Пирометаллургический способ переработки батареек

Сбор, контейнеры, утилизация и оборудование для переработки батареек

Батарейки и аккумуляторы давно стали неотъемными элементами быта современного человека.

Часы, ручной фонарик, пульт дистанционного управления, телефон – вот далеко не полный перечень устройств, требующих автономных источников энергии.

Гальванические элементы не работают вечно, их требуется заменять. Со временем использованных элементов становится больше, и отработанные батарейки выбрасываются в обычные мусорные баки для бытового мусора, вместо правильной утилизации.

Аналогично ситуация обстоит и с выбрасыванием литиевых аккумуляторов, которые используются в мобильных телефонах.

В этом и заключается ошибка простых людей, которая дорого обходится экологии родного края.

Для чего собирают батарейки

Выработавшие свой ресурс батарейки считаются отходами. Независимо от степени опасности для окружающей природы имеет смысл утилизировать весь мусор, производимый человеком.

Гальванический элемент, это кладезь таких веществ, как графит, марганец, цинк и железо. В некоторых типах присутствуют драгоценные металлы, но в малых количествах.

Перерабатывая старые батарейки,утилизатор получает сырье для новых гальванических элементов, щёток электродвигателей, зубного цемента, а также для черной металлургии. Но главным является факт сохранения чистой экологической обстановки.

Почему нельзя выбрасывать батарейки в обычный мусор

В состав компактной батарейки входят вещества, способные нанести вред не только человеческому здоровью, но и живой природе в целом.

При попадании на свалку источник питания разрушается под воздействием атмосферных явлений. При этом происходит выброс компонентов в воздух и почву, заражаются подземные и наземные водоёмы.

• Входящие в состав батареек щелочи раздражают слизистые оболочки и кожный покров. При высокой концентрации простое раздражение сменяется химическим ожогом.
• Свинец относится к токсичным металлам. При попадании в организм человека угнетает развитие головного мозга и нервной системы, особенно уязвимы дети. Вызывает судороги.
• Токсин кадмий способствует развитию рака легких и портит почки. Никель-кадмиевые источники питания считаются наиболее опасными.
• Ртуть — ядовитый металл поражающий дыхательную систему, нервную систему, ЖКТ и печень.

Выбрасывая элементы питания вместе с другим мусором, люди повышают шансы своего отравления.

Одной выброшенной батарейке для полного разложения нужен век, при этом она заразит 20 м 2 почвы, либо 400л воды. В среднем по стране, ежегодно граждане выбрасывают по 6-7 изделий.

Сбор батареек для утилизации

Сбор выработавших свой ресурс гальванических элементов для утилизации проводится по заранее спланированному мероприятию.

Индивидуальный предприниматель, волонтер или фирма, желающая начать сбор использованных батареек, обращается в государственные и частные учреждения (учебные заведения, магазины и т.д.) с просьбой разместить специальные ёмкости, чтобы жители могли относить использованные источники энергии.

Также следует знать, что утилизация платная, и затраты на перевозку и переработку берет на себя организатор.

Пункты приема

В крупных городах всегда ведётся прием батареек. Роль точек сбора выполняют центры экологии, офисы организаций с ограниченной ответственностью, и компании, чей род деятельности не обязательно связан с утилизацией отходов.

Администрация таких компаний согласна не только принимать старые гальванические элементы, но и оплачивать их транспортировку утилизатору и саму переработку.

Следует уточнять, какие элементы питания принимают пункты приема. Ведь пальчиковые батарейки и литий-ионные аккумуляторы относятся к щелочным источникам энергии.

А есть еще и свинцово-кислотные. Прием последних, производится в авто магазинах и точках продажи таких аккумуляторов.

Контейнеры для батареек в России и других странах

Сохранять старые элементы питания до их сдачи в специализированные пункты сбора рекомендуется в стеклянных банках, пластиковых контейнерах, либо, на худой конец, в полиэтиленовом пакете.

В этом случае человек минимизирует угрозу для своего здоровья. Желающие могут приобрести специальные пластиковые кейсы, имеющие разъемы для разных моделей гальванических элементов. Стоят такие кейсы до ста рублей.

Контейнер для сбора батареек изготавливается из разнообразных материалов. В подавляющем большинстве случаев, это пластиковые (полипропиленовые) ящики.

Можно встретить специальные урны из оцинкованной стали. На ёмкостях для сбора наклеен экологический знак и стрелочки, указывающие на приемник.

В России данным вопросом озаботились сравнительно недавно. В крупных торговых центрах встречаются пластиковые ящики, окрашенные в яркие цвета и предназначенные для использованных батареек.

В европейских странах контейнеры для утилизации встречаются в каждом магазине, зачастую им придают форму самих гальванических элементов.

Как утилизировать батарейки

Переработка батареек производится специализированными частными предприятиями, либо заводами.

Стандартная схема утилизации выглядит следующим образом:

• Потребитель источника питания собирает минимальное количество единиц изделий для сдачи и приходит на пункт приема.
• Лицо, либо компания, занимающаяся сбором отходов и установившая контейнеры, передает отработанные элементы питания утилизатору.
• Утилизатор перерабатывает отход на полезные элементы.

В домашних условиях

Гражданам запрещается самостоятельно утилизировать аккумуляторы и батарейки. Процесс представляет высокую опасность для человеческого здоровья.

Люди, обладающие знаниями по химии, самостоятельно утилизируют гальванические элементы. Полученный цинк применяется в процессе получения водорода из серной кислоты.

Обычным людям рекомендуется утилизировать источники питания исключительно путем сдачи в специальные контейнеры.

Правила утилизации

Всё, что нужно сделать для правильной утилизации источников питания, собрано в одну простую инструкцию:

1. Потребитель помещает отработанные изделия в ПЭТ тару, целлофановый мешок или пластмассовую ёмкость, которая оборудована крышкой.
2. После наполнения ёмкости (обычно спустя 5-10 лет), потребитель относит элементы питания в точку приема.
3. На пункте приема выработавшие ресурс элементы выбрасываются в специальный контейнер.

Завод по переработке батареек в России

Первым крупным предприятием, на котором утилизируются источники питания, стал Челябинский завод «Мегаполисресурс». Объект предназначался для утилизации электронных схем, электрической техники и аналогичных бытовых отходов.

Переоборудовав часть мощностей, он стал способен утилизировать источники энергии.

Это единственный завод по переработке батареек в РФ. Известно, что в 2017 администрация усовершенствовала процесс утилизации, дав возможность перерабатывать гальванические элементы отдельно от другого лома.

Мощностей предприятия хватит, чтобы принять годовой объем продаваемых в России батареек (20 тыс. тон).

Технология переработки

Утилизация батареек известными методами далека от совершенства. Технологии позволяют обезвредить отработанные элементы питания, но качество полученного сырья при этом будет не идеальным.

• Вакуумная дистилляция основывается на отгонке кадмия и использовании серной кислоты и аммиака. Количество и качество полученного сырья страдает от применения кислот.
• Гидрометаллургический метод, называемый сернокислотным, гораздо более перспективный вариант утилизации. Разделение компонентов батарейки происходит при помощи водяной пыли, поданной под высоким давлением.
• Пирометаллургический метод основывается на термической обработке, в результате которой получается графит, марганцевый концентрат, цинк и кадмий.

Оборудование для переработки батареек

После сортировки батарейки перерабатываются при помощи специальных установок. Для этой роли подойдет молотковый измельчитель Flex 400 мощностью в 37 кВт.

Каждая установка для утилизации имеет:

• Бункер для разгрузки сырья.
• Пульт управления.
• Ленточный конвейер для транспортировки сырья.
• Магнитный сепаратор.
• Вибрирующее сито.
• Мельницу для измельчения.

Утилизация позволяет получить из гальванических элементов измельченное сырье и остаточную массу, которая должна быть захоронена в специальных местах.

Источник

Процесс утилизации и переработки аккумуляторов разных типов

Утилизация аккумуляторов – процесс переработки старых батарей с целью улучшения экологической и экономической ситуации. Необходимость в повторном использовании компонентов, содержащихся в АКБ, стала очевидной относительно недавно. Раньше использованные батареи без мучений совести выбрасывали в мусорные баки, сегодня же это стало незаконным.

Свинцовосодержащие АКБ относятся к отходам второго класса опасности, их запрещено вывозить на свалки или использовать по непрямому назначению. Утилизация аккумуляторных батарей на специализированном предприятии – единственный правильный путь для отработанного источника питания. В Москве и Московской области старые автомобильные, тяговые, гелевые и другие АКБ по высокой цене принимает компания «ПАК». Все собранные батареи после предварительной подготовки отправляются на переработку на утилизирующие заводы.

1. Классификация аккумуляторных батарей

Источники питания условно делятся на 2 большие группы: одноразовые и перезаряжаемые устройства. В первую попадают обычные батарейки, во вторую – аккумуляторы любого типа. Последующее разделение осуществляется по типу активного вещества, задействованного в химической реакции:

• щелочные (токопроводящая жидкость из водного раствора гидроксида калия КОН, катод из диоксида марганца, цинковый анод);
• цинк-углеродные (электролит из раствора хлорида аммония/цинка, углеродный катод с двуокисью марганца, анод из цинка);
• серебряные (электролит на основе гидроксида калия, катод из оксида серебра, цинковый анод);
• ртутные (электролит на основе раствора КОН, ртутный катод, анод из цинка);
• литий-марганцевые (органический электролит, литиевый анод, катод на основе диоксида марганца в виде порошка);
• цилиндровые (электролит типа КОН, кислородный катод, анод из цинка в виде порошка).

Состав электролита (токопроводящей жидкости) в сочетании с конструкцией электродов делят все типы аккумуляторных батарей на 5 категорий:

• свинцово-кислотные;
• никель-кадмиевые (вторичные щелочные батареи);
• никель-металлгидридные;
• литий-ионные;
• литий-полимерные.

Наиболее распространенными в России являются свинцово-кислотные батареи. По актуальным данным только автомобильных АКБ насчитывается свыше 3 миллионов единиц, что в перерасчете на объемы отходов равно 90 тыс. тонн свинца и его соединений, 20 тыс. тонн кислоты. Ежегодно изнашиваются сотни тысяч аккумуляторов, а потому всем владельцам личных авто важно понимать, как осуществляется утилизация.

2. Известные способы переработки аккумуляторов

Батарея состоит из нескольких фракций (компоненты), каждая из которых обладает рядом уникальных свойств. Первый способ утилизации старых аккумуляторов основывается на разделении корпуса и наполнения АКБ на эти компоненты механическим методом.

Путем механического воздействия выделяются:

• ферромагнетики (сталь и прочие металлы);
• диамагнетики (полимеры, целлюлоза);
• парамагнетики (разнообразные примеси).

Переработка аккумуляторов механическим методом предполагает, что сначала устройство будет разделено на составляющие фракции, а после каждая группа компонентов пройдет индивидуальную утилизацию на специальном предприятии.

Пирометаллургическая переработка

Данный способ утилизации предполагает плавление металла в специальной печи. Преимущество метода заключается в относительной универсальности. В печах возможна рециркуляция разнообразных клеток, включая органический электролит, который содержат литий-марганцевые аккумуляторы. Утилизация АКБ такого типа происходит поэтапно:

1. Прием батарей специализированными пунктами.
2. Первичная подготовка устройств, доставка до промышленных установок.
3. Загрузка АКБ во вращающуюся печь при температуре 1 250°.
4. Испарение цинка, свинца и кадмия.
5. Сбор и подготовка образовавшихся металлов.

Такая переработка также позволяет выделить из АКБ другие компоненты: медь, никель, железо, кобальт, хром, марганец.

Главными минусами пирометаллургической переработки АКБ называют малую эффективность рециркуляции и высокую вероятность формирования большого количества отходов. Но у технологии есть и другие недостатки:

• энергоемкость;
• загрязнение атмосферы пылью и газами;
• образование не до конца восстановленных никеля и кадмия (нужна дополнительная обработка).

Совокупность этих факторов является главной причиной низкой распространенности пирометаллургической утилизации АКБ.

Гидрометаллургическая переработка

Утилизация аккумуляторных батарей гидрометаллургическим методом предполагает выщелачивание предварительно обработанных компонентов АКБ. После выполняется набор физико-химических воздействий, результатом которых становится выделение ценных элементов и их переработка до стадии полуфабриката/готового коммерческого продукта.

Гидрометаллургическая переработка является многоступенчатой и энергоемкой технологией с высокой эффективностью. С ее помощью удается извлекать до 99,5% компонентов, которые в дальнейшем используются для производства новых АКБ.

Утилизация литийсодержащих батарей

Литиевые аккумуляторы преимущественно используются в источниках бесперебойного питания, а также в крупной технике и средствах связи. Полезных ресурс батарей составляет около 5 лет, после чего их необходимо сдавать в специализированные пункты приема для последующей утилизации.

Необходимость правильной переработки литийсодержащих АКБ обусловлена высокой пожароопасностью и взрывоопасностью устройств. При попадании влаги внутрь корпуса возникает короткое замыкание, которое влечет нагрев до 450° и взрыв.

Во избежание подобных ситуаций на перерабатывающих заводах применяются современную технологию утилизации:

1. Разбор корпуса старого устройства с извлечением внутренних частей.
2. Удаление электролита – солей лития.
3. Распределение всех металлических электродов на аноды и катоды.
4. Удаление с пластин всех неметаллических включений.
5. Плавление меди и алюминия.

Последним этапом становится переработка пластика в гранулы для последующего использования в производстве продукции или проведения дорожно-ремонтных работ.

3. Этапы переработки свинцовосодержащих АКБ

Компания «ПАК» рекомендует сдать аккумулятор в МСК и области всем, кто заинтересован в получении личной выгоды. Мы ведем прием старых свинцовосодержащих АКБ по конкурентным ценам, предлагаем наценки за опт. После получения некоторого объема батарей отдаем их на перерабатывающее предприятие для финальной утилизации.

Общий алгоритм переработки свинцовосодержащих аккумуляторов:

1. Удаление электролита. С помощью специальных инструментов обнажаются банки, наполненные токопроводящей жидкостью. Далее старый электролит осторожно и планомерно откачивают, используя грушу или шприц. Опустевшие банки промываются дистиллированной водой. После удаления электролита корпус АКБ закрывается.
2. Подготовка к утилизации. Пустые батареи плотно укладываются на поддоны. После полного заполнения поддоны отправляются на конвейер, который доставляет АКБ в дробильную установку.
3. Измельчение. Станок с большим количеством молотов дробит батареи на части. Свинцово-кислотная паста отделяется от решетчатых пластин с помощью череды специальных фильтров.
4. Промывка компонентов. Образовавшиеся куски пластика и металлов попадают в резервуар, наполненный водой. В нем легкая пластмасса всплывает на поверхность, а свинец и другие тяжелые элементы оседают на дно.
5. Удаление пластика. Всплывшие пластмассовые детали собираются с поверхности воды, сушатся и загружаются в контейнеры для перевозки до специализированных заводов по переработке полимеров. Там весь пластик превратится в гранулы, который можно заново пустить в производство.
6. Нейтрализация кислоты. Оставшаяся масса из свинца и других компонентов подвергается обработке, благодаря которой кислота превращается в воду и удаляется.
7. Очистка воды. Полученная жидкость отстаивается в резервуарах. Образовавшийся осадок добавляется к смеси свинца и металлов.
8. Обогащение и сушка металлов. Твердые отходы обогащаются очищенным углем, а после попадают в сушильный барабан для окончательного удаления влаги.
9. Плавление. Металлическая масса плавится в печи. Очищенный от примесей других металлов свинец разливается по формам и остывает.

Полученный свинец и пластиковые гранулы в будущем снова будут использованы для производства новых аккумуляторов. Совокупно перерабатывающие предприятия России и Москвы в частности производят около 200 тыс. тонн товарного металла и его сплавов, полученного из аккумуляторного лома.

Заключение

Появление новых технологий переработки старых аккумуляторов позволяет ответственно подходить сразу к нескольким проблемам: экономия мировых запасов свинца, защита экологии, рост финансового благополучия населения. За сдачу аккумуляторов можно получить реальные деньги, не прилагая особых усилий. Для этого достаточно привезти батарею в пункт приема «ПАК» в Москве или заказать вывоз АКБ с территории. Мы на месте оценим лом, оплатим его стоимость сразу и в полной мере.

Появились вопросы? Оставьте запрос на сайте или позвоните по контактному номеру, чтобы получить бесплатную консультацию.

Видео: основные этапы утилизации АКБ на заводе

Источник