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《废旧电池的回收与利用》研究性学习报告


《废旧电池的回收与利用》研究性学习报告
一、研究案例的背景: 环境是人类生存和发展的基本条件,是物质文明建设的基础。环境污染和生态破坏,工 作和生活环境质量恶化,威胁着人民群众的健康。保护环境,实质就是保护物质生产活动持 续稳定、协调发展的物质基础。一粒小小的钮扣电池可污染 600 立方米水,相当于一个人一 生的饮水量;一节干电池可污染 12 立方米水、一立方米土壤,并

造成永久性公害??人们 在日常生活中,使用过的废旧干电池,一直没有得到很好的回收利用,造成了浪费,也污染 了环境。其实,被废弃的干电池,其锌壳只损耗了一小部分,二氧化锰也只起了一点氧化的 作用,碳粉、石墨棒和铜帽还远远没有被消耗。如果能加以回收和利用,就具有很好经济效 益和社会效益。 二、研究的目的意义: 初步掌握科学研究的基本方法;明确废物分类回收的意义,增强环保意识。 三、研究的主要内容: 1. 查阅资料,明确: ①废旧电池对我们的危害 ②废旧电池回收的现实 ③废旧电池回收利用的方式和技术 2.校园内组织宣传,增强环保意识。

一、废旧电池对我们的危害
随着经济和科技的发展,电池在我们生活中的扮演着越来越重要的角色,使用量也正迅 速增加,几乎渗透到我们生活的每一个角落,然而这些使用后的废旧电池却未能得到妥善的 处理,虽然废旧电池的体积和质量都非常小, 但它含有多种金属物质,如果处理不当就会污染 到水源、土壤、空气等,进而直接或间接危害到人们的健康,影响人们的正常生活。 (一)废旧电池简介 1. 电池的组成:干电池、充电电池的组成成分:锌皮(铁皮) 、碳棒、汞、硫酸化物、 铜帽;蓄电池以铅的化合物为主。举例: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。 2. 电池的种类:电池主要有一次性电池、二次电池和汽车电池。一次性电池包括纽扣电 池、普通锌锰电池和碱电池,一次性电池多含汞。二次电池主要指充电电池,其中含有重金 属镉。汽车废电池中含有酸和重金属铅。 3. 电池数量:DC、MP3 等数码产品在以超猛的速度发展,而且都在使用着电池,电池的 使用量在迅速增加,如果再不付诸行动的话,电池山的现象迟早会发生。 (二) 废旧电池的危害 1. 废旧电池的危害性 一粒纽扣电池可污染 60 万升水,等于一个人一生的饮水量。一节电池烂在地里,能够使 一平方米的土地失去利用价值,所以把一节节的废旧电池说成是“污染小炸弹”一点也不过 分。 我们日常所用的普通干电池, 主要有酸性锌锰电池和碱性锌锰电池两类, 它们都含有汞、

锰、镉、铅、锌等各种金属物质,废旧电池被遗弃后,电池的外壳会慢慢腐蚀,其中的重金 属物质会逐渐渗入水体和土壤, 造成污染。 重金属污染的最大特点是它在自然界是不能降解, 只能通过净化作用,将污染消除,同时也由于重金属容易在生物体内积蓄,从而随时间的推 移达到一定量之后,产生致畸或致癌变的结果,最终导致生物体死亡,重金属对人体产生危 害的另一个途径是通过食物链传递。 鱼虾吃了含有重金属的浮游生物后, 重金属在鱼虾体内 积蓄,人再吃了这样的鱼虾后,重金属就会在人体内积蓄,达到一定程度后也会对人的身体 产生严重影响。因而废旧电池的危害主要集中在其中所含的少量的重金属上。 锰 过量的锰蓄积于体内引起神经性功能障碍, 早期表现为综合性功能紊乱。 较重 者出现两腿发沉,语言单调,表情呆板,感情冷漠,常伴有精神症状。 锌 锌的盐类能使蛋白质沉淀,对皮膜粘膜有刺激作用。当在水中浓度超过 10-50 毫史/升时有致癌危险,可能引起化学性肺炎。铅:铅主要作用于神经系统、活血系统、消 化系统和肝、肾等器官能抑制血红蛋白的合成代谢过程,还能直接作用于成熟红细胞,对婴 幼儿影响甚大,它将导致儿童体格发育迟缓,慢性铅中毒可导致儿童的智力低下。 镍 镍粉溶解于血液,参加体内循环,有较强的毒性,能损害中枢神经,引起血管 变异,严重者导致癌症。 汞 它在这些重金属污染物中是最值得一提的,这种重金属,对人类的危害,确实 不浅,长期以来,我国在生产干电池时,要加入一种有毒的物质——汞或汞的化合物,我国 的碱性干电池中的汞的含量达到 1-5%,中性干电池为 0.025%,全国每年用于生产干电池的汞 具有明显的神经毒性,此外对内分泌系统、免疫系统等也有不良影响,1953 年,发生在日本 九州岛的震惊世界的水俣病事件,给人类敲响了汞污染的警钟。 重金属污染,威胁着人类的健康,人类如果忽视对重金属污染的控制,最终将吞下自酿 的苦果,因此,加强废旧电池的回收就日显重要了。 2. 废旧电池危害的其他表现: 目前世界上生活垃圾主要是卫生填埋、焚烧、堆肥和再利用这四种方式,混入生活垃圾 的废旧电池在这四个过程中的污染作用体现在: 填埋 废旧电池的重金属通过渗透作用污染水体和土壤 焚烧 废旧电池在高温下,腐蚀设备,某些重金属在焚烧炉中挥发在飞灰中,造成大 气污染;焚烧炉底重金属堆积,给产生的灰渣造成污染。 堆肥 废旧电池的重金属含量较高,造成堆肥的质量下降。 再利用 一般采用反射炉火冶金法,工艺虽然容易掌握但是回收率只有 82%,其余的铅 以气体和粉尘的形态出现,同时冶炼过程中的二氧化硫会进入空气中,造成二次污染,直接 危害操作工人的健康。

二、废电池回收的现实
我国是电池生产和消费大国,去年电池的产量和消费量高达 140 亿只,占世界总量的 1/3。专家说,目前我国电池生产企业有 1400 多家,每年生产电池 140 亿节,而且多数在国 内消耗。与世界不少国家相比,我国废电池回收率极低。 而我国目前对废电池的环境管理基本处于空白, 每年报废的上百亿只电池大部分没有回 收处理,而是随意丢弃,对生态环境和公众健康构成了潜在的威胁。随着经济的发展和人民 生活水平的提高,电池的生产量和使用量越来越大。据统计,目前全世界的电池产量正以每

年 20%的速度增长。北京市每年产生的约 6000 吨废电池,仅有不足 1%被回收处理。 上海每年的废电池产生量为 3000 吨, 从 1998 年起便开始试行废电池分类回收。 而被集 中回收的只有 30 吨,仅为总量的 1%。就是说,上海市每年有 2970 吨废电池混在其他垃圾 中,流入到环境中。 上海市的废电池回收活动还处在"民间志愿行为"阶段。 比如复旦大学本部学生宿舍楼内 的废电池回收箱,是该校经济学院"青年志愿者消洁队"放置的。250 家良友便利店内的废电 池回收箱, 则是良友连锁公司联手电池厂家安放的。 环卫部门对废电池回收活动都给予了支 持, 尽管回收活动从 1998 年起在 30 多所大中学校和政府机关实行, 到今年扩人到实行垃圾 分类收集的 20%的中心城区,但其推广速度还是比较慢。 同时,上海市小学生们建立废电池的回收网,把废电池的回收付诸实施。然而,仅靠小 学生们的力量是远远不够的。废电池的回收工作应成为全体市民(包括临时性的市民)的责任 和义务。 废电池回收后的"后道处理工序"从某种程度上也制约了回收。 目前上海还没有专门的废 电池处理厂, 回收的废电池都集中送往安亭、 北塘桥渣土储运厂, 封闭堆放在那里。 据介绍, 目前已有成熟的废电池处理技术, 但是建一个处理厂需要不小的投入。 环卫部门有关人士称, 建厂资金可以采取市场化操作来解决:由企业建厂,环卫部门付给处理厂处理费。但新问题 又产生了:一、处理厂一旦运行,需要废电池持续充足的供应,但现在的 回收量不能保障;二、更重要的是,环卫部门拿不出废电池处理费。 而这样的处境,对于全国各地而言,都是一样的艰难。 不过也有如下一些城市,已经开始了小规模的回收工作,这不失为一个好兆头。 目前,在浙江省环保局、杭州市环保局、杭州市政府、浙江工程学院单位的显眼位置, 都竖起了废电池回收箱。据了解,目前,杭州市已经投入使用第一批 20 只废电池回收箱, 今年环保部门将在该市设立 500 个废电池回收点, 减少废电池对环境的污染。 为了减少废电 池对环境的污染,专业处理固体污染物的杭州大地工业废物处理有限公司首批制作了 20 个 色彩醒目的塑料废电池回收箱,井将收集到的废电池利用国外先进技术进行无害 化处理。 早在 1999 年 5 月,北京的麦当劳餐厅就已成为了北京市"有用垃圾回收中心"的废旧电 池回收点。 任何一家麦当劳餐厅入口处都设立了一个淡黄色的废电池回收箱, 同时张贴宣传 诲报。 一方面,废电池的产生速度惊人;另一方面,我国总体而言回收工作才刚刚起步。遗憾 的是, 为数不少的人并未意识到这样的严重问题。 没有这方面的专业服务也许是废电池回收 困难的最大原因。

三、废电池回收利用的方式和技术
然而废电池也是可以回收再利用的物质。废电池是宝贵的二次资源。据测算,我国每年 产生的废电池可回收 12 万吨锌、2 万吨铜,以及大量的其他可利用物资。目前我国已开发 成功废电池的无害化、资源化处理技术,并正在筹建废电池处理厂。回收旧电池,需要全社 会的参与。不久前,北京市在 8 个区的 80 所小学开展了"废旧电池回收在行动"活动,200 多家零售商业企业也开始全面回收废电池。有关专家希望类似的活动能在全国推 开。

日常使用的电池种类很多。首先有大量的碱锰干电池、镍金属氢电池和锂离子电池等。 这些电池的有毒有害物质含量极低,不会对环境造成明显污染。因此,对于这些电池,原则 上在没有统一回收体系的条件下, 是可以随生活垃圾而按普通废物加以处置的。 其次有含汞、 含镉、含铅废电池。这类电池任意废弃后会将大量重金属元素、贵金属元素、碱性溶液等带 人环境, 引起严重的环境问题, 尤其是重金属在环境中的长期滞留会威胁环境生物及人类健 康。 由于各种类型电池的结构和所含化学物质的不同, 应根据各种不同类别废电池的主要组 成,分析其所含污染物质毒性的大小以及在收集、运输、储存、处置和资源化过程中污染物 释放进入环境的方式和可能性,区别处理。 废电池在收集、储存、运输过程中也应格外小心。因为有些废电池中还残存有能量,运 输中可能引起爆炸。由丁机械磨损或腐蚀作用,废电池可能渗漏,腐蚀容器和运输工具。集 中储存造成的泄漏对环境的危害性会较为严重。 从环境保护和资源管理的各个角度来看, 废电池处理的最佳方案是进行再生利用, 但如 果再生利用技术落后,也能引起污染。废电池中重金属对于环境是否构成污染,主要还取次 于其在环境中的富集程度及其处置方式。 1、国内 据新华计消息, 辽宁省鞍山市科研人员历经两年多的攻关, 研制成功了废旧电池回收资 源再生及无害化处理工艺。 据介绍, 这项在鞍山市争光消声设备厂试制成功的新工艺, 年可处理废旧电池一百五十 吨,回收金属锌二十一吨,并通过"焙烧 11 活性炭吸附法”根治了废渣二次污染。有关专家 认为,这项新工艺的问世,使废旧电池回收成为现实。经专家和有关部门论证,工厂研制成 功的此项工艺不仅可以回收旧电池中的锌、铅、镍、镉等重金属,更重要的是还可以彻底根 治二次污染所造成的危害。 2、国外 一些西方发达国家的环保意识和行动已远远走在中国前面, 这毋须置疑。 日本国民倾倒 生活垃圾,有专门的废电池回收服务;在德国也是如此,其国民已经养成谨慎处理有害生活 垃圾的习惯。因此才会出现如此报道:某位生活在中国的德国姑娘,为了不让家里电池报废 后污染"中国的"环境,竟收集了一抽屉废电池等待返德时带同去处理!与之相比,我们无论 在国民环保意识还是技术方面,都不能不感到汗颜! 西欧许多国家不仅在商店, 而且直接在人街上都设有专门的废电池回收箱, 将收集起来 的费电池先用专厂的筛子筛选出那些用语钟表、 计算器及其他小型电子仪器的纽扣电池, 它 们当中一般都含有汞,可将汞提取出来加以利用,然后用人工分拣出镍镉电池,法国一家工 厂就从中提取镍和镉,再将镍用于炼钢,镉则重新用于生产电池。其余的各类废电池一般都 运往专门的有毒、有害垃圾填埋场;但是这种做法不仅花费太大 (例如:在德国填埋一吨废电 池费用达 1700 马克),还造成浪费,因为其中尚有不少可作原料的有用物质。 瑞士有两家专门加工利用旧电池的工厂, 巴特列克公司采取的方法是将旧电池磨碎, 然 后送往炉内加热,这时可提取挥发出的汞,温度更高时锌也蒸发,它同样是贵重金属。铁和 锰熔合后成为炼钢所需的锰铁合金。该工厂一年可加工 2000 吨废电池,可获得 780 吨锰铁 合金,400 吨锌合金及 3 吨汞。另一家工厂则是直接从电池中提取铁元素,并将氧化锰、氧

化锌、氧化铜和氧化镍等金属混合物作为金属废料直接出售。 不过, 热处理的方法花费较高, 瑞士还规定向每位电池购买者收取少量废电池加工专用 费,马格德堡近郊区正在兴建一个"湿处理"装置,在这里除铅蓄电池外,各类电池均溶解于 硫酸, 然后借助离子树脂从溶液中提取各种金属物, 用这种方式获得的原料比热处理方法纯 净,因此在市场上售价更高,而且电池中包含的各种物质有 95%都能提取出来。湿处理可省 去分拣环节(因为分拣是手工操作,会增加成本)。马格德堡这套装置年加工能力可达 7500 吨,其成本虽然比填埋方法略高,但贵重原料不致丢弃,也不会污染环境。 德国阿尔特公司研制的真空热处理法还要便宜, 不过这首先需要在废电池中分拣出镍镉 电池,废电池在真空中加热,其中汞迅速蒸发,即可将其回收,然后将剩余原料磨碎,用磁 体提取金属铁,再从余下粉末中提取镍和锰。这种加工一吨废电池的成本不到 1500 马克。 想要利用,首先需要将废旧电池回收,我们知道,电池就散布在社会的每一个角落,如 果想要把这些零散的电池收集起来,就需要动员全体公民,培养人们自愿回收电池的意识。 建立健全系统的废旧电池自愿及强制回收体系.

四、 校园内组织宣传
1.由环保小组成员在课堂上介绍关于回收利用的情况,对学校即将实施的回收废旧电 池进行宣传。 2.发动同学参加校内环保小组,利用科外活动时间制作宣传栏,向全校同学宣传少用 电池和塑料用品,因为他们很难分解。 3.在计划确定可行后进行电池回收 ①制作回收电池垃圾箱。选用合适大小的铁皮,制作分类垃圾箱, 并写上宣传标语。 ②每个班一个,定期集中收集。 ③开展回收废旧电池兴趣小组,鼓励同学想出新办法回收废旧电池。 在个人能力尚很薄弱的情况下,我们并不能轻松地把回收提上日程。目前,我们每个人 所能做的,是把自己使用的所有废电池都集中起来,分类送到当地环保或环卫部门,等候专 业化处置。 保护环境需要每一个人的努力,让我们行动起来,一起保护家园。

论文 近两年, 废电池对环境的影响成为国内媒体热门话题之一。 有的报道称电池对环境污染很严 重, 一节电池可以污染数十万立方米的水。 有的甚至说废电池随生活垃圾处理可以引起诸如 日本水俣病之类的危害, 这些报道在社会上引起了很大反响, 有很多热爱环保的人士和团体 开展或参加了回收废电池的活动。 现在我来为大家介绍一下电池吧: 电池是一种将化学能直接转变成电能的装置。 它可分为充 电池和非充电池。下面我们要研究一下非充电池的结构了,主要分三个层次:一是最外的一 层 “ 皮 ” 也是我们所说的壳,二是供反应化学物质,被壳包住,中间的是石墨电极。当化 学物质反应之后转变成电能由石墨电极输出在外电路形成回路形成电流:电池就是工作了。 非充电池分为:镍氢电池,镍镉电池。

电池再也不能供电了,成了一颗废电池,通常情况下人们就随手一丢,再买过另一颗新的。 大多数人会说,这是很正常的哩。但他们没有想到,就在那举手投足之下,也是在破坏他们 的家园 —— 地球。也许有人会问: “ 就这么一个小东西对于地球来说,能有什么了不起 呢!还说什么破坏? ” 电池看上去并不那么具有破坏力,但是看东西不能全看表面。废电 池里含有大量重金属汞、镉、锰、铅等。当废电池日晒雨淋表面皮层锈蚀了,其中的成分就 会渗透到土壤和地下水,人们一旦食用受污染的土地生产的农作物或是喝了受污染了的水, 这些有毒的重金属就会进入人的体内,慢慢的沉积下来,对人类健康造成极大的威胁!据测 量一节一号电池烂在土壤里, 可以使 一平方米 土地失去利用价值; 一个扣钮电池可以污染 60 万升水,相当于一个人一生的饮水量。就近全球 50 亿人来计每个月每人丢一颗电池, 一年累积下来 600 亿颗电池,对地球的破坏力可说是很大的了,其对人类健康危害造成的 后果更难以想象了,据统计,仅 北京市 每年因废电池而进入自然环境的汞竟然达到 29.6 吨,这数目不能不让人头痛。所以废旧电池是不可以随意丢弃的。

同学们,让我们的家园不受废电池的危害吧!


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