Технология переработка аккумуляторов: Как в России перерабатывают аккумуляторы

Как в России перерабатывают аккумуляторы

В соответствии с классификацией отходов аккумуляторы относятся ко 2 классу опасности из-за содержания свинца, серной кислоты и других компонентов, представляющих опасность для здоровья человека и окружающей среды. Корреспондент Recycle отправился на ООО Утилизирующая Компания «ЭкоСистемы», чтобы узнать, как происходит переработка автомобильных аккумуляторов.

Переработка автомобильных аккумуляторов  является важным процессом с экологической точки зрения, так как позволяет нейтрализовать вредные вещества. Полученные в процессе переработки материалы используются в качестве сырья для создания новой продукции.

Линия по комплексной разделке аккумуляторных батарей была запущена на территории Новосибирского завода «Сибсельмаш» в 2018 году и позволяет перерабатывать до 1200 тонн аккумуляторов в месяц. Сейчас в месяц здесь перерабатывают 150 тонн отработанных аккумуляторов.

Аккумуляторы поступают на предприятие от государственных и частных организаций, имеющих собственный автопарк, от организаций, оказывающих услуги по ремонту и техническому обслуживанию автомобилей, от заготовителей лома цветных металлов.

Существенный объем поставляют физические лица.

Автомобильный аккумулятор служит в среднем один — полтора года. Процесс его переработки занимает около 10 минут.

В результате переработки получают: свинцовую пасту (45-47%), свинцовую крошку (22-25%), гранулированный полипропилен (5-6%), мусор (различного рода ПВХ) (7-10%), электролит (15%) который в процессе нейтрализуется. 

Процесс состоит из нескольких стадий. На конвейер по одному пускают аккумуляторы, которые поступают в измельчитель, где аккумулятор разрушается на крупные части.

 С помощью винтового конвейера эти части подаются в гранулятор.

В измельчителе находится сито, через которое электролит сливается в бак отстойник. После отстоя чистый электролит подается на стадию нейтрализации. Образующиеся в процессе работы испарения очищаются с помощью специальной вытяжки, имеющей ионообменный фильтр.

После того как электролит откачали в танк-накопитель и подали на нейтрализацию, в баке отстойнике остается паста, которая попала вместе с электролитом из измельчителя. Данная паста удаляется с помощью винтового конвейера в мягкую тару.

Готовая паста с содержанием свинца до 75% отправляется на склад.

Далее измельченные части поступают в гранулятор, где происходит дробление на более мелкую фракцию. Полученный материал попадает на вибросито.

Здесь с помощью воды, подающейся под давлением, происходит отделение пасты, которая с водой, через сито, попадает в центрифугу. В центрифуге паста отделяется от воды и сбрасывается в мягкую тару с остаточной влажностью не более 10%. 

Остальные части (полипропилен, кусковой свинец и ПВХ) продвигаются дальше по ситу, полипропилен и ПВХ, как более легкие материалы, смываются в баки приемники, а свинцовая крошка продвигается к выходному лотку и сбрасывается в мягкую тару.

Промытый гранулированный полипропилен удаляется из бака-приемника с помощью винтового конвейера в мягкую тару.

В смене работают 3-5 человек. Весь процесс полностью автоматизирован и почти не требует участия человека, кроме как подача АКБ на транспортер. В остальном операторы осуществляют только контроль за работой механизмов.

Данная линия имеет сертификат соответствия санитарным и эпидемиологическим нормам РФ.

Оборудование и технология переработки отечественные. Продукты, получаемые в результате переработки – свинцовую крошку, свинцовую пасту, полипропилен и пластик – в дальнейшем покупают как новосибирские предприятия, так и за пределами Новосибирской области.

Фото: Виталий Котан

Переработка аккумуляторов — технология и этапы переработки отработанных устройств

Переработка аккумуляторов, производится в несколько этапов. Сначала, сливают жидкую электролитную субстанцию, затем разрезают корпус и измельчают его. Завершается такая последовательность операций получением вторсырья, которое является продуктом переплавки оставшихся фрагментов в особых печах.

Подобные работы жизненно необходимы, и объёмы их постоянно возрастают, поскольку большинство современных технологических процессов (как и бытовые нужды населения) предполагает использование электрических элементов питания, а срок их службы не бесконечен. Главной же целью такого процесса, как переработка аккумуляторов, можно считать нейтрализацию токсичных веществ, что вносит немалый вклад в решение растущего числа проблем экологии, а также получение сравнительно недорогих сырьевых ресурсов, что в современном обществе приобретает всё большую актуальность.

 

Технология и этапы переработки отработанных аккумуляторов

 

Начинается всё со сливания того или иного раствора — электролита, который, в любом случае, обладает существенной агрессивностью, причём в отношении веществ и органического, и неорганического происхождения. Объясняется данное его свойство обязательным присутствием щелочных либо кислотных материалов, сила воздействия которых такова, что последствия могут оказаться необратимыми. Именно поэтому, и в повседневной жизни, приравнивать те же батарейки к обычному мусору ни в коем случае не следует.

 

 

По окончании первого этапа действий, направленных на переработку аккумуляторов, возможны два варианта выполнения последующего процесса: либо корпуса аккумуляторных изделий разрезаются, чтобы отделить имеющиеся в их конструкции пластины из свинца и полипропилена, а потом уже дробятся, либо глобальное дробление производится без предварительной подготовки. Измельчаются устаревшие аккумуляторные приспособления посредством специализированных установок, а размеры полученных фрагментов не превышают габаритов коробка спичек.

Данный процесс, переработка аккумуляторов, как правило, непрерывен, а конечным пунктом прибытия для получающейся массы становится особая ванна, где, благодаря нехитрой технологии, пластик и металл разделяются, чтобы отправиться в жерла особых печей, выдающих на выходе вторичное сырьё. Сырье вторичного типа, кстати, отличается достаточно высокой чистотой, чтобы вновь отправиться на заводы, производящие аккумуляторные устройства, и притом, гораздо более экономично, чем первичное. Не страдает и экологическая ситуация, так как возможные вредные испарения на этапе, когда проводится переработка аккумуляторов, также надёжно нейтрализуются.

 

Линия по переработке аккумуляторов

 

 

 

 

Производственное оборудование, на котором осуществляют слив электролитного раствора, на соответствующих предприятиях, полностью автоматизировано, чтобы гарантированно исключить возможность контакта людей не только с самими изымаемыми токсичными веществами, но даже с их парами. Слитый электролит в процессе переработки аккумуляторов собирается в особых резервуарах, где и подвергается затем нейтрализации, делающей его безопасным. Более же сложные технологические линии позволяют ещё и переработать полученный раствор таким образом, что он вторично оказывается пригодным для применения.

Тщательная, высокотехнологическая переработка аккумуляторов, позволяющая использовать разнообразные отходы, для изготовления новых изделий – целесообразный шаг, к обустройству радиотехнического и автомобильного рынков, с большей доступностью, к товарам более широких потребительских масс.

 

 

Как происходит утилизация и переработка аккумуляторов разных типов

Появление современных электронных, автомобилестроительных, цифровых и многих других технологий привело к резкому росту спроса на автономные источники электропитания различной мощности и конструкций. Современный человек уже практически не может обеспечить своей нормальной жизнедеятельности без использования перезаряжаемых батарей.

Краткая классификация утилизируемых источников электропитания

Прежде всего, все электрические батареи подразделяют на перезаряжаемые и устройства одноразового пользования. Дальнейшее разделение происходит по типу применяемого для проведения реакции активного вещества:

Количество выпускаемых аккумуляторов и одноразовых источников электропитания очень велико. Поэтому вопрос их переработки становится с каждым днем все острее.

Актуальность вопроса утилизации

Несколько лет назад вопрос о том, куда девать отработавшие свой ресурс батареи решался очень просто, их выбрасывали в мусорные баки. Но сегодня это становится определенной проблемой, которая обусловлена тремя следующими факторами:

• большое увеличение количества выпускаемых источников питания;
• возрастающая необходимость утилизации и переработки вторичных ресурсов;
• изменяющееся у населения отношение к экологическому состоянию окружающей среды.

Выкинуть сейчас отработавший аккумулятор и даже простую пальчиковую батарейку считается легкомысленным и неэтичным поступком. Утилизация старых батарей делает более дешевым производство новых. Позволяет защитить природу от значительных выбросов свинцовых, кислотных и щелочных отходов. Именно поэтому прием отработанных аккумуляторов с дальнейшей переработкой является одним из признаков цивилизованного общества.

Разделение утилизируемых батарей по классам опасности

Следует признать, что большинство производимых сегодня промышленностью автономных источников питания являются безвредными для человека и окружающей среды. Это, прежде всего, металлгибридные, литий-ионовые и полимерные батареи, обеспечивающие работу электронных устройств и средств связи.

Особо рассматриваются аккумуляторы для автомобильного транспорта и железнодорожного подвижного состава. Такие источники питания относят ко второму классу опасности по Федеральному классификационному каталогу отходов. И сегодня в России в обороте находится более 3-х миллионов единиц таких батарей. В пересчете на объемы получаемых отходов это составляет 90 тыс. тонн свинцовых соединений и 20 тыс. тонн серной кислоты. Такие же большие цифры можно пересчитать по другим химическим реагентам.

Введенные в стране нормативы требуют производить прием и хранение автомобильных аккумуляторов отдельно от других видов утилизируемых отходов. Места складского хранения должны быть оборудованы специальными поддонами, установленными на площадке с твердым покрытием и предотвращающими возможную утечку электролитических жидкостей.

Организация переработки старых автомобильных аккумуляторов

Утилизация АКБ производится специализированными промышленными предприятиями, оснащенными всем необходимым для этого оборудованием, обученными рабочими кадрами и выполняющими все требования техники безопасности. Технологический процесс переработки включает следующие рабочие этапы:

1. сбор и нейтрализация электролита;
2. разборка пластикового корпуса;
3. переработка свинцовых пластин;
4. дробление твердых отходов;
5. плавка металлического лома в печах.

Сбор водного раствора серной кислоты происходит в два этапа. Первоначально через сливные пробки выливается большая часть, а после разборки корпуса собирается остальное количество жидкости. Только после этого начинается отделение металлов и дробление пластика.

Упрощенная технология переработки

Другой способ происходит проще и быстрее, что позволяет перерабатывать больше аккумуляторов, но общий выход вторичного сырья в результате падает. В этом случае производится только первичный слив кислотного раствора. Далее батареи помещают в специальные камеры, где под воздействием высокой температуры нейтрализуется остаток кислоты.

АКБ ставят на конвейер, где он целиком измельчается на мелкие фрагменты при помощи больших дробильных станков. Обработанный таким образом аккумулятор, представляет собой пастообразную смесь металлов и пластика с достаточно высоким уровнем содержания кислотного остатка. Разделение пластмасс и других веществ осуществляется на особых фильтрах решетчатого типа и на дальнейшую обработку поступает только мелкая металлическая смесь с небольшим содержанием пластиков. Далее эта паста засыпается в сепаратор, заполненный водой, где тяжелый металл падает на дно, а легкие пластики всплывают на поверхность.

Заключительный этап переработки заключается в нейтрализации остатков кислоты и полного отделения металла. Обезвреживание кислоты осуществляется с помощью специального нейтрализующего раствора. Остается только сплав свинца, который поступает в печь для переплавки, где низкая температура плавления позволяет легко отделить его от других металлов и сплавов.

Переработка литиевых батарей

Основная опасность при переработке источников энергии на основе литиевых соединений заключается в пожароопасности и взрывоопасности производственного процесса. При попадании влаги вовнутрь этих устройств они могу нагреваться до 450˚C из-за возникающего внутри короткого замыкания тока. В результате простая батарея может стать источником пожара или даже взрыва.

Крупные литиевые аккумуляторы, применяемые в источниках бесперебойного питания для больших электронных устройств и средств связи, являются возможными источниками выделения диоксида серы и тионил хлорида. Эти вещества при контакте с воздушной влагой могут образовывать кислотные пары, опасные для людей и окружающей среды.

На территории РФ сегодня узкоспециализированные предприятия, которые решают вопрос утилизации аккумуляторов и батарей на основе лития. Технологический процесс при этом состоит из следующих рабочих этапов:

• разборка корпуса;
• извлечение внутреннего содержимого;
• удаление солей лития, являющихся электролитом;
• разделение металлических пластин на анодные и катодные сегменты;
• очистка пластин от неметаллических материалов;
• переплавка меди и алюминия;
• измельчение пластикового корпуса и переработка в гранулы.

Полученная пластмасса может быть использована для изготовления продукции или ремонтов дорожных покрытий.

Утилизация батарей и аккумуляторов цифровых и электронных устройств

К этой группе автономных источников тока относят пальчиковые, круглые и плоские модели, используемые в телефонах, планшетах, часах, дистанционных пультах управления и других устройствах. Главная особенность организации переработки таких устройств заключается в необходимости большого количества единиц для начала производственного процесса. Поэтому значительная часть таких аккумуляторов и батарей все еще просто выбрасывается населением.

Хотя уже идут обсуждения о возможной замене старых батарей на новые, с определенной компенсации оплаты. Кроме этого разработки новых технологий переработки, возможно, сделают эту задачу экономически выгодной. Добиться этого можно только в результате снижения цен на аккумуляторы и организации приемки старых устройств.

Необходимость развития и внедрения новых технологий утилизации автономных источников тока

Появление новых технологий переработки отходов это явственный показатель общественного и государственного отношения к проблеме утилизации вторичных ресурсов и сохранения окружающей среды. При этом необходимо, чтобы люди были заинтересованы стать сдатчиками вторичного сырья, благодаря выгодным ценам или условиям обмена. Это не только удешевить большинство выпускаемой продукции, но и сохранит чистой нашу окружающую среду. В результате десятки и даже тысячи тон ненужных отходов смогут превратиться в необходимую и более дешевую, чем раньше, продукцию.

Прием старых батарей производят сегодня некоторые магазины, торгующие электроникой и автомобильной техникой, а так же экологические общества и организации. Вы можете принести туда для сдачи любые виды автономных источников питания пришедших в негодность.

Как происходит утилизация и переработка аккумуляторов разных типов?

Эпоха нового тысячелетия вывела эксплуатацию миниатюрных автономных источников питания – аккумуляторов на новый уровень. Если еще лет 30 назад – пальчиковая батарейка была объектом для игрушки, часов, то современный человек просто не может обходиться без перезаряжаемых аккумуляторов различного типа.

Отработанные источники питания – классификация

Существует несколько способов распределить отходы аккумуляторов. Во-первых, их можно рассортировать по двум базовым группам одноразовые и перезаряжаемые. Во-вторых, предметом классификации может выступать активное вещество:

1. Автомобильные комплексы батарей свинцово-кислотного типа. Стандартное исполнение электролита – жидкость, однако встречаются и современные виды устройств: стекловолоконные, гелевые.
2. Батарейки на основе никеля. Класс объединяет вышедшие из употребления никель-кадмиевые аккумуляторы, а также источники питания NiMH. Это батарейки, где кадмий заменен металлгидридами.
3. Литиевые источники питания. Различают литий- ионные и полимерные виды аккумуляторов.

Все перечисленные категорий источники питания объединяет единственная проблема, особенно актуальная в современных условиях – утилизация аккумуляторных батарей.

Пример никель-кадмиевого аккумулятора

к содержанию ↑

Что делать с использованными источниками питания

Еще несколько лет назад утилизация отработанных аккумуляторов, особенно пальчиковых, не вызывала особых вопросов: батарейки просто выбрасывали в мусор. Сегодня переработка аккумуляторов стала актуальна, благодаря трем аспектам:

• масштабное увеличение общего числа батареек;
• пересмотр отношения к экологии;
• растущая важность использования вторичных продуктов.

Поэтому, выкинуть обычную батарейку в мусор – поступок не только легкомысленный, но и не этичный.

Действительно, утилизация старых аккумуляторов удешевляет производство и позволяет защитить окружающую среду от дополнительного источника выброса свинца и кислот. Поэтому, одним из признаков цивилизованного города, современного торгового центра становится наличие пунктов сбора использованных аккумуляторов, как пальчиковых, так и от телефона, лэптопа, планшета.

к содержанию ↑

Класс опасности аккумуляторных батарей

Основная масса современных батареек, используемых в электронных устройствах, безвредна для окружающей среды. Это металлгибридные и литий-ионовые/полимерные аккумуляторы. Напротив, обособленно рассматриваются автономные источники питания транспортных средств. Автомобильные аккумуляторные батареи – это класс опасности 2 по ФККО. Современный оборот подобных источников питания в России превышает 3 миллиона единиц, что в пересчете на экологически опасные вещества дает следующие цифры, в тысячах тонн:

• 90 – под свинец;

• 20 – для серной кислоты.

Соответственно нормативам, установленным природоохранным законодательством РФ, сбор отходов автомобильных аккумуляторов требуется производить отдельно от прочего вторичного сырья. Храниться они должны в специально отведенном месте. Более того, поддон под автомобильные аккумуляторы должен быть оборудован таким образом, чтобы предотвратить утечку электролита. Оптимальное расположение для контейнера – ремонтная область. При расположении поддона на прилегающей территории, дополнительными требованиями выступают: наличие твердого покрытия и присутствие навеса. Кроме того, отработанные аккумуляторы должны не подвергаться механическому воздействию.

В контейнерах подобного рода должны храниться отработанные аккумуляторы

Но в нашей стране почему-то хранят аккумуляторы и перевозят – в таком виде

к содержанию ↑

Утилизация автомобильных аккумуляторов

Переработка АКБ осуществляется специализированными предприятиями, обладающими соответствующим оборудованием. Дополнительно, требуется специальный подбор или обучения рабочих кадров и соблюдения техники безопасности на производстве. Сама переработка аккумуляторов, технология процесса, включает несколько последовательных этапов:

• нейтрализация электролита;

• демонтаж пластмассового корпуса;

• извлечение свинцовых пластин;

• дробление отходов;

• плавление металлического вторичного сырья в шахтных печах.

Первый этап подразумевает частичный слив электролита, с последующим разрезанием пластикового корпуса АКБ и удалением остатков водного раствора серной кислоты. Далее происходит разделение металлических и прочих элементов аккумулятора, их дробление.

Видео – разбор АКБ

к содержанию ↑

Автоматизация процедуры утилизации

Упрощенная переработка аккумуляторных батарей автомобиля происходит несколько иначе. Первоначально сливается электролит: далее кислота нейтрализуется внутри герметичных камер, под высокотемпературным воздействием. Оставшийся АКБ поступает на конвейер, где дробится на мелкие составляющие. Для этой процедуры используются мощные дробильные станки. После их прохождения, разрешенный аккумулятор представляет свинцово-кислотную пасту, а также смесь металлических и пластиковых мелких частиц. Паста отделяется посредством процесса фильтрации. Для этого используются специальные решетчатые фильтры. Осевшая на них паста направляется на дальнейшую переработку в виде металлической смеси.

Для разделения измельченных частиц свинца и пластика, состав подается в заполняемые водой емкости. Дальнейшая сепарация происходит тривиально: металлические частицы оседают на дно, пластиковые элементы собираются с поверхности жидкости. Подобная методика эффективна тем, что утилизация свинцовых аккумуляторов производится максимально эффективно. Даже корпус источника питания перерабатывается в пластиковые гранулы, принося положительный экономический эффект. Переработка пластмассы нередко осуществляется сторонними предприятиями, но при наличии соответствующего оборудования может производится непосредственно организацией, занимающейся утилизацией АКБ.

Заключительный этап – выделение металла из следующего состава:

• свинцово-кислотной массы, снятой с решетчатых фильтров;

• металлических раздробленных частиц.

Данная смесь все еще содержит некое количество кислоты, поэтому процесс дальнейшей ее переработки требует проведения нейтрализации. Процедура производится добавлением к составу специальных химических реагентов, нейтрализующих кислоту – см. статью Утилизация химически-отравляющих веществ. Результатом процесса становится металл (частицы свинца), осадок и вода. Последние два компонента удаляются, а свинцовые частицы направляются на завершающую очистку.

Эта процедура начинается с просушки металлической массы в печи. Дальнейшее повышение температуры позволяет отделить свинец от прочих металлических включений. Достигается это, благодаря его низкой температуре плавления. Из расплава свинца, просто удаляют частицы прочих металлов. Остаток заливают в специальные формы. Результатом переработки становятся слитки свинца достаточно высокой чистоты и пластиковые гранулы. Преимущество данного подхода – автоматизация процесса, снижающая расходы на проведение утилизации аккумуляторов.

Видео – Автоматическая линия по разделке аккумуляторных батарей

к содержанию ↑

Переработка батареек на основе лития

Утилизация литий ионных аккумуляторов обладает рядом отличительных нюансов. Опасность подобной разновидности отработанных источников питания состоит в их потенциальной взрывоопасности. Литий-ионные батарейки, получающие механические повреждения при хранении, при попадании влаги могут разогреваться до температуры 450 ⁰С, вследствие короткого замыкания. Этот процесс может вызвать взрыв или стать источником пожара. Последние модели подобных аккумуляторов обладают предохранительным клапаном, выпускающим пары в случае критической ситуации, что не исключает необходимости правильной утилизации подобных источников питания.

Большой литий-ионный аккумулятор

Крупные аккумуляторы на основе лития – потенциальные источники утечки тионил хлорида или диоксида серы, что может вызвать выброс в атмосферу паров соляной кислоты. Поэтому переработка Li-ионных аккумуляторов необходима не только из экономических соображений.

Сейчас в России имеется ряд узкоспециализированных предприятий, занимающихся непосредственно утилизацией данных источников питания. Сама процедура переработки происходит в несколько этапов:

• демонтаж корпуса в отдельном сухом помещении;

• извлечение содержимого аккумулятора;

• устранение электролита – необходимо вымыть соли лития;

• разделение пластин – требуется отделить анодные сегменты от катодных;

• очистка пластин от продуктов адгезии;

• переплавка полученных металлов – меди и алюминия;

• измельчение и переработка корпуса.

Видео – измельчение литиевых аккумуляторов:

На видео видно, как некоторые батареи взрываются и воспламеняются – в этом основная опасность таких аккумуляторов.

Последняя процедура также как и в случае со свинцово-кислотными аккумуляторами, позволяет переработать даже пластик. Полученные гранулы могут быть использованы при изготовлении пластмассовой продукции и даже для нанесения автодорожного покрытия.

к содержанию ↑

Утилизация батареек и аккумуляторов для электронных устройств

В это класс попадают источники питания различного типа: пальчиковые, круглые или используемые в телефонах, лэптопах и планшетах. Особенность переработки подобных батареек в том, что для экономической выгоды требуется большая масса отработанных аккумуляторов. Поэтому часть таких источников питания батареек все еще просто утилизируется, без последующего выделения металла.

С другой стороны, вопрос как утилизировать аккумулятор телефона имеет альтернативное решение, основанное на внедрении новых технологий переработки портативных источников питания. Извлечь выгоду на уровне пользователя электронного устройства в этом отношении сложно. Однако решается другая задача – куда сдать аккумулятор от телефона.

Появление новых методик переработки батареек, способствует увеличению пунктов для сдачи отработанных аккумуляторов. Новая концепция позволяет снизить технологические затраты и заменить энергоемкие металлургические методы следующей процедурой.

к содержанию ↑

Инновационная методика

Базу для этого технологического процесса переработки портативных аккумуляторов составляет электрогидравлическое дробление ударными волнами. Это позволяет измельчить продукт не до твердых частиц, а превратить его содержимое в жидкое состояние. Полученная смесь позволяет легко разделить композиционные материалы на границах их раздела. Технология находится на стадии внедрения, однако важна она не только с практической точки зрения.

к содержанию ↑

Важность развития передовых технологий переработки

Развития новых методик – показатель уровня внимания, уделяемого процессу утилизации источников питания. Сегодня просто обезопасить окружающую среду от наплыва батареек различной формы и содержания – малоэффективно. Намного выгоднее, использовать отработанные аккумуляторы как источник сырья. Это не только способно удешевить продукцию, но и сказывается на бытовом уровне. Владельцу электронного устройства, игрушки или другого аппарата, требующего портативных батареек, не приходится задумываться над способом их утилизации. Благодаря внедрению эффективных решений по переработке аккумуляторов, число пунктов их сдачи \непрерывно растет.

Таким образом, тонны ранее непригодного опасного мусора превращаются в реальную финансовую выгоду, как в масштабах общества, так и на индивидуальном уровне. Исключение составляют, пожалуй, только батарейки таблетки. Технология переработки для них развита еще в недостаточной мере.

 

Переработка отсортированных частей аккумуляторов

При переработке затрачивается большое количество энергии – для извлечения материалов нужно до 9 раз больше энергии, чем для производства материалов другим способом. Поэтому предприятия создают комфортные условия для переработки. К примеру, в Европе компании заранее учитывают затраты и предлагают покупателям получить скидку на новый аккумулятор при сдаче старого.

При переработке никель-металлогидридных батарей получается большое количество никеля, процесс окупается, а переработка становится выгодной. В случае переработки никель-кадмиевых, литий-ионных батарей компаниями устанавливаются дополнительные правила и сборы – они содержат мало извлекаемого металла.

Совсем недавно в нашей стране начало функционировать предприятие по переработке аккумуляторов, до этого существовали компании, которые только собирали и хранили. Завод находится в Челябинске, недавно на нем была запущена первая партия переработки.

к содержанию ↑

Куда можно сдать?

Приемом старых аккумуляторов в мелких масштабах занимаются сети магазинов электроники и техники, экологические компании и даже сыроедческие кафе и магазины. Туда вы можете принести отработанные батарейки и аккумуляторы, а в некоторых случаях даже получить скидку на покупку нового. Список всех адресов и компаний, принимающих батареи в Вашем городе, можно с легкостью найти в интернете.

 

Правильная переработка аккумуляторных батарей

Современные технологии достигли такого уровня, что практически каждый человек сегодня является обладателем целого ряда приборов, нуждающихся в питании от аккумуляторных батарей. Наряду с этим актуальной становится и проблема сбора и переработки старых элементов питания, пришедших в негодность.

Всем современным аккумуляторам свойствен ограниченный срок службы, и поэтому каждому владельцу приборов или оборудования, питаемого от аккумуляторных батарей, рано или поздно приходится заменять старые батареи новыми.

Однако мало кому известно, что выбрасывать батареи просто так в мусорный бак нельзя, поскольку непосредственное влияние составляющие аккумуляторных батарей очень пагубно отображается на экологии. Электролит, используемый в аккумуляторных батареях, довольно агрессивен. Как правило, он представляет собой раствор довольно едких и опасных кислот. Именно по этой причине так важна правильная переработка аккумуляторов, которые отслужили свой срок. Правильная утилизация аккумуляторных батарей позволяет защитить окружающую среду от вредных веществ и предотвратить её токсическое заражение. Непозволительно выбрасывание аккумуляторных источников питания на общественные свалки, их сдавание в места приема цветных металлов! Прежде, чем рискнуть выбросить аккумуляторный источник питания в мусорку, подумайте о природе и здоровье окружающих людей! Лишь одна крохотная пальчиковая батарейка может загрязнить около 20 почвы или отравить 400 л воды. Страшно себе даже представить, какими будут масштабы вреда от значительно более массивных аккумуляторных батарей.

Переработку аккумуляторных батарей должны осуществлять специальные заводы, имеющие для этой цели соответствующее оборудование, и в точном соответствии с обусловленной на международном уровне технологией. Только в этом случае утилизация АКБ может быть проведена с минимальным уровнем вреда для окружающей среды.

В наше время существует целый ряд батарей разных типов и видов, однако, процесс их утилизации по своему механизму во всех случаях практически идентичен, и обеспечивается благодаря использованию аналогичного оборудования. Причина тому довольно банальна — большая часть стандартных аккумуляторных батарей состоит из аналогичных составных частей: обычно пластмассового корпуса, внутренних пластин из разных сплавов (чаще всего активных металлов) и заливки – электролита.

Весь процесс переработки аккумуляторных батарей предполагает нескольких последовательных технологических процессов: слива и нейтрализация электролита, разрезания корпусной части аккумуляторных батарей, отделения пластин от корпуса батарей, дробления аккумуляторов специальным оборудованием и последующее плавления вторичного сырья в шахтных печах.

Полипропилен от переработки Аккумуляторов

В процессе переработки аккумуляторных батарей нейтрализуются элементы, потерявшие свою пригодность для последующей эксплуатации, вся же остальная масса вновь возвращается в промышленное производство источников питания. Слив электролита проводят под воздействием температуры в специально отведенных для этой цели автоматических боксах. Электролит сливается в специально предназначенные для этой цели герметичные контейнеры с целью его последующей переработки. Раскол аккумуляторов производят на конвейерах, отделяя пластины (свинец) от внешнего корпуса батарей. Свинцовые платины дробятся и отправляются на переплавку. Из плавильных печей выходит уже чистое сырье из которого потом снова выпускают аккумуляторы.

Свинец из аккумуляторов после переработки

Как уже говорилось раньше, аккумуляторные батареи рано или поздно выходят из строя. Причины износа большей части энергетических источников питания кроются в коррозии их электродов (окисление и растворение в электролите), разрыхлении, опадании и нарушении однородности активной массы, а также в сульфатации пластин (формировании на их поверхности довольно больших кристаллов сульфата свинца).

Ошибается тот, кто считает, что в случае вышеуказанных «поломок» АКБ удастся починить. Такое явление практически невозможно — после износа аккумулятор превращается в довольно вредный и опарный для окружающей среды отход. В состав аккумулятора чаще всего входят: свинец, сульфат свинца, сульфид свинца, диоксид свинца, серная кислота, сурма, поливинилхлорид, полипропилен.

Важна переработка аккумуляторных батарей также и с позиции возможности вторичного использования их компонентов в производстве. Дефицит свинца в наше время на мировом рынке составляет 140 тыс. т. С каждым годом уровень потребления свинца промышленностью возрастает на 5-10%, однако, несмотря на устойчивый спрос на свинец, в мире продолжают закрываться предприятия по его производству. В наши дни таких предприятий функционирует не так уж и много.

Зарубежные государства, понимая всю масштабность проблемы, связанной с накоплением электронных отходов, уже довольно давно решились на довольно таки кардинальные меры. Многие европейские страны практикуют сбор отработанных элементов питания в специальных контейнерах, размещая их в супермаркетах. Страны с развитыми технологиями переработки и утилизации опасных отходов имеют экономическую выгоду от их скупки, поскольку после переработки обладают возможностью получить довольно ценные материалы. В Японии, правда, несмотря на высокий уровень технологического развития этой страны, реализацию подобных нововведений ещё не начали – ждут момента, когда будет придуман наиболее оптимальный способ утилизации аккумуляторов, и по этой причине и дальше продолжают собирать аккумуляторные батареи до так называемых лучших времен. В Украине ситуация обстоит несколько иначе, нежели в большинстве высокоразвитых стран Европы – человеку, желающему защитить окружающую природу от вредного воздействия продуктов побочного распада аккумуляторных батарей, придется самостоятельно поискать куда их здать. Да ещё и не всегда предприятия, занимающиеся переработкой батарей, согласятся принять пришедшие в негодность батареи за просто так – бесплатно. Что не говори, а мы живем в Украине, и этим, думаю, уже все сказано.

Сегодня интернет «пестрит» объявлениями о предоставлении услуг по утилизации старых аккумуляторных батарей. Но, мне бы хотелось обратить Ваше внимание на то, что не все предприятия, предлагающие через интернет подобный «cервис», имеют соответствующее разрешение на проведение переработки такого рода. Отсутствие надлежащей документации может быть явным свидетельством несостоятельности предприятия правильно провести процесс утилизации старых аккумуляторных батарей без вреда для окружающей среды. Это не значит, что предприятий и заводов по переработке и утилизации аккумуляторных батарей в нашей стране не существует. Они у нас есть, и более того — на территории нашей страны построен один из самых крупных перерабатывающих заводов в Европе. На сегодняшний день в Европе функционирует только три завода, занимающихся экологически безопасной утилизацией аккумуляторных батарей, и один из находится в Украине. Два других расположены в Германии и Франции.

С мая 2012 года в Днепропетровске начал функционировать первый в Украине и СНГ завод по безотходной переработке использованных аккумуляторных батарей ООО «Рекуперация свинца» Международной научно-промышленной корпорации «Ветро Энергетические Солнечные Технологии Аккумулирующие» («ВЕСТА»). Практикуемый на заводе закрытый технологический цикл позволяет перерабатывать все составляющие аккумуляторных батарей, в том числе и электролит. Свинец, получаемый в процессе переработки аккумуляторов производственными мощностями завода, используется при изготовлении новых аккумуляторов, кристаллический сульфат натрия – при изготовлении стекла, шлак и гранулированный полипропилен — в дорожно-строительной промышленности. Перерабатывающий процесс не предполагает возможности попадание технологических стоков в окружающую среду – в производстве применяется исключительно вода атмосферных осадков. Возможные масштабы переработки аккумуляторных батарей заводом в год составляют почти 3 млн. экземпляров.

Занимается эффективной утилизацией аккумуляторных батарей и Львовское государственное предприятие «Аргентум», начавшее работу с сентября 2011 года. Правда по причине низкого экологического сознания большинства украинцев в его работе наблюдается некоторый дисбаланс. Вследствие низкого уровня организации сбора аккумуляторных батарей в Украине предприятие работает практически вхолостую. Правда, активисты волонтерской общественной организации «ЭкоДнепр» г. Днепропетровска в июне этого года начали акцию по сбору аккумуляторных батарей -«Батарейки, сдавайтесь». Целью данного эко-проэкта стала организация на територии Днепропетровска пунктов приема отработанных батареек, откуда в последующем они будут вывезены на Львовский завод «Аргентум» с целью утилизации. Помимо организации специализированных пунктов сбора волонтеры занялись созданием сайта, который бы смог информировать граждан Украины о всех местах приема батарей для переработки.

Весь процесс экологически безопасной утилизации аккумуляторов, проводимый на Львовском государственном предприятии «Аргентум», выглядит следующим образом. Сначала все поступившие на территорию предприятия батареи сортируют по группах, после чего их перемалывают, проводят сухую или мокрую сепарацию, получая на выходе соединения, пригодные для вторичного использования в производстве.

Основная причина скапливания аккумуляторных батарей на свалках в нашей стране кроется в элементарном отсутствии нормативно-правового поля, который бы смог урегулировать весь процесс сбора, переработки и утилизации мусора. Ещё в 2006 году в Украине был принят закон «О химических источниках тока», который в некоторых аспектах все же затронул вопрос правильной утилизации аккумуляторов, однако, как показала практика он фактически так и остался законом на бумаге, практически не выполняемым. Главным недостатком данного закона, как по мне, является полное отсутствие четко предусмотренных обязанностей граждан в вопросе сбора и утилизации химических источников тока, а также дисбаланс в области определения ответственных лиц за создание и функционирование сети пунктов сбора химических источников тока. Именно государство должно возложить на себя обязанность создания специализированных пунктов приема отработанных батарей, а также, через функционирование общественных организации, поднять уровень экологического сознания граждан страны. Как бы там ни было, но именно такая организационная модель довольно неплохо показала себя во многих европейских странах. Уже даже информируя людей о вреде выброшенных на свалку химических источников тока, и создавая специализированные пункты их приема, государственные органы вносят свой вклад в защиту окружающей среды.

Создание отлаженной системы сбора и переработки аккумуляторных батарей в Украине крайне необходимо. Согласно данных опроса, проведенного с целью установления практики правильного обращения с аккумуляторами, пришедшими в негодность, только 0,3% населения Украины сдают отработанные АКБ в специализированные приемные пункты. Из оставшихся 99,7%, взявший участие в опросе, 20,5 % выбрасывают АКБ в мусорку, 49,6 % — сливают электролит прямо на землю, и 14,0% — хранят батареи дома или в гараже.

Технология сухой переработки аккумуляторов

Технология утилизации и повторной переработки свинцово-кислотных батарей

Какой бы долговечной не являлась вещь, однажды она выйдет из строя. Автомобильный аккумулятор – не исключение из этого правила. Но, в отличие от многих других предметов обихода, АКБ может жить второй, третьей и так далее, жизнью. Такое возможно благодаря технологии утилизации и повторной переработки свинцово-кислотных батарей. Сейчас мы узнаем, как хлам перерождается и становится новеньким аккумулятором.

Слить и обезвредить

Вообще, утилизация старых батарей – процесс довольно дорогой. Но в итоге, он приносит прибыль всем – и бывшим владельцам, сдавшим батарею в магазин, и промышленникам, получающим более дешевое сырье для новых АКБ, и человечеству в целом, ведь утилизация аккумуляторов предохраняет природу от тысяч тонн критически ядовитых отходов.

В ходе утилизации «вторую жизнь» обретают полипропилен моноблоков и свинец, единственное, что используется единожды – сернокислотный электролит. Его слив – первый этап утилизации АКБ.

Слитый электролит направляется в отстойники, где в течение суток шлам, состоящий из диоксида свинца, оседает на дно. Полученный осадок направляется на металлургическую обработку, а очищенный электролит нейтрализуется при помощи щелочи. В качестве таковой может использоваться кальцинированная сода (Na2C03), каустичеcкая сода (NaOH), известь (СаСОз), гидроксид кальция (Са(ОН)2). Щелочь подается в электролит постепенно, потому что реакция нейтрализации сопровождается большим выделением тепла. Нейтрализованный электролит направляется в сток. Он является достаточно экологичным и не наносит вреда окружающей среде, по нормативам, примеси в нем не превышают: соединения свинца — 0,1мг/л; взвешенные частицы — до 50мг/л. РН раствора должен быть равным 6,5 — 8,0.

Не забудьте снять пенку

Дальнейшие процедуры зависят от того, машинным или ручным способом будет перерабатываться аккумулятор. Ручной способ устарел, но все еще используется на небольших предприятиях.

Для начала, высверливаются места спайки перемычек с борнами. Затем, разогревается специальной горелкой место крепление крышки к моноблоку, оттуда извлекается расплавленная мастика, которая тоже способна служить повторно. Далее, отрицательные полублоки отделяются от положительных и направляются на переплавку. Образовавшуюся на поверхности пленку из оксидов и сульфатов свинца удаляют шумовкой и направляют на высокотемпературное восстановление. Положительные полублоки так же переплавляют, технология переплавки несколько отличается для разрушенных и целых пластин.

Потери свинца при таком способе переработки достигают десяти процентов, к тому же он сложен и требует участия большого числа рабочих рук, готовых к труду в пекле.

Через огонь, воду и стальные трубы

Поэтому, более прогрессивным сейчас является машинный способ переработки. При нем, корпус вместе с пластинами дробится на части, каждая из которых не превышает размера спичечного коробка. Мельчайшие фракции – свинцово-кислотная и свинцово-щелочная пасты оседают на фильтрах, находящихся после дробилок. Высушенный порошок с содержанием свинца направляется на переплавку, а крупные «куски» аккумуляторов проходят испытание водой. В воде части полипропилена всплывают наверх, а тяжелый свинец устремляется вниз. Пластик снимается с поверхности воды и переплавляется в пластиковые гранулы – готовое сырье для будущих моноблоков.

Вода, использованная для разделения, нейтрализуется, фильтруется и сливается в канализацию. Свинцовые части просушивают и плавят. Так как свинец наиболее плотный из всех соединений, входящих в состав АКБ, он при переплавке оседает на дно. Другие металлы с поверхности котла удаляются.

Чтобы окончательно очистить свинец от примесей, в тигель добавляется каустическая сода. Она взаимодействует с ненужными веществами и полученная «пенка» из прореагировавшей соды удаляется с поверхности тигеля. Наконец, уже с отлитого в формы свинца снимают тончайшую пленку, после чего формуются слитки химически чистого свинца. Как раз он и идет на изготовление решеток для новых батарей.

Вот так, старый, истративший свой ресурс аккумулятор, пройдя огонь, воду, дробление и замысловатые реакции из химически вредного отхода превращается в готовое сырье для новых батарей. Как Феникс, вновь и вновь восстающий из пепла.

Как производится утилизация батареек и аккумуляторов?

Человека издавна окружали устройства разной сложности. И современные приспособления так или иначе работают от электричества хотя бы частично. Существует масса приборов, которые берут электроэнергию из батареек и аккумуляторов, чей срок службы постепенно истекает. Большинство людей отслужившие старые батарейки просто выкидывает в мусорное ведро, а аккумуляторы несет на свалку. Что в корне неправильно.

Чем опасны использованные батарейки и аккумуляторы?

Принцип работы всех этих устройств основан на активном воздействии химических элементов. И появление в них электрического заряда связано с реакциями, происходящими внутри. И многие из этих реагентов опасны при неправильном обращении.

Батарейки и аккумуляторы делятся на:

• Содержащие марганец и цинк. Наиболее распространенные батарейки.
• Работающие благодаря соединениям вида никель-металл-гидрид. Самая распространенная альтернатива марганцево-цинковым.
• Литий-ионные (Li-ion) и литий-тионилхлоридные (Li-SOCl2). Это в большинстве своем аккумуляторы. Этот типаж давно вызывает беспокойство экологов, так как литий активен и небезопасен для окружающей среды, хлор вообще ядовит, а аккумуляторы обычно содержат большую массу реагента.
• Серебряно-никелевые (их следует перерабатывать по экономическим причинам).
• Но самый опасный вид — никелево-кадмиевый. Кадмий очень сильно загрязняет землю, и наносит ощутимый вред экосистеме, отравляя почвы на продолжительный срок.

Содержащиеся в любом энергоносителе вещества очень опасны для природы и людей, именно поэтому их ни в коем случае нельзя выбрать с бытовыми отходами (на полигоне ТБО вся эта химия попадет в землю), а относить в специальные пункты утилизации, ближайшие из которых вы легко найдете в интернет с помощью запроса «пункты приема батареек» или «пункты приема аккумуляторов».

Как происходит утилизация отработанных батареек и аккумуляторов?

Из пунктов приема энергоносители отправляются на заводы, где перерабатываются во вторичное сырье. Это далеко не прибыльное дело, так как процессы переработки в этой сфере недостаточно развиты и весьма сложны, поэтому не всегда окупаются даже логистические затраты. Из-за этого любому подобному заводу приходится искать партнеров или работать с волонтерами и активистами, чтобы те развивали инфраструктуру утилизации, а именно:

• устанавливали ящики для сбора старых батареек в подъездах;
• контактировать с крупными компаниями, которые на сотрудничестве с экоактивистами могут сэкономить на рекламе;
• информировали населения об опасности загрязнения среды энергоносителями, а также о существовании и расположении пунктов приема.

На заводах привезенный утиль проходит тщательный ручной отбор, после чего проходит процедуру дробления. Во время этой процедуры батарейки идут на конвейере через специальные измельчители, а кусочки железа выбираются из потока магнитами. Оставшуюся массу, содержащую в себе большое количество разнообразных химических элементов, отправляют в цех для гидро- или пирометаллургии.

Это два совершенно разных метода, один из которых получил распространение в Европе, а другой в странах СНГ. При пирометаллургии происходит обработка высокими температурами, которая очищает металлы и делает их готовыми к новому использованию. Вторсырье от этого способа можно использовать в производстве и химической промышленности. Гидрометаллургический метод заключается в том, что весь объем материала заливается серной кислотой, постепенно образуется соленый раствор. Потом этот раствор выпаривается и получаются кристаллические сульфаты, применяемые в качестве удобрений в сельском хозяйстве и в роли реагентов в химической промышленности.

См. также:

 

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.

---

Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

• В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
• Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
• Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
• Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
• Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

---

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.

---

Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в cookie-файлах может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Новые методы утилизации, призванные сделать электромобили экологичнее

• Роботы могут быть использованы для ускорения разделения материалов
• Возможна экономия на 60%
• Ученые из США и Великобритании сосредоточены на различных технологиях

ЛОНДОН, 1 июля (Reuters) — Исследователи из Великобритании и США нашли способы утилизации аккумуляторов электромобилей, которые могут резко сократить расходы и выбросы углерода, обеспечивая устойчивые поставки для ожидаемого всплеска спроса.

Методы, которые включают извлечение частей аккумулятора, чтобы их можно было использовать повторно, помогут автомобильной промышленности справиться с критикой о том, что даже несмотря на то, что электромобили сокращают выбросы в течение своего срока службы, они начинают с тяжелого углеродного следа добытых материалов.

Поскольку национальные правительства и регионы стремятся обеспечить поставки для ожидаемого увеличения спроса на электромобили, прорывы могут способствовать дальнейшему развитию ценных материалов, таких как кобальт и никель. Они также уменьшили бы зависимость от Китая и сложных горнодобывающих юрисдикций.

«Мы не можем перерабатывать сложные продукты, такие как батареи, как перерабатываем другие металлы. Измельчение, смешивание компонентов батареи и пирометаллургия разрушают ценность», — Гэвин Харпер, научный сотрудник финансируемого правительством Института Фарадея в Великобритании, сказал.

Пирометаллургия — это извлечение металлов с использованием высоких температур в доменных печах, что, по мнению аналитиков, неэкономично.

Современные методы переработки также основаны на измельчении батарей на очень мелкие кусочки, известные как черная масса, которые затем перерабатываются в металлы, такие как кобальт и никель.

Переход к практике, известной как прямая переработка, которая позволит сохранить такие компоненты, как катод и анод, может значительно сократить потери энергии и затраты на производство.

Исследователи из Университета Лестера и Университета Бирмингема, работающие над проектом ReLib Института Фарадея, нашли способ использовать ультразвуковые волны для переработки катода и анода без измельчения и подали заявку на патент.

Технология извлекает катодный порошок, состоящий из кобальта, никеля и марганца, из алюминиевого листа, к которому он приклеивается при производстве аккумуляторов.Анодный порошок, который обычно представляет собой графит, отделяется от медного листа.

Энди Эбботт, профессор физической химии в Университете Лестера, сказал, что разделение с использованием ультразвуковых волн приведет к экономии затрат на 60% по сравнению со стоимостью первичного материала.

По сравнению с более традиционной технологией, основанной на гидрометаллургии, которая использует жидкости, такие как серная кислота и вода для извлечения материалов, он сказал, что ультразвуковая технология может обрабатывать в 100 раз больше материала батареи за тот же период.

Команда Abbott разделила элементы батарей вручную, чтобы протестировать процесс, но ReLib работает над проектом по использованию роботов для более эффективного разделения батарей и блоков.

Поскольку для накопления запасов и скрапа требуется время, Эбботт сказал, что он ожидает, что технология первоначально будет использовать лом с заводов по производству аккумуляторов в качестве сырья и переработанный материал, который будет возвращаться в производство аккумуляторов.

ПРИБЫЛЬНАЯ ПЕРЕРАБОТКА

В Соединенных Штатах, спонсируемый правительством проект Министерства энергетики под названием ReCell находится на заключительной стадии демонстрации различных, но также многообещающих технологий утилизации, которые обновляют катод батареи, чтобы превратить его в новый катод.

ReCell, возглавляемая Джеффом Спангенбергером, изучила множество различных методов, включая ультразвуковые, но сосредоточила внимание на термических методах и методах на основе растворителей.

«США не производят много катода внутри страны, поэтому, если мы используем гидрометаллургию или пирометаллургию, мы должны отправлять переработанные материалы в другие страны, чтобы их превратили в катод и отправили обратно нам», — сказал Спангенбергер.

«Чтобы сделать переработку литий-ионных аккумуляторов прибыльной, не требуя платы за утилизацию для потребителей, а также для стимулирования роста отрасли переработки, необходимо разработать новые методы, обеспечивающие более высокую рентабельность для переработчиков.«

Существуют проблемы, связанные с прямой переработкой, в том числе постоянно меняющиеся химические составы, — сказал Спангенбергер.« ReCell работает над разделением катодного химического состава ». 1-1-1. Это изменилось в последние годы, поскольку производители стремятся снизить затраты, и химический состав катода может быть 5-3-2, 6-2-2 или 8-1-1.

Подход в проекте ReLib Фарадея заключается в следующем. смешивать переработанный с первичным материалом для получения необходимого соотношения никеля, марганца и кобальта.

Отчетность Пратимы Десаи; редактирование Вероники Браун и Барбары Льюис

Наши стандарты: принципы доверия Thomson Reuters.

Последние достижения в технологии переработки литий-ионных аккумуляторов

Y uqing Wang в настоящее время получает степень бакалавра в Школе материаловедения и инженерии Тяньцзиньского университета. Ее исследовательские интересы сосредоточены на разработке новых материалов для хранения энергии и переработке литий-ионных батарей.

Нин Ань в настоящее время получает степень бакалавра в Школе материаловедения и инженерии Тяньцзиньского университета. Его исследовательские интересы сосредоточены на углеродных материалах и новых материалах для хранения энергии.

Проф. Фэн Хоу — директор Института передовой керамики Тяньцзиньского университета. Он получил докторскую степень. окончил Школу материаловедения и инженерии Тяньцзиньского университета, Китай, в 2001 году. Его исследовательские интересы заключаются в разработке пленок или волокон на основе углеродных нанотрубок для накопления энергии и производстве волокнистой пористой керамики для систем тепловой защиты.

Проф. Цзи Лян получил степень доктора философии. из Университета Аделаиды в 2014 году. После стипендии T. S. Ke и стипендии ARC-DECRA он поступил в Школу материаловедения и инженерии Тяньцзиньского университета. Его исследовательские интересы заключаются в разработке функциональных углеродных материалов для электрохимического катализа и накопления энергии.

Лэй Вэнь — доцент отдела перспективных исследований углерода Шэньянской национальной лаборатории материаловедения Института исследований металлов Китайской академии наук (IMR, CAS).Он получил докторскую степень. Он получил степень магистра в области материаловедения в Северо-Восточном университете, Китай, в 2004 году. Его исследовательские интересы сосредоточены в основном на литий-ионных батареях и гибких электрохимических накопителях энергии.

Лэй Ван получил степень магистра в Школе материаловедения и инженерии Тяньцзиньского университета. Его исследовательские интересы были сосредоточены на дизайне структуры и процессе легирования новых электродных материалов для литий-ионных аккумуляторов.

Сяотун Цзян в настоящее время работает исследователем в отделе автомобильных данных China Co., Ltd. Он получил степень бакалавра наук в области материаловедения и инженерии в 2015 году и степень магистра в области материаловедения в 2018 году в Тяньцзиньском университете, Тяньцзинь, Китай. Его исследовательские интересы сосредоточены на передовых углеродных материалах для высокопроизводительных устройств хранения энергии, таких как литий-ионные батареи, суперконденсаторы и т. Д.

Юсинь Инь получила степень доктора философии. окончила Тяньцзиньский университет, Китай, в 2008 году. В настоящее время она работает старшим инженером в Tianjin Lishen Battery Joint Stock Ltd Co, Китай.Ее исследовательские интересы включают производственный процесс и технологию переработки литий-ионных аккумуляторов.

© 2020 Science Press и Даляньский институт химической физики Китайской академии наук. Опубликовано ELSEVIER B.V. и Science Press. Все права защищены.

Технологии переработки лития из отработанных литий-ионных аккумуляторов: обзор

Потребление материалов на основе лития более чем удвоилось за восемь лет из-за недавнего всплеска спроса на литиевые приложения в качестве литий-ионных батарей.Рынок литий-ионных аккумуляторов неуклонно растет с каждым годом и в настоящее время достигает размера в 40 миллиардов долларов. Литий, который является основным материалом для производства литий-ионных аккумуляторов, в настоящее время добывается из природных минералов и рассолов, но эти процессы сложны и потребляют большое количество энергии. Кроме того, потребление лития увеличилось на 18% с 2018 по 2019 год, и можно прогнозировать неизбежное истощение лития с ограниченными запасами лития. Это привело к развитию технологий переработки лития из литий-ионных батарей.В этой статье основное внимание уделяется технологиям, которые позволяют перерабатывать соединения лития из отработанных литий-ионных аккумуляторов в соответствии с их отдельными стадиями и методами. Этапы разделены на этап предварительной обработки и этап экстракции лития, а последний разделен на три основных метода: пирометаллургия, гидрометаллургия и электрохимическая экстракция. Процессы, преимущества и недостатки, эффективность извлечения лития, цена, загрязнение окружающей среды и степень коммерциализации каждого метода сравниваются и анализируются количественно.Несмотря на растущее внимание и развитие различных технологий рециркуляции лития, в настоящее время перерабатывается менее 1 процента лития. Мы предлагаем будущие потребности в улучшении технологий переработки отходов лития и надеемся, что эта статья может стимулировать дальнейший интерес и развитие в области переработки лития.

Эта статья в открытом доступе

Подождите, пока мы загрузим ваш контент… Что-то пошло не так. Попробуйте снова?

Новаторское изобретение по переработке аккумуляторов — ScienceDaily

Исследователи из Университета Лестера разработали новый метод переработки аккумуляторов электромобилей, используя новаторский подход, который многие испытали в стоматологическом кресле.

Проект Института Фарадея по переработке литий-ионных батарей (ReLiB), возглавляемый профессором Энди Эбботтом из Университета Лестера, использовал новый метод, включающий ультразвуковые волны, для решения важной задачи: как отделить ценные материалы от электродов таким образом, чтобы что материалы могут быть полностью восстановлены из батарей по окончании их срока службы.

Современные методы рециркуляции литий-ионных аккумуляторов обычно направляют израсходованные аккумуляторы в измельчитель или высокотемпературный реактор.Впоследствии для производства материалов, пригодных для использования, необходим сложный набор физических и химических процессов. Эти маршруты рециркуляции энергоемки и неэффективны.

Если будет применен альтернативный подход и батареи с истекшим сроком службы будут разобраны, а не измельчены, существует потенциал для восстановления большего количества материала в более чистом состоянии. Было показано, что разборка литий-ионных батарей дает высокий выход (около 80% от исходного материала) в более чистом состоянии, чем это было возможно при использовании измельченного материала.

Камня преткновения — как удалить и отделить важные материалы (такие как литий, никель, марганец и кобальт) из использованных батарей быстрым, экономичным и экологически чистым способом — теперь можно избежать благодаря новому подходу, который адаптирует технологию, которая в настоящее время широко используется в пищевой промышленности.

Ультразвуковой метод отслаивания эффективно удаляет активные материалы, необходимые для электродов, оставляя чистый алюминий или медь.Процесс оказался очень эффективным при удалении оксидов графита и лития, никеля, марганца, кобальта, широко известных как NMC.

Исследование было опубликовано в журнале Green Chemistry , и исследовательская группа под руководством профессора Эбботта подала заявку на патент на этот метод.

Профессор Эбботт сказал:

«Эта новая процедура в 100 раз быстрее и экологичнее, чем традиционные методы утилизации аккумуляторов, и приводит к более высокой чистоте восстановленных материалов.

«По сути, он работает так же, как стоматологическое ультразвуковое средство для удаления накипи, разрушая адгезионные связи между слоем покрытия и основой.

«Вполне вероятно, что при первоначальном использовании этой технологии переработанные материалы будут возвращаться обратно в линию по производству аккумуляторов. Это настоящий шаг вперед в переработке аккумуляторов».

Профессор Пэм Томас, генеральный директор Института Фарадея прокомментировал:

«Чтобы в полной мере использовать аккумуляторные технологии для Великобритании, мы должны сосредоточиться на всем жизненном цикле — от добычи критически важных материалов до производства аккумуляторов и их вторичной переработки — для создания экономики замкнутого цикла, которая была бы устойчивой для всех планета и выгодна для промышленности.«

Исследователи из Института Фарадея

сосредоточили свое внимание на жизненном цикле аккумуляторов — от их первого производства до повторного использования во вторичных приложениях и их последующей утилизации, чтобы обеспечить полную реализацию экологических и экономических выгод от аккумуляторов для электромобилей.

Исследовательская группа ведет предварительные переговоры с несколькими производителями аккумуляторов и перерабатывающими компаниями о размещении демонстратора технологий на промышленной площадке в 2021 году с долгосрочной целью лицензирования технологии.

Исследовательская группа дополнительно проверила технологию на четырех наиболее распространенных типах батарей и обнаружила, что в каждом случае она работает с одинаковой эффективностью.

История Источник:

Материалы предоставлены Университетом Лестера . Примечание. Содержимое можно редактировать по стилю и длине.

5 лучших стартапов по переработке аккумуляторов, влияющих на энергию

Наши аналитики по инновациям недавно изучили новые технологии и перспективные стартапы, работающие над решениями для энергетического сектора.Поскольку большое количество стартапов работает над широким спектром решений, мы хотим поделиться с вами своими мыслями. На этот раз мы рассмотрим 5 многообещающих стартапов по переработке батарей.

Тепловая карта: 5 лучших стартапов по утилизации аккумуляторов

Выводы этого анализа на основе данных основаны на платформе StartUs Insights Discovery, основанной на больших данных и искусственном интеллекте, охватывающей более 2,093,000 стартапов и масштабируемых проектов по всему миру. Платформа дает вам исчерпывающий обзор новых технологий и соответствующих стартапов в определенной области всего за несколько кликов.

Глобальная тепловая карта стартапов, представленная ниже, показывает распределение 81 образцового стартапа и масштабных проектов, которые мы проанализировали в рамках этого исследования. Кроме того, в нем выделено 5 энергетических стартапов, которые мы выбрали на основе таких критериев, как год основания, местоположение, объем собранных средств и т. Д. В этом отчете вы узнаете о решениях этих 5 стартапов и масштабных проектов. Свяжитесь с нами, чтобы получить информацию о других 76 решениях по утилизации аккумуляторов.

Нажмите, чтобы увеличить

Заинтересованы в изучении всех 80+ решений по утилизации батарей?

Li-Cycle — Hydro-Metallurgical Recycling

Рост количества высококачественных батарей — это хорошо, поскольку он отучивает людей от энергии на основе ископаемого топлива.Однако с появлением новых технологий возникают новые проблемы, и высокий уровень отходов аккумуляторов снижает ценность электрических аккумуляторов. Гидрометаллургические технологии помогают перерабатывать важные для аккумуляторов материалы, такие как литий, марганец, кобальт и никель. Этот процесс переработки обеспечивает наилучшее извлечение металла и, следовательно, облегчает повторное использование компонентов старых батарей. Эта экономически жизнеспособная технология обеспечивает доступные решения по переработке аккумуляторов в различных отраслях промышленности.

Li-Cycle — это стартап из Канады, который использует сочетание методов механического измельчения и гидрометаллургического восстановления ресурсов, предназначенных для переработки литий-ионных аккумуляторов. Компания предлагает технологию переработки для безопасной переработки литий-ионных аккумуляторов с минимальными выбросами парниковых газов. В результате он обеспечивает устойчивый путь к окончанию срока службы всех литий-ионных аккумуляторов. Основное преимущество их технологии переработки заключается в создании неопасного продукта, который сводит к минимуму ответственность за транспортировку и значительно снижает затраты.

Рециклинг литионов — Прямая переработка катодов

Прямая переработка позволяет легко извлекать ценные катодные материалы и обеспечивает более дешевую альтернативу производителям батарей. Этот процесс потенциально ускоряет глобальный переход к чистой энергии и помогает достичь целей по сокращению выбросов углерода. Технология прямой рециркуляции катода также снижает зависимость от добычи невозобновляемых ресурсов. Эти переработанные и регенерированные катоды, наряду с некоторыми другими материалами, подходят для прямого возврата в промышленность.

Канадский стартап Lithion Recycling разрабатывает решение по переработке аккумуляторов, которое восстанавливает 95% всех компонентов литий-ионных аккумуляторов и регенерирует материалы с высокой степенью чистоты. Их технология значительно снижает давление на добычу сырья и сводит к минимуму экологическую ответственность электромобилей и других машин с батарейным питанием.

AkkuSer — Curing Treatment Recycling

Правильное обращение с отходами необходимо для защиты окружающей среды и сокращения выбросов парниковых газов.Метод обработки отверждением относится к смешиванию отработанных первичных батарей с ингредиентами бетона. Технология потребляет очень мало энергии, практически не выделяет углекислый газ и устраняет токсичные соединения фтора. Обработка отверждения улучшает качество бетона за счет использования отработанных аккумуляторов и снижает загрязнение, которое они в противном случае производят из-за характеристик бетона. Более того, этот метод легко масштабируется.

Финская компания AkkuSer использует технологию отверждения для обеспечения чистой, безопасной, местной и устойчивой переработки свинца.Их процесс переработки позволяет безопасно обрабатывать реактивные отходы аккумуляторных батарей и обеспечивать высокую эффективность переработки, при этом восстанавливается более 50% материалов, содержащихся в аккумуляторах. Затем батареи сортируются на различные фракции в зависимости от их металла и химического состава, чтобы обеспечить максимальное извлечение ценных металлов из батарей.

NAWA Technologies — Технология биологической переработки

Биохимические процессы при переработке аккумуляторов включают биовыщелачивание, биоокисление, биосорбцию и биоаккумуляцию.В этих реакциях органический материал, кислород и бактерии взаимодействуют с целью разделения металлических компонентов. Основным преимуществом технологии биологической переработки является снижение загрязнения, что делает эту технологию чистой. Но он также сталкивается с такими проблемами, как длительное время выщелачивания, низкая скорость выщелачивания и низкая общая эффективность. Стартапы работают над тем, чтобы определить, какие материалы наиболее эффективно перерабатываются с помощью этой технологии.

Французская компания NAWA Technologies работает над сверхбыстрыми угольными батареями , используя биологическую переработку батарей для сортировки отработанных батарей по химическому составу.Их процесс переработки снижает потребность в редких материалах и дает углерод из биомассы. После измельчения и очистки в результате их процесса получается продукт, называемый черной массой, который содержит электролит, цинк, оксиды марганца и другие металлы. Их процессы переработки не приводят к образованию летучих нанообъектов и учитывают ограничения по окончанию срока службы еще на стадии проектирования.

Duesenfeld — Метод восстановления электролита

Метод восстановления электролита решает проблему непоправимого повреждения сердечника батареи.В этой технологии используются низкие температуры замерзания, чтобы устранить вредное воздействие электролитов, и добавляется вода путем дистилляции электролита для катализа. Этот метод не производит токсичных соединений фтора и позволяет снизить потребление энергии, особенно после стадий сжигания и промывки.

German Duesenfeld создает метод восстановления электролита, который сочетает в себе механические и термодинамические процессы с целью экономии энергии, необходимой для переработки, а также для восстановления большего количества сырья.Они используют энергоэффективные процессы и способны регенерировать значительное количество материала. Это гарантирует, что они имеют низкий углеродный след после завершения операций по переработке.

Узнайте больше Энергетические стартапы

Энергетические стартапы, такие как примеры, приведенные в этом отчете, сосредоточены на децентрализации, возобновляемых источниках энергии, а также на улавливании углерода. Хотя все эти технологии играют важную роль в развитии энергетики, они представляют собой лишь верхушку айсберга.Чтобы узнать больше об энергетических технологиях, просто свяжитесь с нами, и мы рассмотрим ваши области интересов. Чтобы получить более общий обзор, вы можете загрузить наш бесплатный отчет об инновациях в энергетике, чтобы сэкономить ваше время и улучшить процесс принятия стратегических решений.

Получите бесплатный отчет об инновациях в области энергетики

Мы доставим его прямо на ваш почтовый ящик!

✕

Почему этот бывший инженер Tesla теперь работает над переработкой аккумуляторов

Шесть лет назад Райан Мелсерт входил в небольшую команду инженеров, сидящих в строительном трейлере посреди пустыни в Неваде, и расписывал детали производства новых аккумуляторов Tesla объект, Гигафабрика.«Нам сказали, по сути, спроектировать и построить самый большой завод в мире, чтобы производить самые дешевые батареи в мире и делать это без потребления энергии», — говорит он. «Это была действительно амбициозная цель. И мы буквально просто смотрели на клочок грязи ».

Когда первые производственные линии завода начали вводиться в эксплуатацию по производству порошков, суспензий, аккумуляторных элементов и упаковок, Мелсерт осознал, что перед отраслью стоит задача. Gigafactory сделала то, что намеревалась сделать. Но при производстве аккумуляторов образуются отходы, такие как обрезки и неисправные аккумуляторы, и было трудно найти какие-либо предприятия, чтобы перерабатывать эти отходы или даже просто обрабатывать их, чтобы они больше не были опасными.

«Мы начали покупать тракторные прицепы и парковать их на территории, а также заполнять эти тракторные прицепы всеми видами отходов, просто надеясь, что в какой-то момент кто-нибудь найдет способ переработать их, переработать и сделать устойчивым и экономичным способом », — говорит он. «Но за эти первые несколько лет было не так много компаний, которые вышли вперед и смогли это сделать».

Минералы, извлеченные из литий-ионных батарей, слева направо: гидроксид лития, сульфат никеля, сульфат кобальта, сульфат марганца.[Фото: любезно предоставлено компанией American Battery Technology Company] Та же проблема существует и с использованными батареями электромобилей и бытовой электроники, от смартфонов до ноутбуков. Количество отходов литий-ионных аккумуляторов быстро растет. Но традиционные переработчики не могут с этим справиться. Это может быть опасно: например, этим летом вспыхнул пожар на складе, где хранилось около 100 тонн литий-ионных батарей, горение длилось почти неделю и вынудило тысячи людей покинуть этот район.

Даже когда батареи не горят, в процессе переработки могут образоваться шлейфы токсичного загрязнения. А традиционный процесс неэффективен, поэтому создает много отходов. Кроме того, это настолько дорого, что переработчикам часто приходится платить за выполнение работы, а не за возможность покупать отходы и получать прибыль. Перемещение огромных аккумуляторов электромобилей, которые весят сотни фунтов, может стоить дороже, чем стоимость материалов, восстановленных при традиционной переработке. Мелсерт решил покинуть Tesla и основать American Battery Technology Company (ABTC) для работы над этой проблемой.

[Фото: любезно предоставлено компанией American Battery Technology Company] Этот стартап входит в небольшую группу компаний, которая в настоящее время является первопроходцем в улучшении утилизации аккумуляторов. Традиционная переработка включает в себя измельчение батарей и их разрушение на элементарные части с помощью тепла и химикатов. ABTC хотела переосмыслить процесс, основываясь на том, что команда поняла, работая на производственной стороне. «Вместо того, чтобы просто взять все эти батареи и поместить их в высокотемпературную печь, или поместить их в ванну с сильной кислотой, или просто поместить их в измельчитель, мы намеренно не делаем ничего из этого», — говорит Мелсерт.«Мы отказываемся от многих этапов производства в обратном порядке, чтобы« разобрать »упаковки на модули, на ячейки, на компоненты субячеек».

Инженеры знали, например, что трудно заставить определенные порошки прилипать к металлической подложке при производстве или удерживать определенные жидкости внутри аккумуляторного элемента. «Все те виды отказов, которые мы теперь намеренно вызываем в процессе снятия с производства, чтобы эти подкомпоненты по существу развалились друг от друга», — говорит он. После того, как материалы частично отсортированы, химический процесс извлекает чистые материалы.

В то время как старые методы переработки создают материалы более низкого качества, которые могут быть проданы на промышленные рынки, новый процесс обеспечивает их качество, которое можно использовать в новых батареях, полностью замыкая цикл для батарей. (Материалы можно использовать многократно в этом процессе без потери качества.) Избегая высоких температур, необходимых в традиционных процессах, он также экономит энергию и затраты и позволяет избежать загрязнения воздуха. Этот процесс также позволяет извлекать больше материалов из каждой батареи, создавая мало отходов.

В настоящее время в США производится очень мало материалов для аккумуляторов — фактически, менее 1% от всей мировой аккумуляторной индустрии, хотя внутреннее производство аккумуляторов растет. Gigafactory Tesla производит около 38 гигаватт-часов аккумуляторов в год, а в США строятся мощности более 400 гигаватт-часов. Переработка материалов ближе к производству аккумуляторов может помочь цепочке поставок.

В нынешней системе большая часть сырых компонентов для производства батарей поступает из-за границы.«Просто необходимость ввозить материал так далеко имеет большое влияние на стоимость», — говорит Мелсерт. «Есть импортные пошлины, есть транспортные расходы. И есть надежность поставок. Как мы видели, особенно во время COVID, во время блокировки многие глобальные цепочки поставок развалились, и вы физически не могли получить доступ к этим материалам. Поэтому, если у вас есть завод по производству клеток в США, но ваше сырье не производится в США, это делает вас уязвимыми. И это делает получение этого материала более дорогим.Кроме того, у вас меньше возможностей увидеть влияние на окружающую среду того, как были изготовлены эти материалы ».

[Фото: Northvolt] Другие стартапы также приближают переработку отходов к производству, в том числе Northvolt, шведский производитель аккумуляторов, ориентированный на устойчивое развитие, который собрал 6 миллиардов долларов и работал с университетами над созданием еще одного нового процесса переработки аккумуляторов. В настоящее время компания управляет пилотным заводом по переработке отходов, а в начале 2023 года начнет работу более крупного завода по соседству с заводом по производству аккумуляторов, снабжаемого постоянным потоком старых аккумуляторов из таких мест, как Норвегия, где электромобили сейчас продаются больше, чем автомобили, работающие на ископаемом топливе. .

Redwood Materials, управляемая соучредителем Tesla Дж.Б. Штробелем, расширяет масштабы переработки аккумуляторов в США и планирует производить катоды, самую дорогую часть аккумуляторов. Запатентованный процесс Redwood, который сейчас используется на большом предприятии в Неваде, позволяет извлекать почти 98% редкоземельных металлов внутри батареи. Он использует остаточную энергию внутри батареи, поэтому не требует ввода внешней энергии.

[Фото: Northvolt] ABTC в настоящее время строит свою первую пилотную установку для демонстрации собственного процесса.Благодаря гранту от Министерства энергетики и Ford, General Motors и Stellantis, он будет работать с химической компанией BASF, чтобы показать, что переработанный материал может быть превращен в новый катодный материал батареи. Третий партнер будет производить полные аккумуляторные элементы, которые можно будет протестировать на производительность по сравнению с элементами, изготовленными из первичного материала. ABTC планирует построить свой первый коммерческий завод примерно через два года.

Мелсерт говорит, что индустрии электромобилей по-прежнему потребуется добывать новые материалы, поскольку количество новых электромобилей растет.«Даже если у вас есть стопроцентно совершенная система утилизации, она может поддерживать количество аккумуляторов только в полевых условиях», — говорит он. «Поскольку количество растет, вам необходимо вводить новый материал в этот замкнутый цикл. Таким образом, промышленность нуждается как в вторичной переработке, так и в недорогой заготовке первичного металла с низким уровнем воздействия на окружающую среду ».

ABTC также работает над новыми методами добычи полезных ископаемых. В настоящее время компании принадлежит около 1000 акров горнодобывающих предприятий в США, и она тестирует новые способы добычи лития, никеля и кобальта, которые имеют меньшее воздействие на окружающую среду и могут также избежать других проблем со стороны других поставщиков, таких как использование детского труда на кобальтовых рудниках.«Технологии переработки не являются чистыми по своей природе», — говорит он. «И горнодобывающие технологии не являются грязными по своей сути». Важно, чтобы цепочка поставок электромобилей была правильной: к 2030 году, по оценкам Международного энергетического агентства, на дорогах будет около 230 миллионов электромобилей, и все они будут нуждаться в материалах для новых аккумуляторов.