第十章固體廢物資源化計劃課時：2學時。本章主要內容為：各種固體廢物的資源化利用，包括粉煤灰和煤矸石、高爐渣、鋼渣、硫鐵礦燒渣、鉻渣、赤泥、廢石膏、石油化工催化劑及等的處理利用，實例介紹。了解、并理解各種固體廢物資源化的途徑。掌握廢塑料、廢橡膠的回收利用。10.1概述固體廢物的資源化是指對固體廢物進行綜合利用，使之成為可利用的二次資源。資源化系統的構成如圖10-1所示，根據循環經濟的思想，整個系統可以分為兩大類。第一類叫做前端系統，被應用于該系統內的有關技術如分選、破碎等物理方法稱為前端技術或前處理技術，第二類叫做后端系統，被應用在后端系統的有關技術如燃燒、熱解、堆肥等化學和生物方法稱為后端技術或后端處理技術。前端系統在資源化處理過程中，物質的性質不發生改變，是利用物理的方法，對廢物中的有用物質進行分離提取的回收。這一系統又可分兩類，一類是保持廢物的原形和成分不變的回收利用。例如，對空瓶、空罐、設備的零部件等只需經分選、清洗及簡單的修補即可直接再利用。另一類是破壞廢物原型，從中提取有用成分加以利用。例如從固體廢物中回收金屬、玻璃、廢紙、塑料等基本原材料。后端系統是把前端系統回收后的殘余物質用化學的或生物學的方法，使廢物的物性發生改變而加以回收利用。10.2城市生活垃圾的資源化城市生活垃圾通過其所具有的可溶性、揮發性、遷移性進人環境，它們侵占土地，污染大氣、水體和土壤，傳播疾病，影響環境衛生。中國的垃圾治理政策是：“減量化”、“無害化”和“資源化”。《城市生活垃圾處理及污染防治技術政策》中明確指出：“應按照減量化、資源化、無害化的原則，加強對垃圾產生的全過程管理，從源頭減少垃圾的產生量；對已經產生的垃圾，要積極進行無害化處理和回收利用，防止污染環境。”這充分體現了循環經濟的理念。對已經產生的垃圾，則“無害化”是垃圾處理的基礎，在實現“無害化”的同時，實現垃圾的“減量化”和“資源化”是追求的目標。垃圾資源化方法有許多，從利用方式可公分為兩類，即循環再利用和通過工程手段利用，而通過工程手段回收利用又可分為加工再利用和轉換利用，圖12-2列出了一些常用的資源化方法。

①循環再利用：是指對垃圾中的有用物質的利用，如啤酒瓶的回收再利用。②加工再利用：是指對垃圾中的某些物質經過加壓、加溫等物理方法處理，其化學性質未發生改變的利用，如廢塑料的熔融再生，用廢塑料、廢紙生產復合板材等。③轉換利用：是指利用垃圾中某些物質的化學和生物性質，經過一系列的化學或生物反應，其物理、化學和生物性質發生了改變的利用，如垃圾的焚燒、堆肥等。表10-1垃圾資源化處理技術對垃圾的物性條件要求10.3工業固體廢物的資源化煤矸石的綜合利用

煤矸石是煤礦中夾在煤層間的脈石，它是含碳巖石和其他巖石混合物，在煤的開采和洗選過程中都會有相當數量的煤矸石排出。由于煤的品種和產地不同，各地煤矸石排出率亦各異，平均約為原煤產量的20%。目前，中國煤矸石年排放量約2×108t左右，歷年來煤矸石堆存量已超過13億噸，占地約10萬畝，煤矸石中硫化物的逸出或浸出還會污染大氣、土壤和水質，特別是矸石日久堆放會引起自燃，放出大量有害氣體，造成嚴重的環境污染。（1）煤矸石資源化途徑表10-5煤矸石的合理利用途徑（2）煤矸石用作燃料①回收煤炭。②用作沸騰爐燃料。目前中國投入運行的沸騰爐過2000多臺，節省了大量的優質煤炭，經濟效益也十分顯著。例如遼寧阜新某工廠以前用7臺普通鍋爐，年耗煤11000t，現改為2臺沸騰爐，年耗洗矸30000t，每年僅燃料費即可節約3萬多元。③用于制煤氣。

（3）煤矸石用作建筑材料①煤矸石制水泥。煤矸石和黏土的化學成分相近，一般含SiO240%—60%，Al2O315%—30%，還有CaO、Fe203。②煤矸石制燒結磚。煤矸石燒結磚是以煤矸石為原料，替代部分或全部黏土燒制而成。全國統配煤礦已建有矸石磚廠160余座、年產矸石磚15億塊。③煤矸石生產輕骨料。④煤矸石生產空心砌塊。⑤煤矸石作筑路和充填材料。

粉煤灰的綜合利用（1）粉煤灰的排放及危害燃煤電廠使用煤粉為燃料，當粉煤在鍋爐中燃燒時，大部分成為細灰，自煙道中排出，經除塵設備捕集為粉煤灰。隨著電力工業的發展，電廠排出的粉煤灰與日俱增，迄今為止，中國已累計堆放粉煤灰6×108多噸，占地超過20×104畝。據電力部統計，僅1993年一年就排放灰渣8602×104t，利用量僅2993×104t，其中絕大部分是灰場貯存，還有約2.1%的灰渣排入江河。目前，仍有約6×108t渣將進人灰場，灰場總占地將達到60×104畝（按累計設計庫容計）。（2）粉煤灰利用現狀到1992年底，中國開發的灰渣利用技術達200項，進人工程實用階段的也有30－50項之多，灰渣利用率也由1990年的20.65%上升到1993年的34.8%。（3）粉煤灰在建材工業上的應用粉煤灰中含有大量的SiO2（40%－65%）和Al2O3（15%－40%），具有一定的活性，可以作為建材工業的原料使用。①生產水泥及其制品。②生產燒結磚和蒸養磚。粉煤灰燒結磚是以粉煤灰、黏土為原料，經攪拌成型，干燥、焙燒而制成的磚。粉煤灰摻加量為30%－70%，生產工藝與普通黏土磚大體相同，可用于制燒結磚的粉煤灰要求含SO3量不大于1%，含碳量10%－20%左右，用粉煤灰生產燒結磚既消化了粉煤灰，節省了大量土地，同時還可降低燃料消耗。粉煤灰蒸養磚是以粉煤灰為主要原料，摻入適量生石灰、石膏，經坯料制備、壓制成型，常壓或高壓蒸汽養護而制成的磚。粉煤灰蒸養磚配比一般為：粉煤灰88％、石灰10％、石膏2％、再摻水20%－25%。③生產建筑制品。（4）粉煤灰用于筑路和回填用粉煤灰與石灰、碎石按一定比例混合攪拌可制作路面基層材料。例如法國普遍采用以80％的粉煤灰和20％的石灰配制水硬性膠凝材料，并摻加碎石和砂作道路的底層和墊層。這種材料成本低、施工方便、強度也很好。（5）粉煤灰在農業上的利用①直接施于農田。②粉煤灰肥料。

10.3.3冶金工業廢渣的綜合利用從金屬冶煉到加工制造所產生的冶金渣、粉塵、污泥和廢屑等統稱為冶金工業廢渣。其中排放量較大，而且綜合利用率較高的主要是冶金渣，它包括高爐渣、鋼渣、有色金屬渣、鐵合金屬渣等，本節主要介紹冶金渣的綜合利用情況。高爐渣的綜合利用高爐渣也稱礦渣，是高爐煉鐵時所排出的固體廢物。目前中國每煉1t生鐵約產生0.6－0.7t高爐渣（工業發達國家為0.27－0.28t），中國每年排出高爐渣約3000×104t,其中70%左右得到利用。鋼渣的綜合利用鋼渣是煉鋼過程中所排出的固體廢物，按冶煉方法的不同，可分為平爐鋼渣、轉爐鋼渣和電爐鋼渣。鋼渣的產生量約為鋼產量的20%左右，全世界每年排出鋼渣約（1-1.5）×108t，中國每年排放量約1000×104t，而利用率只有30%。鋼渣的主要成分有：CaO、SiO2、Al2O3、FeO、Fe2O3、MgO、MnO、P2O5等，具有一定的膠凝性，其主要用途有以下幾個方面。（1）生產鋼渣水泥將鋼渣破碎后與高爐水淬渣、少量水泥熟料、石膏一起混合磨細后即可制得鋼渣水泥，這是鋼渣最主要的用途。用作水泥原料的鋼渣，堿度不得小于1.8，金屬含量應小于1%，游離CaO量應小于5%，并經水浸或蒸汽處理，以降低游離氧化鈣的量。鋼渣水泥具有微膨脹性，因而抗滲性好。它的早期強度低，但后期強度高，耐磨性、抗凍性能好，并具有較好的抗腐蝕性。由于上述特性，鋼渣水泥可用于澆灌大壩等大體積混凝土，也適于海港工程。（2）作骨料和路材（3）制免燒磚（4）用作農肥含磷生鐵煉鋼時產生的鋼渣含有一定量的磷及鈉、鎂、硅、錳等元素，可以直接加工成鋼渣磷肥。例如中國馬鞍山鋼鐵公司的鋼渣含磷可達4%－20%（以P2O5計），生產出的磷肥含P2O5

量最高可達16%以上。（5）用于鋼鐵生產鋼渣可用于作燒結配料，在燒結礦原料中加入鋼渣，不僅利用了鋼渣中殘存的鋼粒，氧化鐵、CaO、MgO、MnO等有用成分，而且提高了燒結礦的強度及產量。有色金屬冶煉渣的綜合利用有色金屬冶煉渣是有色金屬在冶煉過程中排出的固體廢物。中國目前有色金屬冶煉渣每年排放量約425×104t，其中有害有色金屬冶煉渣約1l0×104t，這些廢渣中含有鎘、砷、鉻、汞等有害成分，如不經治理就任意排放，會對環境和人畜造成危害。目前中國對有色金屬冶煉渣的利用率很低，這里只簡要介紹赤泥和銅渣等的利用。鉻渣的利用將在化工廢渣一節討論。赤泥的利用赤泥是煉鋁過程中生產氧化鋁時形成的殘渣，其成分以鈣、硅、鐵的氧化物為主。每生產1t氧化鋁約排出1－2t赤泥。中國每年排放約200×104t，但由于其含水量大，堿性強，綜合利用率不高。赤泥的礦物組成主要包括硅酸二鈣和硅酸三鈣，在激發劑的激發下，有水硬膠凝性能。因此可以用它作為原料生產水泥。赤泥在水泥工業上的應用主要有兩個方面：一是代黏土燒制普通硅酸鹽水泥，其生產工藝與普通硅酸鹽水泥相同。二是生產赤泥硫酸鹽水泥，這種水泥的生產工藝簡單，只需將赤泥烘干，然后按一定配比與其他原料混合磨細即可。赤泥中含有一定量的氧化鐵（10%－45%），可將其在700－800℃下還原使赤泥中的Fe2O3轉變為Fe3O4，然后經磁選選出鐵精礦（含氧化鐵63%－81%），供煉鐵使用。赤泥還可用來制赤泥硅鈣肥，作填充劑生產塑料制品，以及用作筑路材料、填充土方等。不少國家還在研究從赤泥中回收鋁、鐵、釩等金屬以及用作凈水劑、氣體吸收（附）劑等。煉銅渣的綜合利用煉銅渣是煉銅過程中由反射爐排出的爐渣，它的利用主要有以下幾個方面。①生產水泥。銅渣與少量激發劑（石膏和水泥熟料）混合磨細即可制成銅渣水泥，其生產工藝簡單、成本低、建廠投資少。②生產小型砌塊。用銅渣水泥作膠凝材料，用銅渣、尾砂為骨料可生產小型砌塊，產品自重輕，后期強度高，有一定推廣價值。③生產礦渣棉。將銅渣與電廠水淬成粒狀玻璃態的爐渣（即液態渣）混合配料，在池窯內熔化并經離心機微孔甩成細絲，就可制成纖維細長柔軟的優質礦渣棉?；U渣的綜合利用化工廢渣是化學工業及其他工業部門在生產各種化學產品時所排放出的固體或半固體形式的廢物。據統計，1992年中國各工業部門所排出的各化工廢渣為2476×104t，其中以化學工業部門排放量最大為1761×104t。不少化工廢渣都含有毒有害物質，有的還是劇毒物質，如果不加處理或利用而任意排放就會對環境產生嚴重的污染。同時化工廢渣的綜合利用價值較大，如能充分利用，將具有良好的經濟效益。硫鐵礦燒渣的綜合利用硫鐵礦燒渣是以硫鐵礦為原料生產硫酸時所排出的廢渣。每生產1t硫酸約排出硫鐵礦燒渣0.7—1.0t

。中國每年約有600×104t燒渣排放，占用了大量土地，污染了環境。硫鐵礦渣的利用已有100多年歷史，目前有些國家如德國，利用率幾乎達100%。中國從20世紀50年代開始綜合利用燒渣，利用途徑已有十多種，下面介紹幾種較為成熟的利用途徑。（1）硫鐵礦燒渣煉鐵硫鐵礦燒渣中含鐵約30%－45%，可以作為煉鐵原料使用，但由于鐵的品位低，并含有硫、砷、鋅等有害雜質，直接用于煉鐵效果不理想，必須先進行預處理以提高含鐵量及降低雜質含量，預處理過程包括選礦和造塊燒結兩個步驟。選礦是利用燒渣中各礦物成分的物理性質（磁性、密度等）的不同，采用磁選或重選等方法，將燒渣中含鐵礦物與脈石分離，達到提高鐵的品位和去除有害雜質的目的。造塊燒結一般可有兩種方法，一種是將選礦后的燒渣精礦代替鐵精粉配入燒結料中生產燒結礦。另一種是在燒渣中配入一定量的熔劑和粘合劑，經混料后造粒成球，再經干燥，焙燒制成煉鐵球團礦即可送入高爐煉鐵?；厥沼猩饘倭蜩F礦燒渣中除含有大量的氧化鐵外，還含有一定數量的有色金屬如Cu、Pb、Zn、Ni、Au、Ag等?？捎寐然簾▽⑺鼈兓厥眨瑫r也提高了燒渣含鐵的品位。氯化焙燒是利用氯化劑（一般為NaCl或CaCl2）與燒渣在一定溫度下加熱焙燒，使有色金屬轉化為氯化物而加以回收。氯化焙燒工藝可分為中溫氯化焙燒（500—650℃）和高溫（1000—1200℃）氯化焙燒兩種。圖10-5硫鐵礦燒渣的中溫氯化焙煤燒工藝經篩分、磁選后的精礦與8%—10%的NaCl混合，送入10—11層的多膛爐中焙燒，氯化焙燒最高溫度為600—650℃，焙燒時間為4—5h，焙燒后的燒渣用5%—7%的稀硫酸浸出，然后將浸出液中的有色金屬和鐵分別加以回收。用石灰作膠結劑制磚硫鐵礦燒結本身無膠結能力，但和石灰混合后石灰就能和燒渣中的活性氧化硅、氧化鋁反應生成硬性膠凝物質，使渣磚具有一定強度。該法的生產工藝是：將沸騰爐中排出的燒渣用水淬冷，然后堆放10～15d，使之粉化，再與消石灰按比例均勻混合，加水混碾使其進一步細化、均勻化、膠體化，經壓磚機壓制成型，自然養護28d，即為成品磚。石灰加入量對燒渣磚強度影響很大，加入量在14%—18%時，磚的強度最高。燒渣磚具有較高的抗壓、抗折強度，在耐水性、耐腐蝕性和耐大氣穩定性等幾方面都可滿足一般墻體材料的要求。生產化工產品對含鐵量低的硫鐵礦燒渣，可經化學處理生產化工產品。①生產氧化鐵紅、透明氧化鐵。中國已研究成功由低品位（含鐵23%—31%）的硫鐵礦燒渣生產氧化鐵紅的工藝。其過程是：將燒渣經篩分、磁選出強磁性的Fe3O4，與50%—70％的硫酸在一定溫度下反應，反應后溶液內加一定晶種，然后烘干脫除結晶水，將所得物料粉碎后緞燒（300—800℃），再進一步處理即可得含Fe3O475％以上的氧化鐵紅。武漢大學研制出利用硫鐵礦渣生產透明氧化鐵紅新工藝，用燒渣為原料加還原劑焙燒后用鹽酸浸取，浸取液經空氣氧化，加堿沉淀Fe3+，加入表面活性劑凝聚膠體粒子，然后用有機溶劑萃取分離雜質，最后將膠體熱處理可制得透明氧化鐵。該產品色彩鮮艷透明，廣泛應用于涂料、油墨、塑料制品、膠片著色以及化妝品等方面。②制取FeSO4·7H2O。將硫鐵礦燒渣經還原處理，使Fe3+轉化為Fe2+，再用20%—30%廢硫酸浸取，浸取液過濾后結晶、干燥即可得合格產品。③制取水處理劑。對于含氧化鋁較高（>25%）的硫鐵礦燒渣可用來制備鐵鋁復合無機絮凝劑。將燒渣用熱鹽酸浸溶，使其中的Fe2O3和Al2O3與酸作用生成相應的鹽酸鹽而溶解，維持一定溫度和pH值則可使其水解聚合而生成一種黃棕色半透明樹脂狀物質——聚合氯化鋁鐵（PAFC）。它是一種優良的水處理劑，具有很強的吸附能力和良好的凝聚沉淀性能。鉻渣的處理和綜合利用鉻渣是冶金和化工部門在生產金屬鉻鹽時所排出的廢渣，主要由CaO、MgO、Al2O3、Fe2O3、SiO2及少量六價鉻的化合物組成。每生產1t金屬鉻約排出鉻渣1.5t，每生產1t重鉻酸鈉要排出鉻渣3t

。雖然目前中國鉻渣的年排放量并不高（十幾萬噸），但由于鉻渣中所含的六價鉻毒性較大，如長期堆放不加處理就會污染水源和土壤，對人類和其他生物造成嚴重的損害。因此對鉻渣的處理和利用必須將毒性大的六價鉻還原為毒性小的三價鉻，并使其生成不溶性化合物，在此基礎上再加以綜合利用。目前中國對鉻渣的處理和利用主要有以下幾個方面。（1）鉻渣作玻璃著色劑在制玻璃的配料中，可用鉻渣代替鉻鐵礦作著色劑制綠色玻璃。在玻璃窯爐高溫還原氣氛下，鉻渣中的Cr6+被還原成Cr3+而進入玻璃熔融體中，急冷固化后即可制得綠色玻璃。同時鉻也被封固在玻璃中，達到了除毒的目的。用鉻渣代替鉻鐵礦作著色劑，可消除污染，而且鉻渣中含有MgO、CaO，可以代替玻璃配料中的白云石和石灰石，降低生產成本。生產出來的玻璃色澤鮮艷，質量有所提高。用鉻渣代替鉻礦粉作著色劑時，適宜的加入量為2%—6%，加入量過高，則會產生Cr2O3失透現象。目前，天津、沈陽、青島、北京、重慶等地玻璃廠都采用鉻渣作玻璃著色劑，國內用于這方面的鉻渣量已達4×104t·a-1左右。（2）鉻渣作助熔劑制鈣鎂磷肥在鈣鎂磷肥的生產過程中，為了降低磷礦石的熔點，需加入蛇紋石、白云石及硅石作助熔劑。鉻渣與蛇紋石、白云石相比，在主要成分上十分相近，因此可以作助熔劑使用。在爐內高溫狀態下（800—1500℃），煅燒產生的大量CO和H2，以及存在的固定碳，可將鉻渣中的六價鉻還原為三價鉻和金屬鉻，分別進入磷肥及富集在鉻鎳鐵中。用鉻渣作助熔劑生產鈣鎂磷肥可使鉻渣徹底解毒并資源化，每生產1t鈣鎂磷肥可消耗鉻渣150—400kg。對于使用鈣鎂磷肥對人畜和農作物是否安全問題，自1983年以來，國內許多鉻鹽廠和科研單位對其可行性進行了研究，論證了鉻渣用于生產鈣鎂磷肥是可行的，并規定了鉻渣鈣鎂肥中鉻的安全控制指標，為該肥料的安全施用鋪平了道路。（3）鉻渣作煉鐵燒結熔劑鉻渣中含有大量的CaO、MgO、Fe2O3（三者之和大于60%），與煉鐵燒結熔劑料（白云石、石灰石）成分類似，且具有自熔性和半自熔性，其物理特性（粒度、貓度）也適于作燒結礦熔劑，因此可代替石灰石等作煉鐵輔料。重慶鋼鐵公司和重慶東風化工廠已成功進行了鉻渣作燒結熔劑的工業化試驗．試驗結果表明，鉻渣作為燒結煉鐵的熔料使用工藝上完全可行，且使固體燃料消耗下降，燒結礦質量上升，六價鉻還原解毒徹底，燒結過程中六價鉻還原率達99.98%以上，殘留的微量六價鉻還可在高爐冶煉中進一步被還原。一、廢電池的管理現狀及對策我國廢電池產生情況廢電池的資源化價值及環境污染問題我國廢電池管理現狀我國廢電池管理中存在的問題我國廢電池的管理對策分析我國廢電池管理應開展的工作結語1.我國廢電池產生情況我國電池行業狀況廢電池的產生情況我國電池行業狀況

電池產量變化情況我國電池行業狀況

國產電池出口情況中國電池產業狀況

電池的類別電池種類繁多,主要有堿性電池(鋅—二氧化錳)、鋅碳電池（非堿性）、密封鎳鎘充電電池、鋰電池、氧化汞電池、氧化銀電池和鋅—空氣紐扣電池等。每種電池又具有不同型號。各種不同種類、型號的電池，其組成成分亦大不相同。中國電池產業狀況

1996年國產電池品種、產量及比例廢電池的產生情況廢電池的產生情況目前還沒有統計數據。由電池產生情況估計廢電池的產生量主要涉及電池的使用量和使用壽命。電池的使用量和使用壽命估算中存在諸多不確定因素?？梢跃C合考慮電池的生產量、進出口量、電池的生命周期等因素進行估算。廢電池的產生情況：估計2.

資源化價值及環境污染問題各種電池的化學組成廢電池的資源化價值廢電池中的污染組分廢電池中化學物質污染環境、危害人體健康的途徑收集、處理、處置方式與對環境污染的關系各種電池的化學組成

廢鉛蓄電池的成分（%）各種電池的化學組成

堿錳干電池的典型組分（%）各種電池的化學組成

典型Ni-Cd

電池主要成分（%）各種電池的化學組成

氧化銀電池中的元素含量（%）各種電池的化學組成

氧化汞電池中的元素含量（%）各種電池的化學組成

鋰電池中的典型元素含量（%）廢電池的資源化價值廢電池的資源化價值取決于：所含金屬的價值：銀、鎳、鎘金屬價格較高，鉛次之，汞、鋅較低；廢棄資源量：鉛酸蓄電池量最大，堿錳電池次之，鎳鎘、鎳氫電池量日益增多，氧化銀、氧化汞電池較少；收集難易：鉛酸蓄電池較易，其他較難。我國廢電池回收利用價值分析：鉛酸蓄電池價值較大，且回收再生較易，鎳鎘、鎳氫電池價值大，但回收利用較難，堿錳電池量大、如能解決回收問題，也可能有回收再生價值。廢電池的資源化價值

中國蓄電池耗鉛量（萬噸）廢電池的資源化價值

全國每年產生廢干電池中金屬總量廢電池中的污染組分電池中對環境和人體健康有害的污染組分主要是：重金屬：Hg、Cd、Pb；電解質溶液：酸堿等；對環境和人體健康危害較大的廢電池類別：含汞電池：主要是氧化汞電池，部分鋅錳干電池中汞含量也高；鉛酸蓄電池：含鎘電池：主要是Ni-Cd電池。收集、處理、處置過程中可能釋放的污染物廢電池中化學物質對環境和人體健康危害途徑堆肥產品中的重金屬污染問題在垃圾堆肥過程中重金屬溶出將增大堆肥產品中重金屬含量，甚至超過標準。重金屬會進入生態食物鏈，經生物富集后進入人體。進入填埋場的廢電池的污染問題在填埋場發生的各種反應、特別是產酸階段的反應中，有金屬溶出。模擬實驗表明，金屬外殼在1個月左右就會被腐蝕穿孔。焚燒垃圾時廢電池的污染問題焚燒垃圾時廢電池的污染問題金屬汞、鎘、砷、鋅高溫時易氣發。焚燒后，一部分固化在底灰中；一部分則被煙氣帶走，然后隨溫度降低而凝結成為細小顆?；蛭皆陲w灰上，粒徑都在1

m以下，形成氣溶膠，難以捕集；部分金屬物在爐中參與反應生成氯化物、硫化物或氧化物，大部分成為底灰殘留物。危險廢物填埋場集中的廢電池如不能回收利用，應作為危險廢物處置，送入危險廢物填埋場；這種處置方式將耗費大量金錢，國外經驗表明，即使發達國家也難以承受。3.我國廢電池管理現狀管理法規——固體法我國“固體法”規定：對于危險廢物應遵循分類管理；強制處置；對危險廢物的收集、貯存、轉移和處置等重點環節重點控制；對于危險廢物實行集中處置的原則進行管理。而按照巴塞爾公約中對于危險廢物污染控制的規定，某些類別的廢電池屬于危險廢物，應遵循危險廢物的管理原則。管理法規——對電池汞含量的限制九部委1997年12月31日聯合發文中規定：從2001年1月1日起,禁止國內生產各類汞含量大于電池重量0.025%的電池,進入市場銷售的國內外電池產品均需標明汞含量；自2005年1月1日起，禁止生產汞含量大于自身重量0.001％的堿性鋅錳電池；自2006年1月1日起禁止在國內經銷汞含量大于自身重量0.0001％的堿性鋅錳電池。管理現狀管理法規——其他目前，我國對于大多數廢電池尚未按照危險廢物來實施管理，沒有具體的管理法規、政策。對于電池中其他類別的有害物質，如：鎘、鉛等，還沒有具體規定。國家環保總局正在著手開展這方面的工作。管理現狀管理實踐廢電池的環境無害化管理問題已引起多方廣泛重視，國家環?？偩忠验_始著手制定國家廢電池環境無害化管理方案。隨著環保意識的逐漸深入人心，各種自發組織的廢電池收集、處理行為不斷涌現。但目前僅在上海、北京等個別城市有自發或有組織的小范圍收集工作。不同類別廢電池的回收利用狀況有別。廢鉛酸電池再生利用工作開展較多，并成立了中國再生鉛行業分會。但其它類別廢電池尚無上規模的回收利用。管理現狀目前管理實踐特點人們對于廢電池的認識不全面，目前管理尚處于宣傳教育階段，工作還未全面展開，無實質性進展。目前的混合收集給后續處理造成極大困難。廢電池分類收集后，必須采取分類運輸、有區別的進行處理處置。目前分類收集試點工作難以考慮廢電池出路問題，缺乏合理的后續處理、處置設施，收集工作難于持續下去。已收集的廢電池只能由有關部門簡單堆存，或者重新混入生活垃圾中進行填埋處理，不僅不能解決其潛在的環境污染問題，同時還增加了城市生活垃圾的處理、處置難度。管理現狀廢鉛酸電池的再生利用工廠分別建有自己的收集、運輸管理體系，以及產品銷售渠道，但所采用再生利用技術差別較大。只有少數幾家企業采用預處理分選的無污染再生鉛新工藝技術，多數企業仍采取人工分離和土爐冶煉，產生大量鉛蒸氣等有害物質，嚴重污染環境?，F有的鉛處理再利用工廠的服務尚不能覆蓋全國范圍，只能在一定范圍內對廢鉛蓄電池進行回收利用。技術落后、污染嚴重。小廠和眾多的個體專業戶等都與技術較為先進的大廠爭奪收購廢鉛蓄電池，使得再生鉛行業的廢鉛蓄電池的回收利用秩序受到嚴重影響。管理現狀4.我國廢電池管理中存在的問題

（1）缺乏具體的法規雖然“固體法”對于固體廢物，特別是危險廢物的產生、運輸、儲存、處置都作了相應的規定，但我國目前還沒有完善合理的廢電池管理法規與具體的可操作的管理法規實施細則，以及具體管理辦法。對于電池的生產者、廢電池的產生者、運輸者、收集者、綜合利用者等都尚無明確、具體的要求，管理極其薄弱。為加強我國廢電池管理，有必要制定切實可行的廢電池管理法規實施細則。（2）管理體系不健全行政管理體系不完善回收體系不完善運輸、儲存管理體系不完善。再生利用及環境無害化處理、處置管理體系不健全。（3）缺乏合理可行的管理運行機制管理法規需要有政策、法規實施部門、監管部門共同協調以確保管理的有效實施。同時管理過程中應具備必要的管理設施和高素質的管理人員。而目前，管理運行機制還未正式組建并運轉起來。（4）缺乏先進的再生利用、處理處置

技術由于我國對于廢電池可能引起的環境問題認識較晚，各種廢電池再生利用、處理、處置技術開發起步較晚；而且我國在某些領域的技術還比較落后；致使現今出現了缺乏先進的廢電池再生利用、處理、處置技術的狀況。再生利用與處理處置環節又一定程度地制約著回收體系及其他各環節的發展。因此，發展廢電池再生利用、處理、處置技術刻不容緩。（5）公眾缺乏對廢電池管理有關知識

的正確了解提高公眾環境意識，增加公眾對廢電池有關知識的了解，是對廢電池實現有效管理的前提。公眾環保意識逐漸增強，對廢電池所能引起的環境污染認識逐步在加深。但由于缺乏專業知識，以及國家對廢電池可能引起的環境污染教育宣傳不足，使得人們產生了許多不正確的認識：或置若罔聞；或認為與普通生活垃圾無區別；或認為所有廢電池都是危險品，都需回收處理；或認為所有廢電池回收利用都將取得很大的經濟效益。促進公眾對廢電池管理及可能造成的環境危害的正確了解，是實現廢電池有效管理的必要環節。5.我國廢電池的管理對策分析

（1）管理原則“三化原則”全過程管理原則鼓勵集中處理、處置原則分類有區別的管理原則對于廢電池應采取源頭分類收集的管理原則（2）管理對策健全廢電池管理法規建立完善廢電池管理體系廢電池的源頭控制廢電池的運輸、儲存管理廢電池的環境無害化處置及資源化管理建立健全廢電池環境無害化管理運行機制開發環境無害化處理、處置技術加大宣傳力度，提高公眾對于廢電池的認識開展示范點和示范工程研究6.我國廢電池管理應開展的工作廢電池管理方法研究廢電池對于環境的污染情況預測研究廢電池管理體系建立方法研究開發相應的無害化處理、處置技術7.結語加強廢電池管理應主要從加強管理法規建設、完善廢電池自愿、強制回收體系、建立健全廢電池環境無害化管理運行機制、開發環境無害化處理處置技術等幾方面綜合系統地開展工作。二、廢電池的資源化小型電池的發展趨勢小型電池要不要回收回收回來的電池如何處理處置廢電池綜合利用技術1.小型電池的發展趨勢

目前，電池的種類和電池的成分正處在一個劇烈變動的時期，總的發展趨勢是：電池的容量向大的方向發展。如鋅錳電池由糊式向紙板式轉變，并且向堿性轉變，電池的容量（即單位重量電池所載有的電能）增加了，電池工業2000年的目標就是堿性電池達到15%。向無毒化轉變。發達國家90年代已經實現無汞化，我國目前也向少汞、無汞的方向發展。國內對于電池無汞化的研究很多，也允許進口國外技術。向充電電池方向發展。一次性電池使用一次就仍掉，浪費資源，增加垃圾；二次電池（即充電電池）可以反復使用多次，從資源利用與環境保護兩方面看，均比一次性電池好。因此，新興發展起來的鎳氫電池、鋰電池（包括鋰離子電池、鋰高分子電池以及鋰金屬電池）將會有較大的發展。（續）2.小型電池要不要回收小型電池體積小、使用分散，難以收集。那么小型電池要不要回收？這個問題主要取決于以下幾個方面：電池中有毒物質含量是否很高，會不會造成環境污染。目前我國使用的小電池主要式鋅錳電池，在未來的5年內小電池將全部實現無汞化。鎘是電池中的一種有毒金屬，現在的鎘鎳電池使用還比較少。因為它的生產技術成熟，預計其使用量會有增長，但增加到一定時候政府部門會限制它的生產和使用，因為鎳氫電池和鋰電池技術會成熟起來，而取代有毒的鎘鎳電池。但是，目前使用的鎘鎳電池總是要回收的。電池中有價值的金屬再生或作成其它制品的可能性。各種電池中使用的鋅、錳、鎳、銅、鐵等金屬及其化合物，通過再生后是否存在利潤？是否有穩定的回收量。如果能確?；厥樟?，建廠后就能正常生產。小電池的回收與蓄電池的回收不同，鉛蓄電池體積大，使用比較集中，小電池的回收不能單靠個體戶，需要一個完善的組織系統做保證。技術經濟上是否可行。處理廢電池的技術有干法、濕法等，但是問題是誰來辦處理廠，辦在哪里，工廠運行賠本怎么辦？這些才是難題。（續）3.回收的電池如何處理處置電池回收來了，怎么處理？傳統的想法是尋找一個好的再生方案，進行中試，然后辦廠，但是這實現起來有一定的難度。我們不妨改變一下思路。我國汞資源的品位低，一般為0.15%，最高也只有0.2%。目前汞礦資源不足，減產閉坑的多。解放以來我國建設汞礦17座，已有8座閉坑或即將閉坑。如果把北京市乃至全國已回收的含汞電池交給某個汞礦資源減少的生產企業處理，他們有專業人才、有廠房，有處理汞的技術及周遍環境，回收電池中的汞應該不成問題。這樣做成本應該不會太高。如果這樣的企業再擁有電池中其它金屬的回收技術，并且把辦一個新的廢電池處理廠的資金投向這些企業，它們就可以很好地運轉起來。另一個思路是，把廢電池中的金屬加工成其它行業的原料。日本TDK公司把廢干電池粉碎，高溫加熱除去雜質，把金屬氧化，使其成為制鐵淦氧的原料，從而使日本干電池的回收率由20%提高到50%。當然，也要考慮其它回收技術的開發。（續）4.

廢電池綜合利用技術概述鎘鎳、氫鎳電池回收廢舊干電池回收鉛酸電池回收混合干電池回收工藝實例分析（1）概述干電池的結構：金屬蓋：通常為黃銅或鍍錫鋼板；排氣孔墊片：塑料制成；瀝青密封圈：由瀝青組成；支撐墊片：硬紙板或塑料制成；碳包（電芯）：由電解液（NH4Cl、ZnCl2、H2O）所浸濕的MnO2粉和碳粉，以及少量的阻蝕劑Hg或HgCl2、有機表面活性劑組成。正極集流體（碳棒）：由石墨制成；負極（鋅筒）：含有少量鎘或鉛的鋅；外套：紙、塑料、聚酯薄膜、瀝青襯里的紙板等。廢電池中含有大量的重金屬、廢酸、廢堿等，為避免其對于環境的污染和危害以及資源的浪費，首先應考慮采取綜合利用的方法回收利用其有價元素，對不能利用的物質進行環境無害化的處置。另外，由于電池中含有汞和鎘，焚燒時會產生有害氣體，因此應該避免廢電池同垃圾等其他廢物混合焚燒處理。廢電池回收的目的是為了提取其中的有用物質，如鋅、錳、銀、鎘、汞、鎳和鐵等金屬物質，以及塑料等。（續）對于各種廢電池的綜合利用技術差別很大。普遍采用的有單類別廢電池的綜合利用技術和混合廢電池處理利用技術兩大類。對于單類別的廢電池綜合利用技術因電池種類不同而大不相同。（續）（2）鎘鎳、氫鎳電池回收工藝對于鎳鎘電池的回收利用主要采用：火法處理技術和火法、濕法混合處理技術。火法處理技術具有處理量大，工藝簡單的特點，但火法處理工藝產生的鎘蒸氣對于環境的污染問題應加以控制。國外從70年代開始就有人研究了各種鎘鎳電池和氫鎳電池的火法回收工藝，可以獲得較好的分離效果，再生利用率較高，可以達到80%左右?；鸱ɑ厥展に?-鎘鎳電池、氫鎳電池廢電池洗滌、破碎低溫焙燒煅燒鎳鐵合金鎘煙氣治理火法回收火法回收工藝簡介--鎘鎳電池、氫鎳電池低溫焙燒溫度為700度，然后采用煅燒（溫度1000度）、真空蒸餾，鎘氣化后經過冷凝得到金屬鎘。鎳和鐵在高溫下形成合金，用做其它行業的材料。需要的主要設備：破碎機、真空電阻爐、濕式除塵器、減壓蒸餾釜以及真空過濾器等。日處理一噸，投資規模大約在1200萬元左右。火法與濕法相結合--鎘鎳電池、氫鎳電池火法和濕法工藝相結合的方法，工序繁復，工藝流程長，但對于環境的污染問題可以根本解決。濕法部分處理方法較多，整個工藝方法也不盡相同。以下為一種混合處理方法的工藝流程。醋酸廢鎘鎳電池破碎、篩分煅燒醋酸溶解減壓蒸餾水溶真空過濾氧化劑Cd電解Ni含Ni、Cd濾液TBP萃取Fe(OH)3火法濕法結合火法濕法混合回收工藝低溫熱解工藝廢電池洗滌、破碎真空熱解爐篩分系統篩下：金屬紙和塑料煙氣治理熱解工藝熱解回收工藝簡介--混合電池真空熱解爐溫度控制在80度~380度之間（美國專利提供），易分解的組分在此溫度下熱解、氣化。形成的氣體進入熱交換器降溫以后，進入氣/液分離器，然后進入煙氣處理系統。熱解后的殘渣進入回收系統?；厥障到y主要由振動篩分機組成。篩分機有兩層。細顆粒金屬粗顆粒金屬紙張、塑料（3）廢舊干電池回收工藝流程濕法冶金工藝火法冶金工藝濕法冶金工藝廢干電池的濕法冶金回收過程是基于鋅、二氧化錳等可溶于酸的原理，使鋅-錳干電池中的鋅、二氧化錳與酸作用生成可溶性鹽而進入溶液，溶液經凈化后電解生產金屬鋅和二氧化錳或生產化工產品（如立德粉、氧化鋅）、化肥等。所用方法有焙燒—浸出法和直接浸出法。焙燒--浸出法是將廢干電池焙燒，使NH4Cl、Hg2Cl2等揮發進入氣相并分別在冷凝裝置中回收。高價金屬或低價氧化物，焙燒產物用酸浸出，然后從浸出液中用電解法等回收有價金屬。此方法的主要流程圖如下圖所示。廢干電池破碎篩分金屬混合物粉狀物紙、塑料等磁選還原焙燒回收利用鐵鋅皮浸出過濾熔煉鑄錠濾渣濾液另行處理凈化回收錳、鋅焙燒浸出法濕法冶金工藝--直接浸出法直接浸出法是將廢舊干電池破碎、篩分、洗滌后，直接用酸浸出干電池中的鋅、錳等有價金屬成分，經過濾、濾液凈化后，從中提取金屬或生產化工產品。制備微肥及硫酸鋅、二氧化錳以及鋅和電解二氧化錳。濕法處理所得產品得純度通常比較高，但相應得流程也長。直接浸出法紙鐵蓋廢干電池破碎篩分混合物鋅皮磁選除鐵浸出過濾渣濾液結晶化肥廢鋅干電池(鋅殼)重晶石浸出還原焙燒過濾浸出渣液Zn粉溶液反應槽另行處理凈化去除雜質濾渣濾液壓濾濃縮結晶液渣ZnSO4棄去干燥立德粉粉碎(ZnS,BaSO4)廢干電池制立德粉廢干電池制鋅、二氧化錳鋅皮鋅錠廢干電池破碎篩分混合物紙、塑料等過濾浸出濾液二氧化錳粉等濾液渣電解鋅、二氧化錳過濾火法冶金工藝--廢干電池火法處理廢干電池是在高溫下使廢干電池中的金屬及其化合物氧化、還原、分解和揮發及冷凝的過程?；鸱ㄓ址譃閭鹘y的常壓冶金法和真空冶金法兩類。常壓冶金法所有操作均在大氣中進行。常壓冶金法的基本流程如下。廢干電池破碎篩分篩上物篩下物磁選低溫焙燒廢鐵非磁性產品殘留物煙氣、煙塵洗滌除汞高溫熔煉冷凝、除塵廢鐵汞渣金屬及其合金回收鋅、鎘、汞、NH4Cl常壓冶金法4.鉛酸電池回收概述鉛的回收利用廢酸的集中處理塑料殼體的回用（1）概述近年來，國內廢鉛酸電池的產量日益增多。廢鉛酸電池隨意丟棄，大量鉛泥沉積在盛硫酸的塑料槽內，并有相當數量的鉛粉懸浮在硫酸之中，將對環境造成嚴重污染。臺灣已經出現由于亂倒含鉛廢酸，造成對環境污染和人身損害而引發的賠償案例。因此，廢鉛蓄電池的回收利用顯得格外重要。鉛酸電池的回收利用主要以廢鉛再生利用為主。還包括對于廢酸以及塑料殼體的利用。目前，國內廢汽車用鉛酸電瓶的金屬回收利用率大約達到80-85%。（2）鉛的回收利用鉛酸電池的回收利用主要以廢鉛的再生利用為主，好的鉛合金板柵經清洗后可直接回用?？晒┬铍姵氐木S修使用。其余的板柵主要由再生鉛處理廠對其進行處理利用。再生鉛業主要采用火法、濕法及固相電解三種處理技術?；鸱ㄒ苯鸸に噺U鉛合金板柵可經過熔化直接鑄成合金鉛錠，再按要求制作蓄電池用的合金板柵。工藝流程為：鉛銻合金板柵

熔化鑄錠

鉛銻合金火法處理又可以采取不同的熔煉工藝，普通反射爐、水套爐、鼓風爐和沖天爐等熔煉工藝的技術落后，金屬回收率低，能耗高，污染嚴重。而且目前國內采用此工藝的處理廠生產規模小而分散，生產設備落后。固相電解還原工藝這是一種新型煉鉛工藝，金屬鉛的回收率比傳統爐火熔煉法高出10%左右，生產規模可視回收量多少決定，可大可小，因此便于推廣，尤其適合于供電資源豐富的地區。該工藝原理是把各種鉛的化合物作為陰極進行電解，鉛離子得到電子被還原成金屬鉛。設備采用立式電極電解裝置。其工藝流程為：廢鉛污泥

固相電解

熔化鑄錠

金屬鉛。生產鉛耗電約700kw

h/t，回收率可達95%以上，回收鉛的純度可達99.95%，產品成本大大低于直接利用礦石冶煉鉛的成本。濕法冶煉工藝采用濕法冶煉工藝，可使用鉛泥、鉛塵等生產含鉛化工產品，如：三鹽基硫酸鉛、二鹽基亞硫酸鉛、紅丹、黃丹和硬脂酸鉛等，可在化工和加工行業得到應用。其工藝簡單，容易操作，沒有環境污染，可以取得較好的經濟效益。工藝流程為：鉛泥

轉化

溶解沉淀

化學合成

含鉛產品。據介紹該工藝的回收率在95%以上，其廢水經處理后含鉛小于0.001mg/l，符合排放標準。（3）廢酸的集中處理廢酸經集中處理可用作多種用途。具有回收工藝簡單，用途廣泛等特點。其主要用途有：回收的廢酸經提純、濃度調整等處理，可以作為生產蓄電池的原料；廢酸經蒸餾提高濃度，可用于鐵絲廠作除銹用；供紡織廠中和含堿污水使用；利用廢酸生產硫酸銅等化工產品等等。（4）塑料殼體的回用鉛酸蓄電池一般采用聚烯烴塑料制作隔板和殼體，屬于熱塑性塑料，完整的殼體經清洗后可繼續回用；損壞的殼體清洗后，經破碎后可重新加工成殼體，或加工成別的塑料制品。5.

混合電池處理技術國內對于混合型廢電池采用的主要技術為模塊化處理方式。即首先對所有電池進行破碎、篩分等預處理，然后再進行分選。國外對于混合廢電池的處理技術不盡相同，混合電池的處理通常也采取火法或濕法、火法混合處理的方法（在前面的講述中已經提到了火法已經火法、濕法混合處理工藝方法）。廢電池中五種主要金屬具有明顯不同的沸點，因而可以通過將廢電池準確加熱到一定的溫度，使所需分離的金屬蒸發氣化，然后再收集氣體冷卻。沸點高的金屬通過較高的溫度在熔融狀態下回收。回收金屬的熔點和沸點/℃金屬 熔點 沸點汞 －38 357鎘 321 765鋅 420 907鎳 1453 2732鐵 1535 2750鎘和汞的沸點比較低，鎘的沸點為765℃，而汞僅為357℃，因而均可通過火法冶金技術分離回收。通常先通過火法冶金技術分離回收汞，然后通過濕法冶金技術分離回收余下的金屬混合物。其中鐵和鎳一般作為鐵鎳合金回收。6.

工藝實例分析瑞士Wimmis廢電池處理廠荷蘭TNO廢鎘鎳電池處理流程意大利廢鉛酸電池回收瑞士Recytec混合廢電池回收澳大利亞Voest-Alpine公司混合電池處理技術瑞士Wimmis廢電池處理廠瑞士Wimmis廢電池處理廠處理廢干電池，年處理量約3.0

103t。產品為錳鐵、鋅、汞。處理工藝流程如下圖所示。首先進行有機物焙燒，分解溫度為300~700

C，然后在熔煉爐中1500

C條件下進行金屬氧化物的還原，其中Fe、Mn等金屬熔化，Zn等蒸餾分離出來，Zn蒸氣揮發進入冷凝器，得以冷凝、分離。廢氣汞廢干電池廢氣洗滌渣錳鐵鋅廢水污泥污泥水CO氣電池熔煉爐還原豎式爐焙燒處理氣CO氣鋅冷凝洗滌廢水處理瑞士Wimmis廢電池處理廠TNO廢鎘鎳電池處理流程荷蘭研究院（DutchResearchInstitute，簡稱TNO）進行過鎳鎘廢電池濕法冶金回收處理的深入研究，并1990年進行了這一工藝的中試實驗。首先對廢鎳鎘電池進行破碎和篩分，篩分物分為粗顆粒和細顆粒。粗顆粒主要為鐵外殼，以及塑料和紙。通過磁分離將粗顆粒分為鐵和非鐵兩部分，然后分別用6N的鹽酸30~60℃溫