Утилизация аккумуляторных батарей

В том случае, если в процессе диагностики аккумуляторной батареи выявлено, что она не подлежит восстановлению, то она сдается на утилизацию.

Сдавать аккумуляторную батарею необходимо на предприятия, которые смогут провести полный комплекс мер по ее утилизации (нейтрализация электролита, извлечение свинца и так далее).

Извлечение свинца из использованных аккумуляторов может идти двумя путями:

1. Аккумуляторный лом перед переплавом вручную сортируют на бетонных площадках. Отработанные аккумуляторы после слива кислоты в специальную ёмкость вручную разбивают. Из массы разрушенного лома выбирают свинцовые пластины и куски корпусов. Свинцовые пластины и массу, содержащую шлам и мелкие органические частицы, направляют на металлургические предприятия, а куски корпусов - на отвал. Большие потери свинца с корпусами, значительная засоренность разделанного лома, тяжелые условия труда и низкая его производительность - характерные особенности этого способа.

В Германии применяется сортировочная линия конвейерного типа. Отработанные аккумуляторы устанавливают на пластинчатый конвейер, крепят специальными захватами и подают в камеру с инфракрасным обогревом. После расплавления мастики конвейер приводится в движение и вышедшие из камеры банки переворачиваются вверх дном. Под действием гравитационных сил и вибратора содержимое банок падает в приёмник с сетчатым дном. Металлические пластины остаются на сетке, а шлам и кислота поступают в отстойники, в которых нейтрализуют кислоту. Свинцовые пластины и шлам из отстойников отгружают потребителям раздельно, аккумуляторные банки направляют в отвал. Однако значительные потери свинца с банками и относительно невысокая производительность (2т/ч) установки ограничивают широкое применение этого способа в промышленности.

Также возможна воздушная сепарация и гидросепарация (тяжелосредная) аккумуляторного лома. Эти методы имеют существенные недостатки. Сильное выделение пыли при сушке и сепарации (в случае воздушной сепарации) требует применения дорогостоящего герметичного оборудования, также значительны потери свинца с органической массой. В случае гидросепарации дробление лома сопровождается пылевыделением свинца и кислоты в атмосферу производственного здания, дробилки необходимо герметизировать и оборудовать узлами приготовления и подачи соды или извести для нейтрализации кислоты. Обогащение лома сопряжено с образованием большого объёма промывных вод, насыщающихся солями металлов, вывод и обезвреживание которых требует применения специальных дорогостоящих способов. Основная масса продуктов сепарации - мелкие и влажные материалы, сушка и окомкование которых сопровождаются значительными энергозатратами. Недостаточно полное отделение органики от свинецсодержащих продуктов требует дожигания газов, в которые она переходит при металлургической переработке указанных продуктов. В то же время органическая масса содержит 2-10 % свинца, что затрудняет как её использование, так и хранение.

Отмеченные недостатки определили поиск и разработку других, в частности, пирометаллургических способов переработки аккумуляторного лома.

2. Шахтная плавка неразделанного аккумуляторного лома.

Отработанные аккумуляторы, из которых кислота сливается в специальную ёмкость, разгружают и хранят в кислотостойких отсеках склада. Кислоту нейтрализуют или реализуют другим предприятиям. Шихта шахтной плавки имеет состав, %: неразделанный аккумуляторный лом - 60; мелкое свинцовое сырьё (изгарь, паста, шламы и т. п.) - 25; флюсы и кокс - 15. Шихту в печь загружают ковшевым погрузчиком, процесс ведут на высокой сыпи, температура отходящих газов не превышает 2000С; пылевынос - 2 %. Печь работает на нагретом до 5000С и обогащенном до 25-30 % кислорода дутье, расход которого равен 3000 нм3/ч. Использование такого дутья и тепла от сгорания органической массы лома аккумуляторов позволяет по сравнению с традиционным процессом (плавка сортированного аккумуляторного лома) уменьшить расход кокса на 50 %.

Плавку ведут на шлак. Содержащий, %: 0,6-1,0 Pb; 35 SiO2; 25-30 FeO; 17 CaO. Состав шлака контролируют рентгеновским спектрографом и корректируют изменением в шихте количества железной руды и известняка. Свинец выпускают из печи через сифон.

Отходящие газы содержат органические вещества, которые дожигают при 9500С в специальной камере. После разбавления вентиляционными газами температура отходящих газов снижается до 1200С, что позволяет применять для их очистки рукавные фильтры. В очищенных газах содержится 5-10 мг/м3 пыли и следы хлора; сброс свинца в атмосферу с газами не превышает половины санитарной нормы.

Пыль агломерируют на специальной установке, агломерат выщелачивают водой и после удаления из него хлоридов плавят вместе с ломом в шахтной печи. Выделение хлора, серы, пыли автоматически регистрируется. Процесс шахтной плавки высоко автоматизирован и механизирован, управление процессом осуществляется специальной электронной системой.

На заводе «Краутшайд» фирмы «Варта» (Германия) благодаря применению этого процесса решена проблема утилизации серы, содержащейся в неразделанном аккумуляторном ломе в виде серной кислоты и сульфата свинца. Вводимый в шихту шахтной плавки железный скрап переводит серу в штейн, в который извлекают 25-30 кг серы на 1 т чернового свинца.

При шахтной плавке на 1 т аккумуляторного лома образуется не более 2200 м3 колошниковых газов, содержащих около 20 % СО2, 8 % СО2, 80-120 мг/м3 SO2, 10-20 мг/м3 органических веществ. Газы дожигаются в газоходе двумя мазутными форсунками, в которых после очистки - менее 4 мг/м3 пыли. Уловленную пыль (70-75 % PbCl2) гранулируют и направляют на химическое предприятие, которое извлеченный из пыли свинец возвращает заводу. Потери свинца при шахтной плавке аккумуляторного лома не превышают 1 %.

Общая схема обращения свинца в процессе производственно-хозяйственной деятельности (в части использования его для производства аккумуляторов) отражена на рис. 1.

 Обращение свинца в процессе производственно-хозяйственной деятельности - аккумуляторные батареи

Рис. 1. Обращение свинца в процессе производственно-хозяйственной деятельности - аккумуляторные батареи

В соответствии с приведенными статистическими данными менее 50 % аккумуляторных батарей проходит систему рециклинга. Остальная часть поступает в окружающую среду в виде отходов.

По этой причине большое значение приобретает механизм обеспечения поступления отработанных аккумуляторных батарей в рециклинг. С другой стороны в связи с экологической опасностью, которую представляют сами по себе процессы Добычи, Производства и Рециклинга (п. 1, 2, 4.1 на рис. 1), важен механизм минимизации вредного воздействия данных этапов на окружающую среду.

Реализация указанных механизмов возможна в рамках проекта ЗАО «Бэттэри Фактор» путем:

Создание сервисных центров позволит сделать доступным услугу по восстановлению аккумуляторных батарей, а также обеспечит увеличение поступления отработанных аккумуляторных батарей на предприятия, занимающиеся рециклингом лома свинца.

Схема рециклинга, приведенная на рис. 2, при условии широкого распространения позволит обеспечить:

Обращение свинца в процессе производственно-хозяйственной деятельности - аккумуляторные батареи (Вариант 2)

Рис. 2. Обращение свинца в процессе производственно-хозяйственной деятельности - аккумуляторные батареи (Вариант 2)

Суммарная экологическая эффективность проекта ЗАО «Бэттэри Фактор» выражена в следующих составляющих: