废旧钠硫电池是指经过一段时间服役后,电池性能已经不能满足使用要求的钠硫电池。
钠硫电池由活性物质金属钠、硫磺、多硫化钠,金属部件极耳、外壳、储钠管,陶瓷电解质,以及用作绝缘和密封的陶瓷和玻璃组成。废旧电池内部金属钠、硫磺和多硫化钠的量与电池退出服役时的所处的状态有关:
1、已知电池退出服役时的状态
电池退出服役前进行完全放电处理,这样可以使电池内部高活性的金属钠和硫磺大部分转化为低活性的多硫化钠,提高废旧电池处理过程的性。
2、未知电池退出服役时的状态
在处理前可先对电池进行升温完全放电处理,以降低电池内部金属钠和硫磺的量。废旧电池内部的金属部件材质一般为铝合金和不锈钢,均可回收再利用。而陶瓷电解质及陶瓷和玻璃可破碎后用作建筑材料。
各材料的回收:
1、金属材料
通过机械切割将电池外壳和极耳从电池上剥离,在电池口部、底部和外壳上分别进行切割。电池外壳和极耳为铝合金材料,通过金属冶炼工厂进行精炼,这些金属材料可循环利用于钠硫电池生产。
2、多硫化钠、硫及碳毡
将含有多硫化钠和硫磺的正极碳毡与电池分离,分离过程应注意不要损坏陶瓷管电解质,防止金属钠与空气直接接触,确保分离过程人员和设备。
含有多硫化钠和硫磺的碳毡放入塑料桶中,加入适量水浸泡,当碳毡软化并且其中的多硫化钠全部溶解到水中时,取出碳毡挤掉其中的多硫化钠水溶液。浸泡碳毡用的溶液可多次利用直到其不能够溶解碳毡中的多硫化钠,这时多硫化钠水溶液已经饱和,需要更换新的水溶液。饱和多硫化钠溶液目前主要有两方面用途:生产多硫化钠产品的化学试剂公司回收提纯多硫化钠试剂,以及在制革工业用作原皮的脱毛剂。
废弃碳毡中含有少量硫磺,需要交给具有相关资质的固体废弃物厂家进行焚烧处理。
3、金属钠
金属钠的回收处理有两种方法。方法一:将含有金属钠的陶瓷管放入约120℃的石蜡油中,当金属钠融化后将陶瓷管和储钠管取出,陶瓷管放入高温焚烧炉中焚烧去除残留金属钠。石蜡油中收集的金属钠冷却后提纯,之后可继续用于钠硫电池生产。方法二:将含有金属钠的陶瓷管直接放入高温焚烧炉中焚烧去除残留金属钠,焚烧过程会产生大量白色烟雾,该白色烟雾为氧化钠颗粒,可通过水溶液进行吸收,吸收溶液为氢氧化钠水溶液,再提纯氢氧化钠试剂。
4、陶瓷和玻璃
经过高温焚烧处理后,将陶瓷管、陶瓷环和玻璃破碎,破碎后的材料可用于建筑行业。
综上,废旧钠硫电池回收技术全程绿色环保,没有对环境造成污染的废弃物排放。