廢舊堿性干電池正極材料的溶解工藝

杜欣欣,張俊喜,陸榮華

(上海電力學(xué)院能源與環(huán)境工程學(xué)院,上海 200090)

我國是世界電池生產(chǎn)和消費大國,據(jù)統(tǒng)計,目前我國每年電池的消費量約為 200億節(jié),其中鋅錳干電池占總量的 90%.隨著人們環(huán)保意識的提高,廢舊鋅錳電池的環(huán)境污染問題已引起研究者的重視,但其復(fù)雜的成分對回收利用造成了較大的困難.目前,針對廢舊鋅錳電池的回收方法有酸浸［1］、堿浸［2］、常壓冶金法［3］、真空冶金法［4］等.常壓冶金法和真空冶金法均屬于干法,能源消耗大.張俊喜等［1］采用共沉淀法將廢舊電池轉(zhuǎn)化為高性能的錳鋅鐵氧體材料,使得廢舊干電池的轉(zhuǎn)化有了可行的途徑,而該工藝中廢舊干電池的溶浸則是一個重要的環(huán)節(jié).其中,酸浸法對廢舊鋅錳電池的溶解率可達 99%以上,但其成本過高.近年來也有用電解法回收廢舊電池中金屬元素的報道 ,比如鉛［5］、錳［6］、鋅［7］等.本文選用電解還原的方法溶解回收廢舊鋅錳電池中的正極材料,為上述廢舊電池的回收工藝提供技術(shù)支持,更好地推進這一工藝的應(yīng)用.

1 實 驗

1.1 循環(huán)伏安測試

取 3節(jié)廢舊堿性干電池,將其縱向剖開,取其正極材料 MnO2,磨成細粉后與鎳網(wǎng)壓成圓片,焊接在銅線上,并用環(huán)氧樹脂將金屬連接部分封閉制成工作電極,電極工作面積為1 cm2.以6mol/L的 KOH為電解液,裝入500mL燒瓶中通氮氣 1 h以除氧,另取電解液置于 125 mL燒杯中,通過鹽橋連接,將工作電極和飽和甘汞電極固定于燒瓶中,鉑電極置于燒杯中.利用 Potentiostat/GalvanostatModel 283電化學(xué)系統(tǒng)測量,掃描……