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干电池中的二氧化猛不是正极材料也不是电解质,而是一种去极化剂。干电池中的碳棒是正极材料 ,负极是锌筒,电解质是氯化铵,氯化锌的水溶液 。
干电池属于化学电源中的原电池 ,是一种一次性电池。因为这种化学电源装置其电解质是一种不能流动的糊状物,所以叫做干电池,这是相对于具有可流动电解质的电池说的。
日常使用的干电池是一种锌锰电池 ,也叫碳锌电池 。?
它的构造是:负极为锌做的圆筒,做成筒状的目的是用来储存电解液等化学药品。正极是一根碳棒,它的周围被二氧化锰、碳粉和氯化铵的混合剂所包围 ,总称为“碳包 ”。碳包和锌筒之间充填着氯化铵、氯化锌的水溶液和淀粉等组成的糊状物,称为电糊 。电池口上用沥青 、松香等配成的封口剂封牢。?
干电池的锌筒、碳包和氯化铵溶液的作用,分别相当于伏打电池的锌片、铜片和稀硫酸溶液。干电池工作时,锌和氯化铵发生变化 ,产生氢气,附着在碳棒上面 。由于氢的电阻很大,电池工作时 ,在电极附近产生相当大的电压降,使路端电压降低(这种现象称作“极化”)。所以在干电池中加入二氧化锰作为“去极化剂”。二氧化锰是不良导体,如果用得太多 ,电池的内电阻就要增大,用得太少,去极化作用太慢 。为了解决这个问题 ,通常就加入了一些导电本领较好的碳粉,它的作用主要是导电,其次是吸收反应过程中生成的部分气体。?
电糊中的主要成分是氯化铵 ,它相当于伏打电池的稀硫酸溶液。电糊中的氯化锌的作用是增加溶液中的锌离子浓度,缓和氯化铵对锌筒的腐蚀,延长电池的使用时间。?
封口的目的是防止电池内部的水分散发和外部水分侵入,避免电液外流 ,使干电池便于携带,以及防止碳包和锌筒短路
干电池中含有哪些物质?
是糊状物氯化铵,而不是淀粉糊 。。。氯化铵可以分解成气体,因此能蒸发到无气体去掉 。
处理的是锌-锰碱性干电池 ,该电池负极为电池流体的锌电极,正极是能被MnO2包围着的石墨电极,电解质是糊状物氯化铵。在使用过程中 ,锌皮被不断的消耗,MnO2起氧化作用,糊状氯化铵作为电解质没有被消耗 ,碳粉是填料,处理回收的废电池可以获得多种物质,如;锌 、汞、MnO2、氯化铵和碳粉等.
下面是操作过程:
取1号废锌锰电池一只 ,剥去电池外层包装纸,用螺丝刀撬去盖顶,用小刀挖去盖下面的沥青层,即可用钳子慢慢拔出碳棒(连同铜冒)。用剪刀把废电池外壳剥开 ,即可取出黑色物质;它为MnO2 、氯化铵、ZnCl2、碳粉等的混合物质 。废电池表面剥下锌壳,可能粘有氯化锌氯化铵及二氧化锰等杂质,应先用水刷洗除去 ,(这些也要转移到黑色粉末中过滤液体中)。
把废干电池分解为三个部份:
第一部份:黑色物质的滤渣(包含有MnO2 、碳粉、等混合物质)
第二部份:黑色物质的滤液(包含有氯化铵、ZnCl2)
第三部份:废干电池的外壳——锌片
3.2.2 黑色物质的滤渣:
①提取MnO2
将滤渣用水冲洗2—3次放入蒸发皿中,先用小火烘干,称重 ,再搅拌下用强火灼烧,以除去其中的碳粉和少量有机物,到不冒火星时 ,再灼烧5—10分钟,冷却后即得MnO2称量。利用差量法就可计算得到碳粉在黑色粉末中的含量 。
3.2.3 黑色物质的滤液
①提取氯化铵
称取黑色混合物放入烧杯,加入蒸馏水 ,搅拌,加热溶解,抽滤,滤液用以提取氯化铵 ,滤渣留用,以制备MnO2及锰的化合物。把滤液放入蒸发皿,加热蒸发 ,至滤液中有晶体出现时,改用小火加热,并不断搅拌(以防止局部过热导致氯化铵分解而且在温度过高时氯化铵也会分解)。待蒸发皿中只留有少量母液时 ,停止加热,冷却后即得氯化铵固体,用滤纸吸干 ,称量 。用酸碱滴定法测定产品中氯化铵的含量。而氯化铵结晶转移后烧杯中还剩有少量的母液,将这少量的母液转移到蒸发皿中或者小烧杯中继续水浴加热蒸发结晶。
电池主要含铁 、锌、锰等,此外还含有微量的汞。汞的挥发温度低 ,是一种毒性较
大的重金属 。很多地方的土壤中也含有微量的汞,汞矿所在地土壤的背景值较高。在汞
矿开采、提炼、含汞产品加工过程中,如密闭措施不够完备,释放到空气中的汞(蒸气
)对操作人员健康影响很大。此外 ,汞法烧碱 、汞法醋酸、汞法聚氯乙烯、汞法炼金 、
高汞铅锌矿采选等行业排放大量的含汞废水 。有的企业一年就向下游排放十几吨汞。日
本的水俣病就是化工企业几十年向一条河流排放大量含汞废水,下游水系中汞逐渐累积
造成的。正因为如此,发达国家比较早地开始研发无汞工艺和无汞产品 。从用汞大户开
始 ,逐步削减汞的消耗量。目前,发达国家淘汰了汞法烧碱、汞法醋酸、汞法聚氯乙烯
等耗汞工艺,汞的消耗量已经很低。
电池中虽然含有汞 ,但由于是添加剂,其含量很少 。即便是高汞电池,含汞量一般
也在电池重量的千分之一以内。国内电池行业全年用汞量(十几吨)大体上与一个汞法
聚氯乙烯 、汞法炼金、高汞铅锌矿采选的一个企业年排放废水中的含汞量相当。此外 ,
由于电池消费区域大,含汞废电池进入生活垃圾处理系统以后,对环境的影响比前述化
工企业排放含汞废水所造成的影响要小得多 ,客观上不可能造成水俣病之类的损害 。国
内外均无废电池造成严重污染的报道或科研资料。日本福冈大学作了连续15年的研究,
表明含汞电池随生活垃圾填埋是可以的。国内一些媒体有关废电池污染的报道只有结论
,缺乏科学实验基础,对群众造成了误导。当然 ,含汞废电池毕竟对环境有负面影响(
哪怕是轻微的) 。因此,发达国家较早就控制电池中的含汞量,提倡开发有利于环境保
护的安全电池系列产品 ,禁止生产汞含量大于电池重量0.025%的电池。20世纪90年代初
主要发达国家都实现了电池的无汞化(含汞量在0.0001%以下)。
有报道笼统地说,电池含有汞、镉 、铅、砷等物质,这是不准确的 。事实上 ,群众
日常使用的普通干电池生产过程中不需添加镉、铅 、砷等物质。
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