自耗式和非自耗式真空电弧炉的区别
自耗式和非自耗式真空电弧炉的区别
自耗式真空电弧炉,电极本身就是待精炼的物质,在放电过程中,电极同熔池一起形成电弧,在此工艺过程中电极被熔化。
非自耗式的电极是由高熔点电导性材料组成,尽可能保持稳定的一种电极。一般情况熔池就是炉料。
3.铸造时常采用哪些熔炼方式?
1、真空自耗电弧炉熔炼法(简称VAR法)随着真空技术的发展和计算机的应用,VAR法很快成为钛的成熟的工业生产技术,今天的钛及其合金铸锭绝大部分是使用此方法生产的。
2、非自耗真空电弧炉熔炼法(简祢NC法)水冷铜电极已经取代了钛工业起步阶段的钨一钍台金电投或石墨电扳,解决了工业污染问题,从而使NC法成为熔炼钛及钛台金的 重要方法,几吨级的NC炉已在欧美运转。
3、冷炉床熔炼法(简称CHM法)由原料的污染和熔炼工艺过程异常引起的钛及钛舍金铸锭的冶金夹杂缺陷,一直影 响着钛及钛台金在航空航天领域的应用。
4、冷埚熔炼法(简称CCM法)80年代美国硅铁公司,发展了无渣感应熔炼工艺,把CCM法推向工业生产应用,用于生产钛锭和钛的精密铸件。
5、电渣熔炼法(简称ESR法)ESR法是利用电流通过导电电渣时带电粒子的相互碰撞,而将电能转化为热能的。
扩展资料
CCM 法兼有VAR 法和难熔材料坩埚感应熔炼的特点,不需耐火材料,不必制作电极即可 获得一次熔炼成分均匀而无坩埚污染的高质量铸锭。CCM 法与VAR 法相比具有设备成本低,操作简便等优点,但从目前来看该技术仍处于发展阶段。
ESR法使用自耗电极在非活性渣(CaF2)中进行电渣熔炼,它可直接熔铸成同形状的锭坯,并且具有良好的表面质量,适宜于下道工序直接加工。
电炉基本知识
电炉是把炉内的电能转化为热量对工件加热的加热炉,你还知道哪些关于电炉知识呢?以下是由我整理关于电炉基本知识的内容,提供给大家参考和了解,希望大家喜欢!
一、电炉的优点
电炉是把炉内的电能转化为热量对工件加热的加热炉,同燃料炉比较,电炉的优点有炉内气氛容易控制,甚至可抽成真空;物料加热快,加热温度高,温度容易控制;生产过程较易实现机械化和自动化;劳动卫生条件好;热效率高;产品质量好;且更加环保对与日趋严重的环境问题是一个很好的产品等。冶金工业上电炉主要用于钢铁、铁合金、有色金属等的熔炼、加热和热处理。19世纪末出现了工业规模的电炉,20世纪50年代以来,由于对高级冶金产品需求的增长和电费随电力工业的发展而下降,电炉在冶金炉设备中的比额逐年上升。电炉可分为电阻炉、感应炉、电弧炉、等离子炉、电子束炉等。
二、电炉的种类介绍
电阻炉
以电流通过导体所产生的焦耳热为热源的电炉。按电热产生方式,电阻炉分为直接加热和间接加热两种。在直接加热电阻炉中,电流直接通过物料,因电热功率集中在物料本身,所以物料加热很快,适用于要求快速加热的工艺,例如锻造坯料的加热。这种电阻炉可以把物料加热到很高的温度,例如碳素材料石墨化电炉,能把物料加热到超过2500℃。直接加热电阻炉可作成真空电阻加热炉或通保护气体电阻加热炉,在粉末冶金中,常用于烧结钨、钽、铌等制品。采用这种炉子加热时应注意
①为使物料加热均匀,要求物料各部位的导电截面和电导率一致;
工业电阻炉
②由于物料自身电阻相当小,为达到所需的电热功率,工作电流相当大,送电电极和物料接触要好,以免起电弧烧损物料,而且送电母线的电阻要小,以减少电路损失;大部分电阻炉是间接加热电阻炉,其中装有专门用来实现电-热转变的电阻体,称为电热体,由它把热能传给炉中物料。
这种电炉炉壳用钢板制成,炉膛砌衬耐火材料如陶瓷纤维,内放物料。
最常用的电热体是铁铬铝电热体、镍铬电热体、碳化硅棒和二硅化钼棒,硅碳棒、二硼化锆陶瓷复合发热体。根据需要,炉内气氛可以是普通气氛、保护气氛或真空。一般电源电压220伏或380伏,必要时配置可调节电压的中间变压器。小型炉(<10千瓦)单相供电,大型炉三相供电。对于品种单一、批料量大的物料,宜采用连续式炉加热。炉温低于700□的电阻炉,多数装置鼓风机,以强化炉内传热,保证均匀加热。用于熔化易熔金属(铅、铅铋合金、铝和镁及其合金等)的电阻炉,可做成坩埚炉;或做成有熔池的反射炉,在炉顶上装设电热体。电渣炉是由溶渣实现电热转变的电阻炉(见电渣重熔)。
感应炉
感应炉的简介利用物料的感应电热效应而使物料加热或熔化的电炉。感应炉的基本部件是用紫铜管绕制的感应圈。感应圈两端加交流电压,产生交变的电磁场,导电的物料放在感应圈中,因电磁感应在物料中产生涡流,受电阻作用而使电能转变成热能来加热物料;所以,也可认为感应电热是一种直接加热式电阻电热。
感应电热的特点是在被加热物料中转变的电热功率(电流分布)很不均匀,表面最大,中心最小,称为趋肤效应。为了提高感应加热的电热效率,供电频率要合宜,小型熔炼炉或对物料的表面加热采用高频电,大型熔炼炉或对物料深透加热采用中频或工频电。感应圈是电感量相当大的负载,其功率因数一般很低。为了提高功率因数,感应圈一般并联中频或高频电容器,称为谐振电容。感应圈和物料之间的间隙要小,感应圈宜用方形紫铜管制作,管内通水冷却,感应圈的匝间间隙要尽量小,绝缘要好。感应加热装置,主要用于钢、铜、铝和锌等的加热及熔铸,加热快,烧损少,机械化和自动化程度高,适合配置在自动作业线上。
感应炉系列加热炉特点
加热速度快、生产效率高、氧化脱炭少、节省材料与锻模成本
由于中频感应加热的原理为电磁感应,其热量在工件内自身产生,普通工人用中频电炉上班后十分钟即可进行锻造任务的连续工作,不需烧炉专业工人提前进行烧炉和封炉工作。不必担心由于停电或设备故障引起的煤炉已加热坯料的浪费现象。由于该加热方式升温速度快,所以氧化极少,每吨锻件和烧煤炉相比至少节约钢材原材料20-50千克,其材料利用率可达95%。由于该加热方式加热均匀,芯表温差极小,所以在锻造方面还大大的增加了锻模的寿命,锻件表面的粗糙度也小于50um。
工作环境优越、提高工人劳动环境和公司形象、无污染、低耗能
感应加热炉与煤炉相比,工人不会再受炎炎烈日下煤炉的烘烤与烟熏,更可达到环保部门的.各项指标要求,树立公司外在形象与锻造业未来的发展趋势。感应加热是电加热炉中最节能的加热方式由室温加热到1100℃的吨锻件耗电量小于360度。
加热均匀,芯表温差极小,温控精度高
感应加热炉具有体积小,重量轻、效率高、热加工质量优及有利环境等优点正迅速淘汰燃煤炉、燃气炉、燃油炉及普通电阻炉,是新一代的金属加热设备。
工业上应用的感应熔化炉有坩埚炉(无芯感应炉)和熔沟炉(有芯感应炉),见图2感应炉炉体结构示意。坩埚用耐火材料或钢制成,容量从几公斤到几十吨。其熔炼特点是坩埚中熔体受电动力作用,迫使熔池液面凸起,熔体自液面中心流向四周而引起循环流动。这种现象称为电动效应,可使熔体成分均匀,缺点是炉渣偏向周边,覆盖性差。与熔沟炉比较,坩埚炉操作灵活,熔炼温度高,但功率因数低,电耗较高。熔沟炉的感应器由铁芯、感应圈和熔沟炉衬组成,熔沟为一条或两条带状环形沟,其中充满与熔池相联通的熔体。在原理上,可以把熔沟炉看作是次级只有一匝线圈而且短路的铁芯变压器。感应电流在熔沟熔体中流动,而实现电热转变。
生产中,每炉金属熔炼完毕后,不能把熔池放空,不然容易干枯,一定要保留一部分熔体作为下一炉的起熔体。熔沟温度比熔池高,又承受熔体流动的冲刷,所以熔沟炉衬容易损坏,为便于维修,现代炉子的感应器制成便于更换的装配件。熔沟炉的容量从几百公斤到百余吨。熔沟炉供工频电,由于有用硅钢片制作的铁芯作磁通路,电效率和功率因数都很高。熔沟炉主要用于铸铁、铜、锌、黄铜等的熔化,还可作为混熔沪,用来贮存和加热熔体。
电弧炉
利用电弧热效应熔炼金属和其他物料的电炉(图3电弧炉类型)。按加热方式分为三种类型①间接加热电弧炉。电弧在两电极之间产生,不接触物料,靠热辐射加热物料。这种炉子噪声大,效率低,渐被淘汰。②直接加热电弧炉。电弧在电极与物料之间产生,直接加热物料;炼钢三相电弧炉是最常用的直接加热电弧炉(见电弧炉炼钢)。③埋弧电炉,亦称还原电炉或矿热电炉。电极一端埋入料层,在料层内形成电弧并利用料层自身的电阻发热加热物料;常用于冶炼铁合金(见铁合金电炉)
真空电弧炉
是在抽真空的炉体中用电弧直接加热熔炼金属的电炉。炉内气体稀薄,主要靠被熔金属的蒸气发生电弧,为使电弧稳定,一般供直流电。按照熔炼特点,分为金属重熔炉和浇铸炉。按照熔炼过程中电极是否消耗(熔化),分为自耗炉和非自耗炉,工业上应用的大多数是自耗炉。真空电弧炉用于熔炼特殊钢、活泼的和难熔的金属如钛、钼、铌(见真空冶金)。
电弧电热可以认为是弧阻电热。电弧(弧阻)稳定是炉子正常生产的必要条件。交流电弧炉通常采用工频电,为使电弧稳定,炉子供电电路中要有适当的感抗,存在感抗会降低功率因数和电效率。降低电流频率是发展交流电弧炉的途径。弧阻阻值相当小,为获得必要的热量,炉子需要相当大的工作电流,炉子短网的电阻要尽量小,以免电路损耗过大。对于三相电弧炉,要使三相的阻抗接近一致,以免三相负荷不平衡。
等离子炉
利用工作气体被电离时产生的等离子体来进行加热或熔炼的电炉。产生等离子体的装置,通常叫作等离子枪,有电弧等离子枪和高频感应等离子枪两类。把工作气体通入等离子枪中,枪中有产生电弧或高频(5~20兆赫)电场的装置,工作气体受作用后电离,生成由电子、正离子以及气体原子和分子混合组成的等离子体。等离子体从等离子枪喷口喷出后,形成高速高温的等离子弧焰,温度比一般电弧高得多。最常用的工作气体是氩,它是单原子气体,容易电离,而且是惰性气体,可以保护物料。工作温度可高达20000□;用于熔炼特殊钢、钛和钛合金、超导材料等。炉型有配置水冷铜结晶器炉、 中空阴极式炉、 配置感应加热的等离子炉、有耐火材料炉衬的等离子炉等(见等离子冶金)。
电子束炉
用高速电子轰击物料使之加热熔化的电炉(图4电子束炉示意)。在真空炉壳内,用通低压电的灯丝加热阴极,使之发射电子,电子束受加速阳极的高压电场的作用而加速运动,轰击位于阳极的金属物料,使电能转变成热能。因为电子束可经电磁聚焦装置高度密集,所以可在物料受轰击的部位产生很高的温度。电子束炉用于熔炼特殊钢、难熔和活泼金属。
工业上用的电炉分类为两类周期式作业炉和连续式作业炉。
周期式作业炉分为箱式炉、密封箱式炉,井式炉,钟罩炉,台车炉,倾倒式滚筒炉。
连续式作业炉分为窑车式炉,推杆式炉,辊底炉,振底炉,转底炉,步进式炉,牵引式炉,连续式滚筒炉,传送带式炉等。其中传送带式炉可分为有网带式炉、冲压链板式炉、铸链板式炉等...
电热炉
电热炉可使用金属发热体或非金属发热体来产生热源,其构造简单,用途十分广泛是它的主要特色,可广泛应用於退火、正常化、淬火、回火、渗碳及渗碳氮化等。主要的金属发热体包括Ni-Cr电热线(最常见,最高用至1200℃)、Mo-Si合金及W、Mo等纯金属;非金属发热体包括SiC(最常见,最高可加热至1600℃)、LaCrO3及石墨棒(真空或保护气氛下可加热至2000℃)。
优点
1) 与燃料炉相比容易得到高温。
2) 可从材料内部加热使其升温。
3) 便于在可控气氛炉和真空炉中使用。
4) 电炉没有燃料炉的排烟热损失,所以热效率高。
5) 容易控制温度,便于遥控、细调。
6) 能进行快速加热。
7) 操作性能好,不污染环境。
缺点
1) 需要增加配电设备费用。
2) 电力成本高。
3) 电阻加热温度超过1000℃时,耐火材料有可能导电,需要注意绝缘问题。
发展
20xx年,中国制造业占全球制造业产出的19.8%,略高于美国的19.4%,居世界第一。中国制造业的快速发展带动了中国烘炉、熔炉和电炉制造行业的发展。据国家统计局数据统计,2010年全国烘炉、熔炉及电炉制造行业规模以上企业增加至308家,实现工业总产值162.88亿元,同比增长30.79%;实现销售收入163.87亿元,同比增长32.63%;实现利润总额10.43亿元,同比增长79.17%。
汽车、拖拉机工业70%-80%的零部件需要进行热处理加工,工具、刃具和轴承产品则100%需要进行热处理,一些民用轻工金属制品的使用寿命,绝大部分也依靠热处理得到提高。,紧固件行业、轴承行业、链条行业、工具行业、汽车、拖拉机、摩托车零部件行业都是靠热处理质量的提高来提升竞争实力,随着中国工业的不断发展,近十年内我国每年将新增40-50万吨热加工量,国内很大部分烘炉、熔炉和电炉设备的陈旧、落后,将趋向淘汰更新,我国对热加工设备的需求十分强劲,我国烘炉、熔炉及电炉的发展前景看好。
延长方法
为了保护和延长电炉的使用时间,必须注意下列事项
(1) 定期检查电炉及控制器各接头的连接是否良好。
(2) 电炉和控制器必须在相对湿度不超过85%,没有导电尘埃,爆炸性气体和能破坏金属绝缘以及电子元件的腐蚀性气体的场所工作。
(3) 控制器的工作环境温度限于0—50℃。
(4) 电炉和控制器使用时,均不得超过额定功率,炉温不得超过最高使用温度,禁止将潮湿工件装入炉膛内,含有超高水分的被加热工件应预先烘干。
(5) 保持炉膛内情清洁,对炉内的金属氧化物、溶渣和杂质等应及时清除,装卸工件时应谨慎。
三、电炉的种类划分
工业炉
工业炉分为电炉和燃烧炉(狭义的工业炉指燃烧炉)
主要产品七大类电阻炉、感应炉、真空炉、电子束炉、热处理(或熔炼)机组、热处理辅助设备、燃烧炉。
三. 电阻炉三大部件加热器、炉衬、耐热构件
1. 分为周期式及连续式两大类
2. 周期式炉的特征
A. 炉料加入取出
B. 加热时炉料基本不动(特殊情况除外如滚筒炉,辊底炉)
C. 工作区内力求温度均匀
四、电阻炉的分类
台车炉 烧结炉 调质炉 回火炉 退火炉 固熔炉 淬火炉 渗碳炉 正火炉 氮化炉 熔炼炉 钎焊炉 盐浴炉 滚筒炉 网带炉真空炉 实验炉 中高频炉 烘干炉 罩式炉 推杆炉 铸造炉 燃料炉 窑炉 氨分解炉 玻璃炉
连续式电阻炉
A. 推送式炉
B. 传送带式炉
C.网带炉(适用于薄小零件的退火、烧结、钎焊及固溶处理。结构类似传送带式炉)
D. 连续式转筒炉
E. 辊底炉(料盘在辊子上运动
结构
整套电炉设备包含中频电源柜,补偿电容,炉体(两个)及水冷电缆、减速机。炉体由炉壳、感应圈、炉衬、倾炉减速箱等四个部分组成,炉壳用非磁性材料制成,感应线圈是由矩形空心管制成的螺旋状筒体,熔炼时管内通冷却水。线圈引出铜排与水冷电缆连通,炉衬紧靠感应圈,由石英砂打实烧结而成,炉体的倾动由倾炉减速箱直接转动。倾炉减速箱系二级涡轮变速,自锁性能好,转动平稳可靠,出现紧急断电时看收工倾炉,避免危险。可以通过选炉开关对两台炉体的倾炉减速箱电动机的控制进行选择,带有四芯橡皮线的开关盒能使操作者站在合适位置对炉体的倾动,复位进行点动控制。
操作规程
1、操作人员必须了解以下几点
A、电炉及其辅助设备的结构和性能。
B、配电系统、控制系统的布置及安全装置的位置等。
C、操作工艺和安全操作规程。
2、运行前准备工作检查
A、设备的电源是否正常,是否有断相、短路或裸线等情况。
B、检查接地装置接线处的接触是否良好。
C、检查加热元件是否有损坏的地方,各连接处的接触是否良好,有否与炉体及罩壳相接触的地方。
D、检查温控系统是否有不正常的现象。
E、检查炉门升降、台车进出运行是否正常。
3、带有腐蚀性、挥发性、爆炸性气体的工件严禁进入炉体加工,以免影响加热元件和耐火材料使用寿命及引起爆炸等事故。
4、电炉不得超温运行,否则会缩短设备的使用寿命。
5、工件均匀堆放,离加热元件应在100-150mm左右。
6、氧化皮太多的工件进炉前需清除,可用钢丝刷刷下。
7、严禁野蛮操作,工件应轻放,避免冲击。
8、电炉使用时操作人员不得擅自离开岗位,必须随时注意电炉的工作状况是否正常,
9、电炉在进行装卸工件时,必须先切断加热元件电源,以保证操作人员的安全。
10、炉膛的氧化物(包括电炉丝下)应经常清理,至少每周一次或五炉次一次。炉底板下可用压缩空气吹。
11、电阻丝如经使用后,就不得碰撞拗折,以免断裂。
12、电炉电动机需定期检查,添加润滑油等,注意使用安全。
13、定期检查加热元件的使用情况。加热元件经短期使用后便不得拗折、碰撞。如尚未严重腐蚀而折断时,可用与电炉丝相同的材料(或电炉丝本身)作为焊条,采用乙炔气进行加热焊接,焊条采用50%白云粉末混合而成,若加热元件严重腐蚀不能使用时,则应另行更换。
14、定期校验仪表、热电偶的偏差情况,防止因仪表、热电偶的误差造成测温不正确而影响产品质量。
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真空电弧炉的定义
电弧是气体的一种弧光放电。气体弧光放电表现为极间电压很低,但通过气体的电流却很大,有耀眼的白光,弧区温度很高(约5000k)。巨大的电流密度来自于阴极的热电子发射,以及电子的自发射,即在阴极附近有正离子层,形成强大的电场,使阴极自动发射电子。大量电子在极间碰撞气态分子使之电离,产生更大量的正离子和二次电子,在电场作用下,分别撞击阴极和阳极,结果获得高温。阴极因电子发射用去部分能量,所以温度低于阳极。极间也因部分正离子与电子复合放热而产生高温。电弧炉即是用这种原理熔炼金属的工业炉.在真空环境下的电弧炉就是真空电弧炉.真空电弧熔炼采用大电流低电压,属于短弧操作,。一般电弧电压为22~65V,对应弧长为20~50mm(后者为大锭)。从1839年熔炼白金丝实验成功以来,在以后的一百多年人们开始研究难熔金属的熔炼。1953年真空电弧炉才正式用到工业上。直到1956年,美国和欧洲许多国家还在用非自耗炉熔炼钛,1955年开始用自耗炉炼钢。1960年左右自耗炉生产的锭重已达30多吨,初具规模。目前发展的情况可以用美国康撒克公司制造的真空自耗炉为代表。为了提高生产率和设备的利用率,两台炉子共用一套主电源、真空系统和自动控制系统。
在真空状态下对工件(或材料)进行热处理,可提高工、模具的使用寿命,无氧化、无脱炭、表面光亮、变形小、节省能源无公害,并改变机械性能和冶金性能等优点。
什么是电胪
利用电热效应供热的冶金炉。电炉设备通常是成套的,包括电炉炉体,电力设备(电炉变压器、整流器、变频器等),开闭器,附属辅助电器(阻流器、补偿电容等),真空设备,检测控制仪表(电工仪表、热工仪表等),自动调节系统,炉用机械设备(进出料机械、炉体倾转装置等)。大型电炉的电力设备和检测控制仪表等一般集中在电炉供电室。同燃料炉比较,电炉的优点有炉内气氛容易控制,甚至可抽成真空;物料加热快,加热温度高,温度容易控制;生产过程较易实现机械化和自动化;劳动卫生条件好;热效率高;产品质量好等。冶金工业上电炉主要用于钢铁、铁合金、有色金属等的熔炼、加热和热处理。19世纪末出现了工业规模的电炉,20世纪50年代以来,由于对高级冶金产品需求的增长和电费随电力工业的发展而下降,电炉在冶金炉设备中的比额逐年上升。电炉可分为电阻炉、 感应炉、 电弧炉、等离子炉、电子束炉等。
电阻炉 以电流通过导体所产生的焦耳热为热源的电炉。按电热产生方式,电阻炉分为直接加热和间接加热两种。在直接加热电阻炉中,电流直接通过物料,因电热功率集中在物料本身,所以物料加热很快,适用于要求快速加热的工艺,例如锻造坯料的加热。这种电阻炉可以把物料加热到很高的温度,例如碳素材料石墨化电炉,能把物料加热到超过2500□。直接加热电阻炉可作成真空电阻加热炉或通保护气体电阻加热炉,在粉末冶金中,常用于烧结钨、钽、铌等制品。采用这种炉子加热时应注意①为使物料加热均匀,要求物料各部位的导电截面和电导率一致;②由于物料自身电阻相当小,为达到所需的电热功率,工作电流相当大,送电电极和物料接触要好,以免起电弧烧损物料,而且送电母线的电阻要小,以减少电路损失;③在供交流电时,要合理配置短网,以免感抗过大而使功率因数过低。
大部分电阻炉是间接加热电阻炉,其中装有专门用来实现电-热转变的电阻体,称为电热体,由它把热能传给炉中物料(图1 间接加热电阻炉)。这种电炉炉壳用钢板制成,炉膛砌衬耐火材料,内放物料。最常用的电热体是铁铬铝电热体、镍铬电热体、碳化硅棒和二硅化钼棒。根据需要,炉内气氛可以是普通气氛、保护气氛或真空。一般电源电压220伏或380伏,必要时配置可调节电压的中间变压器。小型炉(<10千瓦)单相供电,大型炉三相供电。对于品种单一、批料量大的物料,宜采用连续式炉加热。炉温低于700□的电阻炉,多数装置鼓风机,以强化炉内传热,保证均匀加热。用于熔化易熔金属(铅、铅铋合金、铝和镁及其合金等)的电阻炉,可做成坩埚炉;或做成有熔池的反射炉,在炉顶上装设电热体。电渣炉是由溶渣实现电热转变的电阻炉(见电渣重熔)。
感应炉 利用物料的感应电热效应而使物料加热或熔化的电炉。感应炉的基本部件是用紫铜管绕制的感应圈。感应圈两端加交流电压,产生交变的电磁场,导电的物料放在感应圈中,因电磁感应在物料中产生涡流,受电阻作用而使电能转变成热能来加热物料;所以,也可认为感应电热是一种直接加热式电阻电热。
感应电热的特点是在被加热物料中转变的电热功率(电流分布)很不均匀,表面最大,中心最小,称为趋肤效应。为了提高感应加热的电热效率,供电频率要合宜,小型熔炼炉或对物料的表面加热采用高频电,大型熔炼炉或对物料深透加热采用中频或工频电。感应圈是电感量相当大的负载,其功率因数一般很低。为了提高功率因数,感应圈一般并联电容器,称为补偿电容。感应圈和物料之间的间隙要小,感应圈宜用方形紫铜管制作,管内通水冷却,感应圈的匝间间隙要尽量小,绝缘要好。感应加热装置,主要用于钢、铜、铝和锌等的熔铸,加热快,烧损少,机械化和自动化程度高,适合配置在自动作业线上。
工业上应用的感应熔化炉有坩埚炉(无芯感应炉)和熔沟炉(有芯感应炉),见图2感应炉炉体结构示意。坩埚用耐火材料或钢制成,容量从几公斤到几十吨。其熔炼特点是坩埚中熔体受电动力作用,迫使熔池液面凸起,熔体自液面中心流向四周而引起循环流动。这种现象称为电动效应,可使熔体成分均匀,缺点是炉渣偏向周边,覆盖性差。与熔沟炉比较,坩埚炉操作灵活,熔炼温度高,但功率因数低,电耗较高。熔沟炉的感应器由铁芯、感应圈和熔沟炉衬组成,熔沟为一条或两条带状环形沟,其中充满与熔池相联通的熔体。在原理上,可以把熔沟炉看作是次级只有一匝线圈而且短路的铁芯变压器。感应电流在熔沟熔体中流动,而实现电热转变。
生产中,每炉金属熔炼完毕后,不能把熔池放空,不然容易干枯,一定要保留一部分熔体作为下一炉的起熔体。熔沟温度比熔池高,又承受熔体流动的冲刷,所以熔沟炉衬容易损坏,为便于维修,现代炉子的感应器制成便于更换的装配件。熔沟炉的容量从几百公斤到百余吨。熔沟炉供工频电,由于有用硅钢片制作的铁芯作磁通路,电效率和功率因数都很高。熔沟炉主要用于铸铁、铜、锌、黄铜等的熔化,还可作为混熔沪,用来贮存和加热熔体。
电弧炉 利用电弧热效应熔炼金属和其他物料的电炉(图3电弧炉类型)。按加热方式分为三种类型:①间接加热电弧炉。电弧在两电极之间产生,不接触物料,靠热辐射加热物料。这种炉子噪声大,效率低,渐被淘汰。②直接加热电弧炉。电弧在电极与物料之间产生,直接加热物料;炼钢三相电弧炉是最常用的直接加热电弧炉(见电弧炉炼钢)。③埋弧电炉,亦称还原电炉或矿热电炉。电极一端埋入料层,在料层内形成电弧并利用料层自身的电阻发热加热物料;常用于冶炼铁合金(见铁合金电炉),熔炼冰镍、冰铜(见镍、铜),以及生产电石(碳化钙)等。
真空电弧炉是在抽真空的炉体中用电弧直接加热熔炼金属的电炉。炉内气体稀薄,主要靠被熔金属的蒸气发生电弧,为使电弧稳定,一般供直流电。按照熔炼特点,分为金属重熔炉和浇铸炉。按照熔炼过程中电极是否消耗(熔化),分为自耗炉和非自耗炉,工业上应用的大多数是自耗炉。真空电弧炉用于熔炼特殊钢、活泼的和难熔的金属如钛、钼、铌(见真空冶金)。
电弧电热可以认为是弧阻电热。电弧(弧阻)稳定是炉子正常生产的必要条件。交流电弧炉通常采用工频电,为使电弧稳定,炉子供电电路中要有适当的感抗,存在感抗会降低功率因数和电效率。降低电流频率是发展交流电弧炉的途径。弧阻阻值相当小,为获得必要的热量,炉子需要相当大的工作电流,炉子短网的电阻要尽量小,以免电路损耗过大。对于三相电弧炉,要使三相的阻抗接近一致,以免三相负荷不平衡。
等离子炉 利用工作气体被电离时产生的等离子体来进行加热或熔炼的电炉。产生等离子体的装置,通常叫作等离子枪,有电弧等离子枪和高频感应等离子枪两类。把工作气体通入等离子枪中,枪中有产生电弧或高频(5~20兆赫)电场的装置,工作气体受作用后电离,生成由电子、正离子以及气体原子和分子混合组成的等离子体。等离子体从等离子枪喷口喷出后,形成高速高温的等离子弧焰,温度比一般电弧高得多。最常用的工作气体是氩,它是单原子气体,容易电离,而且是惰性气体,可以保护物料。工作温度可高达20000□;用于熔炼特殊钢、钛和钛合金、超导材料等。炉型有配置水冷铜结晶器炉、 中空阴极式炉、 配置感应加热的等离子炉、有耐火材料炉衬的等离子炉等(见等离子冶金)。
电子束炉 用高速电子轰击物料使之加热熔化的电炉(图4电子束炉示意)。在真空炉壳内,用通低压电的灯丝加热阴极,使之发射电子,电子束受加速阳极的高压电场的作用而加速运动,轰击位于阳极的金属物料,使电能转变成热能。因为电子束可经电磁聚焦装置高度密集,所以可在物料受轰击的部位产生很高的温度。电子束炉用于熔炼特殊钢、难熔和活泼金属。
工业上用的电炉分类为两类周期式作业炉和连续式作业炉。
周期式作业炉分为箱式炉、密封箱式炉,井式炉,钟罩炉,台车炉,倾倒式滚筒炉。
连续式作业炉分为窑车式炉,推杆式炉,辊底炉,振底炉,转底炉,步进式炉,牵引式炉,连续式滚筒炉,传送带式炉等。其中传送带式炉可分为有网带式炉、冲压链板式炉、铸链板式炉等。..
关于废电池的资料。。。
废电池,就是使用过而废弃的电池。废电池对环境的影响及其处理方法尚有争议。很多人都认为废电池对环境危害严重,应集中回收。而中国国家环保总局有关人士却认为以前有关废电池危害环境的报道缺乏科学依据。而中国对废电池的回收还没有太大反应。
危害
电池主要含铁、锌、锰等重金属元素,还含有微量的汞,汞是有毒的物质。有报道笼统地说,电池含有汞、镉、铅、砷等物质,这是不准确的。事实上,群众日常使用的普通干电池生产过程中不需添加镉、铅、砷等物质。
资料显示,3000吨可以回收杂锌锭141吨、冶金二氧化锰300吨、铁皮260吨、电解锌181吨、电解二氧化锰340吨、铁皮500吨,价值相当于国家开发两个中型矿山的费用,更何况这些都是不可再生的一次性资源。
汞危害
汞的挥发温度低,是一种毒性较大的重金属。很多地方的土壤中也含有微量的汞,在汞矿开采、提炼、含汞产品加工过程中,如密闭措施不够完备,释放到空气中的汞(蒸气)对操作人员的健康影响很大。
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,含汞量一般也在电池重量的千分之一以内。中国电池行业全年的用汞量,大体上与一个汞法聚氯乙烯,或汞法炼金,或高汞铅锌矿采选的企业年排放废水中的含汞量相当。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,对环境的影响比前述一个化工企业排放含汞废水所造成的影响要小得多,况且电池使用了不锈钢或碳钢做外包皮,有效地防止了汞的外漏。因而废电池分散丢弃在生活垃圾中,其危害微乎其微,在客观上不可能造成水俣病之类的危害。日本的水俣病是化工企业几十年向一条河流排放大量含汞废水,下游水系中汞逐渐累积造成的。
回收方法
1. 废镍氢电池
1.1失效负极合金粉的回收处理
将失效MH/Ni电池外壳剥开,从电池芯中分选出负极片,用超声波震荡和其它物理方法,得到失效负极粉,再经化学处理得到处理后的负极粉,将此负极粉压片,在非自耗真空电弧炉中反复熔炼3~4次。除去熔炼铸锭表面的氧化层,将其破碎,混合均匀后,用ICP方法测其混合稀土、镍、钴、锰、铝各元素的百分含量,根据储氢合金元素流失的不同,以镍元素的含量为基准,补充其它必要元素,再进行冶炼,最终得到性能优良的回收合金。
1.2失效MH/Ni电池负极合金的回收
将失效负极粉采用化学处理的方法,利用处理液对合金表面的浸蚀,破坏合金表面的氧化物,但又要使合金中未氧化的其它元素及导电剂受到的浸蚀影响降至最小。采用0 5mol·L-1的醋酸溶液,将失效合金粉在室温下处理0.5h,再用蒸馏水洗涤、真空条件下干燥。结果看出,AB5型储氢合金的主体结构没有变,仍属于CaCu5型六方结构,但负极粉中Al(OH)3和La(OH)3的杂相基本完全消失,说明这些氧化物经化学处理后,表面的氧化物几乎完全被溶解掉。将化学处理后的失效负极粉与制作电池用的原合金粉以及未经化学处理的失效合金粉,做充放电性能对比,经过化学处理的失效负极粉的放电比容量比未经化学处理的失效负极粉高23mAh·g-1,说明经过化学处理以后,由于表面氧化物被大部分除去,使失效负极粉中储氢合金的有效成分增加。XPS测试结果表明,负极粉表面镍原子的浓度由化学处理前的6.79%升高到9.30%,这说明经过化学处理以后,合金的表面形成了具有较高电催化活性的富镍层,这不但提高了储氢电极的电催化活性,而且也提供了氢原子的扩散途径,因而使电极的放电性能提高。但经过化学处理的失效负极粉与制作电池用的原合金粉相比较,放电比容量仍低90mAh·g-1,一方面可能是由于合金的氧化不仅仅是局限于表面,也可能会深入到合金的内部,化学处理仅仅是将表面的氧化物除去,颗粒内部的深层氧化并没有被完全除去;另一方面可能是由于合金的粉化使比表面积增大,使合金与O2反应以及受电解液的腐蚀更加容易,两方面原因共同作用导致合金的放电性能下降。所以,仅仅通过化学处理的方法并不能使失效负极恢复功能,还需进行熔炼处理。
将上述经过化学处理的负极粉,于非自耗电弧炉中进行第一次冶炼。将所得合金铸锭抛光,去除表面杂质后,分析各元素含量,结果可以看出合金中的元素含量偏离原合金,镍含量远大于原合金粉中的镍含量,这是因为在制作电极的过程中加入镍粉做导电剂,为了有效的利用它,以它为基准,调整其它元素的含量使其符合组成为MmNi3.5Co0.7Mn0.4Al0.3的各元素的配比,进行第二次冶炼。冶炼后,将得到的合金铸锭破碎,研磨后,测其结构,为CaCu5型,没有其它杂相生成。
将回收的合金粉做充放电性能测试,可以看出,回收合金粉的放电容量比失效负极粉高约100mAh·g-1,与原合金粉的放电容量相比基本相同,并且回收合金粉的放电平台压比原合金粉的放电平台压高约20mV左右,这可能是由于合金回收的过程中经过数次熔炼,使合金的成分和微观结构得到了改善的原因。
2. 废锂离子二次电池
采用碱溶解→酸浸出→P204萃取净化→P507萃取分离钴、锂→反萃回收硫酸钴和萃余液沉积回收碳酸锂的工艺流程,从废旧锂离子二次电池中回收钴和锂。实验结果表明碱溶解可预先除去约90%的铝,H2SO4+H2O2体系浸出钴的回收率达到99%以上;P204萃取净化后,杂质含量为Al3.5mg/L、Fe0.5mg/L、Zn0.6mg/L、Mn2.3mg/L、Ca<0.1mg/L;用P507萃取分离钴和锂,在pH为5.5时,分离因子βCo/Li可高达1×105;95℃以上用饱和碳酸钠沉积碳酸锂,所得碳酸锂可达零级产品要求,一次沉锂率为76.5%。
锂离子二次电池由外壳和内部电芯组成,外壳为不锈钢、镀镍金属钢壳或塑料外壳;电池的内部电芯为卷式结构,主要由正极,负极,隔离膜,电解液组成。一般电池的正极材料由约90%钴酸锂活性物质,7%~8%乙炔黑导电剂和3%~4%有机粘和剂,均匀混合后涂抹于厚度约20μm铝箔集流体上;电池的负极由约90%负极活性物质碳素材料,4%~5%乙炔黑导电剂和6%~7%粘和剂均匀混合后涂抹在厚度为15μm铜箔集流体上。正负极的厚度约0.18~0.20mm,中间用厚度约10μm隔离膜隔开,隔离膜一般用聚乙烯或聚丙烯膜,电解液为六氟磷酸锂的有机碳酸酯溶液。将废旧锂离子二次电池除去包装及外壳,取出电芯,分离出正极材料。
简单说明一下废电池环境污染毒理分析
近两年,废电池对环境的影响成为国内媒体热门话题之一。有的报道称电池对环境污染很严重,一节电池可以污染数十万立方米的水。有的甚至说废电池随生活垃圾处理可以引起诸如日本水俣病之类的危害,这些报道在社会上引起了很大反响,有很多热爱环保的人士和团体开展或参加了回收废电池的活动。
,国家环保总局有关人士却认为,废电池不用集中回收,以前有关废电池危害环境的报道缺乏科学依据,在某种程度上对群众造成了误导。那么,废电池怎样处理才科学呢?本文拟就此问题作以简要介绍,以期帮助大家更科学地认识废电池处理问题,更好的保护我们的环境。
废电池里面到底有哪些污染物
清华大学环境科学与工程系的博士生导师聂永丰教授,带领课题组专门对废电池的危害和处理做过研究。他介绍说,近年来关于废旧电池给环境带来危害的报道的确很多,遗憾的是,这些报道未向读者或观众说明支持其结论的科研内容,没有向读者介绍其分析推理过程,也没有列举因干电池造成污染的实际案例,只有“污染严重”的结论。
废电池中含有哪些有害物质,这些物质通过什么样的机理释放到环境中,会对环境造成多大程度的损害,国内外有无废干电池引起严重污染的案例,发达国家是怎样解决这个问题的?带着疑问,课题组作了全面深入的调查,得出的结论与一些新闻报道相去甚远,这些报道确有不切合实际和偏激之处。
聂教授介绍说,电池产品可分一次干电池(普通干电池)、二次干电池(可充电电池,主要用于移动电话、计算机)、铅酸蓄电池(主要用于汽车)三大类。用量最大、群众最关心,报道最多的是普通干电池。下面所说的电池均指普通干电池。
电池主要含铁、锌、锰等,还含有微量的汞,汞是有毒的。有报道笼统地说,电池含有汞、镉、铅、砷等物质,这是不准确的。事实上,群众日常使用的普通干电池生产过程中不需添加镉、铅、砷等物质。
废电池中的汞没有对环境构成威胁
汞的挥发温度低,是一种毒性较大的重金属。很多地方的土壤中也含有微量的汞,在汞矿开采、提炼、含汞产品加工过程中,如密闭措施不够完备,释放到空气中的汞(蒸气)对操作人员的健康影响很大。
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,含汞量一般也在电池重量的千分之一以内。我国电池行业全年的用汞量,大体上与一个汞法聚氯乙烯,或汞法炼金,或高汞铅锌矿采选的企业年排放废水中的含汞量相当。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,对环境的影响比前述一个化工企业排放含汞废水所造成的影响要小得多,况且电池使用了不锈钢或碳钢做外包皮,有效地防止了汞的外漏。因而废电池分散丢弃在生活垃圾中,其危害微乎其微,在客观上不可能造成水俣病之类的危害。日本的水俣病是化工企业几十年向一条河流排放大量含汞废水,下游水系中汞逐渐累积造成的。
含汞电池正在被无汞电池代替
,含汞废电池毕竟对环境有负面影响(哪怕是轻微的)。,在1997年底,国家经贸委、中国轻工总会等9部门联合发出《关于限制电池汞含量的规定》,借鉴发达国家的经验,要求国内电池制造企业逐步降低电池汞含量,2002年国内销售的电池要达到低汞水平,2006年达到无汞水平。
从实际进展来看,国内电池制造业基本按照《规定》要求在逐步削减电池汞含量。据中国电池工业协会提供的数据,我国电池年产量为180亿只,出口约100亿只,国内年消费量约80亿只,基本已达到低汞标准(汞含量小于电池重量的0.025%)。其中约有20亿只达到无汞标准(汞含量低于电池重量的0.001%)。
聂教授强调,截至目前国内外均无废电池造成严重污染的报道或科研资料,有关废电池污染环境的说法的确缺乏科学根据,对群众造成了误导。
废电池集中回收处理不当会造成污染
如果按某些报道呼吁的那样,在我国建造一个专业的、能够批量处理废电池的工厂,是否可行呢?国家环保总局污控司固体处彭德富工程师介绍说,建设一个废电池回收处理厂,需要投资1000多万元人民币,而且还要每年至少回收4000多吨废旧电池,工厂才能运转起来。而实际上要回收这样大数量的废电池十分困难。以首都北京为例,在大力宣传和鼓励下,3年才回收了200多吨。在环保模范城杭州市,废电池的回收率也只有10%。据了解,目前瑞士和日本已建好的两家可加工利用废旧电池的工厂,现在也因吃不饱经常处于停产状态。这不得不让我们慎重考虑投资建回收厂的问题。
彭德富还介绍说,处理这些集中存放废电池的另一个办法是按照危险废弃物的处理方法集中填埋或存放,这样处理一吨需要三四千元的费用,又面临着费用无着落的问题。据了解,四川省有一家小企业打着“环保”的旗号,动用小学生在周六周日帮他们把收集的废电池用锤子敲开,回收其中有价值的电池外壳当废铁卖,而将残渣随意抛弃。废电池不会对环境构成威胁,很重要的一点是电池包了不锈钢或碳钢外包皮,有效地防止了汞的外漏。把废电池外面的不锈钢或碳钢外包皮砸开了,里面所含的汞极易渗出,结果电池中的有害物质污染了环境,损害了小学生的身体健康。这是绝对不能允许的,必须严格禁止。
发达国家的政策
国外一些发达国家在回收处理废电池方面已经进行了一系列积极的探索,并积累了不少好的经验。
美国、日本、欧盟等地区未把群众日常生活使用的普通干电池作为危险废物对待,也没有强制单独收集处理普通干电池的法律。少数发达国家的电池(子)工业协会、个别城市曾经组织过普通干电池收集活动,现在开展这类活动的地方已经很少了。日本、瑞士各有1个废电池再利用工厂,原来主要处理含汞普通废电池,现在则主要处理可充电电池。由于废电池总量较小,设施的生产能力有一部分闲置。德国把收集上来的废电池放置在废弃的矿坑中。
在电池管理政策上,发达国家的政策可以概括为两类。
第一类是针对普通干电池的。政府要求制造商逐步降低电池中的汞含量,最终禁止向电池中添加汞。这项要求是淘汰所有含汞产品、工艺(如以汞为触媒)的一部分,而不仅仅针对电池行业。现在,几乎所有的发达国家都禁止向电池中添加汞。对于报废的普通干电池,没有强制单独收集处理。如果某个城市或企业自愿单独收集处理(或利用),国家既不鼓励也不限制。
第二类政策是针对可充电电池的。通过立法要求制造商逐步淘汰含镉电池。目前,镍氢电池、锂电池正在逐步取代镍镉电池。一些国家的电子制造商协会开展了可充电电池回收利用工作,效果也比较显著。这主要是因为可充电电池总消耗量相对较少(与普通干电池相比);应用范围较小,容易通过以旧换新的方式收集;回收价值较高。这类废电池收集是比较容易的。
据环保专家介绍,为加强对废电池的回收管理,德国实施了废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电池,并转送处理厂家进行回收处理。,他们还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一定的押金,当消费者拿着废旧电池来换时,价格中可以自动扣除押金。
在废电池的处理方面,瑞士有两家专门加工利用旧电池的工厂,其中一家工厂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,锰和铁熔合后成为炼钢所需的锰铁合金。这家工厂一年可加工2000吨废电池,可获得780吨锰铁合金、400吨锌和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。
德国的马格德堡近郊区兴建了一个“湿处理”装置,在这里除铅酸蓄电池外,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,用这种方法获得的原料比热处理方法纯净,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,还可省去分拣环节。这套装置年加工能力可达7500吨。
建于日本北海道山区的野村兴产株式会社主要业务是废弃电池处理和废荧光灯处理。他们每年从全国收购的废电池达13000吨,收集的方式93%是通过民间环保组织收集,7%是通过各厂家收集。这项业务开展于1985年,目前净化量一直在增加。以往,主要是回收其中的汞,但目前日本国内电池已经不含汞了,主要回收电池的铁壳和其他金属原料,并进行二次产品的开发制造,如其中一个产品可用于电视机的显象管。
,有的国家还制定了一些相关的政策。比如美国、日本废旧电池回收后交到企业处理,每处理一吨政府给予一定补贴;韩国生产电池的厂家,每生产一吨要交一定数量的保证金,用于回收者、处理者的费用,并指定专门的工厂进行处理。还有的国家对电池生产企业征收环境治理税或对废旧电池处理企业进行减免税等。
国内的政策和进展
1997年底,中国轻工总会、国家经贸委等9部门联合发出《关于限制电池汞含量的规定》,借鉴发达国家的经验,要求国内电池制造企业逐步降低电池汞含量,2002年国内销售的电池要达到低汞水平,2006年达到无汞水平。
从实际进展来看,国内电池制造业基本按照“规定”要求逐步削减电池汞含量。据中国电池工业协会提供的数据,我国电池年产量为180亿只,出口约100亿只,国内年消费量约80亿只,都已达到低汞标准(汞含量小于电池重量的0.025%)。其中约有20亿只达到无汞标准(汞含量低于电池重量的0.0001%)。
但据消费者反映,市场上有些假冒伪劣电池汞含量可能达不到低汞标准。至于市场上假冒伪劣电池的销售总量有多少,无法估计。
落实“规定”是今后一段时间的中心任务
从其他国家的经验来看,解决电池行业污染的主要措施是调整产品结构,淘汰落后的工艺、产品,这一点是国家强制的。至于废电池收集、处理或再利用,则都是由行业协会、城市或企业自发进行的。借鉴其他国家经验,结合国内的经济技术水平、市场规范程度,笔者认为应当科学地认识废电池的环境影响,不能过分夸大其危害。有关部门应把精力放在淘汰含汞电池上。至于分类收集处理(或利用),有条件的城市、有技术力量的企业可自己去操作,国家不宜提出强制要求。具体建议简述如下
1、 加强市场抽查,强制禁汞
淘汰含汞电池的目标步骤已经明确了,大多数企业也是按照国家要求去做的。但有一部分企业滞后于国家要求,甚至有少数企业冒用别人品牌生产高汞电池。对这些违法行为,只有加强市场抽查,对继续销售、生产超标电池的企业进行处罚,才能制止。建议有市场检查、处罚职能的工商、质监部门到销售点取样化验,发现电池汞含量超标的,没收劣质电池、处以罚款,并追究批发者、生产者的责任。应当通过有奖举报的方式动员社会力量举报生产、销售劣质电池的企业。
2、谨慎收集废电池
前面已经提到,电池中的汞含量较低(即便是高汞电池),消费群体分散,废电池随生活垃圾填埋是不会造成太大污染的(电池外壳的保护作用和大量垃圾的稀释作用使然)。但如果把大量的废电池集中到一个地方,加上处理不善(如剥开外壳,回收有价值部分,将残渣随意抛弃),则有可能引起局部地区的汞污染。,一些单位、个人在开展收集活动时,应当妥善保管并交给具备存放、处理条件的单位。在没有符合条件的处理或利用设施之前,不宜大规模收集废电池。
对目前已经收集到的废电池,应当以城市为单位由市政环卫部门安排场所集中贮存。待符合条件的设施建成后再处理或利用。
3、自愿利用
尽管从污染控制的角度考虑可以不单独收集干电池,但一些单位从节约资源的角度希望回收其中的锌、锰、铁等金属。与其他废物综合利用项目一样,废金属再生行业受原材料市场价格波动、下游需求的冲击较大,在一定的时期内利用废干电池可能入不敷出。在市场经济条件下,不允许财政对利用废电池的企业进行补贴,只能坚持企业自愿的原则。如企业具备技术、经营能力,或者从公益事业的角度考虑,即使亏本也愿意干,也可以开展这方面的业务。含汞电池的再利用设施,应建在人口稀少、环境不敏感(如汞矿等)的地区,技术管理水平应比较先进,规模较大,切忌搞成简陋作坊式的利用厂。
需要说明的是,从事废电池收集利用的单位,也应遵守职业病防治、环保、土地规划等方面的法律法规。除依法减免外,应当照章纳税。不能因为节约资源就可以不按法律办事。
4。治理废弃电池的几点建议
在治理废电池的领域上,随着电池产业的不断发展,不同类型、规格的废电池所需的处理方式、处理技术也相应形成。我们提出了三点建议固化深埋、存放于旧矿井、回收再利用。而废电池回收利用是当前行业管理工作的重点。采用“三化”原则管理废旧电池,即对废旧电池的污染防治,采用减量化,资源化、无害化的指导思想。
加强废电池管理的政策、法规建设,各级政府应以《中华人民共和国固体废弃物污染环境防治法》为指南,根据废电池产生及管理现状以及社会经济发展的外部环境,制定符合实际情况的政策、法规及切实可行的实施细则。国家极其环境保护行政主管部门应尽早颁布指导全国废电池管理、处置的基本政策、法规。各省、市应结合自身具体情况的发展需求,制订相应废电池管理、处置的地方政策、法规。小城镇可以根据当地情况出台必要的实施细则,具体落实废电池的回收利用及处置工作。
废旧电池回收箱很少,市民的意识还很薄弱。我们希望政府能做很多的废旧电池回收箱挂在每个单位门口、学校门口、商场商店门口、人员密集的地方,营造一种人人习惯动手回收废旧电池的氛围。政府派专人收集废旧电池。把废旧的电池的危害宣传给每个市民。对积极参与废旧干电池回收利用的单位和个人要大力宣传,还要表彰。从而做到统一回收处理,为减少城市污染。
我国是电池生产和消费大国,废电池污染已成为亟待解决的重大环境问题。但废旧电池处理回报率低、效益周期长,很难吸引投资者,就很难形成产业化规模,并产生效益。
事实上,废旧电池回收业并非无利可图。废旧电池中含有大量可再生利用的重金属和酸液等物质,如铅酸电池的回收利用主要以废铅再生利用为主,还包括对于废酸以及塑料壳体的利用。目前,国内废汽车用铅酸电瓶的金属回收利用率大约达到80-85%。
据业内人士估算,按每天处理10万只废电池计算,除去各种费用后,可获利2万元左右;以70亿只电池、50%的利用率计算,年利润可达6亿多元。可见,在此领域实施规模经营完全可以创造效益。
废电池回收方法汇总
1. 废镍氢电池
1.1 失效负极合金粉的回收处理
将失效MH/Ni电池外壳剥开,从电池芯中分选出负极片,用超声波震荡和其它物理方法,得到失效负极粉,再经化学处理得到处理后的负极粉,将此负极粉压片,在非自耗真空电弧炉中反复熔炼3~4次。除去熔炼铸锭表面的氧化层,将其破碎,混合均匀后,用ICP方法测其混合稀土、镍、钴、锰、铝各元素的百分含量,根据储氢合金元素流失的不同,以镍元素的含量为基准,补充其它必要元素,再进行冶炼,最终得到性能优良的回收合金。
1.2 失效MH/Ni电池负极合金的回收
将失效负极粉采用化学处理的方法,利用处理液对合金表面的浸蚀,破坏合金表面的氧化物,但又要使合金中未氧化的其它元素及导电剂受到的浸蚀影响降至最小。采用0 5mol•L-1的醋酸溶液,将失效合金粉在室温下处理0.5h,再用蒸馏水洗涤、真空条件下干燥。结果看出,AB5型储氢合金的主体结构没有变,仍属于CaCu5型六方结构,但负极粉中Al(OH)3和La(OH)3的杂相基本完全消失,说明这些氧化物经化学处理后,表面的氧化物几乎完全被溶解掉。将化学处理后的失效负极粉与制作电池用的原合金粉以及未经化学处理的失效合金粉,做充放电性能对比,经过化学处理的失效负极粉的放电比容量比未经化学处理的失效负极粉高23mAh•g-1,说明经过化学处理以后,由于表面氧化物被大部分除去,使失效负极粉中储氢合金的有效成分增加。XPS测试结果表明,负极粉表面镍原子的浓度由化学处理前的6.79%升高到9.30%,这说明经过化学处理以后,合金的表面形成了具有较高电催化活性的富镍层,这不但提高了储氢电极的电催化活性,而且也提供了氢原子的扩散途径,因而使电极的放电性能提高。但经过化学处理的失效负极粉与制作电池用的原合金粉相比较,放电比容量仍低90mAh•g-1,一方面可能是由于合金的氧化不仅仅是局限于表面,也可能会深入到合金的内部,化学处理仅仅是将表面的氧化物除去,颗粒内部的深层氧化并没有被完全除去;另一方面可能是由于合金的粉化使比表面积增大,使合金与O2反应以及受电解液的腐蚀更加容易,两方面原因共同作用导致合金的放电性能下降。所以,仅仅通过化学处理的方法并不能使失效负极恢复功能,还需进行熔炼处理。
将上述经过化学处理的负极粉,于非自耗电弧炉中进行第一次冶炼。将所得合金铸锭抛光,去除表面杂质后,分析各元素含量,结果可以看出合金中的元素含量偏离原合金,镍含量远大于原合金粉中的镍含量,这是因为在制作电极的过程中加入镍粉做导电剂,为了有效的利用它,以它为基准,调整其它元素的含量使其符合组成为MmNi3.5Co0.7Mn0.4Al0.3的各元素的配比,进行第二次冶炼。冶炼后,将得到的合金铸锭破碎,研磨后,测其结构,为CaCu5型,没有其它杂相生成。
将回收的合金粉做充放电性能测试,可以看出,回收合金粉的放电容量比失效负极粉高约100mAh•g-1,与原合金粉的放电容量相比基本相同,并且回收合金粉的放电平台压比原合金粉的放电平台压高约20mV左右,这可能是由于合金回收的过程中经过数次熔炼,使合金的成分和微观结构得到了改善的原因。
2. 废锂离子二次电池
采用碱溶解→酸浸出→P204萃取净化→P507萃取分离钴、锂→反萃回收硫酸钴和萃余液沉积回收碳酸锂的工艺流程,从废旧锂离子二次电池中回收钴和锂。实验结果表明:碱溶解可预先除去约90%的铝,H2SO4+H2O2体系浸出钴的回收率达到99%以上;P204萃取净化后,杂质含量为Al3.5mg/L、Fe0.5mg/L、Zn0.6mg/L、Mn2.3mg/L、Ca<0.1mg/L;用P507萃取分离钴和锂,在pH为5.5时,分离因子βCo/Li可高达1×105;95℃以上用饱和碳酸钠沉积碳酸锂,所得碳酸锂可达零级产品要求,一次沉锂率为76.5%。
锂离子二次电池由外壳和内部电芯组成,外壳为不锈钢、镀镍金属钢壳或塑料外壳;电池的内部电芯为卷式结构,主要由正极,负极,隔离膜,电解液组成。一般电池的正极材料由约90%钴酸锂活性物质,7%~8%乙炔黑导电剂和3%~4%有机粘和剂,均匀混合后涂抹于厚度约20μm铝箔集流体上;电池的负极由约90%负极活性物质碳素材料,4%~5%乙炔黑导电剂和6%~7%粘和剂均匀混合后涂抹在厚度为15μm铜箔集流体上。正负极的厚度约0.18~0.20mm,中间用厚度约10μm隔离膜隔开,隔离膜一般用聚乙烯或聚丙烯膜,电解液为六氟磷酸锂的有机碳酸酯溶液。将废旧锂离子二次电池除去包装及外壳,取出电芯,分离出正极材料。
废旧电池回收和分离技术
1、ups及大容量免维护铅酸蓄电池再生保护补充液
2、除化物铅酸蓄电池
3、处理含金属废料的方法
4、从废电池中去除和回收汞的方法
5、从废二次电池回收有价金属的方法
6、从废二次电池回收有价值物质的方法
7、从废干电池中提取锌和二氧化锰的方法
8、从废干电池中提取锌和二氧化锰的方法 2
9、从废旧的锂离子电池回收制备纳米氧化钴的方法
10、从废旧锂电池中回收负极材料的方法
11、从废锂离子电池中回收金属的方法
12、从废锌锰干电池中提取二氧化锰及锌的方法
13、从废蓄电池获取富集物质的方法与设备
14、从垃圾中分离出电池、纽扣电池和金属的方法和设备
15、从用过的镍-金属氢化物蓄电池中回收金属的方法1
16、从用过的镍-金属氢化物蓄电池中回收金属的方法 2
17、电池破碎机及其电池破碎方法
18、二次电池的再利用方法
19、废电池处理装置
20、废电池的无害化生物预处理方法
21、废电池的综合利用
22、废干电池的回收利用方法
23、废干电池无害化回收工艺
24、废旧电池处理方法
25、废旧电池的无害化回收处理工艺
26、废旧电池回收处理机
27、废旧电池回收分解头
28、废旧电池回收用的真空蒸馏装置
29、废旧电池铅回收的方法
30、废旧电池热解气化焚烧处理设备及其处理方法
31、废旧电池综合处理中锌和二氧化锰分离、提纯方法
32、废旧电池综合利用处理工艺
33、废旧干电池的碱性浸出
34、废旧干电池回收处理装置
35、废旧锂离子电池的回收处理方法
36、废旧锂离子二次电池正极材料的再生方法
37、废旧手机电池综合回收处理工艺
38、废旧蓄电池绿色提铅方法
39、废旧蓄电池铅清洁回收方法
40、废旧蓄电池铅清洁回收技术
41、废铅酸蓄电池生产再生铅、红丹和硝酸铅
42、废铅蓄电池回收铅技术
43、废铅蓄电池泥渣的还原转化方法
44、废铅蓄电池熔炼再生炉
45、废蓄电池含铅物料反射炉连续熔炼
46、废蓄电池含铅物料反射炉连续熔炼的方法
47、镉镍电池废渣废液的治理及利用
48、含汞废电池的综合回收利用方法
49、含汞废干电池的综合回收利用方法
50、化学电源电池的原料及循环再生利用技术
51、还原蒸馏回收镉的方法及其装置
52、回收电池、特别是干电池的方法
53、回收密封型电池的部件的方法和设备
54、碱性电池用的锌粉
55、碱性电池用高比能无汞合金锌粉和其制备方法及其所用装置
56、碱性锌锰电池用无汞无隔锌粉及其生产方法
57、金属—空气电池的废料回收装置
58、浸出法回收干电池
59、净化处理废旧电池或含汞污泥的组合物及其处理方法
60、垃圾处理厂废电池及重金属分选机械手
61、垃圾废电池及重金属分选装置
62、锂电池工业废气处理中n-甲基吡咯烷酮的回收工艺
63、锂离子二次电池正极边角料及残片回收方法
64、锂离子二次电池正极残料的回收方法
65、利用废干电池制备锰锌铁氧体颗粒料和混合碳酸盐的方法
66、利用废旧锌锰干电池生产金属化合物的方法
67、镍镉废电池的综合回收利用方法
68、镍镉蓄电池用氧化镉粉末的制造方法
69、镍氢二次电池正负极残料的回收方法
70、铅酸蓄电池回生源及生产方法
71、铅酸蓄电池失效的再生技术
72、去除废铅蓄电池极板中硫酸根的方法
73、失效镍氢二次电池负极合金粉的再生方法
74、水泥熟料煅烧处理废干电池技术方法
75、锌—二氧化锰原电池电解液快速处理工艺
76、蓄电池废极板再生多性剂及处理工艺
77、蓄电池脱硫剂再生方法
78、一种掺杂改性的锂二氧化锰电池用电解二氧化锰
79、一种从废蓄电池回收铅的方法
80、一种废电池资源化处理方法
81、一种废旧干电池的破碎装置
82、一种废蓄电池无污染反射炉熔炼方法
83、一种火法精练精铅的方法
84、一种蓄电池脱硫剂的再生方法
85、一种用于锂电池的改进的二氧化锰
86、以废旧电池为原料生产污水处理剂的方法
87、以废蓄电池渣泥生产活性铅粉的方法
88、用废旧碱性二氧化锰电池制备锰锌铁氧体的方法
89、用废旧锌锰电池制备锰锌铁氧体的方法
90、用离子筛从废旧锂离子电池中分离回收锂的方法
91、用于镍和镉回收的装置和方法
92、由废旧锌锰电池制备铁氧体的方法
93、在中性介质中用电解还原回收废蓄电池中的铅方法
94、自废锌锰干电池中回收硫酸锰、二氧化锰、石墨、复用石墨电极及其专用设备
化学电池的回收途径、方法.
废电池回收方法汇总
1. 废镍氢电池
1.1 失效负极合金粉的回收处理
将失效MH/Ni电池外壳剥开,从电池芯中分选出负极片,用超声波震荡和其它物理方法,得到失效负极粉,再经化学处理得到处理后的负极粉,将此负极粉压片,在非自耗真空电弧炉中反复熔炼3~4次。除去熔炼铸锭表面的氧化层,将其破碎,混合均匀后,用ICP方法测其混合稀土、镍、钴、锰、铝各元素的百分含量,根据储氢合金元素流失的不同,以镍元素的含量为基准,补充其它必要元素,再进行冶炼,最终得到性能优良的回收合金。
1.2 失效MH/Ni电池负极合金的回收
将失效负极粉采用化学处理的方法,利用处理液对合金表面的浸蚀,破坏合金表面的氧化物,但又要使合金中未氧化的其它元素及导电剂受到的浸蚀影响降至最小。采用0 5mol•L-1的醋酸溶液,将失效合金粉在室温下处理0.5h,再用蒸馏水洗涤、真空条件下干燥。结果看出,AB5型储氢合金的主体结构没有变,仍属于CaCu5型六方结构,但负极粉中Al(OH)3和La(OH)3的杂相基本完全消失,说明这些氧化物经化学处理后,表面的氧化物几乎完全被溶解掉。将化学处理后的失效负极粉与制作电池用的原合金粉以及未经化学处理的失效合金粉,做充放电性能对比,经过化学处理的失效负极粉的放电比容量比未经化学处理的失效负极粉高23mAh•g-1,说明经过化学处理以后,由于表面氧化物被大部分除去,使失效负极粉中储氢合金的有效成分增加。XPS测试结果表明,负极粉表面镍原子的浓度由化学处理前的6.79%升高到9.30%,这说明经过化学处理以后,合金的表面形成了具有较高电催化活性的富镍层,这不但提高了储氢电极的电催化活性,而且也提供了氢原子的扩散途径,因而使电极的放电性能提高。但经过化学处理的失效负极粉与制作电池用的原合金粉相比较,放电比容量仍低90mAh•g-1,一方面可能是由于合金的氧化不仅仅是局限于表面,也可能会深入到合金的内部,化学处理仅仅是将表面的氧化物除去,颗粒内部的深层氧化并没有被完全除去;另一方面可能是由于合金的粉化使比表面积增大,使合金与O2反应以及受电解液的腐蚀更加容易,两方面原因共同作用导致合金的放电性能下降。所以,仅仅通过化学处理的方法并不能使失效负极恢复功能,还需进行熔炼处理。
将上述经过化学处理的负极粉,于非自耗电弧炉中进行第一次冶炼。将所得合金铸锭抛光,去除表面杂质后,分析各元素含量,结果可以看出合金中的元素含量偏离原合金,镍含量远大于原合金粉中的镍含量,这是因为在制作电极的过程中加入镍粉做导电剂,为了有效的利用它,以它为基准,调整其它元素的含量使其符合组成为MmNi3.5Co0.7Mn0.4Al0.3的各元素的配比,进行第二次冶炼。冶炼后,将得到的合金铸锭破碎,研磨后,测其结构,为CaCu5型,没有其它杂相生成。
将回收的合金粉做充放电性能测试,可以看出,回收合金粉的放电容量比失效负极粉高约100mAh•g-1,与原合金粉的放电容量相比基本相同,并且回收合金粉的放电平台压比原合金粉的放电平台压高约20mV左右,这可能是由于合金回收的过程中经过数次熔炼,使合金的成分和微观结构得到了改善的原因。
参考文献MH/Ni电池用稀土系储氢合金的失效及回收研究 王荣,阎杰 ,周震,周作祥,邓斌,高学平 中国稀土学报,2002年4月
2. 废锂离子二次电池
采用碱溶解→酸浸出→P204萃取净化→P507萃取分离钴、锂→反萃回收硫酸钴和萃余液沉积回收碳酸锂的工艺流程,从废旧锂离子二次电池中回收钴和锂。实验结果表明:碱溶解可预先除去约90%的铝,H2SO4+H2O2体系浸出钴的回收率达到99%以上;P204萃取净化后,杂质含量为Al3.5mg/L、Fe0.5mg/L、Zn0.6mg/L、Mn2.3mg/L、Ca<0.1mg/L;用P507萃取分离钴和锂,在pH为5.5时,分离因子βCo/Li可高达1×105;95℃以上用饱和碳酸钠沉积碳酸锂,所得碳酸锂可达零级产品要求,一次沉锂率为76.5%。
锂离子二次电池由外壳和内部电芯组成,外壳为不锈钢、镀镍金属钢壳或塑料外壳;电池的内部电芯为卷式结构,主要由正极,负极,隔离膜,电解液组成。一般电池的正极材料由约90%钴酸锂活性物质,7%~8%乙炔黑导电剂和3%~4%有机粘和剂,均匀混合后涂抹于厚度约20μm铝箔集流体上;电池的负极由约90%负极活性物质碳素材料,4%~5%乙炔黑导电剂和6%~7%粘和剂均匀混合后涂抹在厚度为15μm铜箔集流体上。正负极的厚度约0.18~0.20mm,中间用厚度约10μm隔离膜隔开,隔离膜一般用聚乙烯或聚丙烯膜,电解液为六氟磷酸锂的有机碳酸酯溶液。将废旧锂离子二次电池除去包装及外壳,取出电芯,分离出正极材料。
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