CN101104887A - 一种从废旧无汞碱性锌锰电池中提取铟锌合金的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种从废旧无汞碱性锌锰电池中提取铟锌合金的方法，包括下述步骤：分离提取废旧无汞碱性锌锰电池的负极物质，用锌离子的配位剂溶解，滤液用于电解制锌，不溶物熔炼得到铟锌合金。本发明根据铟在废旧无汞碱性锌锰电池中的存在状态及废旧无汞碱性锌锰电池的实际回收过程对铟进行回收，操作工艺简单，容易实施；铟的回收率高且稳定，回收过程中添加的化学物质少，几乎不产生二次污染；回收的含铟量为0.1～99.9％的铟锌合金可作为生产无汞碱锰电池的负极材料－含铟锌粉的原料，从而实现废旧碱锰电池负极材料的循环再生；提取物所创造的价值远大于回收和生产成本，因而具有较好的经济效益及环保价值。

Description

一种从废旧无汞碱性锌锰电池中提取铟锌合金的方法
技术领域
本发明涉及废旧电池回收技术，特别涉及一种从废旧无汞碱性锌锰电池中提取铟锌合金的方法。
背景技术
我国是锌锰电池的生产和消费大国。从2005年1月1日起，国内生产的碱性锌锰电池已经达到完全无汞化，碱性锌锰电池的生产和消费占据一次电池的主导地位。碱性锌锰电池无汞化的主要措施是使用合适的代汞添加剂。代汞添加剂通常包括无机型(如铟，镓，铊，铝等金属元素或化合物)和有机型(如联苯类，醇胺类，酰胺类等化合物)共用，以达到汞在电池中的作用效果。文献和生产实践中使用的代汞添加剂组合很多，但是，无论是那种组合，铟是必不可少的组分。加入到碱性锌锰电池负极的铟一般有In、In2O3和In(OH)3三种形式。由于铟的电极电位比锌大，所以加入到锌粉中的铟大部分以In的形式存在。因为负极锌的利用率达不到100％，因此，铟在废旧无汞碱性锌锰电池中的存在状态大部分仍然以In的形式存在。铟在废旧无汞碱性锌锰电池中的含量虽然很小，但是它在地壳中的丰度较小，是一种稀贵金属。因此，把废旧无汞碱性锌锰电池中的铟提取出来并加以利用，不仅可以减小其对环境水体和土壤的危害，也能取得较好的经济效益，对社会的可持续发展具有重大的意义。
对废旧碱性锌锰电池的回收利用已有广泛的研究。专利申请号为200510036193.7的“废旧碱性锌锰电池的回收利用方法”公开了一种废旧碱性锌锰电池的回收利用方法，包括：分离提取废旧碱性锌锰电池正负极物质、室温碱液浸取、分离锌酸盐、电解制锌、制备锰酸钾和电解制取高锰酸钾等步骤，但该方法主要是回收锌和锰，并未提及金属铟和石墨的提取。专利申请号为200510120906.8的“从废旧碱性锌锰电池中提取金属铟和石墨的方法”公开了一种从废旧碱性锌锰电池中提取金属铟和石墨的方法，该方法根据铟在碱性溶液中不溶解，In2O3在碱性溶液中难溶解，In(OH)3在一定碱度的碱性溶液中难溶解的性质来提取铟。但该法在处理过程中，由于存在较多的氧化剂(未作用完的正极物质MnO2)，铟可能会转变为In(OH)3，由于In(OH)3在碱性溶液中溶解的复杂性，容易造成铟的丢失，因此，该法存在回收率不高和不稳定的缺点。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺点，提供一种工艺简单、成本低、回收率高且稳定的从废旧无汞碱性锌锰电池中提取铟锌合金的方法。
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种从废旧无汞碱性锌锰电池中提取铟锌合金的方法，包括下述步骤：分离提取废旧无汞碱性锌锰电池的负极物质，用锌离子的配位剂溶解负极物质中的锌化合物，滤液用于电解制锌，不溶物熔炼得到铟锌合金。
所述锌的配位剂可用碱、氨水、氰化物、柠檬酸钠等。其中，碱作为配位剂的效果比较好。
所述负极物质与碱的比例由下述物质按重量百分比计如下：
负极物质 1～6％
碱       15～38％
水       56～84％。
所述碱可用氢氧化钠、氢氧化钾等。
所述不溶物熔炼条件为：不溶物与碱的比例由下述物质按重量百分比计如下：
不溶物  40～50％
碱      50～60％
所述碱可用氢氧化钠、氢氧化钾等。
所述熔炼温度为400～500℃。
所述熔炼得到的铟锌合金含铟量为0.1～99.9％。
本发明与现有技术相比具有如下优点和效果：本发明根据铟在废旧无汞碱性锌锰电池中的存在状态及废旧无汞碱性锌锰电池的实际回收过程对铟进行回收，操作工艺简单，容易实施；铟的回收率高且稳定，回收过程中添加的化学物质少，几乎不产生二次污染；回收的含铟量为0.1～99.9％的铟锌合金可作为生产无汞碱锰电池的负极材料-含铟锌粉的原料，从而实现无汞碱锰电池负极材料的循环再生；提取物所创造的价值远大于回收和生产成本，因而具有较好的经济效益及环保价值。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例
本发明从废旧无汞碱性锌锰电池中提取铟锌合金的方法包括下述步骤：分离提取废旧无汞碱性锌锰电池的负极物质，具体可采用现有方法制取，如：采用专利申请号为200620059353.X的“废旧碱性锌锰电池的回收处理装置”，把废旧无汞碱锰电池剖开，通过筛选可以分离出正负极，取出负极，脱掉黄铜钉、塑料盖及隔膜，就得到负极物质。
得到上述负极物质后，然后实施下述步骤：
步骤     实施例1     实施例2     实施例3
(1)碱溶     室温下将负极物质用氢氧化钠溶液浸泡，搅拌使锌化合物溶解，过滤得到含锌溶液和滤渣。分离出滤渣，含锌溶液用于锌的电解提取。负极物质与氢氧化钠的比例由下述物质按重量百分比计如下：负极物质  1％氢氧化钠  15％水        84％     室温下将负极物质用氢氧化钠溶液浸泡，搅拌使锌化合物溶解，过滤得到含锌溶液和滤渣。分离出滤渣，含锌溶液用于锌的电解提取。负极物质与氢氧化钠的比例由下述物质按重量百分比计如下：负极物质  6％氢氧化钠  38％水        56％     室温下将负极物质用氢氧化钾溶液浸泡，搅拌使锌化合物溶解，过滤得到含锌溶液和滤渣。分离出滤渣，含锌溶液用于锌的电解提取。负极物质与氢氧化钾的比例由下述物质按重量百分比计如下：负极物质  3％氢氧化钾  25％水        72％
(2)熔炼     将步骤1中的含铟不溶物与氢氧化钠混合熔融，就能得到铟锌合金。不溶物与氢氧化钠的比例由下述物质按重     将步骤1中的含铟不溶物与氢氧化钠混合熔融，就能得到铟锌合金。不溶物与氢氧化钠的比例由下述物质按重     将步骤1中的含铟不溶物与氢氧化钾混合熔融，就能得到铟锌合金。不溶物与氢氧化钾的比例由下述物质按重
量百分比计如下：不溶物    40％氢氧化钠  60％熔炼温度：400℃。 量百分比计如下：不溶物    60％氢氧化钠  40％熔炼温度：500℃。 量百分比计如下：不溶物    50％氢氧化钾  50％熔炼温度：450℃。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种从废旧无汞碱性锌锰电池中提取铟锌合金的方法，其特征在于包括下述步骤：分离提取废旧无汞碱性锌锰电池的负极物质，用锌离子的配位剂溶解负极物质中的锌化合物，滤液用于电解制锌，不溶物熔炼得到铟锌合金。
2.根据权利要求1所述的从废旧无汞碱性锌锰电池中提取铟锌合金的方法，其特征在于：所述锌的配位剂为碱、氨水、氰化物或柠檬酸钠。
3.根据权利要求2所述的从废旧无汞碱性锌锰电池中提取铟锌合金的方法，其特征在于：所述锌的配位剂为碱；所述负极物质与碱的比例由下述物质按重量百分比计如下：
负极物质  1～6％
碱        15～38％
水        56～84％。
4.根据权利要求3所述的从废旧无汞碱性锌锰电池中提取铟锌合金的方法，其特征在于：所述碱为氢氧化钠或氢氧化钾。
5.根据权利要求1所述的从废旧无汞碱性锌锰电池中提取铟锌合金的方法，其特征在于：所述不溶物熔炼条件为：不溶物与碱的比例由下述物质按重量百分比计如下：
不溶物  40～50％
碱      50～60％。
6.根据权利要求5所述的从废旧无汞碱性锌锰电池中提取铟锌合金的方法，其特征在于：所述碱为氢氧化钠或氢氧化钾。
7.根据权利要求1所述的从废旧无汞碱性锌锰电池中提取铟锌合金的方法，其特征在于：所述熔炼温度为400～500℃。
8.根据权利要求1所述的从废旧无汞碱性锌锰电池中提取铟锌合金的方法，其特征在于：所述铟锌合金含铟量为0.1～99.9％。
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