废镍镉电池中镉的回收及资源化研究

摘要

该文采用湿法冶金的方法对如何处理废镍镉电池作了有益地尝试.该文首先对废镍镉电池的活性物质的成分进行了测试和分析,确定在废镍镉电池活性物质中主要的元素是镉和镍,废镍镉电池的资源回收主要是镉同其它金属元素的分离.然后,通过采用不同的溶剂:盐酸、硫酸和氨水对焙烧后的废镍镉电池的活性物质进行浸取实验,然后对废镍镉电池中的镉在一定浓度的氨水中的浸取特性进行了研究.最后,在氨浸实验的基础上,创造性地提出采用氨-氯化铵平衡体系浸取废旧镍镉电池中的镉,有效的实现了镉的回收利用,降低了处理成本.得出的结论主要有:(1)在氨水溶液和氨-氯化铵缓冲溶液中,镉与其它元素的分离效果较理想,引入磁选工序,可减轻设备的工作负荷,增加废镍镉电池的处理效率.与原有氨浸工艺相比,缩短了工艺流程,节省能源;避免了火法冶金处理废镍镉电池过程中由于高温产生的镉蒸汽污染以及镉及其它有害物质进入炉渣而造成的二次污染;弥补了采用金属置换法时产品纯度不高以及其他萃取剂昂贵的不足.(2)氨浸实验中影响镉浸取的因素主要有:浸取液浓度、浸取温度和镍镉电池的焙烧条件.镉浸取率为98.8％,回收产物氢氧化镉的纯度98%以上,镉元素的回收率可以达到95.9%.采用氨-氯化铵缓冲溶液浸取时,氨水的浓度、氯化铵的浓度和浸取液的体积对镉的浸取率影响比较大,镉浸取率为98.6%,回收产物CdS的纯度98.2%.浸取液中的镉几乎被完全回收,浸取产物的产量提高,而浸取液的用量大幅度降低,为原来的1/6.并且浸取液中氨的浓度降低,用量少,有效地降低了氨挥发导致的风险.

目录

文摘

英文文摘

第一章前言

1.1课题来源、目的及意义

1.2研究内容和方法

1.3国内外研究现状

1.3.1湿法冶金

1.3.2火法冶金

第二章镍镉电池

2.1镍镉电池简介

2.2镍镉电池的结构特点

2.3镍镉电池的危害

2.3.1镍镉电池所含元素的危害

2.3.2电池危害环境及人体健康的途径

2.4国内外废电池的管理现状

2.4.1国外废电池处理回收概况

2.4.2国内废电池处理回收现状

第三章废镍镉电池成分测试

3.1仪器与药品

3.2实验方法

3.3 ICP测定废电池中的金属元素

3.3.1实验原理

3.3.2实验仪器及参数选择

3.3.3分析过程仪器参数设定

3.3.4待测元素谱线选择

3.3.5标准溶液的配制

3.4测定各元素浓度

3.5实验数据及处理

3.6小结

第四章镍镉电池中镉在氨水中的浸取实验

4.1仪器与药品

4.2镉元素的浸取与回收实验

4.2.1镉元素的浸取实验

4.2.2镉元素的回收实验

4.3实验结果与讨论

4.3.1镉元素浸取实验结果与讨论

4.3.2镉元素回收实验结果与讨论

4.4实验机理

4.4.1镉元素浸取实验的反应机理

4.4.2镉元素回收实验的反应机理

4.5正交实验

4.6废镍镉电池中镉元素的氨浸回收工艺

4.7小结

第五章缓冲溶液中镉元素的浸取和回收实验

5.1实验步骤

5.2实验结果与分析

5.2.1镉元素浸取结果

5.2.2反应条件对镉元素浸取率的影响

5.2.3硫化镉纯度测试结果与分析

5.3镉元素浸取反应机理

5.4正交实验设计

5.5废镍镉电池的回收工艺

5.5.1镉元素的回收

5.5.2废镍镉电池的回收方案

5.6小结

第六章结论与建议

6.1结论

6.2建议

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文