毕小雨

大连大学 机械学院 

摘要：我国是电池生产和消费大国，废电池污染日益严重。通过对国内外相关文献的综述，本文介绍了废电池的危害以及国外主要废电池的管理方法和处理技术。分析了我国废电池回收处理的现状和存在的问题，并对我国废电池处理工作提出了建议。

关键词：废电池；危害；回收；处理

Detriment and Treatment of Waste Battery

1 前言

随着科学技术的迅速发展，电子设备日益普及，电池在生产和生活中的地位和作用与日俱增，电池的生产量、使用量和废弃量也随之剧增。目前，我国已成为世界上最大的电池生产国、消费国和废电池产生国。以干电池为例，目前全世界的年总产量为250亿只，我国是世界电池第一生产大国，占全世界电池总量的二分之一左右，但回收率却不足２％。电池用完后，当作垃圾丢弃，会造成严重的污染【1】；另一方面，电池在制造过程中耗用了大量的金属。这些有用的金属资源就被白白浪费了。据报道，我国干电池生产年消耗锌接近25 万吨，约为年锌总产量的15% 左右，其资源价值十分可观【1】。因此，本文通过对相关文献的综述，介绍了废电池的危害和国外发达国家在废电池处理技术、管理方面的成功经验，,理清了中国处理废电池的前进方向。

2 废电池的类型

目前，我国生产的电池有14 个系列、2 5 0 多个品种。电池有湿电池和干电池之分，湿电池即铅酸电池，干电池即为一次电池和二次电池。一次电池主要有锌碳电池、碱锰电池以及氧化汞和氧化银等纽扣电池；二次干电池主要包括镍镉电池、镍氢电池和锂离子电池。小型废一次电池(锌碳电池、碱锰电池)按含汞量的多少又分为无汞电池(汞含量小于电池重量的0．0001％)和低汞电池(汞含量小于电池重量的0．025％)【2】。

3 废电池的危害

电池内部主要由锰、汞、铅、镉、铬等重金属物质组成， 这些物质被电池的外壳封存在内部，并不会对环境造成危害。但经过长时间的磨损和腐蚀，使得内部的重金属和酸碱等泄漏出来，进入水体或土壤，引起环境污染，最终也会通过各种途径进入人的食物链【3】。总结起来，废电池的危害有三点：

3.1 危害人体

电池内有毒物质通过各种途径进入人体内，长期积蓄难以排出，损害神经系统、造血功能和骨骼，甚至可以致癌。

3.2 污染水源和土壤

废电池中有害物质渗出会污染水源和土壤。资料表明， 一颗纽扣电池直接丢弃后，可以污染60万升水，相当于一个人一生的用水量。一节一号电池烂在地里，能使一平方米的土地失去利用的价值。随意丢弃的废电池通常被当作生活垃圾处理。

3．3 污染大气

目前世界上生活垃圾处理主要是卫生填埋、堆肥和焚烧三种方式。填埋:废旧电池的重金属渗滤以致污染水体和土壤。焚烧：废旧电池在高温状态下，腐蚀设备，燃烧废料进入大气中，造成大气污染；焚烧炉底重金属堆积，也会给产生的灰渣造成污染。堆肥：由于废旧电池的重金属含量高，堆肥的质量降低。再利用：惯常采用反射炉火冶金法，工艺虽然简单但回收率仅为82%，剩下的铅以粉尘和气体的形式产生，同时堆肥过程中的二氧化硫也会进入大气中，造成二次污染【4】。

4 国外废电池回收处理现状

在废旧电池的污染越来越受到关注的今天，我们可以从发达国家处理废电池的做法中获得一些启示。

4. 1 日本　

日本成立了进行废弃电池处理的公司名为野村兴产株式会社, 该公司每年从全国各地收购废旧电池1. 3 万吨 ,占全国废旧电池的20%。其中由民间环保组织收集的占93%, 7%其他由各厂家收集。这项业务从1985 年开展, 目前净化量与日俱增。之前, 主要是回收其中的汞, 通过高温焚烧炉作用使汞蒸汽排出再收集, 但现在日本国内生产电池已为无汞电池, 就主要回收电池的金属壳和其中的原料。1996 年后, 日本学习了德国通过“循环经济法”强调资源再生再利用的经验,也颁布了“包装容器再生法”和“家用电器再生法”,更加强调了了资源的再生技术的研究和开发工作, 在一次性电池的再生利用技术方面也有所成就: 野村兴产公司和TDK公司对再生技术尝试了大胆革新, 把回收单项金属改为全部回收后作为磁性材料。把废旧电池粉碎后, 通过高温加热除去其中杂质, 并把金属材料氧化后来作为制造“铁涂氧”的原料[5] 。这一项改进使干电池的再生利用率大幅度提高了30%  。日本铅电池的回收率可达到100%,。

4. 2　德国　

根据德国环境部门统计,每年德国回收有害性的镍镉电池只占1/ 3, 而剩下的电池被作为生活垃圾处理。每年流入环境中的汞约8 t、镍400 t、镉400 t。德国决定实行“回收废旧电池系统”。法律规定，消费者要将用完的电池送交商店或废品回收站，这两个场所须无条件接收废旧电池，并负责转送处理厂家。对于具有毒性的镍镉电池和含汞电池，上面需要有特殊标记，消费者购买这类电池时，押金是包含在价格之内，把废旧电池送到废品站时，押金才能返还。德国实行的是“撒网式”收集系统，充分利用居民小区的生活垃圾收集系统、废旧家电收集系统、包装收集系统等。各个场所均设置了指定收集箱，每个星期，收集垃圾的卡车会一次性将垃圾和废旧电池清理干净[6]。马格德堡近郊区正在兴建一个“湿处理”装置。在那里除铅蓄电池外, 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, 电池中包含的各种物质有95% 都能提取出来。马格德堡这套装置年加工能力可达7 500 t。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比较便宜, 先在废电池中分拣出镍镉电池, 废电池在真空中加热, 将汞迅速蒸发、回收, 再将剩余原料磨碎,用磁体提取金属铁, 从余下粉末中提取镍和锰。用这种方法加工1 t 废电池的成本不到1 500 马克。

4. 3　瑞士　

瑞士有两家专门加工、利用旧电池的工厂。巴特列克公司的方法是将旧电池磨碎, 然后送往裂解炉中( 300 ℃～750 ℃) 裂解, 将产生的水蒸气、汞及炭化有机物( 纸张、塑料等) 等尾气用湿法冶金( 酸洗) 处理, 汞蒸气被冷凝成液态而进入溶液中。裂解后的金属渣在1 500 ℃时熔融,铁与锰形成铁锰合金, 锌被蒸发后进入Splash 冷凝器加以回收, 焦碳作为熔融的热源。该工厂1a 加工2 000 t 废电池, 可获得780 t 锰铁合金,400 t锌合金及3 t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。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[7]。

4. 4　美国　

美国目前是全世界废电池处理方面立法最多、管理细则最详细的一个国家,。现已建立了完善合理的废电池回收体系, 并建立了多家专门的废电池处理厂。不断地向公众进行宣传和教育, 使公众自觉地支持与配合废电池的回收处理工作。

5 我国废电池回收处理现状

据统计我国是干电池生产、消费大国，一年产量达150亿只，居世界第一位；消费量约为70亿只，平均每个中国公民一年要消费5只干电池，绝大部分与生活垃圾一起被随意乱丢,形成了巨大的污染源。对生态环境和公众健康构成了潜在的威胁。具有此环保意识的人群主要集中在在校学生及大型企事业单位中，而近9成的市民认为废旧电池回收活动与自己无关。

目前我国仍没有建立起一套完整规范的废电池回收体系。废电池的管理问题在我国已引起广泛重视, 国家环保总局已着手制定国家废电池环境无害化管理方案。根据《巴塞尔公约》对危险废物污染的控制规定, 一些类别的废电池属于危险废弃物[8]。《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》中规定:对于危险废物应遵循分类理、强制处置; 对收集、贮存、转移和处置等重点环节重点控制; 对于危险废物按集中处置的原则进行管理[9]。但目前, 我国对于多数废电池并未按照危险废物的规定来实施管理。在废旧电池管理方面, 也没有相关具体的管理措施[9]。1997年12月31日, 中国轻工业总会、国家经贸委、贸易部、外贸部、国家工商局、国家环保局、海关总署、国家技术监督局、国家商检局联合发文,从2001 年1月1日开始, 禁止国内生产各类汞含量大于电池重量0. 025%的电池。该管理文件的发布, 起到了从生产源头控制废电池污染环境的作用, 对减少环境污染起到了重要作用[10]。

6 我国废电池处理建议

6.1 完善废电池管理法规

出台废弃电池回收及处理的相关及法规，并制定符合我国国情的管理方法及可实施的管理实施细则，研究开发新技术，促使循环再利用废旧电池形成产业化经营[11]。

6.2 从电池的生产源头控制

加大科技方面的资金投入，生产无害电池通过国家补贴等有效方式，鼓励电池生产企业增加资金投入以改进工艺设备和电池原料，减少有害的物质的使用，不断改进电池结构，开发低耗、高能、低污染的电池产品。

6.3 建立与完善废电池管理体系

建立自愿以及强制回收电池体系。自愿回收体系，采取设立公共收集装置的措施。如可在公共场所、居民居住点、校园等场所设立专门的废旧电池回收箱。强制回收体系，通过法律的手段强制生产者和销售者收集废弃电池。消费者须将使用后的废电池送交商店或特定废品回收站回收，接收方必须无条件接受废电池，并有责任整理和转送到指定单位进行回收处理。

6.4 采用押金制度

用经济的手段，销售电池时实行押金制度。凡购买有毒性的镍镉电池和含汞电池时，向消费者收取一定金额的押金，当消费者返还废旧电池时，可将押金返还。

6.5 建立专门工厂

建立数家专门负责处理废电池的工厂。引进相关先进设备，研究最新技术，借鉴别国经验，使废电池能无害化处理也能使有用的材料得到回收再利用。

6.6 废电池的运输和储存管理

规范电池的收集和运输，实现一体化。防止运输过程中，电池泄漏腐蚀造成二次污染。

6.7 提高公识

大力开展宣传教育,提高公众对环境保护意识。通过不断的宣传教育，让公众能清楚地认识到废电池对环境的危害以及随意抛弃废旧电池的后果,使更多的人树立起废旧电池回收利用的必要性的观念，自觉参与废电池的回收工作。

7  结论

通观发达国家处理废旧电池的做法，除了上述一些成功经验值得我们借鉴和效仿外，其中所反映出的一些问题、矛盾和趋向也是值得我们注意和回避的。

1）发达国家通常只对铅蓄电池和充电电池做回收利用，而对一次性电池不回收或回收后与普通垃圾一起填埋，这与可持续发展原则的要求存在差距，也与我国的国情不相适应。我国的电池生产和消费结构中，一次性电池所占比重高达97％，所以我国的废旧电池处理工作要以此为重点和突破口。

2）发达国家在处理废旧电池问题时，除了运用法律法规、标准条例等来规范生产者、消费者的行为之外，还使用了大量的经济刺激手段，包括征收环境税、经济处罚、补贴、提高价格、抵押金制度等。直接管制的效果是显著和易于评估的，最典型的例证是无汞化的实现，但这种方法管理费用高昂、执行困难、不利于大幅度减少环境损害的缺陷。经济刺激也取得了一定成效，但并未达到理想水平，究其原因，无论是鼓励性还是性措施都会受到多种因素的影响，也都存在一个“力度”的问题。我国是一个处于经济转轨时期的发展中国家，在处理废旧电池时，要特别注意行政管理能力和效率、公民的法律意识等问题；对于经济刺激手段，要看到一方面我国的市场发育不健全，企业对经济信号不敏感，另一方面人们的收入水平不高，尤其是低收入群体对经济刺激会非常敏感，从而权衡利弊、谨慎选择，方能取得好的效果。

3）近几年来，发达国家为了自身的利益，逐步将锌锰电池、镍镉电池的生产企业关闭或转移到发展中国家生产，他们自身则努力发展绿色电池，这是值得注意甚至警惕的动向。从环保和可持续发展战略出发我国不能为了眼前利益而引进资源耗费高、存在污染或潜在污染的项目，而应锌锰电池和镍镉电池的发展，加大开发绿色电池的力度，尤其是可充碱锰电池、镍氢电池和锂离子电池。

参考文献

[1] 俞远．废电池的回收和处理［A］．河北化工， 2004，（1）：56-57.

[2] 李明，吴建东，王成红．废电池的处理现状及管理对策［J］．能源及环境，2008，（9）：19-20.

[3] 伶琦,关于废电池中汞对水的危害研究［A］．能源及环境， 2003，2（1）：41-42.

[4] 聂永丰．废电池危害及其环境污染风险分析［A］．节能与环保，2003，（2）：5-6.

[5] 郭延泰. 日本废电池再生利用简介[J]. 再生资源研究, 1999( 2) : 10.

[6] Genest W. Situations in the European Community and German Concerning Regulations about Used Batteries with an Overlook on Other Countries [J]. Journal of Power Sources, 1995 (57):20.

[7] 陈绍伟, 赵由才等. 瑞士和德国固体废物处理技术与管理[M] . 上海: 上海科学技出版社, 2000.

[8] 废电池污染防治技术[Z].国家环境保护总局（环法[2003]163 号）.2003.

[9] 吴春山．我国含铅蓄电池回收利用的现状与对策．世界有色金属.1997,(11):29-30.

[10]聂永丰．科学认识废电池的环境影响[J]再生资源研究.2002（5）：28-29.

[11]曾毅红，何深思. 发达国家的废旧电池处理及其对我们的启示[M] . 环境保护: 2002，7：48-49.下载本文