湿法冶炼废旧锌锰干电池回收工艺研究(9)
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。