Необходимость в утилизации использованных источников электричества

Развитие технологии переработки и утилизации использованных батареек и аккумуляторов является актуальной проблемой для всех стран, тем не менее прогресс не стоит на месте и появляются новые способы решения проблемы.

Вопросы сбора, утилизации и переработки использованных батареек и аккумуляторов чрезвычайно актуальны в настоящее время. Утилизация этих отходов является одной из самых сложных проблем переработки вторичного сырья. Практически во всех батарейках содержатся токсичные вещества в виде различных металлов и химикатов, которые при разрушении корпусов батареек попадают в природную среду. При производстве элементов питания используются свинец, никель, кадмий, цинк, ртуть, оксид серебра, кобальт, литий. Никелево-кадмиевые батарейки, которые применяются в сотовых телефонах, — наиболее значимые потенциальные источники кадмия; большую опасность представляют ртутные и литиевые батарейки как поставщики ртути и лития в природную среду; кроме того, литий может самопроизвольно вступать в реакции с кислородом воздуха и воспламеняться.

Переработка батареек является процессом по восстановлению и эксплуатации тех материалов, из которых изготовлены батарейки. Во время этого процесса из батареек извлекаются металлы, которые затем вторично включаются в состав новых изделий. Целью такого процесса становится сохранение электроэнергии и сырья. Переработка подобных изделий способствует сохранению окружающей среды для здоровой жизнедеятельности человека.

Технологии переработки и утилизации батареек.

На сегодняшний день экологически чистой и рентабельной технологии, которая позволила бы переработать исчерпавшие свой срок аккумуляторные батареи, с получением продуктов надлежащего качества не существует.

Вакуумная дистилляция.

Например, для извлечения кадмия используются пирометаллургические и гидрометаллургические методы. Наибольшее распространение из пирометаллургических методов, основанных на отгонке газообразных соединений кадмия, получила вакуумная дистилляция. Кроме чрезвычайной экологической опасности данного производства, дистилляция характеризуется получением оксида кадмия низкого качества и вторичных отходов, использование которых в других отраслях проблематично.

Гидрометаллургический метод (сернокислотный способ).

Мировой опыт переработки кадмийсодержащих отходов показал перспективность гидрометаллургических методов, основанных, в большинстве своем, на использовании растворов серной кислоты, аммиака, солевых композиций. Применение гидрометаллургических операций позволит решить как экологические проблемы по утилизации кадмийсодержащих отходов, так и обеспечить потребности машиностроения и металлургии в качественном оксиде кадмия.

Недостатками сернокислотного способа являются: низкая степень извлечения кадмия за счет потерь его с железосодержащим промпродуктом, технологические трудности очистки промышленных растворов. Применение аммиака ограничено его летучестью и проблематичностью регенерации.

Процесс утилизации и переработки батареек и аккумуляторов обычно состоит из нескольких этапов. Например, процесс переработки батареек с извлечением свинца состоит из четырех этапов.

Вначале батарейки и аккумуляторы загружаются в специальную емкость больших размеров, откуда они по конвейерной ленте попадают в бетонный колодец с электромагнитом над ним (который притягивает лишний металлолом) и с сеточным дном, куда в специальную емкость вытекает электролит из «потекших» батареек, после чего батарейки размалываются дробилкой на мелкие куски.

Затем происходит процесс разделения материалов с помощью водяной пыли, подаваемой при высоком давлении — нескольких десятках атмосфер. Самые мелкие части и пластик оседают в отдельном резервуаре для последующего концентрирования, а более крупные части попадают на дно резервуара, откуда их механический ковш вытаскивает в резервуар с каустической содой, где этот металлолом превращается в свинцовую пасту. На этом же этапе туда попадает и свинцовая пыль, которая с помощью воды, подаваемой под высоким давлением, отделяется от пластика, который собирается в отдельные контейнеры.

Третий этап – это процесс плавки свинца. Получившуюся свинцовую пасту по конвейерной ленте передают в бункер для плавки, где она расплавляется до жидкого состояния, а выделяющиеся пары быстро охлаждаются и сбрасываются в отдельные контейнеры (впоследствии он пойдет на очередной этап переработки).

Четвертым этапом в процессе рафинирования образуются два компонента — рафинированный твердый и мягкий свинец и сплавы свинца, отвечающие требованиям заказчика. Непосредственно сплавы сразу же отправляются на заводы для использования, а рафинированный свинец нагревают и выливают из него слитки, удаляя окалину, которые по качеству получаются равноценными только что произведенным из добытой свинцовой руды.

Проект ReCharge утилизации использованных батареек.

В 2013 году английская компания International Innovative Technologies представила новую технологию утилизации использованных батарей. Метод заключается в превращении твердых элементов, содержащихся во внутренней части щелочной батареи, в порошок. Таким образом, внутренние составляющие элементов питания становятся годными для обработки с помощью различных химических и биологических процессов, результатом которых является извлечение различных металлических ионов, например, ионов цинка, марганца и углерода.

Одно из преимуществ данной технологии заключается в том, что с ее помощью можно с легкостью заменить традиционные системы измельчения на компактные, высокопроизводительные блоки. Кроме того, новая разработка отличается низким потреблением электроэнергии и идеально подходит для измельчения твердых материалов.

Сбор и хранение опасных отходов.

Из всего объема производимых батарей и аккумуляторов в мире перерабатывается всего 3% от общего объема, при этом прослеживается неоднородность этого показателя по странам мира. Так, в большинстве европейских стран перерабатывается 25-45% всех химических источников тока (ХИТ), в США — около 60% (97% свинцово-кислотных и 20-40% литий-ионных), в Австралии — около 80%. Странами с неразвитой системой переработки ХИТ являются развивающиеся страны, где они практически не перерабатываются, а утилизируются с бытовым мусором.

Переработка батареек в странах Европейского союза является обязательной. С 26 сентября 2008 года все батарейки, аккумуляторы и их упаковка должны быть маркированы специальным символом (перечеркнутый мусорный ящик на колесиках) — на самой батарейке или же на упаковке, в зависимости от размера.

Этот специальный символ сбора сообщает потребителям, что батарейки нельзя выбрасывать вместе с домашними отходами. Вместо этого батарейки нужно сдавать в специальные пункты на переработку. Как правило, все крупные розничные торговцы имеют ящики для сбора батареек.

Батарейки нельзя выбрасывать вместе с домашними отходами. Их необходимо сдавать в специальные пункты на переработку!

При производстве батареек в Евросоюзе в их стоимость изначально закладывается процент на утилизацию, и покупатель в магазине, сдав старые батарейки, получит ценовую скидку на батарейки новые. Сданное перерабатывается. Лидером этого процесса является Бельгия, в которой до 50% элементов питания направляется на переработку.

Все типы батарей, выпускаемые в Европе, могут быть переработаны независимо от того, перезаряжаемы они или нет. Для переработки не имеет значения, заряжена ли батарея, частично разряжена или разряжена целиком. После сбора батарей они подлежат сортировке и далее, в зависимости от того, к какому типу они принадлежат, батареи отсылаются на соответствующий завод по переработке. К примеру, щелочные батареи перерабатываются в Великобритании, а никель-кадмиевые во Франции.

Переработкой батарей в Европе занимается около 40 предприятий.

В США весной 2013 года запущена новая волонтерская общенациональная кампания по утилизации батареек. Помимо непосредственного обращения к потребителям и привлечения волонтеров, планируется реализовать и ряд мер, которые принципиально изменят работу компаний, производящих батарейки. Дистрибьюторы и продавцы должны будут обеспечивать сбор и переработку батареек, извлекая при переработке все те компоненты, которые ещё можно использовать, а компании – производители батареек должны платить за работы по сбору, обработке и утилизации батареек.

В Австралии ежегодно утилизируется 70 тысяч тонн свинцово-кислотных автомобильных аккумуляторов. В городе Вуллонгонг (штат Новый Южный Уэльс) работает предприятие Auszinc, которое занимается утилизацией бытовых батарей. Батареи, которые не могут быть переработаны в Австралии, экспортируется для утилизации на европейские предприятия.

В России до недавнего времени были только компании, которые занимались сбором и хранением батареек, а утилизация и переработка обходилась дорого и не приносила прибыли.

Официально деятельность по приему и использованию батареек юридическим лицам была разрешена с 2012 года – до этого на сбор и хранение опасных отходов требовалась специальная лицензия. В 2004 году ИКЕА начала сбор использованных батареек, но была вынуждена прекратить его из-за требования Роспотребнадзора. Музей имени Тимирязева, который принимал батарейки с 2009 года, приостановил прием сырья из-за нехватки места для хранения батареек.

Принимает и передает на утилизацию аккумуляторы всех видов компания «Мегаполис групп».

Одна из немногих организаций, которая принимает батарейки для полноценной дальнейшей переработки, – московский «Экоцентр» МГУП «Промотходы», где применяют вакуумную технологию, позволяющую контролировать вредные выбросы при измельчении батареек.

В апреле 2013 года челябинская компания «Мегаполисресурс» также заявила о своей готовности утилизировать использованные аккумуляторы со всей страны. Технология предприятия позволяет перерабатывать щелочные батарейки на 80%.

Однако для запуска масштабного процесса утилизации батареек не хватает сырья.

«Мегаполисресурс» выступает партнером по проекту приема в московских магазинах сети Media Markt отработавших бытовых батареек и аккумуляторов, который стартует осенью 2013 года, а с начала 2014 года инициатива распространится на всю Россию. По мере накопления батарейки будут упаковываться в герметичные емкости и отправляться на завод в Челябинске. Вещества, извлекаемые из батареек при переработке (графит, соли цинка и марганца), в дальнейшем могут быть использованы как для создания новых батареек, так и в других отраслях, в частности, в фармацевтике.