一种从废旧无汞锌锰干电池中回收锌锰金属的方法技术

本发明专利技术公开了一种从废旧无汞锌锰干电池中回收锌锰金属的方法，包括以下步骤：S1、将废旧无汞锌锰电池破碎成一定粒度的粉末，然后与造渣剂、铁氧化物以及铝还原剂按一定比例混合均匀，得到混合物料；S2、对混合物料进行加热反应，反应过程中，收集挥发物，反应结束后，自然冷却至室温，得到渣和金属的混合物，挥发物经冷凝后得到含锌物质；S3、对渣和金属的混合物进行筛分后得到还原渣和锰铁混合物，由此实现锌锰金属的回收。本发明专利技术采用铝热还原法一部还原制备得到锰铁和氧化锌，工艺简单，流程短，锌、锰、铁等有价元素回收率高，易于工业化生产制备，克服了传统现有技术所存在的不足。克服了传统现有技术所存在的不足。克服了传统现有技术所存在的不足。

【技术实现步骤摘要】
一种从废旧无汞锌锰干电池中回收锌锰金属的方法


[0001]本专利技术涉及固体废弃物有价金属回收
，特别涉及一种从废旧无汞 锌锰干电池中回收锌锰金属的方法。

技术介绍

[0002]我国电池产量达到100亿只，其中锌锰干电池就占90亿只，因此，废旧 锌锰干电池一直是人们重点关注的固体废弃物，如果将我国每年报废的干电池 回收30％，那么可以回收锌3万吨，MnO25万吨，价值达到4－5亿元。随着技 术的发展，含汞锌锰干电池逐渐几乎已经被无汞电池所替代，虽然锌锰干电池 中不含有汞，但仍然还含有其他对生物体和环境有害的重金属Zn
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，如果不将 其回收处理，随意丢弃，那么它将会长期残留在土壤、水体中，对环境造成严 重的污染。而且，这有重金属还会通过食物链富集到人体内，给人类造成危害。
[0003]目前从废旧锌锰干电池中回收锰、锌的方法有干法和湿法两大类。例如： 孙丽英在《从废干电池中回收汞、锌、铁》的研究中，将破碎后的锌皮和黑粉 进行焙烧，冷却到常温后将焙烧得到的残渣加以粉碎，利用磁力分选出锌和铁 回收锌，该方法简便易于操作，但采用磁选方法得到的锌纯度不高。何庆忠， 黎俊青，赵文纯等在《废旧锌锰干电池机械分离回收处理技术研究》中则是采 用多次酸浸法溶解干电池中的金属，将溶液净化处理后电解生产锌、二氧化锰。 该方法的不足之处在于纯度低，工艺流程比较复杂，会产生二次污染。苏庆宇， 王宇飞等在《废干电池湿法综合回收工艺》中利用全湿法酸浸废干电池，将酸 浸后的滤渣采用水洗的方法分类回收一次酸浸后的残留渣，如：碳棒、碳粉、 排气孔垫片、金属盖以便返回电池生产商使用。剩余的残渣进行电解处理得到 锌及二氧化锰。上述处理方法成本比较高，后续还会产生二次污染，其并不是 优选的技术方案。
[0004]中国专利CN102569838A公开了一种锰系废旧电池中有价金属的回收利用 方法，其做法是：将锰系废旧电池进行破碎筛分，得到粒度为5－30mm的原料 A和粒度小于5mm的细电池粉，将细电池粉与粘结剂、还原煤、水进行造粒 至5－30mm，得到原料B，将原料A和原料B在熔炼炉中熔融，然后加入废铁 原料和煤粉进行熔炼，产出锰铁合金，熔炼过程中，向烟道中通入空气，使挥 发的锌蒸汽转化为氧化锌，然后通过循环水冷却收集得到氧化锌和/或氧化锂。 该方法使得铁锰的回收率在94.6－96.2％之间，锌的回收率在88.4－89.2％。该专 利技术采用的是碳热还原法来回收锌锰金属，该方法存在如下缺陷：1、金属 锌的回收率不高；2、采用碳热还原时碳粒容易在烟道里与氧化锌结合，导致 其质量不稳定。

技术实现思路

[0005]本专利技术的专利技术目的在于：针对上述存在的问题，提供一种从废旧无汞锌锰 干电池中回收锌锰金属的方法，本专利技术采用铝热还原法一步还原制备得到锰铁 和氧化锌，工艺简单，流程短，锌、锰、铁等有价元素回收率高，易于工业化 生产制备，克服了传统现有技术所存在的不足。
[0006]本专利技术采用的技术方案如下：一种从废旧无汞锌锰干电池中回收锌锰金属 的方法，包括以下步骤：
[0007]S1、将废旧无汞锌锰电池破碎成一定粒度的粉末，然后与造渣剂、铁氧化 物以及铝还原剂按一定比例混合均匀，得到混合物料；
[0008]S2、对混合物料进行加热反应，反应过程中，收集挥发物，反应结束后， 自然冷却至室温，得到渣和金属的混合物，挥发物经冷凝后得到含锌物质；
[0009]S3、对渣和金属的混合物进行筛分后得到还原渣和锰铁混合物，由此实现 锌锰金属的回收。
[0010]在本专利技术中，造渣剂的主要作用是将原料中的硅等杂质在高温条件下形成 不溶于熔融铁合金的漂浮物除去，铁氧化物的主要作用是还原后生成铁单质， 与锰结合形成锰铁合金。
[0011]进一步，在S1中，将废旧无汞锌锰电池破碎成0.5－2.0μm粒度的粉末。 废旧无汞锌锰电池的破碎粒度不易过细和过粗，过细则容易在未反应前进入烟 道，从而影响氧化锌的质量；过粗则因反应接触面积小，反应不彻底，导致回 收效果差。通过试验总结得到，旧无汞锌锰电池的破碎粒度在0.5－2.0μm是 较为合适的。
[0012]进一步，废旧无汞锌锰电池、造渣剂、铝还原剂、铁氧化物之间的质量比 为100：(30－50)：(20－30)：(10－30)。在本专利技术中，造渣剂、铝还原剂、铁氧 化物的添加量需要在该比例范围内，否则会对最终锌锰的回收率产生较大影 响。
[0013]进一步，所述铝还原剂选自废铝屑，铝粒，铝灰渣中的一种或多种。
[0014]进一步，所述铁氧化物为三氧化二铁或/和氧化亚铁。
[0015]进一步，所述造渣剂选自氧化钙、氟化钙、钢渣中的一种或多种。
[0016]作为优选，所述造渣剂为氧化钙和氟化钙的混合物，氧化钙和氟化钙的质 量比为2：1。
[0017]进一步，在S2中，加热反应的温度为1400－1600℃，加热反应的时间为 20－50min。
[0018]进一步，锰和锌的回收率均不小于95％。
[0019]综上所述，本专利技术的铝热还原法相比于传统的碳热还原法，其技术优势是：
[0020]1、本专利技术的铝热还原法金属回收率高，锰的回收率达到95％以上，锌的回 收率达到98％以上，得到的氧化锌纯度在99％以上；
[0021]2、铝热反应相比于碳热反应，其放热更明显，节省能耗的效果更好；
[0022]3、本专利技术的铝热还原法不会逸出碳颗粒等杂质，对升华出的氧化锌质量 影响小；
[0023]4、本专利技术的铝热还原法一步还原制备得到锰铁和氧化锌，工艺简单，流 程短，易于工业化生产制备，克服了传统现有技术所存在的不足。
附图说明
[0024]图1是废旧无汞锌锰干电池粉末粉相组成分析图；
[0025]图2是废旧无汞锌锰干电池粉末粉面扫描分析图；
[0026]图3是本专利技术的从废旧无汞锌锰干电池中回收锌锰金属的方法工艺流程 图；
[0027]图4是实施例1采用铝热还原法制备锰铁的宏观图片。
具体实施方式
[0028]下面结合附图，对本专利技术作详细的说明。
[0029]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实 施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅 仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0030]本专利技术的处理对象为废旧无汞锌锰电池，通过对其进行XRF分析，得到表 1分析结果：
[0031]表1废旧无汞锌锰电池XRF分析结果
[0032]成分Al2O3SiO2ZnOClK2OMnOFe2O3NiOCuOm/m％0.3360.50428.00.8638.3355.24.960.1360.284
[0033]废旧无汞锌锰电池粉碎后，其粉相组成如图1所示，
[0034]实施例1
[0035]本实施例以回收的废旧无汞锌锰干电池为原料，采用铝热一步还原制备锰 铁和氧化锌，工艺流本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种从废旧无汞锌锰干电池中回收锌锰金属的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将废旧无汞锌锰电池破碎成一定粒度的粉末，然后与造渣剂、铁氧化物以及铝还原剂按一定比例混合均匀，得到混合物料；S2、对混合物料进行加热反应，反应过程中，收集挥发物，反应结束后，自然冷却至室温，得到渣和金属的混合物，挥发物经冷凝后得到含锌物质；S3、对渣和金属的混合物进行筛分后得到还原渣和锰铁混合物，由此实现锌锰金属的回收。2.如权利要求1所述的从废旧无汞锌锰干电池中回收锌锰金属的方法，其特征在于，在S1中，将废旧无汞锌锰电池破碎成0.5－2.0μm粒度的粉末。3.如权利要求2所述的从废旧无汞锌锰干电池中回收锌锰金属的方法，其特征在于，废旧无汞锌锰电池、造渣剂、铝还原剂、铁氧化物之间的质量比为100：(30－50)：(20－30)：(10－30)。4.如权利要求1－3任一所述的从...

【专利技术属性】
技术研发人员：王科，徐东，戴川，殷维，龙武涛，李飞，
申请(专利权)人：万循材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：