关于作者

李皓,环境科普志愿者,“中科院老科学家科普演讲团”成员。 1982年毕业于四川大学生物系生物化学专业。1983年至1986年先后在西南农业大学土壤化学系、中国科学院成都生物研究所生化室工作。1986年至1994年在德国弗朗霍夫(Fraunhofer)研究院汉诺威毒理研究所从事免疫生物学研究,1994年获得德国汉诺威大学自然科学博士学位。1995年回国到北京医科大学免疫系做博士后,研究中草药成分的免疫调节作用。出于对当时中国环境状况的极度忧虑,1996年辞职走向社会成为环境科普志愿者。1997年至2007年主要从事引进和翻译国际环境教育影视片的工作。2000年至2004年为国家环保总局环境使者。2008年成为“中科院老科学家科普演讲团”成员。

德国废电池回收法规与运作模式

李皓
2013年05月16日

关键词:废电池回收法规;回收服务网;电池类型;废电池数量;含污染物的电池;电池中的可提取物;分选废电池的方法;废电池的回收工艺;汽车和发动机电池的回收

资料源:德国环境保护部

翻?译:李皓

正文

新的法规状况:

1998年4月,德国开始强制性执行新的废电池回收处理法规。法规要求所有的电池生产厂家必须对他们的产品承担全部回收的责任。要实现这一要求,需要一个新建的回收体系,而这个体系要在与废物的回收利用原则保持一致的情况下,使用新的废电池投放方法。
在出售电池的柜台必须提供废电池投放设施的要求不变的同时,公共废物回收服务网也必须以免费的方式收集废电池。各类设施上的电池也应当被零售商和公共废物回收服务部网免费收集。消费者必须将所有类型的电池(无论型号、生产厂家和出售商)全部交给回收部门。新的电池法令对所有的设施电池、汽车电池提供了一个共同的回收系统,相关的制造者对他们的产品承担责任。

电池的共同回收系统:

许多电池生产者已经联合建立起一个共同回收系统,这个系统的总部在汉堡(GRS)。1998年10月1日,这个系统开始委托废物回收公司从零售商和公共废物回收服务网那里收集废电池,通过分布于德国各地的分选设施对废电池进行分选,然后将特定类型的废电池送往最终处理的公司。这一体系将以竞标、签合同的方式实施。

电池的类型和数量:

如果消费者完全尽到自己的责任,而回收系统的作用发挥到所预料的程度,德国每年能回收到的干电池应当达到9亿只,所获的电池原料可达约3万吨。
在德国,单独出售和与设备一同出售的电池种类很多样。它们可以根据所使用的电化学系统和它们的可充电性而分类,划为以下类型:

1:各类电池在德国的流量


电池类别 形状 ?成分 德国数量(百万只) 废电池总量的百分比
简单电池 圆柱型 碱锰 358 79%
锌碳 315
纽扣电池 锌-汞 74 8.7%
氧化银
碱锰
锌-氧
蓄电池 园柱型 镍-镉 56* 7%
镍-氢 35* 4%
纽扣型 镍-镉 10.2 1.2%
镍-氢
总数 约850 百万只** 100%
(资料来源:电池协会,汉诺威, 1998年)
* 约有6-8百万镍镉NiCd(加上NiMH)充电电池随着出售的电器来到德国市场上。
** 包括固定性充电电池
在迄今为止的电池处理中,含有污染物的电池(尤其是纽扣电池、小型铅电池,或镍-镉充电电池)得到了成分提取,而其它的电池成分或进入有害废物填埋场,或进入地下的存放地。在电池回收厂中,能够进行提取化学成分的电池有镍-镉充电电池和一些纽扣电池。
为了从回收来的混合型废电池中获得达到足够纯度的工业原料,也就是说使回收成为可能,各种类型的废电池必须进行分类。过去由于从废电池混合物中提取纯物质在成本、废物、能源等方面的要求很高,因此,这方面的工作没有在德国境内进一步开展。

分选废电池的多种方法:

目前的分选主要依赖手工。将来,新的自动化分选设备将以商业化规模得到应用。不过,即使自动化分选也需要先经过手工劳动,以去除混合物中的外源性物质(温度计、汽车电池、工业电池,等等)。这之后,电池按照大小被分开,然后,按照它们电化学系统分类。筛子用于分选大小,磁场辨别法、紫外辨别法、或光辨别法被用于分选电池的系统类别。应当设计图示清楚的标志,使废电池能够在投放时自动进入正确的收集箱中。
不同的分选程序会产生不同纯度级别的被分离组分。纯度强烈地依赖于电池混合物的清洁状况(比如:与清洁而未受腐蚀的废电池原料相比,受到强烈腐蚀的电池在分选时产生效果要差得多)。至于什么样的电池组分和有多少组分需要分选决定于分选技术、废电池混合物的质量、回收利用过程对纯度的要求等。废电池混合物必须因不同的回收利用过程而进行不同程度的分选。

回收利用工艺:

对于分选后的废电池的回收利用途径主要应集中在获取金属原料上,比如:镉、铅、汞、银、铁和铜。废电池要么可以直接进入二级熔融过程回收(比如:汽车电池和小型铅蓄电池),要么它们可以先经过一系列处理,以便分离出汞、镉和其它成分。
用电解方法来分离金属已被证实是不可行的。热锻法(比如:通过轧钢机)被证明要好得多,所得到的组分可以进入二级熔融。
根据目前的知识,废电池的分离物将是以下组分,按可能的回收工艺列出:

2 不同类型电池的回收途径和相关问题


电池类型

可能的回收途径

目前的处理问题

锌-碳和碱锰带有紫外识别标记的电池能够辨别含汞和不含汞 炉渣回收法炼锌,但必须要除尽汞之后 目前回收的电池中汞含量太高,从中分离汞在经济无可行性。部分还只能短期集中存放于有害废物存放地
小型铅电池 二级铅熔融 对于清洁的组分,回收较简单
镍-镉电池 真空蒸馏法 能够回收镍、镉、铁对于清洁的组分,回收较简单低-排放,省能源的工厂在德国就有
镍-氢电池 在前期加工后,金属可作为二次原料回收 处理过程仍处于试验阶段
回收途径尚未试验。锂高度活跃,首先必须使其失活。研究正在进行。 目前锂电池存放于地下贮存处。
含汞纽扣电池 真空蒸馏来分离汞,获得金属 按类型分选纽扣电池
银氧-纽扣电池 提取银 目前无可能性
氧化锌 炉渣回收法炼锌


为了通过二级熔融法来回收电池成分,电池类型的分选必须准确。因为外源金属(镉、汞和/或铜)常常存在于废电池中,而只有当这些外源金属的含量小到可以忽略不计的时候,才能实施熔融法。因此,分类后的废电池常常必须经过一个前处理,以便分离出那些可能干扰回收的成分。但对前处理的过程要求越多,由回收利用带来的对环境压力的减小就越难,因为增加的处理步骤会增加能源的消耗。
在废电池中占最大比例的锌-碳和碱-锰电池的问题在于它们的汞含量达到了100ppm(一吨分选出的废电池所含的汞量可高达100克)。对于金属回收工业来说(比如轧钢厂或电弧炉),锌-碳和碱锰电池所含的汞量必须低于5ppm。为了减少汞含量,欧共体目前正在制定一种新的电池标准,以便将家用电池中的汞含量从现在允许的250ppm减少至几乎为零。在欧共体的标准从1999年成为对生产厂家的要求之后,2003之后所收集的废电池中汞将几乎不存在,而回收工艺将变得无论从环境还是从经济的角度讲都有很好的可行性。而在此只前,大量的废电池只能集中存放于有害废物存放地。
在瑞士、法国和瑞典有回收干电池的设施。而在德国只有少数能够回收干电池的工厂。这包括位于慕尼黑的Accurec Deutschland工厂,由联邦政府环境部提供补贴。镍-镉充电电池以热真空工艺进行回收利用,消耗的能源少,产生的排放低。
Accurec计划改进现有的回收镍-镉充电电池的技术,以便用于回收镍-氢电池和锂电池。

汽车和发动机电池:

新颁布的电池回收法令对汽车电池的回收没有做新的规定。因为在任何汽车修理场的电池充电处,旧电池都得到了很好的回收。然而,为了把这一回收的模式推广至所有类型的电池,消费者必须在买新电池时交纳15马克(约8美元)的押金(如果他们同时交回旧电池,则免除)。押金在消费者交回旧电池时退回。
随着过去那种由电池制造企业自愿回收行为的改变,现在将由电池生产企业或零售业指定的电池处理公司来收集发动机电池。同样的模式将应用于公共收集点(回收院或流动污染物回收车),这些设施都有义务回收废电池。回收点也有责任免费接受废旧汽车电池。来自电池中的铅将在二级铅熔融工艺中进行回收,所产生的铅主要用于制造新的电池。

结论:

随着这一实用于所有废电池的回收法令的执行,电池生产企业首次对自己的产品开始有了明确的责任。为了达到将所有有害成分从生活垃圾清除掉的目的,消费者承担的必须归还废旧电池的责任与提高处理废电池技术具有同等重要的意义。继续研究和开发废电池回收和资源利用的途径将会增加电池生产企业的对产品原料循环的责任感,也会增加消费者对使用电池的责任心。
(2003年6月提交给《人民日报》记者)