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废电池的危害和处理方法的课题研究报告2


废电池的危害和处理方法 的课题研究报告
高二(19)班
第二组:赵书鸿 摘要:电池的使用已经成为我们生活中重要的一部分, 每年我国消耗大量的电池中含有汞、银、镉、铅等大量有害 物,危害人们的健康我们应该怎样去处理旧电池呢? 关键词:电池、有害物、处理、环保、健康 一、废电池的危害 1.废电池内各金属的危害 镉为人体不需要元素, 人体中的镉是出生后从外环境经 呼

吸道和消化道摄取而蓄积的慢性中毒的临床表现为肺气 肿、骨质改变与贫血日本发现某些地区由于长期食用被污染 的、含镉量很高的米和水而发生痛痛病(骨痛病) ,主要病 变为骨软化,疼痛始于下肢,后遍及全身直至卧床不起 。 铬酸盐粉尘及铬酸雾可引起鼻中隔穿孔,部分长期接触 者有头痛、消瘦、消化功能紊乱及胃肠道溃疡、轻度肾损伤。 镍通常从饮食中摄入,被认为可诱发肺癌和鼻窦癌,国 外曾报道,镍引起的肺癌平均发病工龄为 27 年镍中毒主要 引起呼吸系统损害, 严重者神志模糊或昏迷, 并发心肌损害 。 汞具有脂溶性可通过血脑屏障进入中枢神经系统汞分布

于各组织器官,时期主要分布于肝脏,进入体内 2 周后, 85%---90%存于肾脏, 慢性汞中毒的主要症状为易兴奋症、 震 颤、口腔炎,轻度中毒有神经衰弱综合症、植物神经功能紊 乱,以及急躁、易怒、好哭等,重度中毒时发生明显的性格 改变、情感障碍、智力减退。 铅主要通过食物、饮料和大气摄入美国研究认为,人体 血铅浓度增加,对健康程度的严重不利影响也相应增加因为 铅不易被排泄,所以它影响肾、肝、神经系统和造血器官, 从增高血压(在中年人中增加心脏病发作的危险) 、干扰肾 功能和生殖功能,一直到不可逆转地损伤大脑高血铅会使儿 童出现行为问题、低智商和精力难以集中。 锰为人体必需的微量元素,但吸收过量则可引起中毒, 锰可以经呼吸道进入,也可经消化道进入肝为锰的主要蓄积 器官,吸入过量的锰可在中枢神经系统内蓄积,其排出较其 他器官为慢。 2.其他危害 废电池的危害是存在而持久,无论是裸露在大气中, 还 是深埋在地下,其中含有的汞、镉、镍、铅等重金属,都会 随渗液一起流出,造成对地下水、土壤的再污染一粒钮扣电 池可污染60万升水,等于一个人一生的饮水量所以就危害 而言,体积几乎可以忽略的钮扣电池潜伏着更大的危害若采 用焚烧处理,则形成蒸气,同时可能催化有害气体的生成,

造成大气的污染;若堆肥处理,可能导致料中重金属含量超 标如果每年任这些废电池随意丢弃,就会严重危害居民及子 孙后代的健康因为从电池里出来的各种有毒金属,通过土壤 进入水体,再由水体传给人类的食物链 二、我国目前对废电池的处理情况 我国目前在废电池的环境管理方面相当薄弱按照巴塞 尔公约中关于危险废物的控制规定,许多种类的废电池如铅 酸电池、含汞电池、镉镍电池等属于危险废物,应该按照危 险废物来管理,但是目前在我国,对于任何种类的废电池都 没有按照危险废物来管理,而是当作普通垃圾来对待此外, 对于废电池的回收、处理和处置,国家也没有制定具体的政 策和法规 1995 年颁布的《固体废弃物污染环境防治法》对 于废电池的回收处理未作任何规定 为加强电池产品汞污染的防治工作,保护和改善我国生 态环境,原中国轻工总会等 9 部门于 1997 年 12 月 31 日曾 联合下发了 《关于限制电池产品汞含量的规定》 , 要求从 2001 年 1 月 1 日起,进口电池将由国家出入境检验检疫部门实施 强制性检验根据《规定》要求,我国电池行业将分期实现对 电池产品汞含量的限制,首先实现低汞,最终达到无汞低汞 的含义为电池中的汞含量小于电池重量的 0.025%; 无汞的含 义为电池中的汞含量小于电池重量的 0.001%《规定》明确提 出,自 2001 年 1 月 1 日起,禁止在国内生产各类汞含量大

于电池重量 0.025%的电池;从 2001 年 1 月 1 日起,凡进入 国内市场销售的国内、外电池产品(含与用电器具配套的电 池), 在单体电池上需标注汞含量(如:注明"低汞"或"无汞"), 未标注汞含量的电池不准进入市场销售;自 2002 年 1 月 1 日起, 禁止在国内市场经销汞含量大于电池重量 0.025%的电 池;自 2005 年 1 月 1 日起,禁止在国内生产汞含量大于电 池重量 0.001%的碱性锌锰电池;自 2006 年 1 月 1 日起,禁 止在国内经销汞含量大于电池重量 0.001%的碱性锌锰电池 为保证对进口电池检验工作的如期开展,国家出入境检验检 疫部门正抓紧做好开检前的准备工作 三、世界各国的废电池处理措施 废电池收集,分类处理和处置方面政府已经相应立法, 明确规定:对于毒性大的铅酸蓄电池、含汞电池、镉镍电池 等必须标有再生利用 标识; 电池生产厂家和经销商必须收集 所有废电池;经销商必须将有标识和无标识的电池加以分 类;电池生产企业必须建立电池再生利用和处理设施;对于 所有的废电池必须优先考虑再生利用,对于不可再生利用的 电池要根据废物管理法进行妥善处置;在电池的生产方面, 要进一步降低电池的重金属含量,尤其要降低碱锰电池的汞 含量,积极开发对环境危害小的新产品与此同时,让我们看 看其他国家在这方面的做法 法国: 西欧许多国家不仅在商店,而且直接在大街上都设

有专门的废电池回收箱,将收集起来的废电池先用专门筛子 筛选出那些用于语钟表、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,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) ,而 且还造成浪费,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 德国:德国为加强对废旧电池的管理,实施了废旧电池 回收管理新规定规定要求消费者将使用完的干电池、钮扣电 池等各种类型的电池送交商店或废品回收站回收,商店和废 品回收站必须无条件接受废旧电池,并转送生产厂家进行回 收处理

一般来说,要使普通消费者在生活中区分有毒电池或无 毒电池并加以处理是困难的,因此新规定要求商店和废品回 收站担当起责任环境部的一个新的思路是对有毒性的镍镉 电池和含汞电池实行押金制度,即消费者购买每节电池中含 有 15 马克的押金,当消费者拿旧电池来换时,价格中可以 自动扣除押金 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 世界大环境:联合国环境署正在全世界推广"生活周期 经济"的新概念它是将一个商品"从摇篮到坟墓"分为多个阶 段,即:原料获得、制造工艺、运输、销售、使用、维修、

回收利用、最后处置等,在每个阶段,都必须加强环境管理 生产厂家和消费者都应对自己的行为负责,生产厂家在制定 生产计划、开发新产品和回收废弃产品时必须考虑环境保护 的要求,消费者在购买、使用和丢弃商品时也不能对环境造 成危害 四、我们该做些什么? 电池回收渠道不畅;投资太大;没有足够的电池供应难 以实现经济效益;没有企业愿做赔本生意;环保部门没有给 予有利法律支持??我们对废旧电池处理的矛盾好象可以 有太多的解释那么有没有反想一下自己的责任,其实,为了 达到实现美好家园的愿望,我们每个人都是不可获缺的一元 素,不要忽视了身边的小环境,坚持倡导绿色生活也许事情 虽小,却表明的我们的态度平日,自制一个盒子,将它放于 家中,或单位等处,以备在电池完全使用后,可以顺手放在 里面,积累一段时间后集中处理,避免混于其他生活垃圾中 可以在上面写上废电池回收字样,让人们快速理解这个盒子 的用意最后将其放入废电池回收筒中 给有关部门的一些提示 1.以政府名义建立接纳及再利用废电池的责任部门, 把全市回收的废电池全部接纳过来然后提炼可利用物质,使 之无害化,并负责宣传回收废电池对防止环境污染的重要作 用如果没有接纳回收废电池的专门机构,群众回收废电池的

积极性将会受到打击所以这一部门极为重要 2.以各单位(如机关、部队、学校、工厂、商店,大饭 店旅馆、街道居民委员会、新建小区物业等)行政系统为中 心建立废电池回收网督促本单位每个成员、居民、业主等, 积极回收废电池,由网络负责人(由行政指定责任心强的一 人或几人,任此职)回收本单位,本辖区的废电池并将其送 到接纳和再利用废电池的责任部门 3.责成各群众团体(工会、青年团、学生会、妇联等) 组织,号召各自成员积极参加回收废电池的行动中来把回收 废电池活动纳入各团体组织活动的一项经常内容 4.由有关单位(市场管理部门)在各小商品市场(特别 是外来人口集中的商品市场)组织商贩们把回收废电池的活 动开展起来应把此项任务作为市场管理部门的一项硬任务 5.农村乡、镇,特别是村委会也应负责农村废电池的回 收工作(农村用电池数量也不少) ,废电池扔在地头对农村 水源直接污染更严重 6.建立有关回收废电池活动的专门奖惩制度做得好的 予以奖励,差的严惩不怠(废电池毒害太大了,严惩不为过 分) 废电池的回收、利用 指导教师:管兵 研究组成员: 赵书鸿(组长) 、张彪、唐辉、肖坤平、马

月,陈光辉 摘要:废电池对环境的污染非常严重,现已成为全世界 共同关注的问题。我们结合这些实际,运用多种研究方法, 积极组织、参与废电池的回收宣传活动,并利用回收的废电 池设计了一套适合我校的废电池回收方案,为学校增加了药 品。提高了大家的环保意识。 课题的选择 在选择研究性课题时,我们对《废电池的回收与利用》 这个课题非常感兴趣。大家都知道,随着科学技术的不断发 展,人民生活水平的不断提高,使用电池已成为我们日常生活 中不可缺少的一部分。然而,电池可以说是生产多少,最终就 废弃多少;集中生产,分散污染;短期使用,长期污染。如今 废电池的危害已成为全世界人们共同关注的环境问题。世界 各国都在研究处理废电池的最佳方案。虽然现在已取得了卓 有成效的成果,但还不能根本解决这个问题。因此,寻找处 理废电池的最佳方案已成为各国许多科学家的科研方向。 我们学生也是使用电池的一个群体。作为跨世纪的一代, 我们应该提高自己的环保意识,回收电池从我做起。 因此我们 高一共有五人选择此课题作为自己的研究性课题。 研究过程及结果 一、选题 刚开始我们几个在日常生活中都发现一些商场内设有废 电池回收箱。电池用过后为什么要回收呢?我们对此非常好

奇。因此当学校在去年 11 月末开设研究性学习课程后我们 选择了这个课题作为研究性课题。 二、定题 最初, 我们确定的课题是 《为什么废电池要回收》 。 为此, 我们广泛收集了相关问题。在第一次小组集中时,我们通过 激烈的讨论并听取了老师的意见后,认为,我们不应只把目 光局限在回收上,还应把课题拓展到另一个更受人关注的问 题——能源问题上,因此我们最终将课题确定为《废电池的 回收与利用》 。 三、开题 第二次集中,我们就这个题目分析了课题现状,明确了 该课题的目的与意义、课题研究的学术目的、课题研究的主 要内容和研究特色和创新之处,另外进行了小组分工、设计 了活动步骤。依据这些我们填写了开题报告。 四、我们课题 研究的实施共分为了五个阶段: 第 1 阶段:今年 7 月 11 日至 7 月 16 日,通过上网和到 图书馆查阅等方式查找相关资料。我们在查找大量资料后了 解到(一) 、废电池是人类健康的潜在杀手 人们日常使用的 电池是靠化学作用,通俗的讲就是靠腐蚀作用而产生电能的。 其中的有害物质如重金属铬、 汞、 镉等对人体的危害是极大。 一节纽扣电池能污染 60 万升水,而一节一号电池烂在地里 能使一平方米的土地失去使用价值。所以废电池的回收势在 必行。

(二) 、废电池废中有宝 废电池并不是仅给人类带来危害,它里面还蕴含着很多 资源。例如纽扣电池含有锂、锰、银等稀有金属;铅蓄电池 中含有铅;手机电池中含有镉,这些物质回收价值很高。现 已有工厂开始进行这方面的回收、提取工作。另外在普通干 电池中还含有锌、铜、锰粉等资源。 随着课题的不断深入,我们又对废电池的实际回收、处理 过程产生了兴趣。于是 第 2 阶段:7 月 20 日我们采访了有 关部门 通过采访我们了解到国际上对废电池的处理十分重视, 国际上通行的废旧电池处理方式大致有三种:固化深埋、存 放于废矿井、回收利用。 西欧许多国家将收集起来的废电池先用专门筛子筛选出 纽扣电池,提取其中所含的汞加以利用。其余的各类废电池 一般运往专门的有毒、有害垃圾填埋场。这种做法不仅花费 太大,而且还造成其中有用物质的浪费。 德国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,用这种方式获 得的原料比较纯净,电池中包含的各种物质有 95%都能提取 出来。 我国废电池的危害已受到国家的高度重视,并被列入十五 计划的重点项目中,有关政策今年就要出台。 目前我国还没有

统一处理废旧电池的方法。不过据悉我国将采取湿法处理废 电池。 通过这次实地访问我们不仅进一步对废电池的危害和里 面蕴含的资源有了更深刻的认识,而且增强了我们保护环境 的社会责任感。从而我们进入了第三阶段。 第 3 阶段:今年 2 月末,在校团委等老师及校学生会的帮助下,我们在校内 外搞了一次有关废电池回收的宣传活动。宣传活动结束后, 同学们并不只局限于这些。大家都希望能根据我校实际情况 也设计一套回收方案。于是我们进入了第 4 阶段。 第 4 阶段:8 月初,利用回收回来的废电池,根据学校的 实际,利用校实验室设计一套废电池再利用的回收实验。回 收方案如下: [实验药品]一号干电池若干;3%的过氧化氢溶液;合成 洗涤剂;硝酸银水溶液;氢氧化钠溶液 [实验仪器]锤子、剪子、烧杯、带铁圈的铁架台、漏斗、 滤纸、玻璃棒、蒸发皿、坩埚、酒精灯、试管 [实验步骤] 1. 二氧化锰的回收 将废电池小心打碎,取出黑色内容物,用清水洗涤多次, 晒干后, 放在蒸发皿中加热, 使二氧化锰中的碳粒等燃烧掉, 边加热边搅拌,冷却后即可用于制氯气和制氧其中。加热时 不宜温度过高,以防变质:

4MnO2 = 2Mn2O3+O2↑ 2. 提取氯化铵 将电池理的黑色物质放在水里搅拌溶解并过滤,将部分 滤液放在蒸发皿中蒸发,得白色固体,在加热,利用“升华” 收集较纯的氯化铵。 3. 制取锌粒 将锌筒上的锌片剪成碎片,放在坩埚中强热(锌熔点 419℃) ,熔化后小心地将锌液倒入冷水里,得锌粒。 4.验 证二氧化锰 在两个试管中分别加入 3%的过氧化氢溶液 3ml 和合成洗 涤剂溶液 3—4 滴。在其中的一个试管里加入少量的制取的 黑色固体,若反应相对于另一个试管反应速度迅速加快,则 黑色固体为二氧化锰。 5.验证氯化铵 在两个试管中分别滴加由白色固体配成的浓溶液 3ml, 在第一个试管中滴加氢氧化钠溶液,若有刺激性气味气体逸 出,说明浓溶液中含铵根离子。在第二个试管中滴加酸化过 的硝酸银溶液,若有白色沉淀生成,说明该溶液中含有氯离 子。从而证明白色固体为氯化铵。 第 5 阶段:到了今年 8 月 15 日,我们小组开始结题,汇 总资料,总结 五、感 受 它让我们知道了应该如何学习。以前总是老师教一点儿

就学一点儿,一遇到老师没讲过的就束手无策了。通过这次 研究性学习,即使以后再遇到老师没讲过的,我们也知道要 到图书馆或上网查找资料,进行自学。 ——张彪 研究性学习活动拓展了我们的知识面,提高了我们的社 会交际能力。为了完成这次研究性学习,我们不仅在网上查 找了有关资料,而且还到工厂实地参观、访问。虽然在采访 刘总工程师时我们都很紧张,很多东西都忘了问,但是我们 都认为这次活动特别有意义。 ——赵书鸿 通过这次研究性课程的学习,使我感受到集体协作的重 要性,增强了我的组织能力。最重要的是使我们认识到环境 污染问题的严重性,使我们树立起热爱环境,保护环境的意 识。——肖坤平 我们不再怕做化学实验了。在我们的印象里,化学药品 似乎很可怕,但通过这次研究性学习,我们才认识到,化学 药品只要正确使用,是不会伤害到我们的。现在我希望第二 轮研究性学习活动快点开始。 ——唐辉


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