将废旧锌锰干电池“分子料理”为全新干电池
废干电池的综合利用实验报告
废干电池的综合利用实验报告废干电池的综合利用一、实验意义人们通常称电池为“电的罐头”，它可以产生光、声、力、热和信息处理，给人们的生活带来很大的方便。
如果不合理回收，不仅造成资源浪费，也会给环境造成严重污染。
如电池中含有大量金属——锌、铅、镉、汞等，一节纽扣电池能污染60KL水，等等。
我国每年报废50万吨废锌锰电池，若能全部回收利用，可再生锰11万吨、锌7万吨、铜1.4万吨，是相当可观的资源。
因此，必须对废旧电池进行科学的合理回收，从而保护人类生存环境。
二、实验目的1. 了解废干电池对环境的污染的危害，以及有效成分的利用方法；2. 熟悉无机物的实验室制备、提纯、分析等方法与技能；3. 分析废干电池黑色粉体中二氧化锰、氯化锌、氯化铵、二氯化锰、碳粉的含量；分析锌片纯度；4. 利用黑色粉体制备二氧化锰、氯化铵，用废锌片制备七水硫酸锌5. 分析氯化铵、二氧化锰、七水硫酸锌的产率和纯度。
三、实验原理日常生活中所用的干电池为锌锰电池。
其负极为电池壳体的锌电池，正极是被二氧化锰(为增弹导电性,填充有碳粉)包围的石墨电极,电解质是氯化锌及氯化铵的糊状物。
在使用过程中，锌皮消耗最多，二氧化锰只起氧化作用，糊状氯化铵作为电解质不会消耗，炭粉是填料。
为了防止锌皮因快速消耗而渗漏电解质，通常在锌皮中掺入汞，形成汞齐电池反应为：Zn+2NH4Cl+2MnO2→Zn(NH3)Cl2+2MnOOH.锌锰电池的构造主要成分：1. 二氧化锰(深褐色或黑色混有导电材料石墨或乙炔黑)2. 锌筒3. 炭棒铜帽 (导电)4. 电糊 (几毫米宽的间隙中充填糊状电解质由浓缩的氯化铵水溶液、微量升汞和氯化锌以及淀粉组成)5.封口剂(沥青树脂或石蜡的)6．其他包装（1号废旧锌锰电池的组成，重量70克左右，其中碳棒5.2克，锌皮7.0克，锰粉25克，铜帽0.5克，其他32克）在使用过程中，锌皮消耗最多，二氧化锰只起氧化作用，氯化铵做为电解质没有消耗，碳粉为填料，电池里黑色物质为二氧化锰，碳粉，氯化铵，氯化锌，氯化锰的混合物，回收时，剥去电池外层包装纸，用螺丝刀撬去顶盖，用小刀挖去盖下面的沥青层，即可用钳子慢慢拔出炭棒(连同铜帽)，可留着作电解食盐水等的电极。
废电池的综合利用实验报告
废电池的综合利用实验报告废干电池的综合利用实验报告生物资源系食卫101 韦琪（20212023）指导老师：张倩、刘新梅一、实验目的和要求1、熟悉无机物的实验室制备、提纯、分析等方法与技能；2、学习试验方案设计，锻炼分析问题与解决问题的能力；3、分析锌片的纯度：分析氯化铵、二氧化锰、七水硫酸锌的产率和纯度；4、利用黑色粉末制备二氧化锰、氯化铵，用废锌片制备七水硫酸锌；5、分析废干电池黑色粉末中氯化铵、二氧化锰、氯化锌、二氯化锰、碳粉的含量；6、分析实验中出现的各个问题及其原因。
二、实验原理锌锰电池的构造:图 1 锌 - 锰电池构造图1- 火漆； 2- 黄铜帽； 3- 石墨； 4- 锌筒； 5- 去极剂；6- 电解液 + 淀粉； 7- 厚纸壳日常生活中用的干电池主要为锌锰干电池，其负极是作为电池壳体的锌电极，正极是被MnO2 (为增强导电能力，填充有碳粉)包围着的石墨电极，电解质是氯化锌及氯化铵的糊状物，其结构如图1所示。
其电池反应为：Zn +2NH4Cl +2MnO2= Zn(NH3)2Cl2 + 2MnOOH在使用过程中，锌皮消耗最多，二氧化锰只起氧化作用，氯化铵作为电解质没有消耗，炭粉是填料。
电池里黑色物质为二氧化锰，碳粉，氯化铵，氯化锌，氯化锰的混合物，使其混合物溶于水，滤液为NH4Cl,ZnCl2,MnCl2,混合物，滤渣为二氧化猛、碳粉及其它少数有机物，加热可除去碳粉和其他少数有机物，加酸溶解可分离出碳粉。
锌皮可以与H2SO4反应：Zn+H2SO4= ZnSO4+H2将溶液用NaOH调节PH=8使Zn2+完全沉淀，以达沉淀最大量，再加入稀硫酸，控制PH=4，此时Zn(OH)2溶解,最后将滤液酸化，蒸发浓缩，结晶，即得ZnSO4・7H2O。
ZnSO4+2NaOH=Zn(OH)2+Na2SO4 ZnSO4+7H2O=ZnSO4`7H2O 依靠 NH4Cl和ZnCl2混合溶液溶解度不同，可以从中回收NH4Cl。
废锌锰干电池中锌及锰的回收利用研究进展
废锌锰干电池中锌及锰的回收利用研究进展王焕英【摘要】锌锰干电池是干电池中较常用的一种,用完后如不及时处理会对环境造成极大的危害.综述了近年来废旧锌锰干电池中锌及锰的分离回收方法以及再利用,并对未来研究方向进行了展望.【期刊名称】《安徽化工》【年(卷),期】2018(044)001【总页数】3页(P20-21,25)【关键词】锌锰电池;锌;锰;回收【作者】王焕英【作者单位】衡水学院化工学院,河北衡水053000【正文语种】中文【中图分类】O614.24干电池在我们日常生活中应用广泛，比如遥控器、无线鼠标、蓝牙耳机等，而锌锰干电池是干电池中最常用的一种。
使用完后如果直接掩埋处理掉，其中的重金属离子会直接进入土壤和地下水，对环境造成极大污染，严重影响人们的身体健康。
因此，对锌锰废旧干电池进行回收、处理、再利用尤为重要，目前对这方面的研究已引起了科学工作者的高度重视。
本文对目前锌锰干电池的回收再利用研究现状进行了综述，并对今后的研究方向进行了展望。
1 废旧锌锰干电池的回收利用研究进展1.1 废旧锌锰电池制备锌锰铁氧体程建良等[1]用高温处理废旧锌锰干电池，然后用H2SO4浸泡，得到锰、锌、铁离子,最后用（NH4）2C2O4做沉淀剂，通过共沉淀法制备出了锰锌铁氧体,并通过XRD和SEM对样品进行了表征。
结果表明,得到的锌锰铁氧体结构和形态均较好，为微米级。
席国喜等[2]以废旧锌锰干电池为原料，经酸解、浸取锌锰离子，然后通过共沉淀法、溶胶-凝胶法、水热法等分别制取了锰锌铁氧体，三种方法制得的纳米晶锰锌铁氧体相比较，水热法粒径最小，约为17nm。
他们以HNO3为溶解剂，（NH4）2C2O4为沉淀剂，用共沉淀法制备锰锌铁氧体。
经实验表明，最佳条件为溶液pH为3.5～4，反应温度控制在50℃～60℃，煅烧温度控制在1080℃～1150℃，煅烧时间维持在4～6h。
通过TEM、SEM、XRD等手段对生成的锰锌铁氧体进行表征,产物粒径为28.5nm。
废旧锌锰干电池回收利用的实验教学设计
废旧锌锰干电池回收利用的实验教学设计实验目的：1.了解废旧锌锰干电池的构造和工作原理；3.学习化学实验的基本操作和技能；4.学习实验数据的处理方法和结果分析。
实验原理：废旧电池中含有许多对环境有害的物质，如：重金属铅、汞等，这些物质的分解和释放会对环境和人体造成严重的污染和危害。
因此，科学回收和利用废旧电池，是保护环境和人类生命健康的必要措施之一。
废旧锌锰干电池中的电池壳大多数都是由钢板制成的，可以通过焊接、切割等方式进行分离。
其中的电介质可以通过机械破碎、物理分离等方式进行分离，电解质可以通过化学方法进行分离。
分离后的物质可以进行再生利用，如：钢板可回收利用、电解质可通过重复退火和蒸馏回收、电介质可作为填充物等。
实验步骤：1.实验前应对实验器材进行消毒，并保持实验环境卫生。
2.将废旧锌锰干电池的电池壳用照明器具或其它方法进行清洁和消毒处理并放置在实验台上。
3.通过钳子和扳手将电池壳进行切割和分离，将电介质和电解质分别进行分类，电解质可以进行第一次处理，电介质可以进行第二次处理。
4.将分类好的电介质放入发酵桶中进行发酵处理，可使电介质得到弱酸处理，其杂质含量明显降低。
5.将分类好的电解质进行化学反应，其中的铁元素可以通过还原、沉淀等方式进行还原和分离。
6.将处理后的电解质放入回流锅中进行蒸馏处理，实现电池酸解液的精馏回收。
7.通过重复蒸馏和退火的方式将电池酸解液进行回收。
实验注意事项：1.实验前要熟悉实验操作步骤、安全规范和操作方法。
2.实验过程中应注意安全，戴好防护眼镜、手套等安全装备。
3.实验中使用的器材应清洗干净，在使用前检查是否完好。
4.实验结束后要对实验器材进行清理和消毒处理，并将废物进行妥善处理。
实验结果：通过本次实验，我们成功地实现了废旧锌锰干电池的回收利用，其中的钢板、电解质和电介质都得到了有效的回收和再利用。
这不仅可以降低对环境的污染和损害，还可以为资源的有效利用做出有效的贡献。
高考化学 难点剖析 废旧电池的处理练习试题
冠夺市安全阳光实验学校专题52 废旧电池的处理1．（高三4月调研考试）三元电池成为我国电动汽车的新能源，其电极材料可表示为，且x+y+z=1.充电时电池总反应为LiNi x Co y Mn z O2+6C(石墨)=Li1-a Ni x Co y Mn z O2+Li a C6，其电池工作原理如图所示，两极之间有一个允许特定的离子X通过的隔膜。
下列说法正确的是A．允许离子X通过的隔膜属于阴离子交换膜B．充电时，A 为阴极，Li+被氧化C．可从无法充电的废旧电池的石墨电极中回收金属锂D．放电时，正极反应式为 Li1-a Ni x Co y Mn z O2+aLi ++ae-= LiNi x Co y Mn z O2【答案】D2．（深圳中学高三上学期第一次阶段性检测）锌锰干电池是最早的实用电池。
现用下列工艺回收正极材料中的金属（部分条件未给出）。
（1）碱性锌锰电池反应为：Zn+2MnO2+2H2O＝Zn(OH)2+2MnO(OH)，电解质是KOH，该电池的负极材料为__________(填化学式)，MnO（OH）中Mn的化合价为：________,正极反应式为:__________。
（2）黑粉的主要成份为 MnO2和石墨，写出反应①的化学方程式：______。
（3）MnO2的转化率与温度的关系如下表：温度/℃20 40 60 80 100转化率/℃86.0 90.0 91.3 92.0 92.1生产中常选反应温度为80℃，其理由是：_______。
（4）“沉锰”过程中生成碱式碳酸锰[MnCO3•6Mn(OH)2•5H2O]，写出其离子反应方程式：_______，检验沉淀是否洗净的操作是：_______。
滤液③中可回收的物质为：________（填化学式）。
（5）“预处理”时，废旧锌锰电池经过拆解、筛分得到炭包，其中含 MnO2为34.8%。
称取5.000 g炭包，经处理得到3.211 g MnSO4•H2O，计算锰的回收率为：_____。
废旧锌锰干电池回收利用
废旧锌锰干电池回收利用倪志刚（南京大学化学化工学院，南京 210089）摘要本文简述了利用废旧电池制取MnCO3的实验过程，并对反应过程中关键的一步——将+4价锰还原为+2价锰进行了讨论，比较了各种还原方法的优缺点。
这个研究式实验的开展，培养了同学们查阅资料、自行设计实验方案、分析实验结果的能力，更重要的是加强了同学们的环保意识和责任意识。
关键字废旧电池回收利用锰还原随着各种各样小型电器的普及，电池的使用量与日俱增。
在各种电池当中，锌锰干电池的使用量占了很大的比例。
使用完的锌锰干电池若随意丢弃，会对环境造成很大的危害。
相反，对废旧电池进行适当的处理，会得到很多有用的物质。
例如，从废旧锌锰干电池中可回收得到MnCO3，其用途有：电讯器材用作铁氧体生产的原料，陶瓷颜料、清漆催干剂、肥料、医药、机械零件、磷化处理、锰盐制造的原料等。
本文着重讨论利用废旧干电池制取MnCO3的实验。
（还可再概述几种制取的方法）1、实验过程（实验与结果，包括2）1.1 MnO2的制备取5号干电池两节，剥去外包装、锌皮、铜帽、纸层，除去碳棒，将剩下的黑色混合物研碎，加水溶解，用酸调节pH约为2，加热、搅拌、冷却、过滤，用蒸馏水洗至无Cl，将黑色沉淀转移至蒸发皿中在空气中灼烧，并用玻璃棒搅拌，至无火星时停止加热，得到的黑色固体即为MnO2粗产品。
1.2 锰元素的还原称取以上制备的MnO2固体5g，连接好固液加热型气体发生装置，准备好具有防倒吸功能的尾气吸收装置，将MnO2加入锥形瓶，加入20mL 12mol/L浓盐酸，打开磁力加热搅拌器，使其反应。
反应过程中会看到有大量黄绿色的气体生成。
待锥形瓶中黄绿色全部褪去，再加热5min。
将所得混合物过滤，所得滤液即为MnCl2溶液。
1.3 MnCO3的制备将所得的溶液转移至烧杯中，取一滴溶液用NH4SCN溶液检测得其中含有Fe3+，向溶液中先加NaOH溶液，后加氨水，调节pH=5，使Fe3+完全生成Fe(OH)3沉淀并过滤除去。
锰锌干电池反应原理
锰锌干电池反应原理
锰锌干电池反应原理：锌和锰分别在两极上生成氧化物，氧和锰在两极上生成氧化物。
电解时，锌和锰在电解质溶液中发生氧化还原反应，锌溶解在溶液中被氧化为Zn2+，氧溶解在溶液中被氧化为O2。
该反应是一个吸热反应。
反应进行的速度与溶液中氧的浓度有关。
如果溶液中氧的浓度较低，锌和锰分别被氧化为Zn2+和Mn2+，而氧被还原为O2。
锌粒表面的氧化膜破裂时，锌离子和氧离子均可进入正极，Zn(OH)2也可进入负极。
生成的氧化物中有少量的碱金属氧化物如MgO、Al2O3等。
这类氧化物在电解质溶液中溶解度小，并会随着电解质溶液的pH值变化而变化。
锌电极表面发生氧化还原反应后生成锌离子，它会在电解质溶液中扩散至阴极表面，使锌粒表面形成一层薄膜。
由于锌离子表面有一层膜保护着，使其不与溶液直接接触，因而不会被腐蚀；但是当锌离子进一步扩散至阴极时，锌粒表面上的膜会被破坏，锌离子就会与电解质溶液直接接触并发生氧化还原反应。
—— 1 —1 —。
从废旧锌锰电池中回收锰并制备碳酸锰
从废旧锌锰电池中回收锰并制备碳酸锰泰安第一中学萧阳摘要：废弃电池对人类生存环境的危害正在日益加重并日趋明显，并且电池废弃后也造成了大量金属资源的浪费。
废电池中含有许多可以再生利用的材料，尤其是其中大量的锰资源。
本文即主要介绍了以草酸为还原剂从废锌锰干电池中回收锰并制备碳酸锰的实验室方法。
关键字：锌锰干电池，资源回收利用，草酸法，碳酸锰一、背景介绍常见的一次电池是锌－二氧化锰干电池。
生活中所用的1号和5号电池常为锌－二氧化锰干电池。
1868年法国的George Leclanche首先发明了以氯化铵为电解质的锌－二氧化锰电池，表示为Zn| NH4Cl, ZnCl2| MnO2(C)【1】。
干电池的外壳（锌）是负极，锌皮既作负极又作容器外皮，因此当电池用完时，锌皮常被蚀穿而导致电解液外溢。
正极二氧化锰为粉末状，其导电依靠炭棒辅助。
在炭棒的周围是细密的石墨和MnO2的混合物，在混合物周围再装入以NH4Cl溶液浸湿的ZnCl2，NH4Cl和淀粉或其他填充物。
两层隔膜中的电解液制成糊状限制其流动但又可以让离子迁移。
电极反应为：正极：MnO2＋H++e-→MnO(OH)负极：Zn+2NH4Cl→Zn(NH3)2Cl2↓+2H++2e-总反应: Zn +2NH4Cl+2MnO2→Zn(NH3)2Cl2↓+2MnO(OH)1882年德国人改用碱作为锌－二氧化锰电池的电解质。
在这种电池里，电解质为碱溶液，有良好的导电性能，比起糊状的氯化铵溶液，导电速度快得多。
此外在这种电池里，锌皮改为锌粉，反应的面积要比锌皮大得多，因此可以做到连续大容量放电，外壳另有铁皮做成封闭性，因此可以防电解质泄露。
【2】目前，我国年产锌－二氧化锰电池约150亿只，占世界该电池总产量的近1/3。
【1】碱性锌－二氧化锰电池表示为Zn|KOH| MnO2(C)。
电池反应如下：正极：MnO2＋H2O+e-→MnO(OH)+OH-负极：Zn＋2 OH-→Zn O↓+ H2O+2e-总反应: Zn＋2MnO2＋H2O→2MnO(OH)+ Zn O↓日常生活中的电池，由于低值高耗、体积小，无直观危害和直接的环境污染等原因，常不易引起人们的关注。
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将废旧锌锰干电池“分子料理”为全新干电池
摘要：锌锰干电池作为生活中最常用的一次性电池，使用方便、成本低廉，但
锌锰干电池的回收一直存在效率低、成本高等问题。
本文以废旧锌锰干电池为原料，利用酸浸法分解其中的活性材料，再用电化学方法将失活的活性材料重组激活，组装为全新的干电池，实现锌锰干电池的“分子料理”。
本文的回收方法效率高、所需设备小，为家用式干电池回收装置提供了一种思路。
关键词：废旧干电池、活性材料、回收、再利用
1. 引言
我国是锌锰干电池的生产与消耗大国，锌锰干电池的生产量世界第一。
[1]但我国的锌锰
干电池回收率却非常低，大多数的废旧干电池得不到回收。
暴露在外的废旧干电池不仅污染
环境、影响人类健康，也是一种资源浪费。
废旧干电池的工业回收方法，主要有人工分选法、干法（高温热解法）、湿法、干湿法共四种方法。
[2]这些回收方法都致力于大批量的处理废
旧干电池，以降低成本。
使得他们回收的活性材料，比如锌和锰，只能分别运输到加工锌的
车间和加工锰的车间，进行后续加工。
就像“分子料理”将食物分解为分子，再重组为食物，使其获得全新的味道一样。
本文将
利用湿法酸浸回收的方法，同时分解干电池中的活性材料，再利用电沉积原理，直接制取全
新的活性材料，“复活”废旧干电池的活性材料锌锰。
做到了先分解废旧干电池再重组为新的
干电池，实现锌锰干电池的“分子料理”。
本研究用到的锌锰干电池回收方法，不仅回收效率高、回收纯度高，而且能够在回收的
同时直接制取新的活性材料，用于组装全新的干电池。
不仅回收制取过程快捷，而且用作回
收并制取活性材料的设备体积小，可以离开工厂车间，进行小规模、私人化的干电池回收，
有家用干电池回收的应用前景。
本文用稀硫酸溶解拆得的锌锰干电池活性材料，过滤后在溶液中分别将锌和二氧化锰电
沉积在电极上，再在锌和二氧化锰中间夹入浸润氢氧化钾的电池隔膜，封装后即可得到全新
的锌锰干电池。
2. 实验结果与讨论
2.1 酸浸法回收氧化锌与氢氧化氧锰
先用斜口钳剥开废旧锌锰干电池负极附近的金属外皮，取出负极外壳及其附带的碳棒。
再继续用斜口钳一点一点剥开金属外皮，每剥开一点都用牙签将里边黑色的正极活性材料捣
出来收集起来。
直到金属外皮被剥开到一半左右，轻轻扯出里边的电池隔膜和负极。
用牙签
捣出外壳中剩下的活性材料，再把电池隔膜表面粘着的活性材料刮下来，完成正极活性材料
的收集。
轻轻展开电池隔膜，刮下里边包裹的负极活性材料，完成负极活性材料的收集。
2.2 电化学法沉积二氧化锰和锌
用碳布作正极、铂片电极作负极，在图3左的硫酸锰溶液中以20mA恒流沉积二氧化锰；用铂片电极作正极、铜片作负极，在图3右的硫酸锌溶液中以20mA恒流沉积锌。
得到沉积
有二氧化锰的碳布正极（图4左）和沉积有锌的铜负极（图4右）。
图 6a 新电池100mA放电曲线图 6b 用新电池点亮led灯
3. 结论
本文通过酸浸法回收废旧干电池中的活性材料，再利用电沉积法将失活的活性材料重新
激活，并将其组装成新的干电池。
电化学表征结果表明，该方法回收干电池，对活性材料的
回收率能达到80%以上，为废旧干电池的回收提供了一种新思路。
由于不需要工业级的大型
回收设备，该回收方法可以作为家用干电池回收设备的原理。
参考文献
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[2]黄启明,李伟善. 废旧碱性锌锰电池的回收与利用[A]. 中国化学化电化学委员会.第十三
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