废旧锌锰电池中二氧化锰的回收利用研究

舢
电 池
盈 广 馓 瞰
Ｌ 炭 包 坐 三
— 滤 液（ 另 处 理 ）
Ｌ 滤 渣 ！ 粗 二 氧 化 猛
大为 ２ ８ ． ５ ％ 。故选择 ６ ｍ ｏ ｌ ・ Ｌ 的硝 酸作 浸取 液 回收 二氧化 锰 。结 果见 表 ｌ 。
表 ｌ硝酸浓度对二氧化锰 回收率的影响
３ ． ２ 硝酸 用 量对 二氧 化锰 回收 率 的影响
硝酸浓度 为６ ｍ ｏ ｌ ・ Ｌ ～ ， 硝酸的用量对二氧化锰回收率有一定影 响。由表 ２ 可知 ， 当硝酸的体积为 ６ ０ ｍ Ｌ 时， 二氧化锰 的回收率最大为 ３ ０ ． １ ％ 。故选择 ６ ０ ｍ Ｌ 的硝酸为回收二氧化锰 的最优体积 。
曾 造， 梁 杰， 李金 海 ，胡朝 霞
（ 毕 节 学院化 学 与化 学工 程 学院 ， 贵州 毕节 ５ ５ １ ７ ０ ０ ）
摘 要： 利 用 干湿 法对 废 旧锌锰 电池 中的二 氧化锰 进 行 回收 处理 。 通 过酸 浸 、 焙烧 、 纯化 等方 法得 到 较纯的二氧化锰 ， 硝酸的浓度、 体积 、 浸泡的时间和温度等对二氧化锰 回收有一定的影响。 结果表明 ： 硝 酸 的 浓度 为 ６ ｍｏ ｌ ・ Ｌ ～ 、 硝 酸 的体 积 为 ６ ０ ｍＬ 、 浸 泡 的温度 为 ６ ０ ￣ Ｃ、 浸 泡 的 时 间为 ３ ． ０ ｈ ， 二氧 化锰 的 回收 率较 高为 ３ ３ ． ５ ％， 纯度 为 ８ １ ． ７ ％。 关键词： 废 旧锌锰 电池 ； 二 氧化 锰 ； 回收
２ ０ １ ３ 年第８ 期
第３ １ 卷 （ 总第１ ５ ７ 期）
毕 节
学
院 学
报
Ｊ Ｏ ＵＲ ＮＡ Ｌ Ｏ Ｆ Ｂ ＨＩ Ｅ Ｕ Ｎ Ｉ Ｖ Ｅ Ｒ Ｓ ｎ
ＮＯ． ８， ２ ０ １ ３ Ｖ０ ｌ － ３１ Ｇｅ ｎ ｅ ｒ Ｍ Ｎｏ ． １ ５ ７
废 旧锌锰 电池 中二氧化锰 的 回收利 用研究
２ ． １ 仪器与试剂 仪器： Ｓ Ｈ Ｔ 型搅拌数显恒温 电热套（ 菏泽市大华仪器有限公司） ， Ｂ 一 ２ ２ ０ 恒温水浴锅（ 上海亚荣生化仪
器厂） ， Ｓ Ｈ Ｔ 循 环水 式 多用 真 空泵 （ 郑州 长城 科工 贸 有 限公 司）
试剂： 草酸钠（ Ａ ． Ｒ ） ， 无水碳酸钠（ Ａ ． Ｒ ） ， 高锰酸钾（ Ａ ． Ｒ ） ， 浓硫酸（ Ａ ． Ｒ ） ， 浓硝酸（ Ａ ． Ｒ ） ， ３ ０ ％ 过氧化氢（ Ａ ． Ｒ ） ２ ． ２ 实验方 法
锌 锰 电池 中炭 粉含 有 的铜 、 银、 铁 等 物质 均 溶 于 硝酸 ， 而二 氧 化锰 不 溶 于硝 酸 ， 故通 过 酸浸 、 过滤、
灼烧等方法可得 到粗二氧化锰 ・ 鲫 。在酸性环境下， 加双氧水溶解粗二氧化锰， 再加碳酸钠溶液将其生
成 碳 酸锰 ， 灼 烧 可 得较 纯 的 二氧 化锰 ， 并通 过 草酸 钠 ～ 高 锰酸 钾 返 滴定 法检 Ｎ －氧 化 锰 的纯 度 口 ］ 。涉 及
增长 ， 我国年市场消费量约为 ８ ０亿只， 其 中７ ０ ％ 是锌锰干电池 ， 含汞 电池约为 ４ ０亿只ｎ 。废 旧锌锰 干 电池中含有汞 、 镉、 锌、 铜、 锰等重金属， 这些金属随意丢弃 ， 不仅会造成环境污染， 也会 导致金属资源 的浪费。若废 旧干电池能全部 回收利用， 每年 以５ ０万吨废 旧锌锰 电池计算 ， 可再生 １ １万吨锰、 ７万吨
的主要 反应 方 程式 如下 ： Ｍ ｎ ｏ ２ ＋Ｈ ２ ｏ ２ ＋２ ＝Ｍ ｎ（ Ｎ Ｏ ３ ） ２ ＋Ｏ ２ ｆ ＋２ Ｈ ２ ０
Ｍ ｎ （ Ｎ Ｏ ３ ） ２ ＋Ｎ ａ ２ Ｃ Ｏ ３ ＝ｉ ｎ Ｃ Ｏ ３ ｌ ＋２ Ｎ Ａ Ｎ ０ ３
收稿 日期： ２ ０ １ ３ — ０ ４ — ２ ８ 基金项 目： 贵州省科技厅“ 固体废弃物综合利用人才创新 团队” 项 目， 项 目编号 ： ２ ０ ７ ６ ５ ０ ０ １ ； 毕节学 院科学研究基金项 目， 项目 编号 ： ２ ０ １ １ ２ ０ ０ ７ ； 贵州省应用化学重点实验室项 目资助 。
中图分类号 ： ０６ ５ ７ 文献标识码 ： Ａ 文章编 号 ： １ ６ ７ ３ — ７ ０ ５ ９ 一 （ ２ ０ １ ３ ） ０ ８ — ０ ０ ５ ７ — ０ 生 活 、 工业、 农业、 经济、 科技、 军 事 等领 域 ， 电池 的 生产 和 消 费数 量 正 逐年
实验 以酸 性 锌 锰 电池 （ ５ 号） 为研 究对 象 ， 将其剥开 、 分类 ， 所 得 炭 包 用 小 火 烘 干 得 黑 色粉 末 。 取
７ ． Ｏ ０ ｇ 炭粉， 用硝酸酸浸后， 过滤 ， 将滤渣烘干 ， 在４ ０ ０ ￣ Ｃ的温度下焙烧 ， 纯化 ， 称量并计算其回收率， 其
流程 如 图 １ 所示。
作者简介： 曾 造（ １ ９ ７ ８ 一 ） ， 男， 贵州金沙人 ， 毕节学院化学 与化学工程学 院 讲 师。研究方 向： 固体废弃物资源化。
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２ Ｍ ｎ Ｃ Ｏ ３ ＋ ０ ２ ＝ ２ Ｍ ｎ Ｏ ２ ＋ ２ Ｃ ０ ２
４ Ｈ ＋Ｍ ｎ Ｏ ２ ＋Ｃ ２ ０ ４ ＝ Ｍ ｎ ＋ ２ Ｃ ０ ２ ｔ ＋２ Ｈ ２ ０ ２ Ｍ ｎ Ｏ ４ 一 ＋５ Ｃ ２ ０ ４ ＋ １ ６ Ｈ ＝２ Ｍ ｎ ＋ Ｉ Ｏ Ｃ Ｏ ２ ｆ ＋８ Ｈ ２ ０
锌、 １ ． ４ 万吨铜 ， 是相 当可 观 的资源 ］ 。废 旧 电池 回 收利用 ， 既可减 少 其对 环境 、 动 植物 、 人 体 的危害 ， 又
可以使锌锰资源得到循环利用 ， 这对保护环境、 人体健康 、 建设资源节约型社会等都具有现实意义口 ， 。
通过干、 湿法 结 合 的处 理方 法， 实验 提 出制 取 二氧 化锰 的优化 方案 ， 并对 产 品的 纯度 进行 分 析 。实验 表 明， 该 方法 操 作简 单， 投入 少， 二 氧化 锰 的回 收率及 纯度 较 高 。 ２实验 部 分