廢舊鈉硫電池是指經過一段時間服役后,電池性能已經不能滿足使用要求的鈉硫電池。
鈉硫電池由活性物質金屬鈉、硫磺、多硫化鈉,金屬部件極耳、外殼、儲鈉管,陶瓷電解質,以及用作絕緣和密封的陶瓷和玻璃組成。廢舊電池內部金屬鈉、硫磺和多硫化鈉的量與電池退出服役時的所處的狀態(tài)有關:
1、已知電池退出服役時的狀態(tài)
電池退出服役前進行完全放電處理,這樣可以使電池內部高活性的金屬鈉和硫磺大部分轉化為低活性的多硫化鈉,提高廢舊電池處理過程的性。
2、未知電池退出服役時的狀態(tài)
在處理前可先對電池進行升溫完全放電處理,以降低電池內部金屬鈉和硫磺的量。廢舊電池內部的金屬部件材質一般為鋁合金和不銹鋼,均可回收再利用。而陶瓷電解質及陶瓷和玻璃可破碎后用作建筑材料。
各材料的回收:
1、金屬材料
通過機械切割將電池外殼和極耳從電池上剝離,在電池口部、底部和外殼上分別進行切割。電池外殼和極耳為鋁合金材料,通過金屬冶煉工廠進行精煉,這些金屬材料可循環(huán)利用于鈉硫電池生產。
2、多硫化鈉、硫及碳氈
將含有多硫化鈉和硫磺的正極碳氈與電池分離,分離過程應注意不要損壞陶瓷管電解質,防止金屬鈉與空氣直接接觸,確保分離過程人員和設備。
含有多硫化鈉和硫磺的碳氈放入塑料桶中,加入適量水浸泡,當碳氈軟化并且其中的多硫化鈉全部溶解到水中時,取出碳氈擠掉其中的多硫化鈉水溶液。浸泡碳氈用的溶液可多次利用直到其不能夠溶解碳氈中的多硫化鈉,這時多硫化鈉水溶液已經飽和,需要更換新的水溶液。飽和多硫化鈉溶液目前主要有兩方面用途:生產多硫化鈉產品的化學試劑公司回收提純多硫化鈉試劑,以及在制革工業(yè)用作原皮的脫毛劑。
廢棄碳氈中含有少量硫磺,需要交給具有相關資質的固體廢棄物廠家進行焚燒處理。
3、金屬鈉
金屬鈉的回收處理有兩種方法。方法一:將含有金屬鈉的陶瓷管放入約120℃的石蠟油中,當金屬鈉融化后將陶瓷管和儲鈉管取出,陶瓷管放入高溫焚燒爐中焚燒去除殘留金屬鈉。石蠟油中收集的金屬鈉冷卻后提純,之后可繼續(xù)用于鈉硫電池生產。方法二:將含有金屬鈉的陶瓷管直接放入高溫焚燒爐中焚燒去除殘留金屬鈉,焚燒過程會產生大量白色煙霧,該白色煙霧為氧化鈉顆粒,可通過水溶液進行吸收,吸收溶液為氫氧化鈉水溶液,再提純氫氧化鈉試劑。
4、陶瓷和玻璃
經過高溫焚燒處理后,將陶瓷管、陶瓷環(huán)和玻璃破碎,破碎后的材料可用于建筑行業(yè)。
綜上,廢舊鈉硫電池回收技術全程綠色環(huán)保,沒有對環(huán)境造成污染的廢棄物排放。