РЕЦИКЛИРАНЕ НА БАТЕРИИ

Батериите са евтин източник на енергия, с широко приложение. Използват се в превозни средства, дистанционни управления, часовници, портативна електроника, цифрова техника и дори в детски играчки.

Типове батерии

Зарядните батерии изглеждат напълно безобидни. Дори малкият им размер поражда съмнение, че обезвреждането и рециклирането на употребявани батерии е необходима мярка. За да се разбере, какви опасности крият в себе си тези миниатюрни източници на енергия, трябва да се разгледа по-отблизо техния строеж и химически състав.

Корпуса на батериите е абсолютно безопасен. Изработен е от метал, който напълно изолира съдържанието, докато корпусът не започне да корозира. Във вътрешната част се съдържат опасни химически елементи, които могат да бъдат неутрализирани чрез рециклиране на батериите. Във всеки от тях има анод – цинков прах, който е импрегниран с електролит и катод – магнезиев диоксид, смесен с титанов диоксид.

Класификацията на батериите се извършва в зависимост от електролита:

• Основа (алкални)
• Литий
• Метална сол
• Сребро
• Живак

Автомобилните батерии имат различен обхват и се различават по параметри като размер, външен вид, цикъл на презареждане, капацитет, срок на годност и химически състав:

• Оловните модели съдържат олово и неговия диоксид като реагент. Електролитът е разтвор на сярна киселина.
• Никел-кадмиеви батерии. Реагентът е кадмий и никелов хидроксид. Електролитът е калиев хидроксид.
• Желязо-никеловата батерия съдържа желязо, натриев или калиев хидроксид, никелов оксид.
• Никелните метални хидридни модели включват химически елементи като никел, литий, калиев хидроксид и никелов оксид.
• Никел-цинкови батерии съдържат цинк, калиев хидроксид, литий и никелов оксид.
• Сребърно-цинковите (кадмиеви) се състои от цинк или кадмий, калиев хидроксид, сребърен оксид.
• Литиево-йонни – литий и кобалтов оксид.
• Литиево-полимерни – литиеви, ванадиеви, манганови или кобалтови оксиди.

Защо не трябва да се изхвърлят използваните батерии?

Въпросът не без причина е толкова актуален. Една миниатюрна батерия замърсява 20 м2 земя. След изхвърлянето на батерията металното покритие корозира и тежките метали проникват в почвата и подземните води, в реки, езера и други водни обекти, използвани за питейно водоснабдяване.

Живакът е един от най-опасните и токсични метали, той се натрупва в тъканите на живите организми и може да попадне в човешкото тяло както директно от водата, така и чрез храни, приготвени от отровени растения или животни. Ако батерията бъде изгорена в инсинератор, всички токсични материали, съдържащи се в нея, ще бъдат пуснати в атмосферата.

За да не плащаме за небрежността на собственото си здраве батериите не трябва да се изхвърля в депата за битови отпадъци, а трябва да бъдат предавани в пунктовете и в събирателните точки за събиране на негодни батерии, т.е. в специализирани контейнери.

На всеки такъв продукт има обозначение, че не трябва да се изхвърля с обикновените битови отпадъци.

Чуждия опит в рециклирането на батерии

От общия обем на произведените в света батерии и акумулатори, се преработват само 3%, при това този показател в страните по света е твърде разнороден. В развиващите се страни практически не се рециклират, а се депонират с битови отпадъци.

В Европейския съюз въпросът за това къде да се изхвърлят батериите не е подминат. Контейнерите за батерии се поставят във всички магазини и институции. В стойността на новите батерии  е заложен определен процент, отчитащ разходите за рециклирането и производството на нови продукти, но купувачът може да разчита на отстъпка, ако предаде старите.

В Европа общо функционират най-малко 40 преработвателни предприятия, които рециклират до 45% от всички източници на химическа енергия.

В САЩ приемната точка, където можете да изхвърляте използваните батерии, е във всеки магазин, който ги продава. Събирането и обработката на елементи е поверено на продавачите и дистрибуторите на съответните продукти и от производителите се изисква да финансират всички необходими мерки. Броят на годишно рециклираните батерии в САЩ е до 60% (97% оловно-кисели и 20-40% литиево-йонни).

Япония разработва най-ефективния начин за рециклиране, така че батериите досега са били съхранявани в складове в съответствие с изискванията за безопасност.

Австралия е с най-висок процент на рециклирани батерии – достига 80%. Тези, които местните фирми не могат да рециклират се изнасят за Европа.

Как се рециклират батериите – основните стъпки:

Промишленото рециклиране на автомобилни и портативни батерии в едно предприятие се осъществява приблизително по следната схема:

1. Ръчно сортиране – разпределяне на отпадъчните батерии според техния тип;
2. Линията на контейнера доставя батериите до дробилка, където биват раздробявани;
3. Получената суровина попада под магнитната лента, която разделя големите елементи от металния корпус;
4. Останалата част се подлага на многократно раздробяване и отделяне на желязото;
5. Получената маса съдържа електролит и се нуждае от процес на неутрализация;
6. В резултат на хидрометалургичната технология, суровината се разделя на отделни компоненти и се пакетира.

Рециклирането на батерии е процес на възстановяване и използване на материалите, от които са произведени. По време на този процес металите се извличат от батериите, и отново се включват в състава на нови продукти. Целта на този процес е запазването на електроенергията и суровините. Обработката на такива отпадъци допринася за опазването на околната среда и човешкото здраве.

Понастоящем екологична и рентабилна технология, която би позволила рециклирането на изчерпани батерии и получаване на продукти с добро качество не съществува.

Например, за извличане на кадмий се използват пирометалургични и хидрометалургични методи. Най-разпространеният от пирометалургичните методи, базиран на дестилацията на газообразни съединения на кадмий, е вакуумната дестилация.

В допълнение към крайната екологична опасност от това производство дестилацията се характеризира с производството на нискокачествен кадмиев оксид и вторични отпадъци, чието използване в други отрасли е проблемно.

Световният опит в преработката на отпадъци, съдържащи кадмий, показва перспективи за хидрометалургични методи, основаващи се основно на използването на разтвори на сярна киселина, амоняк и соли. Използването на хидрометалургични операции ще позволи да се решат проблемите, свързани с околната среда, при изхвърлянето на отпадъци, съдържащи кадмий, и да се отговори на нуждите на машиностроенето и металургията с висококачествен кадмиев оксид.

Недостатъците на метода със сярна киселина са – ниска степен на екстракция на кадмий, поради загубата му с желязо съдържащи промишлени продукти, технологични трудности при пречистване на промишлените разтвори. Използването на амоняк е ограничено от неговата летливост и проблемното му регенериране.

През лятото на 2013 г. британската компания International Innovative Technologies представи нова технология за рециклиране на негодни батерии. Методът се състои в превръщане на твърдите елементи, съдържащи се във вътрешната част на алкална батерия в прах. По този начин вътрешните компоненти на батериите стават подходящи за обработка чрез различни химични и биологични процеси, резултатът от които е екстракцията на различни метални йони, например цинк, манган и въглеродни йони.

Едно от предимствата на тази технология е, че лесно може да замести традиционните системи за надробяване с компактни, високоефективни единици. Освен това новата разработка има ниска консумация на енергия и е идеална за смилане на твърди материали.

Всички видове батерии, произведени в Европа, могат да бъдат рециклирани, независимо дали са акумулаторни или не. За рециклиране няма значение дали батерията е заредена, частично разредена или напълно изтощена. След събирането на батериите, те се сортират и след това, в зависимост от вида, към който принадлежат, батериите се изпращат до съответния завод за рециклиране. Например алкалните батерии се рециклират във Великобритания, а никел-кадмиевите във Франция.

Веществата, извлечени от батериите по време на преработката (графитни, цинкови и манганови соли), могат по-късно да бъдат използвани както за създаване на нови батерии, така и в други отрасли, по-специално във фармацевтичната промишленост.

Рециклирането – единствена алтернатива

Като цяло батериите са химически устройства, чиито елементи реагират, за да произвеждат електричество, което използваме. Изработени са от различни материали, но в съставът им се съдържат силно токсични химически елементи и разтворени тежки метали:

• олово (натрупва се в тялото, засягащо бъбреците, нервната система, костната тъкан)
• кадмий (уврежда белите дробове и бъбреците)
• живак (засяга мозъка и нервната система)
• никел и цинк (може да предизвика дерматит)
• алкали (изгаряне на лигавиците и кожата) и др.

При оловно-киселите акумулатори електролитът е сярна киселина, разредена с дестилирана вода. Опасен в течно и в газообразна състояние /пари/. Електролитът може да причини изгаряния на кожата, дихателните пътища, лигавиците. При контакт с очите може да доведе до тежки изгаряния и слепота.

Отчитайки вредата, която може да причини подобен “букет” от  химикали на екологията, няма съмнение, че рециклирането на автомобилните, индустриалните и всички останали видове батерии е единствената възможност да се предотврати критичното ниво на замърсяване на планетата и патологията на човешкото здраве.

Рециклирането на батерии в Европейския съюз е задължително. От 26 септември 2008 г. всички батерии, акумулаторни батерии и тяхната опаковка трябва да бъдат обозначени със специален символ (зачеркнато кошче за боклук) – върху самата батерия или върху опаковката, в зависимост от размера.

Въпросите за събирането и рециклирането на използвани батерии и акумулатори са изключително актуални към настоящия момент.