废镉镍电池巾镉优先浸出工艺.pdf

环 境 工 程 56 2O05年2月第 23卷第 1期 废镉镍电池巾镉优先浸出工艺 王 敏 (北京建筑工程学 院城建系 ，北京 looo44) 摘要 通过CdO、NiO酸浸反应的热力学和动力学研究，得知CdO、NiO二者的浸出条件有较大差异，实验确定 了废镉 镍 电池中镉优先浸 出的工艺条件：50℃、pH=2的硫酸溶液 中浸50min，在此工艺条件下，镉能100％浸 出，而镍 的浸出 率只有 2．5％。 关键词 废镉镍 电池 热力学 动力学 镉 优先浸出 1 概述 + ： 一 2pH (2) 据报道 ，我国2003年生产的一次性镉镍电池为 l0亿 只，二次性镉镍 电池 为 3．67亿 只，约耗镉 式中 a +——反应平衡时M 的活度； 1225．4t，耗镍3171．6t。尽管政策规定镉镍 电池的 a+——反应平衡时 H 的活度 ； 生产以后每年以5％的速率递减，但镉镍电池在 目前 尺——气体常数 ，R=8．314J／k·mol。 及未来一段时间内的生产量还是相当大，将产生大量 设溶液中金属离子 M 活度为 1时 ，溶液的pH =oH~ 的镉镍废电池，其 中的镉、镍会对环境造成极大的危 ， 害，同时也造成资源的巨大浪费。因此 ，回收镉镍 电 则有．pHo： (3) 池对保护环境和利用二次资源具有重要的意义。本 将 (3)式代入 (2)得： 研究拟对废电池中镉能优先浸 出进行理论分析和试 lga~?+=2(pH~一pH) (4) 验验证 。 镉镍电池的正极物质主要为泡沫镍 、Ni(OH)、 当溶液实际 pHpH~时，MO进一步溶解， 口 +1。 少量 Ni粉；负极物质主要为泡沫镍或穿孔不锈钢带、 Cd(OH)，、少量 Ni粉。 又这里 2 实验方法 △G = ?+)，T+ ?。(8q))．T 将若干个 5号废干镉镍电池剖开 ，去掉外壳，破 一 oMo(．一2?+)． (5) 碎 ，洗掉 KOH 电解液，干燥 ，在 500℃下焙烧 1．5h， 式中 使 Cd(OH)、Ni(OH)脱水成 CdO、NiO，Cd、Ni被氧化 ?+)．、?。(．T、?o(，、?+)．为各物质的标准 成 CdO、NiO，同时其中的有机物被碳化。分析焙烧物 自由焓 ，可从[2]中查到。其计算结果见表 1。 中的Cd、Ni含量，然后取一定量的焙烧物加入 100mL 表 1 2512、75℃下C．dO、NiO酸溶时的pI-l值与离子活度 稀 H2SO4溶液 中，在不同的温度下机械搅拌、恒温水 浴加热 ，调至不同的pH值 ，定期取样进行分析 ，计算 Cd、Ni的浸出率。 3 理论分析 3．1 分阶段浸出Cd、Ni的热力学分析… 由上表可看出，25℃时，若溶液的pH=7．58时， CdO、NiO在 H2S04中浸出时，其离子方程式为：