Переработка аккумуляторов и батареек

Переработка аккумуляторов и батареек – это проблема, которая сейчас встала перед всеми странами мира. Основная цель переработки аккумуляторов заключается в предотвращении попадания опасных веществ в окружающую среду. Особую опасность представляют свинцово-кислотные и никель-кадмиевые аккумуляторы. Не стоит хранить старые свинцово-кислотные батареи в домашних условиях, особенно там, где играют дети. Может оказаться опасным даже простое прикосновение к свинцовым полюсам. О том, как правильно хранить различные типы аккумуляторов, можно прочитать в этой статье.

Из всего объема мирового производства батареек и аккумуляторов перерабатывается только 3%, при этом в каких-то странах больше занимаются переработкой, в каких-то вообще не занимаются. В США перерабатывается около 60% батарей (20-40% литий-ионных и 97% свинцово-кислотных), в большинстве европейских стран перерабатывается 25-45%, в Австралии — около 80%. В развивающихся странах практически не занимаются переработкой и батареи выбрасываются с бытовым мусором.
Зачем нужна переработка аккумуляторов батареек?

Несмотря на то, что свинцово-кислотные батареи экологически небезопасны, они составляют немалую долю рынка. Никель-кадмиевые батареи также продолжают удерживать лидирующую позицию среди аккумуляторов. В Европе запретили продавать потребительские товары с никель-кадмиевыми аккумуляторами, поскольку их можно заменить никель-металлогидридными. Если они находятся в составе потребительских товаров, управлять их утилизацией очень сложно, так как многие пользователи просто не знают, что находится внутри устройств.

Пока токсичные аккумуляторы не имеют адекватной альтернативы на рынке, нам придется смириться с их использованием. При правильной эксплуатации, хранении и утилизации они не причиняют вреда. Однако неправильная эксплуатация и попадание на свалку никель-кадмиевых аккумуляторов в долгосрочной перспективе может принести огромный экологический ущерб. При попадании на свалку, металлический цилиндр из элемента со временем начинает подвергаться коррозии, и кадмий постепенно растворяется, просачиваясь в систему водоснабжения. У человека растворимые соединения кадмия поражают центральную нервную систему, печень и почки, нарушают фосфорно-кальциевый обмен. Хроническое отравление кадмием приводит к разрушению костей и анемии. Проведенные учеными исследования уже выявляют в океанах следы кадмия (наряду с аспирином, пенициллином и антидепрессантами), однако еще нет определенности в его происхождении.

Никель-металлогидридные аккумуляторы содержат никель и электролит, которые считаются полутоксичными веществами. В случае отсутствия пунктов приема отработанных батарей, которые у нас большая редкость, отдельные никель-металлогидридные аккумуляторы можно выбросить с другими бытовыми отходами. Однако все же лучше сдавать такие батареи для переработки.

Первичные (т.е. одноразовые) литиевые батареи содержат металлический литий, а при контакте с влагой он дает бурную реакцию, поэтому батарейки необходимо утилизировать правильно. При попадании на свалку батарейки в заряженном состоянии, ее корпус может быть поврежден сваленными сверху тяжелыми предметами, а это может привести к протеканию электролита и пожару. Пожары на свалках сложно тушить, при этом в воздух поднимается огромное количество вредных веществ. Так что перед переработкой литиевые батареи сначала полностью разряжаются. Одноразовые литиевые батарейки используются в армейском оборудовании, в часах, слуховых аппаратах и т.д. Литий-ионные аккумуляторы для сотовых телефонов и ноутбуков не содержат металлический литий.

В России проблема утилизации аккумуляторов стоит очень остро в первую очередь из-за экологической безграмотности населения, а также по причине отсутствия налаженной схемы переработки и утилизации.

В таблице 1 приведены стоимости материалов, содержащихся в тонне литий-ионных батарей. Таблица также включает стоимость свинцово-кислотных аккумуляторов, как наиболее выгодных с точки зрения переработки.

Таблица 1 – Стоимость материала на тонну аккумуляторов. Свинцово-кислотные аккумуляторы остаются наиболее подходящими для переработки; на 70% они содержат вторичный свинец

Процесс переработки аккумуляторов и батареек

Если предприятие занимается переработкой различных типов аккумуляторов, то переработка начинается с сортировки батарей в зависимости от состава и уровня заряда. Сортировка достаточно трудоемкий процесс. Как утверждают перерабатывающие компании, процесс переработки будет тогда выгодным бизнесом, когда наладится постоянный поток отсортированных батарей.

Процесс переработки обычно начинается с удаления при помощи газовой установки термического окисления горючих материалов, таких как пластмасса и изоляция. Скруббер удаляет частицы, появляющиеся в процессе горения перед выпуском их в атмосферу. После этого остаются очищенные металлические элементы. Затем элементы нарезают на мелкие кусочки и нагревают до плавления. Неметаллические вещества сжигаются, после чего сверху остается черный шлак, который удаляется. Жидкие сплавы распределяются по весу и отделяются друг от друга так же, как снимаются сливки с молока.

Кадмий – это относительно легкий металл, который испаряется при высоких температурах. В процессе переработки, где используется похожая на жаровню установка с кипящей сверху водой, вентилятор выдувает пары кадмия в большую трубу, где они охлаждается водяным туманом, затем пары конденсируются с получением 99,95% кадмия.

Некоторые предприятия по переработке не занимаются самостоятельным разделением металлов, а заливают полученные жидкие сплавы в формы и отправляют на заводы, которые занимаются производством никеля, хрома и железа для нержавеющей стали и других высокотехнологичных продуктов.

На заводе Toxco в Северной Америке для измельчения, дробления и извлечения лития и других компонентов из литиевых батарей используют жидкий азот. Чтобы сделать литий нереактивным, его растворяют в специальном растворе. Затем раствор продают для производства консистентной смазки. Таким же образом отделяют и реализуют кобальт.

Переработка батарей – это очень энергоемкий процесс, в котором для извлечения металлов тратится от 6 до 10 раз больше энергии, чем требуется для производства материалов другими способами, в том числе в горнодобывающей промышленности. Возникает закономерный вопрос: «Кто же тогда платит за переработку батарей?»

Для создания условий перерабатывающим предприятиям каждая страна устанавливает свои правила и сборы. В Северной Америке, например, некоторые предприятия выставлять счета в соответствии с весом переработанного материала, при этом ставки варьируются в зависимости от химического состава батарей.

При производстве батареек в Евросоюзе их стоимость изначально учитывает затраты на утилизацию. Покупатель в магазине получает скидку на новые батарейки, сдав старые батарейки.

Никель-металлогидридные батареи наиболее выгодны, поскольку при переработке получается достаточно количество никеля, чтобы окупить процесс. Самые высокие сборы на утилизацию накладываются на никель-кадмиевые и литиево-ионные батареи, так как спрос на кадмий низок, а литий-ионные содержит мало извлекаемого металла.

До недавнего времени в России были предприятия, которые занимались только сбором и хранением батареек. Переработка обходится дорого и фактически не приносит прибыли. Но в октябре этого года на челябинском перерабатывающем заводе была запущена первая линия переработки батареек. Технология предприятия позволяет перерабатывать щелочные батарейки гидрометаллургическим способом на 80%.

Таким образом, теперь собранные щелочные батарейки будут утилизировать в Челябинске. Посредниками между потребителем и заводом должны стать общественные организации и крупные торговые сети. Остается надеяться, что система сбора отработанных батареек будет хорошо налажена и снизится количество выбрасываемых на свалку батареек.