用废干电池生产二氧化锰和七水硫酸锌工艺的研究.doc

本文由zhuulee贡献 pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 508 ? 化 学 世 界 2005 年 用废干电池生产二氧化锰和 七水硫酸锌工艺的研究 余自明 ( 信阳师范学院化学化工学院 ,河南 信阳 ,464000) 利用和无害化处理 ,显得越来越重要 。 本研究有效解决了废电池污染问题 , 又为硫酸 锌的二氧化锰的生产拓宽了资源渠道 , 变废为宝 。 该工艺基本上采用了闭路循环 ,对水中汞 、 镉等离子 进行固化处理 、 消除二次污染 。具有工艺简单 、 投资 小、 成本低 、 操作方便 、 易控制 、 无污染等特点 。 1　 锌锰废电池组成及生产原理 1. 1 　 废干电池的化学组成 锌锰电池是由锰粉 、 炭棒 、 二氧化碳 、 锌皮 、 铁 皮、 、 铜帽 氯化铵 、 、 、 、 汞 沥青 电糊 乙炔黑 、 、 塑料 包装 纸等组成 ,其中锌 、 锰占有较大的比例 , 各类电池的 [1 ] 综合成分分析结果见表 1 。 锌锰干电池由于其贮存和使用寿命较短 , 大都 为一次性电池 ,不能充电再生 , 用完之后 , 被当作垃 圾扔掉 。电池中还含有许多金属和化合物 , 这不仅 浪费了宝贵的金属资源 , 而且还会产生严重的环境 2 污染 ,一节一号锌锰电池能使 1 m 的土地失去使用 价值 ,一只钮扣电池能污染 60 万升水 。电池中的 汞 、 、 、 、 , 其毒性已为人类所共识 。对废电 镉 铅 锌 锰 池的处理已引起人们广泛关注 。特别是电池的综合 表1　 各类电池的综合成分分析结果 主要成分 含量Π% 锌 13～27 锰 14～28 镉 0. 010 铅 0. 1～0. 3 汞 0. 004 铁 23～26 铜 0. 5～0. 7 - 碳 5～6 其它 13～44 1. 2 　 生产原理 Mn 2+ + 2OH → (OH) 2 Mn 通过简单的机械处理 , 将电池中各组分进行最 大在限度的分离 , 从而使整个处理过程得到简化 。 再分别对锌皮和锰粉进行湿法处理 ,通过预处理 、 浸 取、 净化等工序制出产品 。 预处理是用洗液对锌皮和锰粉进行浸泡 , 将其 中的可溶性物质 ( ZnCl2 , HgCl2 ,NH4 Cl , 淀粉 , 金属离 子等) 溶解 ,使锌和锰粉得到初步净化 。 生产二氧化锰的主要化学反应 : + 2+ MnO2 + 4H + 2Cl → Mn + Cl2 ↑+ 2H2 O MnO + 2H → Mn 2Cl + 2+ Mn (OH) 2 + H2 O2 → MnO2 ↓+ 2H2 O 生产硫酸锌的主要化学反应 : Zn + H2 SO4 → ZnSO4 + H2 ↑ 2Fe Fe 2+ + H2 O2 + 2H → 2Fe 2+ + 3+ + 2H2 O + 3+ + 3H2 O → (OH) 3 ↓+ 3H Fe M + Zn → Zn + M ↓ (M 主要为 Pb ,Cd ,Hg 等) 2Zn 2+ 2+ + CO3 + H2 O → 2 (OH) 2 CO3 ↓+ 2H Zn 2- + 2　 工艺流程 + H2 O + 2+ + Mn2 O3 + 6H → 2Mn + Cl2 ↑+ 3H2 O 工艺流程包括预处理 , 二氧化锰生产和硫酸锌 生产三个部分 。各部分流程见图 1 、 2 、 3 所示 。 图 图 图1　 预处理工艺流程 图2　 二氧化锰生产工艺流程 3　 主要工艺简介 3. 1 　 二氧化锰生产工艺 图3　 七水硫酸锌产品生产工程流程 经预处理后的锰粉 ,加入稀盐酸 ( 31 %) 溶解 ,同 第8期 化 　　 　　 　　 　　　　　 学 世 界 2+ 509 ? 时搅拌 ,5 h 后过滤 , 除去不溶物 。滤液加入工业双 氧水 ,调 pH = 4. 5～5. 2 ,分离 Fe ( OH) 3 沉淀 ,然后用 NaOH 溶液 , 调 pH = 8. 0 ～ 9. 0 , 生成二氧化锰沉淀 。 汞齐 。为了加速 Cd 的置换反应 , 减少复溶 , 需