺的一种获得能量的形式。但是，最初的电能是靠发电机来获得的，发电机既笨重又不易于控制，因此人类发明了一种既轻便又能获得恒定的电流的装置，即我们所说的电池。 但是，问题也随之出现。最初的干电池是由重金属之间的氧化还原反应来提供电能的，而且不能反复充电使用，使用后就只能废弃，其中的重金属离子锰、镉、汞等便会以离子形式进入水和土壤，从而在生物体内富集，从而引起各种疾病。因此而出现的污染问题日益严重。 随着现代经济的发展，电池的结构、种类工作原理都有了很大的改变。各种蓄电池的发明，大大延长了电池的平均寿命。太阳能电池等低污染电池的发明，一定程度上缓解了电池的污染问题，但是，寿命长，低污染的电池一般都很昂贵，短期内难以普及。因此，高效、环保、廉价的电池的研究与推广以成为 ___的问题。在这种新型的电池推广之前的很长一段时间，只有靠人们一起努力，尽量减少废旧电池对环境的污染和随之造成的资源的浪费。
那么，究竟人们如何看待这个问题呢?他们是否愿意参与并配合废旧电池的回收与再利用工作?针对这个问题，我们进行了社会调查。 在静海县城东方红路、胜利南路、食品街、静海四中、静海师 范等地随机抽取72位不同年龄段、职业、学历的人为调查对象。 本研究采取问卷调查法。 根据天津市静海县的具体情况和我们的研究需要，我们制作了 一份调查问卷。全卷共有8道题目，分别从使用电池的频率、种类、对废旧电池的处理方法及一些有益的建议，进行了调查。所有题目均采用选择题形式，被调查者根据自身情况在符合实际的选项前打“√”。 A：编写问卷。确定研究方向，根据问卷编写的一般原则及静海的实际情况，编写《天津市静海师范学校○一级二班研究课题社会调查表》。 B：数据收集。用编写好并经过修改的《天津市静海县师范学校○一级二班研究课题社会调查表》按统一的时间和要求进行监测和收集数据。 C：数据录入及统计分析。对回收的问卷进行统计分析。
废旧锌锰干电池回收利用 倪志刚 （南京大学化学化工学院，南京 210089） 摘要本文简述了利用废旧电池制取MnCO3的实验过程，并对反应过程中关键的一步——将+4价锰还原为+2价锰进行了讨论，比较了各种还原方法的优缺点。这个研究式实验的开展，培养了同学们查阅资料、自行设计实验方案、分析实验结果的能力，更重要的是加强了同学们的环保意识和责任意识。 关键字废旧电池回收利用锰还原 随着各种各样小型电器的普及，电池的使用量与日俱增。在各种电池当中，锌锰干电池的使用量占了很大的比例。使用完的锌锰干电池若随意丢弃，会对环境造成很大的危害。相反，对废旧电池进行适当的处理，会得到很多有用的物质。例如，从废旧锌锰干电池中可回收得到MnCO3，其用途有：电讯器材用作铁氧体生产的原料，陶瓷颜料、清漆催干剂、肥料、医药、机械零件、磷化处理、锰盐制造的原料等。本文着重讨论利用废旧干电池制取MnCO3的实验。（还可再概述几种制取的方法） 1、实验过程（实验与结果，包括2） 1.1 MnO2的制备 取5号干电池两节，剥去外包装、锌皮、铜帽、纸层，除去碳棒，将剩下的黑色混合物研碎，加水溶解，用酸调节pH约为2，加热、搅拌、冷却、过滤，用蒸馏水洗至无 Cl，将黑色沉淀转移至蒸发皿中在空气中灼烧，并用玻璃棒搅拌，至无火星时停止加热，得到的黑色固体即为MnO2粗产品。 1.2 锰元素的还原 称取以上制备的MnO2固体5g，连接好固液加热型气体发生装置，准备好具有防倒吸功能的尾气吸收装置，将MnO2加入锥形瓶，加入20mL 12mol/L浓盐酸，打开磁力加热搅拌器，使其反应。反应过程中会看到有大量黄绿色的气体生成。待锥形瓶中黄绿色全部褪去，再加热5min。将所得混合物过滤，所得滤液即为MnCl2溶液。 1.3 MnCO3的制备 将所得的溶液转移至烧杯中，取一滴溶液用NH4SCN溶液检测得其中含有Fe3+，向溶液中先加NaOH溶液，后加氨水，调节pH=5，使Fe3+完全生成Fe(OH)3沉淀并过滤除去。
一、研究案例的背景： 环境是人类生存和发展的基本条件，是物质文明建设的基础。环境污染和生态破坏，工作和生活环境质量恶化，威胁着人民群众的健康。保护环境，实质就是保护物质生产活动持续稳定、协调发展的物质基础。一粒小小的钮扣电池可污染600立方米水，相当于一个人一生的饮水量；一节干电池可污染12立方米水、一立方米土壤，并造成永久性公害……人们在日常生活中，使用过的废旧干电池，一直没有得到很好的回收利用，造成了浪费，也污染了环境。其实，被废弃的干电池，其锌壳只损耗了一小部分，二氧化锰也只是少部分发生了反应，碳粉、石墨棒和铜帽还远远没有被消耗。如果能加以回收和利用，就具有很好经济效益和社会效益。 二、研究的目的意义： ①了解干电池的反应原理； ②了解干电池的基本结构； ③明确废物分类回收的意义，增强环保意识。 三、研究的主要内容： ①查阅资料，明确干电池的基本反应原理，巩固原电池原理的相关知识。 ②通过解剖废干电池，了解干电池的结构，并绘制干电池的结构图。 ③将解剖废干电池得到的废物分类回收提纯，提高实验技能，增强环保意识。 四、研究的步骤： ①阅读教材中相关内容，查阅相关文献资料，明确干电池基本反应原理。 ②根据反应原理和相关资料介绍，结合实物绘制干电池结构原理图。 ③解剖几个废干电池，验证绘制的结构原理图的正确性，并作适当修改。 ④根据解剖废干电池得到的废物种类进行分类提纯回收，写出实验报告。 ⑤撰写研究心得和废物分类回收利用的重要意义等方面的论文。 五、案例情景描述： 下面借用两位同学的总结片断为本案例作一个情景描述： 我们化学组研究的主题是关于干电池的结构，原理，以及废旧电池的回收和利用。
废旧电池污染的图片展示 Prepared on 22 November 2020
中学生对废电池污染调查图片展示 利津县汀罗镇第一中学八年级社会调查兴趣小组 【引言】：随着我国人民生活水平的迅速提高，电池已经是我们生活中不可缺少的东西。我国是电池的产销大国，去年电池产量和消费量达140亿只电池在我们生活中的使用迅速增加，已深入到我们生活的每个地方，例如随身听、传呼机、手机、照相机、摇控器等等几乎每一种日用小电器都要用到电池。在这些形形色色的电池中却带有大量的汞、锰、镉、铅、锌等有害重金属，对环境的污染也是日益严重！ 一、随着经济和科技的发展,电池在我们生活中扮演着越来越重要的角色，使用量也正迅速增加,几乎渗透到我们生活的每一个角落。
： 二、废旧电池的危害图片展示： 人们在日常生活中使用的电池是靠化学作用，通俗一点讲就是靠腐蚀作用产生电能的，而其腐蚀物含有大量的重金属污染物。当其被随意丢弃，混在一般生活垃圾中，堆放在自然界时，这些有毒物质便会慢慢从电池中溢出来，经过雨水的冲刷渗透到土壤或地下水源中，再通过农作物进入人的食物链。这些有毒物质在人体内会长期积累难以排除，损害人的肌体，甚至致癌。有这样一组数据：一粒纽扣电池可以污染60万公升水，相当于一个人一生的饮水量！一个一号电池可以让一平方米土壤的庄稼绝收！若把废电池混入生活垃圾中一起填埋，久而久之，渗出的重金属可能污染地下水和土壤。 三、废旧电池的回收处理： 废电池说废其实也不“废”，其中含有大量的有色金属，而有色金属是地球上不可再生的宝贵资源。对于废电池的最佳处理办法是再生利用，提取其中的有用成分，将废物变为资源。但由于废电池造成的环境问题在我国一直没有引起高度重视，因此，废电池的再生利用、处理处置技术的研究开发几乎等于零，只有少数几个单位在
基于绿色设计理念的 废旧锌锰干电池的 拆解回收实验 小组成员： 指导教师： 一、废弃电池的危害 据了解废旧电池中含有有害的重金属——汞、铅、镉、铬等，据1998
年《国家危险废物录》中对重金属的危害做了一个说明： 汞：食用被汞污染的食品，会产生甲基汞中毒，头晕，四肢末梢麻木，记忆力减退，神经错乱，甚至死亡，还影响孕妇使胎儿畸形发育；并且精神状态改变是汞中毒的一大症状，如脉搏加快，肌肉颤动，口腔和消化系统病变； 铅：食用含铅食物会影响酶及正常血红素合成，从而使人体神经系统和消化系统出现不正常运作：如神经衰弱、手足麻木、消化不良、腹部绞痛、肾炎等以及能引起血液中毒和其它病变； 镉：进入骨骼会造成骨疼病，骨骼软化收缩，易发生病理性骨折，最后饮食不进，于疼痛中死亡。 铬：铬进入人体内，分布于肝肾中，出现肝炎和肾炎病理。 二、废旧电池回收价值 废电池虽小，危害却甚大。但是，由于废电池污染不像垃圾、空气和水污染那样可以凭感官感觉得到，具有很大的隐蔽性，所以一直没有得到应有的重视。就体积和重量而言，废电池在生活垃圾中是微不足道的，但它的害处却非常大。因此，废旧电池的回收具有非常积极的意义。 1、回收现状
科学调查表明：一颗钮扣电池弃之大自然后可以污染6O万L水。相当于 一人一生的用水量，而中国每年要消 耗这样的电池7O亿只。电池中96 为 锌锰电池和碱锰电池，其主要成分为 锰、汞、锌等重金属，而且它们还能 与有机发生反应，生成毒性更强的金 属有机物。若把废旧电池混入生活垃 圾中一起填埋，久而久之，渗出的重 金属会污染地下水和土壤，致使土地和水源严重污染，并且使植被无法生长。生物从环境中摄取重金属，重金属可以经过食物链的放大作用逐渐在较高级的生物中成千上万的累积，然后经过食物进入人体，威胁人体健康。另 一方面，人们越来越多地认识到推进 循环经济建设、构建节约型社会、实 现可持续发展的重要性。循环经济的 根本目的就是保护日益稀缺的资源。 废旧电池本身含有锌、铜、钢等多种 金属，随意丢弃或者填埋就造成了这 些资源极大的浪费。因此，积极推进 废旧电池中可再生资的回收和利用，可以减少对原生资源的开采，提高资源综合利用水平，既节约了金属资源又推动了经济增长方式由粗放型向集约型转变由于人们对废旧电池的污染认识不足，随意丢弃废电池的现象十分严重。目前，我国尚未建立一个完善有效的回收体系。中国电池18O多亿只的年产量占世界电池总产量的3O%以上，年消费量达7O～80亿只，但回收率却不足2% 。这些随意丢弃的废旧电池正是重金属污染的首祸。 2、回收价值 废电池并不是仅给人类带来危害，它里面还蕴含着很多资源。例如纽扣电池含有锂、锰、银等稀有金属;铅蓄电池中含有铅;手机电池中含有镉，这些物质回收价值很高。现已有工厂开始进行这方面的回收、提取工作。另外在普通干电池中还含有锌、铜、锰粉等资源。据统计，即便是回收价值最低的废干电池，每回收1吨也相当于节72吨锌／铁原矿，节约标煤16．8吨。有人算了一笔帐以全国每年生产100亿只电池计算，全年消耗15.6万吨锌，22.6万吨二氧化锰，2080吨铜，2.7万吨氯化锌，7.9万吨氯化铵，4.3万吨碳棒。废电池中的有色金属是宝贵的自然资源，如果能将废电池回收再利用，不仅可以减少我们对生存环境的破坏，也可以节约资源。
一、废旧电池的种类与成分 电池的种类繁多，不但有多种化学成分，其大小差别也非常大，小到医学应用领域中使用的纽扣电池，大到与各种测量系统配套的大型多隔室蓄电池。根据能否充电再次使用，电池可分为两类：一次电池和二次电池。一次电池是指电池放电后不能用简单的充电方法使活性物质复原而继续使用的电池。而二次电池则使用可逆的电化学电极，可进行再次充电。 一次电池产品主要有普通锌锰电池、碱性锌锰干电池、汞电池和锌银电池。主要有三大部分组成：阴极、阳极和电解液。 二次电池产品主要有锂电池、铅酸电池、镍镉电池和Zn—AgO电池。 二、废旧电池的主要危害 废旧电池对环境的主要影响是重金属和酸碱等电解质的污染。当被废弃置环境中的时候，重金属可能在电池外壳破解的情况下溶解进入渗滤液，污染地下水和土壤，从而造成对人体的危害。而酸、碱的主要危害是腐蚀管道，影响水体的pH值。汞是目前危害性最大的重金属，因其单质和化合物均具有强烈的毒性，它能致畸引发中枢神经紊乱，甲基汞毒性比之单质更强；铅和镉是废旧电池中危害性仅次于汞的重金属，铅也能造成神经系统的疾病还会造成消化系统损害和其他病变等，镉能致癌，最大的危害是肾毒性，其后引发骨质疏松、软骨症和骨折口，日本的“骨痛病”即是由镉引起的；Ni也具有致癌性，其盐类能引起过敏性皮肤炎，还可导致心肌损伤，其对水性生物危害更明显；Zn、Mn为人体所需的微量元素，但吸收过多也会引起中毒口。 三、废旧电池的处置方式 国内外废旧电池处理方式目前，国内及国际上通行的废旧电池处理方式大致有三种：固化深埋、存放于废矿井、回收利用。 目前国内外主要的处理方式有4 种，人工分选、干法、湿法和干湿法。 （1）人工分选回收利用法就是将回收的废旧干电池，先进行分类，人工分选出碳棒、铜帽、锌皮及各种残留物，并分别用相应的方法予以处理，这种方法简单易行，但使用劳动力多，经济效益差。 （2）所谓干法，也叫烟法或火法，或者称为热处理。就是对废旧干电池分类筛选、破碎后，再放人焙烧炉中在 600 ～ 800 度下焙烧，将排出的气体冷凝后提取汞，再将焙烧剩余物放入回转窑在 1100 ～ 1300 度下低烧，从烟气中回收氧化锌，从残渣中回收锰和铁。运用此法，一般冶炼厂无须增加设备和劳力，就可回收干电池中的锌，若须进一步回收其他
《废旧电池的回收与利用》研究性学习报告 一、研究案例的背景： 环境是人类生存和发展的基本条件，是物质文明建设的基础。环境污染和生态破坏，工作和生活环境质量恶化，威胁着人民群众的健康。保护环境，实质就是保护物质生产活动持续稳定、协调发展的物质基础。一粒小小的钮扣电池可污染600立方米水，相当于一个人一生的饮水量；一节干电池可污染12立方米水、一立方米土壤，并造成永久性公害……人们在日常生活中，使用过的废旧干电池，一直没有得到很好的回收利用，造成了浪费，也污染了环境。其实，被废弃的干电池，其锌壳只损耗了一小部分，二氧化锰也只起了一点氧化的作用，碳粉、石墨棒和铜帽还远远没有被消耗。如果能加以回收和利用，就具有很好经济效益和社会效益。 二、研究的目的意义： 初步掌握科学研究的基本方法；明确废物分类回收的意义，增强环保意识。 三、研究的主要内容： 1. 查阅资料，明确： ①废旧电池对我们的危害 ②废旧电池回收的现实 ③废旧电池回收利用的方式和技术 2.校园内组织宣传，增强环保意识。 一、废旧电池对我们的危害 随着经济和科技的发展,电池在我们生活中的扮演着越来越重要的角色，使用量也正迅速增加,几乎渗透到我们生活的每一个角落,然而这些使用后的废旧电池却未能得到妥善的处理,虽然废旧电池的体积和质量都非常小，但它含有多种金属物质,如果处理不当就会污染到水源、土壤、空气等,进而直接或间接危害到人们的健康,影响人们的正常生活。 （一）废旧电池简介 1. 电池的组成：干电池、充电电池的组成成分：锌皮（铁皮）、碳棒、汞、硫酸化物、铜帽；蓄电池以铅的化合物为主。举例：1号废旧锌锰电池的组成，重量70克左右，其中碳棒5.2克，锌皮7.0克，锰粉25克，铜帽0.5克，其他32克。 2. 电池的种类：电池主要有一次性电池、二次电池和汽车电池。一次性电池包括纽扣电池、普通锌锰电池和碱电池，一次性电池多含汞。二次电池主要指充电电池，其中含有重金属镉。汽车废电池中含有酸和重金属铅。 3. 电池数量：DC、MP3等数码产品在以超猛的速度发展，而且都在使用着电池，电池的使用量在迅速增加，如果再不付诸行动的话，电池山的现象迟早会发生。 （二）废旧电池的危害 1. 废旧电池的危害性 一粒纽扣电池可污染60万升水，等于一个人一生的饮水量。一节电池烂在地里，能够使一平方米的土地失去利用价值，所以把一节节的废旧电池说成是“污染小炸弹”一点也不过分。 我们日常所用的普通干电池，主要有酸性锌锰电池和碱性锌锰电池两类，它们都含有汞、
普通锌锰干电池 11．普通干电池中装有MnO2和其它物质，MnO2的作用是（）。 A．和正极作用把碳氧化为CO2B．把正极附近生成的H2氧化成水 C．电池中发生化学反应的催化剂D．和负极作用，将锌变成锌离子 12．干电池的负极反应为：Zn－2e－＝Zn2+，现以它为电源电解32.4g34％的KNO3溶液，一段时间后测得溶液的质量分数为36％，问这段时间内，干电池中消耗的Zn 的物质的量为（）。 A．0.05mol B．0.1mol C．0.2mol D．0.3mol 49．锌锰干电池在放电时，电池总反应方程式可以表示为： Zn+2MnO2+2NH4+＝Zn2++Mn2O3+2NH3+H2O 在此电池放电时，正极（碳棒）上发生反应的物质是（）。 A．Zn B．碳棒C．MnO2和NH4+D．Zn2+和NH4+ 49．解析：干电池放电时，正极得到电子发生还原反应。答案：C 13．某干电池的电极分别为碳棒（上面由铜帽）和锌（皮），以糊状NH4Cl和ZnCl2做为电解质（其中加入MnO2吸收H2，ZnCl2吸收NH3），电极反应可简化为：Zn－2e－＝Zn2+，2NH4++2e－＝2NH3+H2。根据以上所述判断下列结论正确的是（）。 A．Zn为正极，碳为负极B．工作时电子由碳极经外电路流向Zn极 C．Zn为负极，碳为正极D．长时间使用内装糊状物可能流出，腐蚀用电器14．常用的锌锰干电池在放电时总反应可表为：Zn（s）+2MnO2（s）+2NH4+＝Zn2++Mn2O3+2NH3+H2O，放电时正极区发生反应的物质或微粒是（）。 A．Zn B．MnO2和NH4+C．MnO2D．Zn2+和NH3 23．（6分）手电筒中使用的干电池一般是普通锌锰干电池， 其结构如右图所示。在放电时的总反应可表示为： Zn+2MnO2+2NH4+＝Zn2++Mn2O3+2NH3+H2O 试回答下列问题： （1）该电池的正极是____________。 （2）写出该电池的极反应式： 负极反应式：______________________________； 正极反应式：______________________________。 23．（1）碳棒 （2）Zn－2e－＝Zn2+ 2MnO2+2NH4++2e－＝Mn2O3+2NH3+H2O（每空2分，共6分） 20．小刚为了解生活中常见的锌锰干电池，做了以下探究． 他打开一节废电池，观察到如下现象：○1黑色碳棒完好无损；○2电极周 围充满黑色粉末；○3里面有少量无色晶体；○4金属外壳明显破损．