废旧干电池的综合利用及产品分析.docVIP

基础化学实验 --废干电池的综合利用 学号：201104062061 班级：应用化工技术11-2 姓名：韩斐 一、实验目的 1、熟悉无机物的实验室制备、提纯、分析等方法与技能。 2、分析废干电池黑色粉体中二氧化锰、氯化锌、氯化铵、二氯化锰、碳粉的含量并分析锌片纯度。 3、利用黑色粉体制备二氧化锰、氯化铵，用废锌片制备七水硫酸锌。 4、分析氯化铵、二氧化锰、七水硫酸锌的产率和纯度。 二、实验意义 电池给人们的生活带来很大方便，如果不合理回收，不仅造成资源浪费，也会给环境造成严重污染。.但这些干电池用完后,一般被当作垃圾仍掉,这不仅浪费了宝贵的金属资源,而且对环境造成严重的污染,破坏生态环境危害人类的身体健康.然而,对于这样的浪费和污染在我国大农村地区,人们还没意识到这样的危害,许多人竟然把它扔进农家肥堆当作农家肥，据报道，我国干电池生产年消耗锌接近25万吨，约为年锌总产量的15%左右，其资源价值十分可观。另外，信息产业的高速发展，产生了大量的电子废弃物，仅全国手机和免提电话每年淘汰的废电池就达千吨之多。其中大量的废镍镉电池、锂电池回收利用价值很大。 三、废干电池回收与利用实验验收指标 1. 回收的二氧化锰产率与质量； 2.锌片（洗净，干重）中锌含量； 3. 制得的氯化铵、七水硫酸锌产品中氯化铵、七水硫酸锌的含量； 4. 废干电池黑色粉体（干重）中氯化锌、氯化铵、二氯化锰的含量； 5. 制得的氯化铵、七水硫酸锌产品的质量； 6.分析氯化铵、二氧化锰、七水硫酸锌的产率和纯度。 四、实验原理： 锌锰电池的构造 图 1 锌 - 锰电池构造图 1- 火漆； 2- 黄铜帽； 3- 石墨； 4- 锌筒； 5- 去极剂；6- 电解液 + 淀粉； 7- 厚纸壳→Zn(NH3)Cl2+2MnOOH. 在使用过程中，锌皮消耗最多，二氧化锰只起氧化作用，氯化铵做为电解质没有消耗，碳粉为填料，电池里黑色物质为二氧化锰，碳粉，氯化铵，氯化锌，氯化锰的混合物，使其混合物溶于水，滤液为NH4Cl,ZnCl2,MnCl2,混合物，滤渣为二氧化猛、碳粉及其它少数有机物，加热可除去碳粉和其他少数有机物，加酸溶解可分离出碳粉。 锌皮可以与H2SO4反应： Zn+H2SO4= ZnSO4+H2 将溶液用NaOH调节PH=8使Zn2+完全沉淀，以达沉淀最大量，再加入稀硫酸，控制PH=4，此时Zn(OH)2溶解,最后将滤液酸化，蒸发浓缩，结晶， 即得ZnSO4·7H2O。 ZnSO4+2NaOH=Zn(OH)2+Na2SO4 ZnSO4+7H2O=ZnSO4.7H2O 依靠 NH4Cl和ZnCl2混合溶液溶解度不同，可以从中回收NH4Cl。 NH4Cl和ZnCl2各温度下的溶解度： 温度/K 273 283 293 303 313 333 353 363 373 氯化铵 29.4 33.2 37.2 31.4 45.8 55.3 65.6 71.2 77.3 氯化锌 342 363 359 437 452 488 541 581 614 NH4Cl在100 摄氏度挥发，338 摄氏度开始分解，350摄氏度升华。利用氯化铵溶解度的特点，通过反复抽提来提纯产品纯度。 氯化铵与甲醛作用生成六亚甲基四胺和盐酸，后者用NaOH标准液滴定，便可求出产品中NH4Cl的含量， 反应式为： 4NH4Cl+6HCHO→(CH2)6N4+4HCl+6H2O 测定结果可以按下式计算： W(氯化铵)= *100% 在二氧化锰产品中加入一定过量草酸，及在硫酸的作用下沸水浴中溶解，用高锰酸钾滴定多余的草酸到终点为粉红色，即可间接测定二氧化锰含量。反应式为： MnO2+H2C2O4+H+→Mn2++CO2↑+4H2O 2MnO4-+5H2C2O4+6H+→2Mn2++10CO2↑+8H2O 本实验流程如图： 纸等杂物 滤液 氯化锰、氯化锌、氯化铵 过滤 废电池 黑色粉体 滤渣 二氧化锰、碳粉 锌皮 硫酸锌 七水硫酸锌 五、实验仪器和药品： 仪器：天平，电子天平，50ml、100ml、200ml、300ml、500ml