Устройств, которые используют аккумуляторы, становится всё больше и больше. Даже транспорт постепенно становится именно «аккумуляторным». В виду такого широкого распространения аккумуляторных батарей возникает вопрос – куда потом деть все отработанные батареи? Или, если говорить языком более научным, как быть с утилизацией аккумуляторов?
Вопрос переработки сегодня вообще очень болезненный. Несмотря на то, что многие пластики, которые используются очень широко, легко перерабатываются, они продолжают валяться повсюду и загрязнять окружающую среду. Вероятно, участь аккумуляторных батарей может оказаться такой же. В итоге от клубов дыма мы плавно перейдём к горам активного мусора, который окажет даже более вредное влияние, чем выхлопные газы.
К сожалению, тут мы, как ученые, решить проблему не можем. Главное, что может сделать каждый из нас - это быть человеком разумным (это всегда полезно!) и, как минимум, не бросать старые аккумуляторы в полях или лесах.
Два варианта переработки литий-ионных аккумуляторов
Ещё мы можем разобраться во вариантах утилизации аккумуляторов. Ведь собранные аккумуляторы нужно как-то переработать.
Наибольший интерес сейчас представляет переработка именно литий-ионных аккумуляторов, поскольку старые кислотно-свинцовые батареи перерабатываются уже многие годы и технология там простая. Она подробно расписана в любом вузовском учебнике в курсе утилизации отходов.
В случае новых литий-ионных аккумуляторов, которые включают целую группу батареи схожей химии, утилизация более затруднительна. Тут сразу целый букет проблем. Одна из главных и, наверное, очень даже полезных (поскольку заставит заниматься переработкой) – это дефицит исходных компонентов. В батареях используются литий, кобальт, медь и многие другие элементы. Они дефицитные и залежи могут быстро иссякнуть. Это заставляет задумываться об их извлечении из отработанных батарей уже сейчас.
В общем-то, при переработке батареи возможно два принципиальных подхода – перемолоть всё, а потом разобрать по элементами или же разобрать собранную батарею и постараться не загрязнять относительно чистые элементы. Сама батарея как правило имеет стандартную конструкцию и включает в себя катод, анод, сепаратор, электролит и корпус с функцией герметизации всего этого добра.
Первый вариант утилизации очень трудоемкий и даже опасный. Это измельчение. Если в случае кислотно-свинцового аккумулятора происходит сепарация измельченного материала, то тут это сделать значительно сложнее. Это дорого и не всегда эффективно. Измельчать литий-содержащие сплавы уж точно не самое простое занятие. Это активный металл и на «механическую» работу с ним накладывается множество ограничений. Поэтому, просто так запихнуть аккумулятор в дробилку не получится.
Второй вариант предполагает весьма сложный разбор аккумулятора, но технологический процесс в итоге упрощается.
Стандартные физико-химические процессы
И тот, и другой варианты в конечном итоге подразумевают ряд стандартных физических и химических процессов.
Они включают разборку, дробление, просеивание, магнитную сепарацию, промывку, и термическую обработку. Всё в итоге приходит к гидрометаллургии.
Гидрометаллургия включает выщелачивание ценных элементов из твердого материала и их последующее осаждение путем модификации химического состава фазы растворителя. На выходе можно получить до 80% чистых металлов, входящих в состав исходной перерабатываемой батареи.
Обычно гидрометаллургические процессы включают выщелачивание нужного компонента, разделение, экстракцию и химическое осаждение. На выходе получается чистый металл.
Для извлечения столь ценного кобальта (тут вспоминается гуляющий в сети демотиватор про кобальт и Африку) применяют методики пирометаллургии. Фактически это переплавка с превращением одного в другое.
Перед процессом плавки аккумуляторы сначала разбираются на отдельные элементы, а затем подаются в нагревательную печь. Аккумуляторы восстанавливаются путем предварительного нагрева, пиролиза и последовательной плавки.
Интересная особенность во всех случаях - это необходимость разрядить аккумулятор полностью перед процессом переработки.
Если вам интересно более детально разобраться в происходящих процессах, то советую прочитать эту статью.
Есть и всяческие уникальные технологии переработки, которые пока находятся на уровне патентов и разработки. Но, исходя из собственного опыта могу сказать, что вряд ли что-то из этого дорастёт до полноценного производственного цикла.
П.с.: Эта статья появилась на канале, поскольку один из подписчиков попросил разобрать такую тему. Вы тоже можете предложить интересную тему в комментариях!
-----
Советую прочитать на канале:
🔹 Как электромобили вредят природе и почему мы об этом не думаем?
🔹 Что такое анод, а что такое катод?
-----
👍 Ставьте лайки материалу, чтобы поддержать проект, ✅ подписывайтесь и обязательно возвращайтесь за новыми интересными материалами!
👉⚡ Подпишитесь на Telegram проекта и читайте эксклюзивные статьи!!!
💡 Читайте статьи на сайте!
