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湿法冶炼废旧锌锰干电池回收工艺研究(9)

时间:2016-12-16 20:46来源:毕业论文
本实验制取碳酸锰时要加3%的H2O2,是为了氧化Fe2+,但是我们知道碳包中铁的含量是很少很少的,其实在碳包内含物煅烧的时候就足以将其氧化,所以本实验


本实验制取碳酸锰时要加3%的H2O2,是为了氧化Fe2+,但是我们知道碳包中铁的含量是很少很少的,其实在碳包内含物煅烧的时候就足以将其氧化,所以本实验另外做了一组对比试验。就是相同条件下另一组浸取液不加3%的H2O2,所得结果如下表所示:
表3.2.3-1硫酸浸取液加3%H2O2与否的结果
项目    碳包重/g    产物重/g    滤渣重/g    浸取率%
1:2硫酸
无3%H2O2    4.35        1.94        2.78        33.7
1:2硫酸
加3%H2O2    4.35        1.84        2.88         32
表3.2.3-2盐酸浸取液加3%H2O2与否的结果
项目    碳包重/g    产物重/g    滤渣重/g    浸取率%
1:2盐酸
无3%H2O2    4.35        3.28          1.76         57.0
1:2盐酸
加3%H2O2    4.35        3.14          1.93         52.7
从两表格的对比中可以看出是否加3%H2O2结果稍微有所变化(当然会包括人为操作所产生的误差),对于用盐酸浸取的碳包而言,其回收率相差比较小,而硫酸的浸取结果会稍微大一点,这可能与硫酸具有氧化性这一特点有关,部分被还原的Mn2+又被氧化成Mn4+,导致结果有一点小变化。
 
4 结论
通过实验各方面条件的对比可以看出:用3mol/L的硫酸溶解锌片制取ZnSO4•7 H2O回收率最高,为82.5%;用酸浸取碳包制取MnCO3的适合工艺条件是:1:1的浓盐酸浸取,用NH3•H2O调节pH为5~6,抽滤除去Fe(OH)3,再用Na2CO3调节pH 7~8,加热至80℃后抽滤得最终粗产品。
本次实验主要研究的是废旧锌锰干电池中锌和锰的化学回收,得出了湿法回收的最适宜条件,但是还有一个最值得关注的问题没有解决,那就是废水废渣处理问题。实验只是小试,如果真正涉及到大规模处理电池时需要同时考虑到效益和环保问题,所以针对大规模回收废旧电池需要作出调整,提出以下设想:(1)拆解电池用机械粉碎,实验时发现碳包很容易粉碎,而碳棒硬度大不易碎,所以控制好机械粉碎力度可以得到比较完整的碳棒和小颗粒的碳包。然后过筛(筛孔大小视碳包颗粒而定)分离得碳包(2)碳棒和其他金属(锌、铜、铁)再次粉碎,使碳棒变成小颗粒然后过筛出来(3)金属铜、铁无需再次分离制成各自的产品,可以将它们一起制成合金。具体的先通过小试得出锌、铜、铁合金所需各种金属的比例,然后可以根据每节电池中所用的金属量予以添加金属至合适比例,这样可以省去很多工艺过程,污染少,成本也降低。(4)对于浸取碳包所得废渣可以和碎碳棒一起混合做成建筑用的混凝土(5)废液通常制成含氮肥料。
废旧锌锰干电池各成分的含量是:碳包54.02%;锌15.45%;碳棒6.66%;铁2.76%;铜0.13%;其他(塑料、包装纸、淀粉浆糊)20.98%。假如,处理1吨废旧电池,经计算需工业用浓盐酸(200元/吨)2.86吨、工业用浓硫酸(480元/吨)0.76吨,水(2元/吨)0.4吨,氨水(1200元/吨)1.76吨,碳酸钠(1750元/吨)0.129吨,氢氧化钠(2850元/吨)0.117吨,需支出4696.8元。回收所得产品为MnCO3 578.39kg(5200元/吨);ZnSO4•7 H2O 507.57kg(2900元/吨);碳棒(66.6kg)和滤渣(81.33kg)制成新型混凝土147.93kg(取适中价格60元/吨);含铁27.6kg,铜1.3kg,合成铁合金(每吨铁合金含铜1g)0.0276吨(76元/kg),剩下的铜直接卖掉。按所得产品市场价格计算回收品价值4509.43元。再加上机械设备费用,人工费用等,至少再贴补500元。 湿法冶炼废旧锌锰干电池回收工艺研究(9):http://www.youerw.com/huaxue/lunwen_1060.html
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