臺灣博碩士論文加值系統

本研究主要是針對含廢錳鋅乾電池中之含錳鋅黑色物質進行資源回收之研究，本研究工作內容包括含錳鋅黑色物質成分分析、硫酸浸漬溶蝕、含錳鋅黑色物質中錳、鋅予以純化沉澱與晶析純化回收。
本研究成果顯示，含錳鋅黑色物質中其含錳、鋅、鐵之金屬全含量分別為23.4%、23.35%、0.68%，另含錳鋅黑色物質水分約為0.44%、灰分約為100%、可燃分約為-2.43%，含錳鋅黑色物質中之鋅可以硫酸將其100%予以浸漬回收，但亦同時會溶出部分之錳，此含鋅浸漬液加入高錳酸鉀1倍理論添加量下，可將浸漬液中之錳100%予以沉澱，而過濾後所得之濾液即為本研究最佳含鋅濾液，該濾液置於燒杯並加熱至水份蒸發，可產生硫酸鋅結晶，其純度可達99％以上。另經最佳之鋅金屬硫酸浸漬溶蝕操作條件後，可得到含錳殘渣，該殘渣經800℃焙燒後，其錳之浸漬回收率較未經800 ℃焙燒之錳浸漬回收效果佳。此800℃焙燒後含錳殘渣中之錳可以硫酸將其100%予以浸漬回收後，可得含錳浸漬液，此浸漬液經氫氧化鈉分批調整之pH，可將含錳浸漬液中之鋅、鐵予以沉澱回收，而過濾後所得之濾液即為本研究最佳含錳濾液，此最佳含錳浸漬液加入10倍理論添加量之過飽和碳酸鈉，可產生碳酸錳沉澱產品沉澱，其純度可達95%以上。

The main purpose of this study is to recycle waste manganese and zinc from the black substance of electrodes of spent batteries. The research works adopted in this study include component analysis, sulfuric acid leaching, precipitation, crystallization and the separation of manganese and zinc.
The results of this study indicate that the collected black substance contains manganese, zinc and iron of 23.4%, 23.35% and 0.68% respectively. Sulfuric acid can be used to leach 100% of zinc with small amounts of manganese impurity from the black substance. This zinc dipping solution was added to potassium permanganate, this solution contained magansese which was leached to precicpitate 100% manganese. At 8000C roasting, magansese residue can be obtained from the best zinc sulfate impregnated solution. In addition, this gave a better recovery effect of 100%.
Sodium hydroxide was used to adjust the pH of the manganese impregnatin solution to recover, by means of precipitation, zinc and iron. After filtration the solution contained a pure source of manganese. This impregnation solution is preferred due to the absence of zinc and iron impurities to yield high purity manganese. The saturation of this best impregnation solution with sodium carbonate generated a precipitate, identified by Scanning Electron Microsroscopy and Electron Dispersive Spectroscopy (SEM-EDS), to be manganese carbonate.

目錄

封面內頁
簽名頁
中文摘要 iii
ABSTRACT iv
致謝 v
目錄 vi
圖目錄 ix
表目錄 xii

第一章 緒論 1
1.1前言 1
1.2研究目的 3
第二章 文獻回顧 5
2.1 錳鋅電池之介紹 6
2.1.1錳鋅電池特性 7
2.1.2錳鋅電池之製作 7
2.2 錳鋅電池中有價金屬與其化合物之性質 8
2.2.1 鋅與其化合物 8
2.2.2 錳與其化合物 9
2.3 錳、鋅相關回收及處理 10
2.3.1錳相關回收及處理 11
2.3.2鋅相關回收及處理 11
2.4 濕式冶煉法之介紹 11
2.4.1前處理 12
2.4.2浸漬溶蝕 13
2.4.3固液分離 14
2.4.4 純化 14
2.4.5 回收 16
第三章 研究方法與設備……………………………………………26
3.1廢乾電池中含錳鋅黑色物質成分分析 26
3.1.1水分、灰分與可燃分分析 27
3.1.2廢乾電池中含錳鋅黑色物質全含量分析 28
3.2廢乾電池中含錳鋅黑色物質過篩之研究 30
3.3硫酸浸漬溶蝕 30
3.4純化回收 31
3.4.1酸鹼值調整 32
3.4.2沉澱 32
3.4.3晶析法 32
第四章 研究成果與討論……………………………………………38
4.1廢乾電池中含錳鋅黑色物質樣品收集與性質分析 38
4.1.1含錳鋅黑色物質各粒徑篩層分析結果 39
4.1.2含錳鋅黑色物質各篩層全含量分析結果 39
4.1.3水分、灰分、可然分分析 40
4.2鋅之浸漬溶蝕 41
4.2.1硫酸濃度、浸漬時間因子之探討 41
4.2.2各篩層金屬回收率、改變浸漬時間 43
4.2.3改變固液比、時間 45
4.3錳之浸漬溶蝕 47
4.3.1改變固液比、時間、溫度 47
4.3.2樣品800℃焙燒前處理 49
4.3.3改變固液比、時間 51
4.4純化之結果討論 53
4.4.1含錳鋅浸漬液之除錳 53
4.4.2除錳後含鋅之浸漬液晶析 55
4.4.3含錳浸漬液之除鐵與除鋅 55
4.4.4除鐵與除鋅後含錳之浸漬液沉澱純化 57
4.4.5除鐵與除鋅後含錳之浸漬液晶析 58
第五章 結論與建議………………………………………………100
5.1結論 100
5.2建議 102
參考文獻 103

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