Технология утилизации аккумуляторов и аккумуляторных батарей, общий принцип переработки аккумуляторных батарей.

 

Свинцово-кислотная аккумуляторная батарея или АКБ обычно состоит из шести элементов, каждый по 2 вольта. Это дает на выходе 12 вольт. Каждый элемент аккумулятора представляет собой свинцовые решетчатые пластины, которые покрыты активным веществом и погружены в кислотный электролит. Катодные пластины покрыты мелкопористым свинцом.

Анодные – двуокисью свинца. В качестве электролита используется раствор серной кислоты, плотность которого составляет 1,28 г/см3.

Все элементы аккумулятора размещены в пластиковом корпусе. В зависимости от того, относится ли АКБ к обслуживаемому или необслуживаемому типу, корпусы делают с отверстиями для долива или герметичные. При нарушении условий эксплуатации АКБ они выходят из строя раньше заявленного срока. Но, как бы ни был тщателен уход за ними, рано или поздно они все равно выходят из строя. Это происходит потому, что аккумулятор исчерпывает свой естественный ресурс. К утилизации вышедших из строя аккумуляторов необходимо подходить очень ответственно. Его нельзя выбрасывать на обычную свалку, так как содержащиеся в нем кислота и соединения свинца, образующиеся в процессе эксплуатации, токсичны и наносят непоправимый ущерб окружающей среде. Поэтому аккумуляторные батареи, непригодные к дальнейшему использованию, подлежат разделке и утилизации.

Разделка аккумуляторов бывает ручной и машинной. Ручная разделка обычно осуществляется на малых предприятиях. В этом случае важно грамотно организовать процесс, чтобы не происходили потери и последующее рассеивание токсичных свинцовых соединений и электролита. При ручной разделке аккумуляторные батареи устанавливают на специальные стеллажи. Вентиляционные пробки удаляются и электролит сливается в приемные емкости.

Позже он направляется на нейтрализацию. Также его могут регенерировать. Затем высверливаются места, где осуществлена спайка перемычек с борнами. Водородным пламенем разогревают поверхность мастики, которая используется для герметизации аккумулятора. Ее удаляют специальными лопатками. Мастику также можно использовать повторно, но ее стойкость к экстремальным температурам может быть снижена.

Следующим этапом идет снятие крышек элементов. После этого вынимают блоки электродов. Отрицательные полублоки отделяют от положительных. Затем их можно загружать в котел с целью выплавки свинцово-сурьмяного сплава. Соединения свинца – оксид и сульфат – всплывающие на поверхность, удаляют специальной шумовкой и направляют на высокотемпературное восстановление. Также переплавке могут подвергаться и положительные полублоки, если у них хорошо сохранились решетки. Если же состояние токоотводов критическое, борны вместе с ушками электродов отделяются и направляются на низкотемпературную переплавку.

Как видно, ручная разделка аккумуляторных батарей – трудоемкий процесс, при котором возможны потери свинца до 10%. Поэтому разработана специальная установка для разделки автомобильных аккумуляторов. Эта технология предусматривает двухстадийное дробление аккумуляторного лома. Детали аккумулятора, имеющие механические соединения, дробятся на зерна, одинаковые по форме и размеру. Эта масса проходит дальнейшее обогащение на концентрационном столе, а также в винтовом сепараторе, на струйном классификаторе и гидроциклоне.

Аккумуляторные батареи, не подвергающиеся разделке, опасны для окружающей среды.

Даже если электролит остается внутри аккумулятора, то происходит выделение паров электролита. От одного вышедшего из строя аккумулятора, оставленного в гараже, за месяц стены покроются ржавчиной. Что же происходит с воздухом, если таких агрегатов сотни и тысячи? Поэтому важно серьезное отношение к проблеме утилизации непригодных к эксплуатации АКБ.

На настоящий день 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.

Эффективность переработки определяется в процентном соотношении материала, поступившего на переработку, и материала, полученного после переработки.

Стоит помнить, что точную эффективность переработки невозможно знать заранее по следующим причинам:

-состав материала, поступающего на переработку, значительно разнится от партии к партии и от страны производителя — это происходит из-за смешения батарей от разных производителей и различной степени разрядки каждой конкретной батарейки;

-в процессе переработки батареи смешиваются с другими материалами, поэтому определить точно эффективность переработки батарей и «добавочных» материалов невозможно;

-переработка включает в себя несколько стадий, каждая из которых происходит на различных производствах, поэтому границы, в которых должна измеряться эффективность переработки, неясна.

Процесс HTMR состоит из трех основных шагов: подготовка смеси; выжигание; плавка и отливка. На этапе подготовки смеси батарей различных типов смешиваются, и из них изготавливаются брикеты, затем брикеты помещают в печь с вращающимся нагревателем (RHF) при температуре 23000 °F. В процессе нагревания в камеру подводятся различные газы для ускорения сжигания лишних компонентов мусора и плавке металлов. Получаемые газовые отходы проходят систему жидкостной очистки. Полученные в RHF слитки помещают в электродуговую печь (EAF), где происходит разделение жидкой фазы металла и шлаков. Шлаки являются безопасными для здоровья, поэтому в дальнейшем они используются в строительстве зданий и дорог. Полученные слитки разделяются на болванки и плавятся с добавлением железа, до достижения стандартного состава — никель от 8 % до 16 %, хром от 9 % до 16 %, железо — оставшееся, незначительное содержание марганца, углерода и молибдена.