電池回收

 
國 內 目 前 廢 乾 電 池 之 回 收 清 理 工 作 尚 在 起 步 階 段 ， 而 歐 美 日 等 先 進 國 家 對 於 廢 電 池 之 回 收 工 作 已 執 行 多 年 ， 且 不 斷 持 續 檢 討 回 收 體 系 之 成 效 和 研 發 新 的 處 理 技 術 ， 它 們 的 經 驗 足 以 讓 我 們 借 鏡 。 就 目 前 國 內 的 情 況 來 說 ， 除 了 少 部 份 傳 統 的 碳 鋅 乾 電 池 外 ， 其 它 大 部 份 之 乾 電 池 均 自 美 日 等 國 進 口 ， 至 於 廢 乾 電 池 之 回 收 工 作 ， 隨 著 環 保 署 於 87 年 3 月 23 日 公 佈 之 修 正 公 告 而 積 極 展 開 。 此 公 告 中 闡 述 了 ： 「 應 回 收 清 除 、 處 理 之 一 般 廢 棄 物 之 種 類 、 物 品 或 其 包 裝 、 容 器 之 業 者 範 圍 」 ， 其 中 包 括 廢 乾 電 池 中 之 水 銀 電 池 、 氧 化 銀 電 池 、 鹼 錳 電 池 、 鎳 鎘 電 池 等 ， 並 指 定 業 者 應 自 87 年 7 月 1 日 起 開 始 執 行 清 除 、 處 理 之 工 作 。 其 實 目 前 有 一 些 業 者 已 經 在 進 行 廢 乾 電 池 回 收 的 工 作 ， 如 部 份 的 便 利 超 商 備 有 電 池 回 收 桶 可 供 使 用 ， 此 為 混 合 回 收 的 方 式 （ 可 回 收 和 不 可 回 收 之 種 類 混 在 一 塊 兒 ） ， 此 方 式 的 優 點 為 可 增 加 民 眾 參 與 回 收 的 意 願 ， 但 缺 點 就 是 將 來 還 須 負 擔 篩 選 分 類 、 及 處 置 不 可 回 收 類 電 池 之 費 用 。 另 外 ， 若 國 內 設 置 回 收 處 理 廠 ， 依 照 歐 美 國 家 的 經 驗 ， 務 必 要 考 慮 到 以 下 幾 點 因 素 ：

1. 金 屬 含 量 多 寡 ： 唯 有 在 欲 回 收 金 屬 含 量 夠 高 的 情 況 下 才 會 有 經 濟 效 益 。 目 前 氧 化 汞 鈕 釦 型 電 池 中 的 汞 含 量 最 高 ， 但 是 此 類 電 池 之 銷 售 數 量 愈 來 愈 少 。 大 多 數 家 庭 用 的 氧 化 汞 電 池 已 逐 漸 被 氧 化 銀 和 鋅 空 氣 鈕 釦 電 池 所 取 代 ， 這 兩 類 電 池 中 的 汞 含 量 相 對 來 說 就 低 得 多 了 。 事 實 上 ， 數 年 之 後 有 些 電 池 製 造 商 可 能 就 能 夠 製 造 出 不 含 汞 之 鈕 釦 型 電 池 。

2. 取 代 之 難 易 ： 有 些 電 池 是 被 封 死 在 器 材 內 ， 如 此 便 無 法 將 電 池 取 下 回 收 。 大 約 80% 的 鎳 鎘 電 池 就 是 被 封 死 住 的 ， 不 過 越 來 越 多 的 國 家 甚 至 立 法 來 要 求 這 些 器 材 中 的 電 池 下 須 可 容 易 取 下 才 行 ， 此 舉 將 可 使 得 鎳 鎘 電 池 的 回 收 量 增 加 。

3. 分 辨 電 池 的 能 力 ： 清 楚 分 辨 出 各 類 電 池 對 於 消 費 者 來 說 ， 並 不 是 那 麼 容 易 的 事 。 所 有 電 池 中 ， 鈕 釦 型 電 池 是 最 容 易 分 辨 出 的 類 型 。 有 一 些 鎳 鎘 電 池 ， 若 沒 有 清 楚 標 識 ， 則 很 容 易 被 誤 認 為 鹼 性 電 池 ， 因 此 若 干 國 家 已 立 法 要 求 在 器 材 或 電 池 上 標 示 以 便 於 回 收 。

　　各 國 的 處 理 現 況 描 述 如 下 。

一 、 處 理 現 況

1. 美 國

　　以 下 介 紹 美 國 佛 蒙 特 州 、 新 漢 普 夏 州 及 密 蘇 里 州 所 推 動 之 廢 電 池 回 收 計 畫 。

(1) 佛 蒙 特 州 / 新 漢 普 夏 州 ： 自 1987 年 5 月 起 即 開 始 推 動 家 用 電 池 回 收 計 畫 ， 在 這 兩 州 中 二 十 四 個 城 鎮 中 設 有 74 個 回 收 點 ， 大 部 份 的 回 收 點 位 於 經 銷 商 商 店 內 ， 電 池 販 售 處 的 旁 邊 有 回 收 的 標 幟 ， 以 鼓 勵 消 費 者 將 廢 電 池 送 回 。 其 它 的 回 收 點 則 設 於 政 府 機 關 、 車 站 轉 運 點 及 回 收 中 心 。 至 1992 年 4 月 止 共 收 集 了 重 量 超 過 55 噸 的 家 用 電 池 。

(2) 密 蘇 里 州 春 田 市 ： 該 市 於 1988 年 執 行 電 池 回 收 計 畫 ， 不 過 此 計 畫 是 合 併 於 家 用 危 害 性 廢 棄 物 計 畫 之 中 ， 在 23 個 鄉 鎮 區 域 中 計 有 超 過 50 個 珠 寶 商 、 藥 房 、 照 相 館 願 意 參 與 此 計 畫 而 作 為 回 收 點 ， 它 們 的 商 店 名 稱 也 被 蒐 羅 在 回 收 點 名 錄 中 。 此 計 畫 的 特 點 是 在 於 ， 廢 電 池 回 收 或 處 置 的 責 任 是 在 個 別 經 銷 商 身 上 ， 而 並非 是 在 家 用 危 害 性 廢 棄 物 計 畫 。

2. 其 它 國 家

　　其 它 國 家 的 處 理 現 況 ， 目 前 加 拿 大 並 無 處 理 家 用 電 池 之 處 理 設 施 。 而 日 本 則 是 全 世 界 首 先 達 成 乾 電 池 不 使 用 水 銀 的 目 標 ， 可 以 將 乾 電 池 當 作 一 般 垃 圾 來 丟 棄 。 不 過 為 了 不 浪 費 有 限 的 資 源 ， 在 日 本 乾 電 池 工 業 會 的 主 導 下 ， 正 積 極 地 研 究 再 生 的 技 術 。 此 項 技 術 乃 是 以 不 浪 費 石 油 能 源 為 基 本 想 法 ， 而 以 鐵 和 鉛 作 為 再 生 的 對 象 。 亞 鉛 是 製 造 乾 電 池 的 材 料 中 最 有 價 值 的 物 質 。 為 了 僅 以 亞 鉛 為 再 生 的 對 象 ， 必 須 考 慮 到 整 個 亞 鉛 的 再 生 流 程 。

　　歐 洲 目 前 是 以 EPBA 為 中 心 ， 進 行 有 關 再 生 技 術 的 研 究 。 雖 然 各 國 政 府 要 求 電 池 回 收 的 呼 聲 甚 囂 塵 上 ， 但 不 使 用 水 銀 的 技 術 開 發 延 遲 。 可 是 歐 洲 也 存 在 著 不 得 不 積 極 著 手 的 理 由 。 根 據 歐 洲 的 實 驗 結 果 來 看 ， 乾 電 池 本 身 被 認 為 是 廢 鐵 。 所 以 在 再 生 的 方 法 中 ， 有 3% 是 用 廢 鐵 熔 解 電 爐 ， 但 其 條 件 是 乾 電 池 內 並 未 摻 雜 水 銀 。

二 、 回 收 處 理 技 術 簡 介

　　以 下 僅 就 奧 地 利 、 日 本 及 荷 蘭 對 於 廢 電 池 再 生 的 技 術 作 一 介 紹 ， 分 為 兩 部 份 ， 一 次 電 池 與 二 次 電 池 ：

1. 一 次 電 池 ：

　　有 兩 種 程 序 可 用 於 回 收 有 價 金 屬 （ 如 汞 ） ： 焦 冶 金 （ pyrometallurgical ） 和 水 冶 金 （ hydrometallurgical ） 。 此 兩 種 程 序 都 需 要 嚴 格 的 條 件 下 進 行 （ 因 為 要 防 止 汞 和 鎘 的 暴 露 ） ， 且 需 將 各 類 型 之 電 池 分 開 處 理 ， 以 免 互 相 污 染 。

　　焦 冶 金 程 序 中 包 括 了 粉 碎 和 烘 烤 電 池 。 電 池 被 加 熱 至 高 溫 以 蒸 發 出 金 屬 元 素 ; 所 有 含 汞 之 電 池 均 可 用 此 方 式 來 處 理 ， 之 後 將 電 池 磨 碎 ， 於 高 溫 低 壓 下 將 金 屬 蒸 餾 出 來 。 若 再 加 熱 的 話 可 回 收 粗 鋅 和 鎘 。 若 再 進 一 步 加 熱 則 可 釋 放 出 粗 鎂 和 鎳 。

　　水 冶 金 程 序 則 包 含 了 粉 碎 ， 以 及 在 低 於 攝 氏 100 度 的 溫 度 下 萃 取 電 池 。 使 用 氫 氯 酸 或 硫 酸 來 萃 取 電 池 ， 使 二 氧 化 錳 、 Fe(OH)3 、 Zn(OH)2 沈 澱 下 來 。 至 於 汞 金 屬 的 回 收 ， 則 是 在 萃 取 之 前 藉 由 加 熱 將 其 移 除 。

　　在 一 項 於 奧 地 利 所 進 行 之 試 驗 性 計 畫 中 ， 對 於 標 準 鋅 和 鹼 性 電 池 可 將 其 粉 碎 後 以 磁 力 來 篩 選 。 而 所 有 的 鐵 、 塑 膠 碎 片 和 紙 均 被 移 除 ， 所 留 下 的 是 粗 黑 塊 狀 物 ， 其 主 要 是 由 二 氧 化 鎂 、 鋅 碎 片 和 碳 所 組 成 。 熱 處 理 是 用 於 回 收 汞 和 鋅 這 兩 種 金 屬 。 然 後 再 萃 取 此 黑 色 塊 狀 物 ， 接 下 來 以 熱 處 理 的 方 式 將 鉀 和 鈉 析 出 。 剩 下 的 塊 狀 物 可 用 於 電 解 用 二 氧 化 錳 製 造 之 礦 石 原 料 。 金 屬 則 可 販 售 至 市 場 。

　　在 日 本 針 對 一 次 電 池 中 汞 、 鋅 、 錳 和 鐵 金 屬 進 行 回 收 的 試 驗 性 計 畫 中 ， 其 使 用 的 程 序 可 將 回 收 之 汞 金 屬 純 度 提 昇 至 99.99% 以 上 。 至 於 鋅 、 錳 和 碳 的 型 態 為 鍛 燒 石 灰 狀 。 同 時 亦 可 回 收 廢 鐵 。 所 回 收 的 汞 可 用 於 製 造 電 池 、 無 機 化 學 藥 劑 、 測 量 儀 器 、 繼 電 器 、 燈 具 及 汞 合 金 。 茲 簡 單 介 紹 日 本 所 使 用 的 回 收 流 程 ：

‧ 前 處 理 ： 依 照 電 池 的 形 狀 和 大 小 ， 將 電 池 篩 分 為 五 類 。 然 後 再 藉 由 重 量 上 的 差 異 將 碳 鋅 電 池 與 鹼 性 含 錳 電 池 分 開 來 。 在 某 些 程 度 上 仍 須 利 用 人 工 來 移 除 異 物 。 接 下 來 是 將 經 前 處 理 篩 選 過 之 電 池 之 外 層 鐵 質 夾 套 分 開 成 為 鐵 片 而 加 以 回 收 。 然 後 即 接 受 破 碎 和 混 合 之 程 序 。

‧ 熱 處 理 ： 置 於 旋 轉 爐 中 烘 烤 ， 加 熱 至 攝 氏 600-800 度 ， 如 此 可 將 揮 發 性 物 質 （ 如 汞 金 屬 ） 蒸 發 出 來 。 此 爐 所 使 用 的 燃 料 為 液 化 石 油 氣 ， 以 與 爐 中 物 質 輸 送 流 向 相 反 的 方 向 注 入 。

‧ 磁 力 分 選 ： 鐵 片 和 含 鋅 殘 渣 經 烘 烤 過 後 ， 會 產 生 鍛 燒 石 灰 ， 可 用 磁 力 來 將 石 灰 篩 除 。

‧ 集 塵 冷 凝 處 理 ： 烘 烤 後 所 產 生 的 氣 體 排 放 物 含 有 汞 蒸 氣 ， 須 送 至 集 塵 設 備 處 理 ， 然 後 再 經 過 一 個 冷 凝 器 ， 由 於 在 該 處 溫 度 降 至 汞 金 屬 的 露 點 以 下 ， 可 順 利 將 汞 冷 凝 出 來 而 加 以 回 收 。 凝 結 在 內 側 表 面 的 汞 液 滴 須 用 水 定 期 沖 出 ， 並 精 鍊 至 純 度 99.99% 以 上 以 供 出 售 。

‧ 氣 體 處 理 程 序 ： 藉 由 化 學 洗 滌 、 濕 式 靜 電 沈 澱 和 氣 相 汞 金 屬 吸 收 的 方 法 ， 將 微 量 氣 相 汞 金 屬 和 氯 化 物 移 除 ， 並 使 之 完 全 中 和 。

‧ 冷 凝 、 氣 體 處 理 和 廢 水 處 理 這 三 個 程 序 是 在 一 個 密 閉 式 回 路 中 依 序 進 行 。 這 些 程 序 所 產 生 之 洗 滌 廢 水 會 被 收 集 。 在 含 汞 物 質 被 穩 定 和 移 除 後 ， 接 下 來 就 蒸 發 廢 水 ， 使 鹽 類 結 晶 化 。 將 汞 穩 定 劑 加 入 廢 水 中 ， 攪 拌 後 調 整 pH 值 再 加 以 過 濾 。 將 經 過 濾 後 的 水 加 熱 蒸 發 ， 蒸 發 所 剩 之 殘 渣 再 送 回 烘 烤 爐 中 。

　　除 了 上 述 之 回 收 方 式 ， 尚 有 以 下 的 處 理 方 法 ：

‧ 安 定 化 (Stabilization) ： 利 用 普 特 蘭 (pozzolannic) 水 泥 技 術 ， 以 符 合 法 規 標 準 的 要 求 。 安 定 化 可 將 金 屬 轉 化 成 不 溶 性 氫 氧 化 物 和 碳 酸 鹽 ， 而 限 制 其 溶 解 性 與 移 動 性 ， 水 泥 本 身 之 堅 硬 固 體 性 質 也 有 此 功 效 。

‧ 巨 觀 壓 縮 (Macro encapsulation) ： 在 廢 電 池 碎 屑 外 裹 上 一 層 夾 套 (Jacket) ， 以 防 止 有 害 性 金 屬 溶 出 。

‧ 微 觀 壓 縮 (Micro encapsulation) ： 使 用 安 定 化 技 術 來 處 理 廢 電 池 碎 屑 中 的 污 染 物 。

2. 二 次 電 池 ：

　　一 項 在 荷 蘭 所 進 行 的 試 驗 性 計 畫 中 顯 示 ， 對 於 封 裝 鎳 鎘 電 池 的 回 收 可 用 水 冶 金 的 技 術 來 完 成 。 首 先 以 氫 氯 酸 將 碎 電 池 中 的 鎘 萃 取 出 來 ， 再 以 溶 劑 萃 取 的 方 式 來 回 收 。 此 程 序 同 樣 可 回 收 純 鎳 。 不 過 在 此 程 序 中 最 怕 的 就 是 鎘 金 屬 被 汞 所 污 染 。 因 此 處 理 鎳 鎘 電 池 前 須 由 人 工 來 篩 選 ， 而 人 工 所 需 的 費 用 就 佔 了 所 有 回 收 費 用 的 一 半 。

三 、 結 語

　　雖 然 目 前 歐 美 日 各 國 均 致 力 於 廢 電 池 回 收 技 術 的 研 究 ， 但 隨 著 電 池 製 造 技 術 的 改 變 ， 電 池 中 含 汞 量 已 較 往 年 減 少 許 多 ， 未 來 也 有 可 能 製 造 出 不 含 汞 之 電 池 ， 同 時 ， 鎳 鎘 電 池 也 已 漸 漸 為 其 它 類 型 之 充 電 電 池 所 取 代 。 因 此 ， 回 收 技 術 之 更 新 得 非 常 迅 速 才 行 ， 且 不 見 得 能 夠 真 正 達 成 資 源 化 的 目 的 （ 回 收 處 理 時 所 消 耗 之 電 力 、 燃 料 遠 比 所 回 收 之 金 屬 有 價 值 得 多 ） 。 有 鑑 於 此 ， 電 池 之 標 識 相 形 之 下 就 顯 得 格 外 重 要 了 ， 若 各 類 電 池 之 標 識 能 讓 社 會 大 眾 清 楚 分 辨 的 話 ， 再 加 上 回 收 分 類 之 宣 導 ， 如 此 必 可 節 省 廢 電 池 分 類 之 成 本 ， 而 就 如 同 上 段 文 章 所 述 ， 此 部 份 所 需 之 費 用 可 能 就 佔 了 所 有 回 收 費 用 之 一 半 。

參考資料 工業污染防治報導－第 128 期