一、废旧手机电池的危害 废旧手机电池对环境和人体健康造成的危害主要来自于其中含有的酸、碱等电解质溶液和重金属。目前我国废旧手机电池主要是与生活垃圾一起采用填埋、焚烧、堆肥等方法进行处理,而废电池若随生活垃圾共同处理将会给环境和人类带来极大的潜在危害。当废旧电池被丢弃在自然界或者是与生活垃圾混在一起填埋堆放时,外层金属被腐蚀后内部的重金属和酸碱等泄露出来,进入土壤或水体,然后通过各种途径进入人的食物链。废旧电池对人体健康的危害主要表现在其所含的少量重金属元素,进入土壤的重金属的迁移过程为:重金属→土壤→微生物→农作物→食物→人体神经系统→沉积发病。
二、废旧手机电池的回收现状
(一)国外废旧手机电池的回收现状
目前,一些发达国家在废旧手机电池回收方面有着非常完善的体系。通过制定严格的法律、
对消费者征税等措施来保证废旧手机电池的回收。丹麦是欧洲最早对废旧电池进行循环利用的国家,从1996年丹麦就开始回收镉镍电池,其具体做法是:电池按销售单价0.9美元/只电池的回收费用售出,从回收费中按17.6美元/千克支付给电池回收者。1997年镉镍电池的回收率就已达到了95%。日本回收处理废弃电池一直走在世界前列,早在1993年就开始回收电池。其中二次电池的回收率也已达84 %。采用的方法是在各大商场和公共场所放置回收箱,依靠电池生产企业的赞助实施回收。目前回收的废电池93 %由社团募集方的垃圾清扫公司从事电池回收业务。美国是废旧电池管理方面立法最多最细的国家, 并建立了完善的回收体系, 拥有多家废旧电池回收公司,其中著名的当推RBRC公司。该公司是美国规模最大的电池回收公司, 是一家非盈利性的民间环保机构, 得到了200多家镍镉电池生产商的赞助。一方面它在美国和加拿大设立大量的回收点, 回收用过的镍镉电池。该公司还设计制作了专门的电池回收箱和带拉链的塑料回收袋, 分发给各地的电池回收商和社区的垃圾回收站。另一方面, 加大对中小学生的教育, 培养他们的环保意识。为此,该公司特地制作了一套有关电池的科普材料和录像带, 免费赠给中小学校, 供上科技常识课时用
(二)国内废旧手机电池的回收现状
目前,在我国对于废旧手机电池的回收没有制定具体的政策和法规,我国至今还没有建立
一套完整的废电池回收体系。对于任何种类的废电池都没有按照危险废物来管理,绝大部分废旧手机电池被当作普通生活垃圾来处理。其次,居民们对废旧电池危害认识不足,没有形成普遍的自觉收集、自觉上交的意识,废旧手机电池回收率低。
随着人们环保意识的进一步加强,废旧电池的无害化处理和资源化利用逐渐得到重视,目前废电池的回收网络基本上是某些单位、个人自发建成的,回收工作也仅限于在部分城市开展,如北京、上海、杭州和深圳等地。这些城市均加强了废电池的收集管理,并出台了一系列环保法规,其废电池回收途径基本形成,但回收上来的废旧电池不及已销售电池的十分之一。除了回收数量难以保证之外,废旧电池回收后还存在难处理的问题。由于缺乏合理的后续处理和处置措施,收集到的废电池只能由有关部门简单堆存起来,或者重新混入生活垃圾中进行填埋处理,不仅不能解决其潜在的环境污染问题,还增加了城市生活垃圾的处理和处置难度,因此急需相关的处理政策和处理技术来解决废旧电池污染问题。
3、废旧手机电池的处理技术现状
(一)Cd - Ni电池的回收处理技术
这几年淘汰的Cd - Ni电池数量巨大。废镍-镉电池有多方面的用途,回收涉及面很广, Cd - Ni电池回收工处理艺主要有火法冶金回收和湿法冶金回收两种。但应用较广泛的是湿法回收。湿法回收工艺如下:
火法冶金回收工艺是利用各种金属的沸点不同,将废电池温度升高到900℃ ~ 1000℃,镉开始挥发,镍留下来,最后产品为Fe -Ni合金,它可以作为不锈钢原料。此工艺只能粗略地将镉回收,工艺简单,但能耗太大,如回收不当还会造成环境污染。
(二)MH-Ni电池的回收处理技术
因为AB2和AB5合金成为电动汽车应用中最好的选材之后,一直都在研究,所以这方面的技术也相对比较成熟。
1.AB2型MH - Ni 电池的回收
AB2型MH - Ni电池由于含有的元素比较多,宜采用直接法回收金属。此法是将废电池加入硝酸中浸出,浸出的渣再放入盐酸中进行第二段浸出,硝酸浸出液进行溶液萃取和碳酸盐沉淀以除去铁和痕量的金属,之后再回收草酸镍和草酸钴。盐酸浸出液用DLEHPA萃取,萃取之后萃余液用碳酸钾使铁沉淀,之后回收草酸镍和草酸钴,两种流液的最终溶液可以
通过其他工艺回收铁和镉。
2.AB5型MH - Ni 电池的回收
AB5型MH - Ni电池的材料为多组分金属间化合物,主要是典型化合物LaNi5。而且稀土与其它元素在盐酸系统中能达到最佳效果,所以AB5浸出液选用盐酸。用盐酸浸出液除去稀土磷酸盐之后,用溶剂萃取法,沉淀法或两者结合的方法回收剩下的镍和钴。
(三)锂离子电池的回收处理技术
钴是一种稀有的贵重金属,在锂离子电池中的含量相对较高,因此对废旧锂离子电池,主要是回收其中的钴等金属。近年来,我国在废旧锂离子电池回收浸出处理技术方面的研究,也取得了一些进展,目前废旧锂离子电池的回收技术可归为三类: (1)浸出回收技术;(2)煅烧与浸出相结合的回收技术;(3)其它的回收方法。
1.浸出回收技术
主要包括电池破碎或剥离、酸(盐酸、硝酸及硫酸等) 浸出和分离(沉淀、络合及萃取等方法) 等过程。操作条件温和,浸出温度一般低于80 ℃,但浸出液成分复杂,分离步骤较多
2.煅烧与浸出相结合的回收技术
主要包括破碎(或剥离) 、焚烧、热处理和浸出分离等过程,特点是工艺相对简单,但该方法的热处理能耗较高,电解液和电极中其他成分通过燃烧转变为二氧化碳等气体及其他有害成分(如五氧化二磷等) ,会造成二次污染。Sony公司采用的工艺有所改进,先在较高的温度下焚烧废旧锂离子电池,再用湿法回收钴,燃烧产物随烟气排放。废旧锂离子电池回收技术存在成本高、废液废气二次污染、电解质回收和资源回收率不高等问题,应向降低成本、无二次污染和资源回收率高的方向发展。
3.其它的回收方法
(1)直接回收钴酸锂
用特定的有机溶剂使锂电池正极材料中的钴酸锂从铝箔上溶解下来, 直接分离钴酸锂和铝箔, 铝箔经清洗直接回收, 所用的有机溶剂通过蒸馏方法脱除粘结剂, 实现循环使用。从正极上分离下来的正极活性材料在高温下去除极片中的聚偏氟乙烯( PVDF) 和碳粉等杂质, 直接回收钴酸锂。
(2)电化学还原法
用电化学还原法使LiCoO 和碳粉分离。由于LiCoO2中的Co 被还原为Co , 使得锂从LiCoO 中释放出来, 嵌入在碳粉中的锂也得以释放。钴和锂分别以固体CoO和LiOH溶液
的形式分离出来, 可作为制备新电极材料使用。
(3)电解质的回收
童东革、赖琼钰等提出采用碳酸丙烯脂( PC) 回收电解质: 在液氮的保护下, 将废电池切开, 取出活性物质, 将活性物质置于碳酸丙烯脂等电解质溶剂中浸泡一段时间, 浸出电解质。回收的电解质根据情况进行净化, 回收LiPF6。
到目前为止,国内对废旧电池还没有完善的回收处理措施,在相关技术上的研究也刚刚起步,仅停留在实验室阶段,与发达国家相比差距较大。因此,当务之急是该研究工作应向实用化方向发展,尽快开发出安全、有效、经济的废电池处理技术。
手机锂电池中需要重点回收的钴和铝主要集中在正极材料钴锂膜上,钴锂膜的主要成分是 LiCoO2 活性物质、 导电乙炔黑、 铝箔集流体和 PVDF (聚偏氟乙烯)粘接剂。
常用的钴锂膜处理方法有硫酸溶解法、碱煮一酸溶法、还原焙烧一浸出法、浮选法等。处理钴锂膜是要实现钴、铝和乙炔黑三者的分离,现有处理方法中对钴、乙炔黑的分离较为成功,而对钴、铝分离效果不够理想,且分离过程复杂、条件较难控制、成本高。选择一种有机溶剂溶解钴酸锂的粘结剂 PVDF,使钴酸锂从铝箔上脱落下来,直接回收单质铝箔,不需要进行传统锂电池回收工艺中的钴铝分离,简化整个废旧锂电池回收流程并增加回收产品。
我国深圳市泰力废旧电池回收技术有限公司,总部位于深圳市宝安区,工厂位于广东韶关始兴县,是一家专业从事各种废旧锂离子、聚合物、镍氢、镍镉、二次电池、废钴、镍、铅、鋅回收与技术研发的再生能源高新技术企业。泰力公司在回收处理的工艺中,采用先进的处理技术,最低限度减少了电池镉和其他有害物质对环境造成的污染,而且利用废旧电池中有用的物质如钴、镍、铅、鋅等作为生产原料,运用于电池再生产中,为国家节约了资源。从而最大限度地进行无害化处理以及循环再利用,实现了对废旧电池的“绿”回收处理。
四.废旧手机电池的前景及展望
目前, 国际上废旧手机电池的回收处理技术还不甚成熟。欧洲及美国和日本等国家和地区已经建立起了相对成熟的体系, 已有公司积极地投入到手机电池回收加工行业, 而在我国, 手机电池的回收基本上仍是一片空白。
应该清醒地意识到, 随着国内手机用户的爆炸性的增长, 随着越来越多的废手机电池被扔进垃圾中,其作为一种富含有毒金属的固体废物, 其对环境的危害必将是非常严重的, 应引起人们的高度警惕。所以,应尽量做到早研究, 早开发, 早处理, 不要等其泛滥造成危害的时候
后悔莫及。同时, 也期待相关科技工作者开发出绿的废旧手机电池回收利用技术。
5.相关新闻
《金华日报》
“每换一次手机,就多出一堆旧充电器和电池,扔了怕污染环境,放在家里又占地方。旧手机电池和充电器怎么处理?有没有正规的回收途径?”2月7日,市民何小咨询。
何小说,同事、朋友几乎都遇到过类似问题,由于不同手机的电池和充电器无法通用,曾经的“亲密伙伴”变成了无法处理的垃圾。
随机走访了市区工商城旧货调剂市场的几家二手电器收购店,均被告知只回收电视机、电冰箱等家用电器,旧手机电池和充电器太小,不回收。
随后,来到位于市区宾虹路上的龙腾通讯市场,询问了3家主营维修及出售手机零部件的店铺。3名店主都说,从来没有回收过旧手机电池和充电器,也没听说过有同行在回收.
“回收旧手机电池和充电器没有什么利润,我们又不可能花太多精力收集起来送到拆解的地方去。”一名正在修手机的店主这样说。至于乱丢充电器、电池会不会产生污染,他不清楚。
“现在应该只有我们在收废旧手机充电器和电池。”一名收购废品的师傅说,“经常有人把旧手机电池和充电器当废品卖掉,我们就按废塑料的价格收购。”
市环保局固体废物管理中心主任李荣进说,市场调剂目前是家用废弃电器、电子产品回收处理的主要方式。旧手机电池和充电器等废弃电子产品可以通过流通渠道收集,再由专业处置单位统一集中拆解、处理。有拆解资质的单位,目前浙江省有6家,距离金华最近的一家是位于龙游的蓝天废旧家电回收处理有限公司龙游分公司。
李荣进说,一般的家用普通碱性电池可以随生活垃圾一起处理。如果有环保人士集中收集废旧电池,可以联系专业处置单位进行集中处理。
市供销社再生资源有限公司总经理金祝庆说,国务院颁布的《废弃电器电子产品回收处理管理条例》于2011年1月1日开始施行。他从浙江省再生资源有限公司了解到的最新消息是,与之配套的《废弃电器电子产品处理基金的征收使用管理办法》正在制定中。这项基金主要用于补贴拆解处理环节。新规定或将扩大涉及家电的品种范围,有望从过去的电视机、冰箱、洗衣机、空调、电脑5大类增至8大类。具体包括哪些电器电子产品,现在还不清楚。
六.国外对废旧电池回收政策
法国:所有电子电器销售商在出售新产品时不得拒收顾客返回的同类废旧电子电器产品,而生产厂家必须负责妥善处理这些废旧电子电器。涉及的电子电器垃圾分三大类,即家用电器、音像设备和电子办公设备,凡是需要用电、电池或蓄电池才能运转的设备都属于必须回收之列。
欧盟:是最早关注电池回收和采取措施的地区,从上世纪90年代初开始立法,至今已颁布《废弃的电器电子产品管理指令》、《禁止在电器电子产品中使用有害物质的规定》,并在去年通过了电池回收法,要求成员国在两年内推出本国的法律,教给消费者回收的方法。
德国:只有标明“能够被回收”和报废日期的电池,才能在市场上出售,消费者可以将使用过的各种类型的电池交送商店和废品回收站,这些地方都无条件接收,然后转送到处理厂进行无害处理。传统家电方面,先把冰箱、空调类的电器收集起来,因为制冷部件对环境污染很大,必须得到妥善的处理。其次是电视、电脑等家用电器将被送到专业的循环公司,由于它们含有大量重金属和有毒物质,因此将得到环境化的处理后再进行资源化利用。
荷兰:早在1995年1月就有规定,该国的手机电池生产商和进口商对收集和处理他们经营
的产品负有全部责任。
丹麦、瑞典:要求所有电池零售商回收废电池,并对电池销售征收特别销售税。按照不同的电池种类,特别税的税率为6%至8%。政府把所收的税金用于支付回收、运输和处理这些电池的费用。据统计,瑞典的旧电池和手机电池的回收率已达到95%,丹麦超过75%以上。 美国:尚没有一个全国性的统一法律,但是不少州和城市已经有了相关立法,其中加利福尼亚州和纽约市是美国回收锂离子等电池的先行者。纽约要求所有出售可充电电池的零售商全面负担起回收工作。
英国:英国是欧盟中手机回收产业起步相对较晚的国家。英国在手机零售商处的回收箱上盖有防水箱,可以放在室内,也可以放在露天,很适合英国多雾多雨的气候。英国还要求消费者把旧手机电池用不透水的塑料包裹好再送到回收处,防止在中途发生有毒物质意外泄漏。