Утилизация батареек в России и мире

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.

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

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.

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.

Летом 2013 года 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.

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.

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. 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.