Гидрометаллургический способ переработки батареек

«Это не решить перемалыванием в шредере»: как в России перерабатывают батарейки

Сейчас в России собирается и перерабатывается всего 3% батареек, хотя большая часть их «внутренностей» может быть повторно использована в промышленности. Тайга.инфо поговорила с гендиректором ГК «Мегаполисресурс» Владимиром Мацюком о тонкостях технологии переработки элементов питания и о знании химии, без которого этот бизнес не был бы построен.

Тайга.инфо: Вопрос, который интересует всех. Как устроен сам процесс переработки батареек и есть ли какие-то технологические ноу-хау на вашем производстве?

— Прежде всего батарейки необходимо отсортировать. Потому что под общим названием «батарейки» или химические источники тока (ХИТ) скрывается куча металлов и электролитов. Более того, присутствие одних критически влияет на качество других. Так, например, никель-кадмиевые аккумуляторы существуют и в формате АА, как и самые популярные марганец-цинковые батарейки. При этом, если в цикл переработки марганец-цинковых попадает аккумулятор с кадмием, мы усложняем себе задачу по получению чистого цинка. Значит — сортировка и еще раз тщательная сортировка. Ноу-хау начинается на этом этапе. Есть группы, обязательные для разделения, а есть примеси «помогающие», несмотря на чужеродность основному техпроцессу.

Тайга.инфо: А на стадии, непосредственно, переработки? Как они измельчаются?

— Как раз далее и идет измельчение. Корпуса и внутренние компоненты батареек различны, поэтому оптимальным подходом являются разные методы измельчения. Давящие, рвущие или тянущие нагрузки для разного типа батареек. И это тоже задачка на оптимизацию. Рециклинг начинается уже с этого: важно получить форму и размер частиц, оптимальных для дальнейшей технологии. Какие-то должны остаться максимально целыми, какие-то, наоборот, измельченными в пыль. Эту задачу не решить перемалыванием в шредере.

Затем идут растворение, сепарация и электролиз. Помимо добавок в электролиты, ускоряющих процессы, важны и диапазоны концентраций в растворах. Большая часть нюансов кроется на этом этапе. Ну, например, есть общее наблюдение, что рост температуры раствора приводит к увеличению растворимости солей. В горячей воде соль растворяется быстрее и легче. Однако, например, для пары марганец-цинк в сульфатах это не одинаково верно. При росте температуры растворимость сульфата марганца наоборот падает, а цинка растёт, что позволяет разделить их в общем бульоне. Электрохимия тем сложнее, чем выше предъявляются требования к полученным материалам, принципиальное значение может иметь даже сезонное колебание температуры.

Важна и оценка рынком продукции. То есть продукт нужно привести к форме, виду и качеству, аналогичным получаемому из первичного сырья, иначе рыночная оценка будет очень низкой, деньгами за такие продукты рециклинга никто не станет голосовать, а ненужная продукция отходами и называется. Как вы понимаете, проще всего из отходов сделать другие отходы.

Опыт, на который мы ориентированы, это производство минеральных солей и электролиз металлов. Вся изюминка в том, что для этих процессов в качестве сырья используются подходящие по составу элементы питания, а не природные концентраты.

Мировой опыт рециклинга батареек развивался по этому же пути. Насколько я могу судить, имеющиеся мощности предприятия адаптировали под батарейки в качестве сырья. Поэтому Япония использует пирометалургические процессы, так как исторически сложилось, что сталеплавильное оборудование адаптировали для рециклинга батареек, а Германия использует гидрометаллургию, потому что переработка батареек выросла из очистки гальванических стоков.

Тайга.инфо: Когда вы занялись переработкой батареек, на какой объем вы рассчитывали, оправдывались ли ваши ожидания и насколько сейчас загружена ваша линия? Планируете ли наращивать объемы?

— Мы несколько раз пересматривали прогнозируемый объем батареек по мере того, как росла наша компетенция в этой области. Просто ни у кого в России не было практики, соответственно, часть прогнозов оказались ошибочными.

В самом начале, в 2015-м году, исходили из фактически собранных объемов, копили их и просто догружали оборудование в перерывах. Далее была попытка выделить рециклинг батареек в самостоятельное подразделение.

Тайга.инфо: Сколько вообще стоит переработка одной батарейки (кг/тонны — как вариант) и какой доход при этом она приносит?

Это очень зависит от объема поступивших на переработку батареек, задача максимум сделать возможность переработки батареек безубыточной, мы пошагово движемся к решению этой задачи.

Тайга.инфо: Если фактически сама утилизация это убыточное дело, каким образом она должна субсидироваться, на ваш взгляд? Должны ли в этом каким-то образом участвовать производители таких товаров?

— Да, и такой инструмент называется расширенная ответственность производителя, закреплен сейчас законодательно в России. Собственно, именно этим и занимается компания Duracell, с которой мы успешно сотрудничаем около двух лет.

Тайга.инфо: В ряде стран ЕС, Австралии, США переработка батареек более развита. Опыт какой-то страны мы могли бы использовать для увеличения объемов переработки?

— Опыт всех этих стран применим и интересен, хотя бы потому, что там история сбора и утилизации батареек насчитывает более 25 лет

Тайга.инфо: Пока объемы переработки батареек в России составляют считанные проценты. Запрос на этот вид услуг есть, но нет достаточной инфраструктуры для сбора. У вас есть свой сервис Бокси, как он устроен, как развивается сеть и каковы объемы сбора?

— Сейчас в России собирается порядка 3% от продаваемых батареек, это 600−700 тонн в год. Причем рост инфраструктуры в 2019 году в 2,5 раза (увеличение количества точек) дал прирост сбора только на 15%. Это свидетельствует о том, что простое масштабирование инфраструктуры недостаточно. Необходимо диверсифицировать инструменты сбора.

В частности Бокси — «коробочный продукт» для юридических лиц которые хотят быть в экотренде. Ориентирован на небольшие объемы, которые могут собираться в офисах и небольших торговых точках. Включает в себя картонные брендированные коробки, услуги по доставке коробки и вывозу её с батарейками, утилизацию собранных батареек, персональную отчётность и поддержку в соцсетях по желанию заказчика. То есть это публичный продукт, в котором разовый платёж включает расширенный набор услуг. Цена в зависимости от количества коробок и точек от 8500 рублей за всё.

Тайга.инфо: У «Мегаполисресурс» также есть партнерские программы по сбору батареек с торговым сетями и производителем батареек Duracell. Чья это была инициатива и насколько она успешна?

— Эта инициатива важна и как первый в стране прецедент такого рода сотрудничества, и как реальные действия компаний частного сектора по решению институциональной задачи, ну и конечно более тысячи новых точек сбора, — факт говорящий сам за себя. В 2017 году Duracell как ответственный производитель батареек принял решение создать собственную инфраструктуру по сбору и утилизации батареек. Когда встал вопрос о заводе-партнере, выбор был очевиден. Таким образом, мы уже два года успешно сотрудничаем и постепенно повышаем объем собранных и, следовательно, утилизированных элементов питания.

Тайга.инфо: В 2017 году, при старте совместной программы с Duracell, вы запустили модернизированную линию для переработки батареек: планировали ли вы расширять мощности именно в связи с этим сотрудничеством?

— Предприятие специализируется на гидрометаллургических переделах цветных и драгоценных металлов. Модернизация заключалась в доукомплектации и выделении участка переработки батареек в самостоятельное подразделение. Поскольку на конец 2017 года история количества собираемых батареек показывала ежегодное удвоение мы заложили задел производительности на 3 года вперед с возможностью дальнейшего масштабирования. Однако 2019 год показал, что эти мощности избыточны. В масштабах страны мы закрыли потребность тех 3% населения которые были готовы собирать и сдавать батарейки. Поэтому задача сейчас не в расширении мощности, а в том, чтобы наладить взаимодействие с другими членами общества, которые еще не участвуют в сборе.

Тайга.инфо: Какое будущее, на ваш взгляд, ждет отрасль переработки элементов питания в России?

— Рециклинг батареек в России, как и другие области переработки отходов ждёт много лет интенсивной работы, чтобы наладить взаимодействие «производитель-ритейл-потребитель-переработчик-государство». Мы стараемся действовать на опережение. То есть предлагать рынку возможности рециклинга, которые пока не являются обязательными. В частности, планы сотрудничества с Duracell по развитию инфраструктуры сбора дополнились согласованием использования продуктов переработки батареек в производстве новых батареек.

Источник

Как перерабатывают старые батарейки и аккумуляторы в России

Переработка батареек в России

Российский рынок батареек в последние годы развивается нестабильно: в 2015 и 2016 годах аналитики Discovery Research Group зафиксировали падение объема продаж — в первом случае всего на 1%, зато во втором — почти на четверть. В 2017-м в РФ было реализовано 816 млн элементов питания — при средней цене 43,2 руб. за штуку продажи в денежном выражении превысили 35 млрд руб. Сколько батареек добирается до переработки, эксперты не уточняют, однако для утилизации всего собираемого объема по состоянию на 2019 год фактически хватает мощностей одного завода — челябинского «Мегаполисресурса». Владелец и генеральный директор предприятия Владимир Мацюк пришел к идее подобного бизнеса во время занятий научной деятельностью. Третья глава его кандидатской диссертации была посвящена переработке редких видов отходов, и первой линией «Мегаполисресурса» стало оборудование для утилизации фиксажной жидкости. В этом элементе проявки фотографий содержится много серебра — из 1 л отходов можно получить до 4 г металла.

Со временем рост популярности цифровой фотографии сделал бизнес нерентабельным и мощности завода перепрофилировались под переработку офисной техники и другой электроники. На сей раз металлы «добывались» с печатных плат — в основном речь шла о золоте, серебре и меди.

До батареек Мацюк «добрался» в 2012-м. «Я выступал с докладом на форуме в Челябинске, и меня спросили: А батарейки вы сможете переработать? — вспоминал предприниматель в интервью RecycleMag. Задавшие вопрос активисты тут же передали ему 100 кг «сырья». Батарейки оказались одним из простейших для переработки товаров. Технология умещается в два этапа: измельчение металлической оболочки и сортировка солей цветных металлов. Последние можно использовать для производства новых элементов питания.

Мацюк быстро наладил производственный процесс и принялся активно экспериментировать с материалами, которые приносили «разные люди и организации». Тогда же на фоне роста популярности у населения «зеленых» потребительских привычек раздельно собирать батарейки стали крупные торговые сети. Уже спустя несколько месяцев к «Мегаполисресурсу» обратились IKEA и MediaMarkt — обе компании готовы были собирать и доставлять на завод партии элементов питания. Вскоре к ним присоединился «Вкусвилл». Также среди партнеров завода — один из крупнейших мировых производителей батареек Duracell. В декабре 2017-го на предприятии открыли новую линию, предназначенную исключительно для батареек. В технологии производства при этом ничего кардинально не поменялось — просто раньше элементы питания перерабатывали в «перерывах» между утилизацией электротехники.

Переработка батареек в России остается в зачаточной стадии — и монополия «Мегаполисресурса» тому яркое доказательство: объемы, достаточные для загрузки мощностей других предприятий, просто не собираются, констатировал Мацюк в интервью РБК. По данным СПАРК, в 2018-м выручка завода превысила 7 млн руб., а убыток составил 1,5 млн руб.

Утилизация аккумуляторов

Еще один распространенный элемент питания — аккумуляторные батареи (АКБ). Около 99% компонентов старого аккумулятора можно использовать повторно, поэтому заводы по производству АКБ часто изначально оснащены линией для переработки. Вторсырье достигает 80% в структуре новых элементов.
Для переработки батареи свинец в виде пластин сначала отделяют от пластика, а электролит обезвреживают. В России работают несколько сборщиков свинцового лома. Крупнейший— группа МАГЛЮГ с сетью более чем из двадцати точек сбора по всей стране. Их партнерами становятся предприятия поменьше — например, московский «Энергомет». Эта компания была основана в 2005 году в Магнитогорске и начинала со сбора лома цветных металлов.

Переформатировать бизнес на АКБ пришлось в кризис 2008-го — тогда предприятие привлекло в партнеры Тюменский аккумуляторный завод, вспоминает гендиректор «Энергомета» Олег Заиченко. Обороты бизнеса по утилизации элементов питания стали быстро расти, и вскоре «Энергомет» перебрался в Москву. «Мы потратили много ресурсов, чтобы выйти на столичный рынок с готовой идеей», — говорит Заиченко. В компании была выстроена цепочка от приема аккумуляторного лома у населения до производства и продажи восстановленных АКБ.

Технология переработки проста: измельчение металлической оболочки и сортировка солей цветных металлов. Последние можно использовать в производстве новых элементов питания

По оценкам Заиченко, ежегодный объем продаж на российском рынке аккумуляторов составляет до 10 млн в год в штучном выражении. При переработке вышедших из строя аккумуляторов образуется 200 тыс. т свинца в год. До 1,5 тыс. т приходится на «Энергомет». «Мы заметили, что некоторые батареи не до конца отработали ресурс», — говорит Заиченко. Так компания пришла к идее открытия цеха по восстановлению АКБ. Это именно восстановление, а не переработка: сотрудники «Энергомета» возвращают жизнь батареям, которые потеряли емкость, заряд и другие электрохимические характеристики.

В цехе площадью 400 кв. м АКБ сначала заряжают для проверки на возможность восстановления, а после отправляют на десульфатацию — очистку пластин внутри аккумулятора от сульфата свинца. Затем компания продает восстановленные аккумуляторы в собственной сети магазинов. Цена устройств со средним сроком работы около двух лет варьируется от 1,8 тыс. до 6 тыс. руб.

АКБ, которые в компании не могут восстановить, отправляют на партнерские заводы-переработчики — «Мета 5» в Щелково и «Фрегат» в Воскресенске. Полученный обратно свинец «Энергомет» отправляет на Рязанский аккумуляторный завод — тот производит для компании аккумуляторы, которые она затем продает под собственными брендами. Выручка «Энергомета» в 2017-м составила 25,1 млн руб., прибыль — около 200 тыс. руб.

Экономика батареек

• $141 млрд составит объем мирового рынка батареек в 2022 году.
• 35,2 млрд руб. — на такую сумму было продано батареек в России в 2017 году.
• 7,1 млн руб. заработал завод по переработке батареек «Мегаполисресурс» в 2017 году.
• Около $4 млрд в год составляют продажи батареек Duracell и Energizer.
• Более 10 млрд щелочных батареек производят во всем мире каждый год.
• 276 млн т составит объем токсичного лома в Китае к 2020 году.
• 44% батареек из общего объема собранных переработано в странах ЕС в 2017 году.

Мировой опыт в переработке батареек

Китай: литиевый кризис

Главная угроза для Китая — резкий рост объема отработавших свой срок литийионных батарей: литий и кобальт гораздо опаснее для окружающей среды, чем магний, калий и цинк в щелочных батарейках. Этот риск связан с бумом мобильной техники и электромобилей и уже не носит теоретический характер: к 2020 году объем токсичного лома в КНР может достигнуть 276 млн т, сообщал Reuters. При планах выпуска до 2 млн машин с электродвигателями в год масштаб проблемы будет только нарастать. Власти уже сделали прозрачной систему мониторинга переработки таких аккумуляторов и обязали заниматься утилизацией гигантов автопрома.

США: контейнеры для населения

80% батареек, производимых в США, щелочные. При этом закон, требующий их обязательной переработки, действует только в Калифорнии.
В других штатах проблему населению помогают решить компании вроде Retriev Technologies. Они производят специальные контейнеры для сбора электрохимических отходов стоимостью от $65 до $800. Цена зависит от объема и типа батареек. В нее также включены расходы на транспортировку. Получив сырье, компания продает его заводам-переработчикам. Также приемом занимаются крупные ретейлеры, например Walmart.

Источник