综述：废碱性锌锰电池中氨氮的去除与回收方法研究

本文创新性地提出水浸-煅烧-真空铝热还原三步法回收废碱性Zn-Mn电池（Alkaline Zn–Mn batteries），实现钾（K2CO3纯度99%）、锌（Zn回收率99.7%）和锰（Al6Mn合金）的高效绿色回收，为电子废弃物资源化提供零排放解决方案。

　　

材料与方法

实验采用南孚LR6废电池为原料，经拆解干燥后获得含Mn（37.15%）、Zn（21.63%）的电极混合物。通过X射线衍射（XRD）分析显示阳极主要成分为C、MnO₂和Mn₂O₃，阴极为ZnO，电解液为KOH。

水浸工艺优化

在60℃水浸25分钟条件下，钾以K₂CO₃形式回收，纯度达99%且回收率92.1%。该步骤利用KOH与CO₂反应特性，实现钾元素选择性分离。

煅烧相变调控

700℃煅烧1小时后，浸出渣转化为以ZnO、Mn₂O₃和MnO为主的煅烧渣。热力学计算表明该温度下Mn₂O₃→Mn₃O₄的吉布斯自由能变化为-38.72 kJ/mol，推动锰氧化物转化。

真空铝热还原

在1100℃、铝粉与煅烧渣质量比1.5:1条件下反应2小时，锌蒸气冷凝回收率达99.7%，锰则以Al₆Mn合金形式富集，残余渣主要为Al₂O₃。真空环境使锌沸点降至907℃，较常压降低43%，显著节能。

创新价值

本研究突破传统火法冶金（产生CO₂）和湿法冶金（电解产生Cl₂）局限，制备的Al-Mn合金可应用于3003/3004铝合金（含Mn 0.25-1.5wt%），满足食品包装、汽车部件等需求。每吨废电池可回收148kg锌、255kg锰，较填埋处理减少92%重金属渗滤风险。

应用前景

该工艺符合中国"无废城市"建设需求，未来需结合"电池护照"追溯系统，推动生产者责任延伸制度（EPR）落地。研究团队来自东北大学冶金学院，成果为电子废弃物高值化利用提供新范式。