(1)在电池组成中的几种主要金属中,镉和汞是可能引起的重金属污染的两种重金属。
(2)填埋过程中电池中金属进入渗滤液的量很小,很难从具有天然粘土衬层的填埋场中渗入到环境中。如果填埋过程符合安全标准,其中重金属不会对于环境造成大的危害。
(3)焚烧过程中,部分重金属高温时易挥发,焚烧后部分成为底灰、部分则受热气化挥发而被烟气带走,遇冷空气后凝结成为均匀小粒状物。汞、镉和铅更易于富集于飞灰中。
(4)在废电池回收利用过程中,也可能产生污染或安全问题。例如,由于有些废电池中还残存有能量,废电池单独收集后,在集中储存和运输过程中可能引起爆炸等事故。另外,由于长期的机械磨损或腐蚀作用,废电池可能渗漏,腐蚀容器、运输工具等。在储存过程中,由于大量重金属集中在一起,在发生淋溶作用时,可能会产生大量重金属溶解进入土壤等现象。如果技术不成熟或落后,仍然会产生严重的环境污染,如目前小型和土法冶炼厂回收铅蓄电池的铅产生严重的环境污染。
废电池对环境的危害从本质上说主要取决于本身含有何种有害物质及其多少。电池类型不同,其所含重金属的种类和量也不同,并非所有类型的废电池都对环境有很大的潜在危害。一般来说,铅酸电池、镍镉电池和氧化汞钮扣电池对环境和人体健康危害较大。从废电池的环境无害化管理来说,重点对象是废镍镉电池和铅酸电池。
小型废一次电池中虽然含有汞,但由于是添加剂,其含量很少,即便是高汞电池的含汞量一般也在电池重量的千分之一以下。此外,由于电池消费区域大,含汞废电池进入生活垃圾处理系统以后,对环境的危害比前述化工企业排放含汞废水所造成的影响要小得多,客观上不可能造成水误病之类的影响。国内外均无废电池造成严重污染的报道或科研资料。日本福冈大学作了连续15年的研究,表明含汞电池随生活垃圾填埋也是可以的。当然,含汞废电池毕竟对环境有负面影响(哪怕是轻微的),因此,发达国家较早控制小型废一次电池中的含汞量,禁止生产汞含量大于电池重量0.025%的电池,20世纪90年代初主要发达国家都实现了电池的无汞化(含汞量在0.0001%以下)。
3.废电池的资源化价值
单纯考虑废电池的资源化价值取决于三个主要因素:所含有价物质的价值,废弃资源量以及电池收集的难易程度。此外,如前所述,再生利用过程的经济可行性涉及到废电池中的有价元素与其他物质分离的难易程度,管理和技术等发展状况等多个因素。这里首先定性评价不同类别废电池的资源化价值。
就废电池中所含金属的价值而言,较高的为银、镍、镉和钴等金属,铅次之,汞、锌较低。即:氧化银电池、镍镉电池、镍氢电池和锂离子电池的资源回收价值较高,铅酸电池次之,而汞电池、锌锰干电池和碱性电池的资源回收价值较低。
从废弃资源量看,废一次电池、铅蓄电池和锂离子电池的数量较大,但从收集情况来看,铅酸蓄电池收集较为容易,其他类别废电池的收集工作难于展开。
综合以上三方面因素,针对我国目前各种类电池的使用情况,可以看出,废弃的铅酸蓄电池和锂离子电池的收集、再生利用价值较大;镉镍、镍氢电池回收价值大;碱锰和普通锌锰电池量大、如能解决收集、再生利用技术问题,也可能有回收再生价值。IRR(1992)分析了回收废家用电池的可行性,其中收集体系的建立、各种电池再生利用技术状况以及再生利用过程中的经济问题作为主要的研究对象。结果表明,收集和再生利用过程中仍存在很大的技术和经济问题。
4.废电池的环境污染防治
控制废电池污染的方式主要有两种:一种是源头控制,即控制有害物质使用直至完全替代,其中包括新型环境友好电池取代有公害电池、延长电池使用寿命等;另外一种是回收利用。
从源头控制电池中有害物质的使用,实现有害物质减量或替代,是近20年来全球电池业界共同追求的目标,这也是一种较有效、经济的治理方法。对于锌锰和碱性锌锰电池实现低汞化、无汞化,用锌-空气电池代替氧化汞电池,用氢镍电池代替镉镍电池,通过改进技术延长蓄电池循环寿命等。目前,我国锌锰和碱性锌锰电池已要求全部实现低汞化,一些基础好的企业已实现无汞化;小型二次电池新增市场几乎全部被新型电池所占领,镉镍电池的产量逐渐减少,部分传统市场也已被氢镍电池和锂离子(含锂聚合物)电池所取代;铅蓄电池的使用寿命通过工艺改进、电池维护修复、电池充放电智能管理等手段得到延长。
无环境污染的回收利用从理论上讲是一种最有效也是最彻底的方法,但技术上实现无害化处理特别是无二次污染难度较大。对于资源化价值大的废二次电池这无疑是一可行的选择。但是对于资源化价值较小的废一次干电池,技术上是没有问题,但作为一种产业运作,经济上往往难以维持,要强制回收处理,只能作为一项公益事业。
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