废干电池的综合利用..docVIP

废干电池的综合利用 一、实验目的 1、了解废干电池中有效成分的回收利用方法。 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、碳粉的含量并分析锌片纯度。 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。 二、实验意义 环境保护是当今国际上最关系的重大课题之一，也是世界各国正在悉心研究的课题。关注废旧电池的回收再利用，创建无污染、无公害的绿色环境以迫在眉睫，刻不容缓。电池给人们的生活带来很大方便，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。.但这些干电池用完后,一般被当作垃圾仍掉,这不仅浪费了宝贵的金属资源,而且对环境造成严重的污染,破坏生态环境危害人类的身体健康.然而,对于这样的浪费和污染在我国大农村地区,人们还没意识到这样的危害,许多人竟然把它扔进农家肥堆当作农家肥，据报道，我国干电池生产年消耗锌接近25万吨，约为年锌总产量的15%左右，其资源价值十分可观。另外，信息产业的高速发展，产生了大量的电子废弃物，仅全国手机和免提电话每年淘汰的废电池就达千吨之多。其中大量的废镍镉电池、锂电池回收利用价值很大。因此，本着环境保护，节约能源，变废为宝的原则，我们进行此次实验。 三、废干电池回收与利用实验验收指标 1. 回收的二氧化锰产率与质量； 2.锌片（洗净，干重）中锌含量； 3. 制得的氯化铵、七水硫酸锌产品中氯化铵、七水硫酸锌的含量； 4. 废干电池黑色粉体（干重）中氯化锌、氯化铵、二氯化锰的含量； 5. 制得的氯化铵、七水硫酸锌产品的质量； 6.分析氯化铵、二氧化锰、七水硫酸锌的产率和纯度。 四、实验原理： 锌锰电池的构造 图 1 锌 - 锰电池构造图 1- 火漆； 2- 黄铜帽； 3- 石墨； 4- 锌筒； 5- 去极剂；6- 电解液 + 淀粉； 7- 厚纸壳→Zn(NH3)Cl2+2MnOOH. 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，使其混合物溶于水，滤液为NH4Cl,ZnCl2,MnCl2,混合物，滤渣为二氧化猛、碳粉及其它少数有机物，加热可除去碳粉和其他少数有机物，加酸溶解可分离出碳粉。 锌皮可以与H2SO4反应： Zn+H2SO4= ZnSO4+H2 将溶液用NaOH调节PH=8使Zn2+完全沉淀，以达沉淀最大量，再加入稀硫酸，控制PH=4，此时Zn(OH)2溶解,最后将滤液酸化，蒸发浓缩，结晶， 即得ZnSO4·7H2O。 ZnSO4+2NaOH=Zn(OH)2+Na2SO4 ZnSO4+7H2O=ZnSO4.7H2O 依靠 NH4Cl和ZnCl2混合溶液溶解度不同，可以从中回收NH4Cl。 NH4Cl和ZnCl2各温度下的溶解度： 温度/K 273 283 293 303 313 333 353 363 373 氯化铵 29.4 33.2 37.2 31.4 45.8 55.3 65.6 71.2 77.3 氯化锌 342 363 359 437 452 488 541 --- 614 NH4Cl在100 摄氏度挥发，338 摄氏度开始分解，350摄氏度升华。利用氯化铵溶解度的特点，通过反复抽提来提纯产品纯度。 氯化铵与甲醛作用生成六亚甲基四胺和盐酸，后者用NaOH标准液滴定，便可求出产品中NH4Cl的含量， 反应式为： 4NH4Cl+6HCHO→(CH2)6N4+4HCl+6H2O 测定结果可以按下式计算： W(氯化铵)= *100% 在二氧化锰产品中加入一定过量草酸，及在硫酸的作用下沸水浴中溶解，用高锰酸钾滴定多余的草酸到终点为粉红色，即可间接测定二氧化锰含量。反应式为： MnO2+H2C2O4+H+→Mn2++CO2↑+4H2O 2MnO4-+5H2C2O4+6H+→2Mn2++10CO2↑+8H2O 本实验流程如图： 纸等杂物 滤液 氯化锰、氯化锌、氯化铵 过滤 废电池 黑色粉体 滤渣 二氧化锰、碳粉 锌皮 硫酸锌 七水硫酸锌 五、实验仪器和药品： 仪器：天平，电子天平，50ml、100ml、200ml、300ml、500ml烧杯个一个，抽滤装置，蒸发皿，滤纸，普通漏斗，酒精灯，剪刀，PH器，电炉装置，玻璃棒，三角架，坩埚钳等 主要药品：2个废电池，2mol/l浓硫酸，2mol/L盐酸，1：1盐酸，2mol/l和0.2mol/l氢氧化钠两份，1：1氨水，NH·H2O—NH4Cl,蒸馏水，3%