Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Переработка Li-ion.svg

Утилизация аккумуляторов - это деятельность по переработке , направленная на сокращение количества аккумуляторов , выбрасываемых как твердые бытовые отходы . Батареи содержат ряд тяжелых металлов и токсичных химикатов, и их утилизация тем же способом, что и обычные бытовые отходы, вызывает опасения по поводу загрязнения почвы и воды . [1]

Утилизация батарей по типу [ править ]

Большинство типов батарей можно утилизировать. Однако некоторые батареи перерабатываются легче, чем другие, например свинцово-кислотные автомобильные батареи (почти 90% перерабатываются) и кнопочные элементы (из-за ценности и токсичности их химических веществ). [2] Перезаряжаемые никель-кадмиевые (Ni-Cd), металлогидридные никель (Ni-MH), литий-ионные (Li-ion) и никель-цинковые (Ni-Zn) также могут быть переработаны. В настоящее время не существует экономически нейтрального варианта утилизации одноразовых щелочных батарей, хотя рекомендации по утилизации различаются в зависимости от региона. [3]

Свинцово-кислотные батареи [ править ]

Эти батареи включают, но не ограничиваются: автомобильные батареи , батареи тележек для гольфа, батареи ИБП, батареи промышленных вилочных погрузчиков, батареи мотоциклов и коммерческие батареи. Это могут быть обычные свинцово-кислотные , герметичные свинцово-кислотные, гелевые батареи или батареи из абсорбирующего стекломата . Их перерабатывают путем измельчения, нейтрализации кислоты и отделения полимеров от свинца. [ необходима цитата ] Восстановленные материалы используются во множестве приложений, включая новые батареи.

Утилизация свинца от аккумуляторов.

Свинец в свинцово-кислотных аккумуляторах можно утилизировать. Элементарный свинец токсичен, поэтому его следует не допускать попадания в поток отходов.

Свинцово-кислотные аккумуляторы, собранные продавцом автозапчастей для вторичной переработки.

Корпус свинцово-кислотных аккумуляторов часто изготавливается из полипропилена или АБС-пластика , которые также могут быть переработаны.

Многие города предлагают услуги по переработке свинцово-кислотных аккумуляторов. В некоторых юрисдикциях, включая штаты США и провинции Канады , возвращаемый залог вносится за батареи. Это поощряет переработку старых батарей вместо того, чтобы их бросать или выбрасывать вместе с бытовыми отходами. В Соединенных Штатах утилизируется около 99% свинца из использованных аккумуляторов. [4]

Компании, которые продают новые автомобильные аккумуляторы, также могут собирать использованные аккумуляторы (или обязаны делать это по закону) для переработки. Свинцовое загрязнение окрестностей произошло в результате процесса утилизации аккумуляторов.

Батареи из оксида серебра [ править ]

Аккумуляторы из оксида серебра, которые чаще всего используются в часах, игрушках и некоторых медицинских устройствах , содержат небольшое количество ртути . Большинство юрисдикций регулируют их обращение и удаление, чтобы уменьшить выбросы ртути в окружающую среду. [ необходима цитата ] Батареи с оксидом серебра могут быть переработаны для восстановления ртути. [5]

Литий-ионные батареи [ править ]

Литий-ионные батареи и литий-железо-фосфатные (LiFePO4) батареи часто содержат среди других полезных металлов высококачественную медь и алюминий в дополнение к - в зависимости от активного материала - переходным металлам кобальту и никелю, а также редкоземельным элементам. Чтобы предотвратить нехватку кобальта, никеля и лития в будущем и обеспечить устойчивый жизненный цикл этих технологий, необходимы процессы переработки литиевых батарей. [6] Эти процессы должны восстанавливать не только кобальт , никель , медь., и алюминий из разряженных аккумуляторных элементов, но также значительная доля лития. Другими потенциально ценными и возобновляемыми материалами являются графит и марганец. В настоящее время в процессах рециркуляции восстанавливается примерно от 25% до 96% материалов литий-ионного аккумуляторного элемента, в зависимости от технологии разделения. [7] [8] Для достижения этой цели несколько этапов объединяются в сложные технологические цепочки, особенно с учетом задачи по извлечению ценных материалов с высокой скоростью с учетом соответствующих проблем безопасности. [9] [10]

Вот эти шаги: [9]

  • Отключение или разрядка аккумулятора (особенно в случае аккумуляторов от электромобилей )
  • Разборка аккумуляторных систем (особенно аккумуляторных батарей от электромобилей)
  • Механические процессы (включая процессы дробления, сортировки и просеивания ) [10]
  • Восстановление электролита [11]
  • Гидрометаллургические процессы
  • Пирометаллургические процессы

Конкретные опасности, связанные с процессами переработки литий-ионных аккумуляторов, включают: опасность поражения электрическим током, химическую опасность, реакции горения и их потенциальные взаимодействия. [9] Осложняющим фактором является чувствительность к воде: гексафторфосфат лития , возможный материал электролита, будет реагировать с водой с образованием плавиковой кислоты ; клетки часто погружают в растворитель, чтобы предотвратить это. После удаления рулоны с желе отделяются, и материалы удаляются с помощью ультразвукового перемешивания, оставляя электроды готовыми для плавления и переработки.

Ячейки мешочков особенно легче утилизировать таким образом, и некоторые люди уже делают это, чтобы спасти медь, несмотря на проблемы с безопасностью.

По состоянию на 2019 год при переработке литий-ионных аккумуляторов в большинстве случаев не извлекается литий, поскольку технология литий-ионных аккумуляторов постоянно меняется, а процессы переработки этих аккумуляторов могут устареть через пару лет. [12] Другая причина, по которой это не делается в больших масштабах, заключается в том, что извлечение лития из старых батарей в пять раз дороже, чем добыча лития. [13] Тем не менее, это уже делается в небольших масштабах (некоторыми компаниями [7] [14] [15] [16] ), отрасль ожидает появления большого количества вышедших из употребления батарей. [8] [17] [18] [19]

Энергосберегающие и эффективные решения по переработке литий-ионных аккумуляторов могут значительно снизить углеродный след производства литий-ионных аккумуляторов. [8] [20]

Состав батареи по типу [ править ]

Курсивом обозначены типы кнопочных ячеек.
Жирным шрифтом выделены второстепенные типы.
Все цифры даны в процентах; из-за округления они не могут в сумме равняться точно 100.

Тип [21]FeMnNiZnHgЛиAgCDCoAlPbДругойКОНБумагаПластиковыйЩелочьCКислотыВодаДругой
Щелочной24,822,30,514,91.312.25,43,710.114
Цинк-углерод16,81519,40,10,80,7469.212,315,2
Литий5019127219
Оксид ртути37111431 год23137
Цинк-воздух4235 год1441103
Литий6018133213
Щелочной37231110,6622614
Оксид серебра422290,431 год4210,524
Никель-кадмиевый35 год2215102511
NiMH20135 год14109488
Литий-ионный223185111328 год
Свинцово-кислотные65410165

Утилизация аккумуляторов по местоположению [ править ]

Элементы 4,5 В, D, C, AA, AAA, AAAA, A23, 9 В, CR2032 и LR44 подлежат вторичной переработке в большинстве стран.
Несколько размеров пуговицы и монетницы. Все они подлежат вторичной переработке в Великобритании и Ирландии .
СтранаПроцент возврата
2002 [22]2012 г.
  Швейцария61%73%
 Бельгия59%63%
 Швеция55%60%
 Германия39%44%
 Австрия44%-
 Нидерланды32%-
 объединенное Королевство-32%
 Франция16%-
 Финляндия15%40% [23]
 Канада3%5,6%

* Данные за первый и второй кварталы 2012 года. [24]

Европейский Союз [ править ]

Станция по переработке аккумуляторов на автобусной остановке в Мадриде .

В 2006 году ЕС принял Директиву о батареях , одной из целей которой является более высокий уровень утилизации батарей. В ЕС директива гласит , что по крайней мере 25% всех использованных батареек ЕС должны быть собраны в 2012 году, и рост не менее чем до 45% к 2016 году, из которых по меньшей мере 50% должны быть переработаны. [22]

Нормандские острова [ править ]

В начале 2009 года Гернси выступил с инициативой, открыв предприятие по переработке отходов Longue Hougue, которое, помимо прочего, предлагает пункт приема использованных батарей, чтобы их можно было переработать за пределами острова. Получившаяся известность означала, что многие люди выполнили требование утилизировать батареи ответственно.

Соединенное Королевство [ править ]

См. Также: Правила в отношении аккумуляторов в Великобритании

С апреля 2005 г. по март 2008 г. британская неправительственная организация WRAP провела испытания методов утилизации аккумуляторов по всей Великобритании. [25]Испытывались следующие методы: Kerbside, сдача в розничную торговлю, сдача в населенных пунктах, почтовые, а также испытания в больницах и пожарных депо. Испытания на обочине собрали наибольшую массу батарей и были наиболее хорошо восприняты и поняты публикой. Контейнеры для разгрузки, которые были разбросаны по местам проживания местного населения, также были относительно успешными с точки зрения массы собранных аккумуляторов. Наименьшие результаты показали испытания в больницах и пожарной службе (хотя они очень хорошо служили своей цели для специализированных типов батарей, таких как батарейки для слуховых аппаратов и дымовых извещателей). Розничные продажи были вторым наиболее эффективным методом по объему, но одним из наименее востребованных и используемых общественностью. И испытания на обочине дороги, и почтовые испытания получили самую высокую осведомленность и поддержку сообщества. [26]

Бытовые батареи могут быть переработаны в Великобритании на муниципальных предприятиях по переработке отходов, а также в некоторых магазинах и торговых центрах, например, Dixons, Currys, The Link и PC World . [27]

Схема, начатая в 2008 году крупной розничной компанией, позволяла бесплатно размещать бытовые аккумуляторы в конвертах, имеющихся в их магазинах. Эта схема была отменена по запросу Королевской почты из-за отправки опасных промышленных аккумуляторных отходов, а также бытовых аккумуляторов. [28]

Директива ЕС по батареям, вступившая в силу в 2009 году, означает, что производители должны платить за сбор, обработку и переработку батарей. Однако это еще не ратифицировано в законодательстве Великобритании, поэтому в настоящее время у производителей нет реального стимула предоставлять необходимые услуги. [29] [30]

С 1 февраля 2010 года батареи можно утилизировать везде, где есть знак «Будьте позитивны». Магазины и интернет-магазины, продающие более 32 килограммов батарей в год, должны предлагать услуги по переработке батарей. Это эквивалентно одной упаковке из четырех батареек AA в день. Магазины, которые продают эту сумму, должны по закону предоставить оборудование для вторичной переработки с 1 февраля 2010 года [31].

В Великобритании все большее количество магазинов (Argos, Homebase, B&Q, Tesco и Sainsbury's) предоставляют своим покупателям ящики для возврата батарей и цилиндры. [32] [33]

Северная Америка [ править ]

Индустрия аккумуляторных батарей сформировала Корпорацию по переработке аккумуляторных батарей (RBRC), которая реализует программу утилизации аккумуляторов под названием Call2Recycle в США и Канаде. [34] [35] RBRC предоставляет предприятиям транспортные контейнеры с предоплатой для аккумуляторных батарей всех типов, в то время как потребители могут оставить батареи в многочисленных участвующих центрах сбора. В нем утверждается, что ни один компонент переработанной батареи в конечном итоге не попадает на свалку. Другие программы, такие как программа Big Green Box , предлагают возможность утилизации для всех химических веществ, включая первичные батареи, такие как щелочные и первичные литиевые.

В исследовании оценивается уровень утилизации аккумуляторов в Канаде на основе данных RBRC. [36] В 2002 году, пишет он, собираемость составила 3,2%. Это означает, что 3,2% аккумуляторных батарей были переработаны, а остальные выброшены в мусор. К 2005 году, заключает он, уровень собираемости вырос до 5,6%.

В 2009 году Kelleher Environmental обновила исследование. Обновление оценивает следующее. "Значения коэффициента сбора для предположений о накоплении за 5 [и] 15 лет соответственно составляют: от 8% до 9% для никель-кадмиевых батарей; от 7% до 8% для никель-металлгидридных батарей; и от 45% до 72% для литий-ионных и литий-полимерных батарей вместе взятых. . Уровень сбора в рамках программы [RBRC] для малых герметичных свинцово-кислотных (SLA) потребительских аккумуляторов с истекшим сроком службы оценивается в 10% для предположений о 5-летнем и 15-летнем накоплении. [...] Следует также подчеркнуть, что эти цифры не учитывают сбор вторичных потребительских батарей из других источников, и фактический уровень сбора, вероятно, выше этих значений ». [37]

В статье New York Times, опубликованной в ноябре 2011 года, сообщалось, что аккумуляторы, собранные в Соединенных Штатах, все чаще вывозятся в Мексику для переработки в результате увеличения разрыва между строгостью экологических и трудовых норм между двумя странами. [38]

В 2015 году компания Energizer объявила о выпуске одноразовых щелочных батарей AAA и AA, содержащих от 3,8% до 4% (по весу) переработанных батареек, под торговой маркой EcoAdvanced. [39] [40]

Япония [ править ]

В Японии нет единого национального закона об утилизации аккумуляторов, поэтому рекомендуется соблюдать местные и региональные законы и правила при утилизации аккумуляторов. Японская ассоциация аккумуляторов (BAJ) рекомендует утилизировать щелочные, угольно-цинковые и литиевые первичные батареи как обычные бытовые отходы. [41] Позиция BAJ по батарейкам-таблеткам и вторичным батареям направлена ​​на переработку и усиление национальной стандартизации процедур обращения с этими типами батарей. [42]

В апреле 2004 года был создан Японский центр по переработке портативных аккумуляторных батарей (JBRC), который занимается и продвигает переработку аккумуляторов по всей Японии. Они предоставляют контейнеры для утилизации аккумуляторов в магазины и другие пункты сбора. [43]

См. Также [ править ]

  • Электронных отходов
  • Директива WEEE (утилизация электрического и электронного оборудования)
  • Аккумулятор (электричество)
  • Аккумуляторная батарея

Ссылки [ править ]

  1. ^ Бернардес, AM; Espinosa, DCR; Tenorio, JAS (3 мая 2004 г.). «Утилизация аккумуляторов: обзор современных процессов и технологий». Журнал источников энергии . 130 (1–2): 291–298. Bibcode : 2004JPS ... 130..291B . DOI : 10.1016 / j.jpowsour.2003.12.026 . ISSN  0378-7753 .
  2. ^ Батарея рециркуляции в США , Агентство США по охране окружающей среды , в архиве с оригинала на 25 февраля 2004 года , получена 9 сентября +2008
  3. ^ «Уход за батареями, использование и утилизация» . Duracell . 2016 . Проверено 26 июля 2018 года . Наши щелочные батареи состоят в основном из обычных металлов - стали, цинка и марганца - и не представляют опасности для здоровья или окружающей среды при нормальном использовании или утилизации. Мы добровольно исключили всю добавленную ртуть из наших щелочных батарей с начала 1990-х годов .... Таким образом, щелочные батареи можно безопасно утилизировать вместе с обычными бытовыми отходами везде [в США], кроме Калифорнии.
  4. ^ "Батарейный совет" (PDF) . Батарейный совет .
  5. ^ Хунг, Юнг-Цзы; Ван, Лоуренс К .; Ван, Му-Хао С .; Шаммас, Назих К .; Чен, Цзяпин Пол (31 июля 2017 г.). Обработка отходов в сфере услуг и коммунального хозяйства . CRC Press. ISBN 978-1-351-67340-2.
  6. ^ Харпер, Гэвин; Соммервиль, Роберто; Кендрик, Эмма; Дрисколл, Лаура; Слейтер, Питер; Столкин, Рустам; Уолтон, Аллан; Кристенсен, Пол; Гейдрих, Оливер; Ламберт, Саймон; Эбботт, Эндрю; Райдер, Карл; Гейнс, Линда; Андерсон, Пол (2019). «Утилизация литий-ионных аккумуляторов электромобилей» . Природа . 575 (7781): 75–86. Bibcode : 2019Natur.575 ... 75H . DOI : 10.1038 / s41586-019-1682-5 . PMID 31695206 . 
  7. ^ a b Буркерт, Андреас (1 сентября 2018 г.). «Эффективная переработка аккумуляторов электромобилей». ATZ по всему миру . 120 (9): 10–15. DOI : 10.1007 / s38311-018-0139-Z . ISSN 2192-9076 . 
  8. ^ a b c Эльверт, Тобиас; Ремер, Феликс; Шнайдер, Кирстин; Хуа, Цинсонг; Бухерт, Маттиас (2018), Пистойя, Джанфранко; Лиау, Борян (ред.), «Утилизация аккумуляторов электромобилей», Поведение литий-ионных аккумуляторов в электромобилях: состояние аккумулятора, производительность, безопасность и стоимость , Зеленая энергия и технологии, Springer International Publishing, стр. 289– 321, DOI : 10.1007 / 978-3-319-69950-9_12 , ISBN 9783319699509
  9. ^ a b c Ханиш, Кристиан; Дикманн, Ян; Стигер, Александр; Хазелридер, Вольфганг; Кваде, Арно (2015). «27». Инь Ян, Цзиньюэ; Кабеса, Луиза Ф .; Sioshansi, Ramteen (ред.). Справочник по системам чистой энергии - переработка литий-ионных батарей (5-е изд. «Хранение энергии»). John Wiley & Sons, Ltd., стр. 2865–2888. DOI : 10.1002 / 9781118991978.hces221 . ISBN 9781118991978.
  10. ^ а б Ханиш, Кристиан. «Утилизация литий-ионных аккумуляторов» (PDF) . Презентация по переработке литий-ионных аккумуляторов . Lion Engineering GmbH . Проверено 22 июля 2015 года .
  11. ^ Дилб, Денис (июль 2019). "Auf dem Weg zum Öko-Akku" . Обзор технологий . 07/2019: 28.
  12. ^ "Derfor er det vanskelig å resirkulere elbilbatterier" . Текниск Укеблад . 1 декабря 2016 . Проверено 25 февраля 2017 года .
  13. ^ Журнал Kijk, 2/2017
  14. ^ Да, Tesla перерабатывает все использованные батареи и хочет сделать больше в будущем
  15. ^ Toxco работает с Tesla над переработкой литий-ионных аккумуляторов
  16. ^ Li-Cycle также перерабатывает литий-ионные батареи
  17. ^ "Litiumet i batterierna går förlorat" . Ny Teknik . 13 февраля 2017 . Проверено 25 февраля 2017 года .
  18. ^ "Ny metode kan gjøre gjenvinning av litium fra elbilbatterier lønnsom" . Текниск Укеблад . 23 февраля 2017 . Проверено 25 февраля 2017 года .
  19. ^ Применение оценки жизненного цикла к наноразмерным технологиям: литий-ионные батареи для электромобилей
  20. ^ Buchert, Matthias (14 декабря 2016). "Aktualisierte Ökobilanzen zum Recyclingverfahren LithoRec II für Lithium-Ionen-Batterien" (PDF) .
  21. ^ Фишер, Карен; Валлен, Эрика; Лаенен, Питер Поль; Коллинз, Майкл (18 октября 2006 г.), Управление отходами аккумуляторных батарей: оценка жизненного цикла (PDF) , Управление экологическими ресурсами , архивировано из оригинала (PDF) 8 октября 2013 г.
  22. ^ a b «ЕС принимает закон об утилизации аккумуляторов» . BBC Online . 3 мая 2006 . Проверено 22 октября 2010 года .
  23. ^ Фактические цифры за годы «до 2008» и «сейчас» (то есть 2017) из http://yle.fi/uutiset/3-6434741 (на финском). Изменение связано с тем, что крупные продуктовые магазины обязаны принимать использованные батареи от потребителей.
  24. ↑ Date, Will (19 сентября 2012 г.). «Великобритания движется по курсу к достижению первой цели по сбору батарей» . Letrecycle.com.
  25. ^ [1] Программа действий по отходам и ресурсам
  26. ^ [2] Испытания по сбору бытовых батарей Апрель 2005 г. - март 2008 г. Заключительный отчет
  27. ^ Гардиан газета Интернет, Лео Hickman 13.12.2007 . Утилизация аккумуляторов и этичное отношение к жизни . Проверено 9 сентября 2008 года.
  28. ^ http://www2.sainsburys.co.uk/YourIdeas/forums/10060/ShowThread.aspx Архивировано 28 июля 2011 г. всправочном центре Wayback Machine Sainsbury.
  29. ↑ Департамент окружающей среды, продовольствия и сельских районов, 18 декабря 2009 г. Архивировано 12 апреля 2010 г., Wayback Machine . Дефра, Великобритания - Охрана окружающей среды - Переработка и отходы .
  30. ^ [3] Архивировано 8 сентября 2011 года в программевопросов и ответов Wayback Machine : батареи.
  31. ^ Directgov, 22 января 2010 архивации 15 октября 2012 в правительстве Великобритании веб - архиве . Переработка аккумуляторов: Directgov - Окружающая среда и экологичность .
  32. ↑ Информация о возврате из магазина. Архивировано 21 июня 2009 г. в Wayback Machine . Нажмите статью из «Register Hardware , 27 октября 2006 . Проверено 9 сентября 2008 года.
  33. ^ Информация об утилизации . WRAP - Национальная кампания по переработке вторсырья "RecycleNow" в Англии . Проверено 24 января 2020 года.
  34. ^ Позвоните на сайт 2 Recycle
  35. ^ EPA, OSWER, ORCR, (10 августа 2015) США. «Устойчивое управление материалами - Агентство по охране окружающей среды США» . Агентство по охране окружающей среды США . Проверено 23 апреля 2018 года .CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  36. ↑ RIS International Ltd. (февраль 2007 г.). Базовое исследование потребительских аккумуляторов в Канаде: Заключительный отчет (PDF) (Отчет). Окружающая среда Канады. «Таблица 4.11: Оценки скорости переработки вторичных батарей», на странице 27 (PDF, страница 40) . Проверено 15 марта 2012 года .
  37. ^ «Вторичная переработка батарей в Канаде, 2009 г. Обновление: Краткое изложение: 4. Вторичная переработка батарей» . Окружающая среда Канады. 2009 . Проверено 15 марта 2012 года .
  38. ^ Розенталь, Элизабет; Лерен, Эндрю В .; Заблудовский, Карла; Агрен, Дэвид (8 декабря 2011 г.), «Свинец из старых американских батарей, отправленных в Мексику, повышает риски» , The New York Times , nytimes.com , дата обращения 10 декабря 2011 г.
  39. ^ отчеты, Трибун провод. «Energizer представляет переработанные батареи AA и AAA» . chicagotribune.com . Проверено 23 апреля 2018 года .
  40. ^ «Energizer EcoAdvanced Recycled Batteries» . www.energizer.com . Проверено 23 апреля 2018 года .
  41. ^ [4] Сухие батареи и литиевые первичные батареи-BAJ
  42. ^ [5] Утилизация портативных аккумуляторных батарей-BAJ
  43. ^ [6] Домашняя страница JBRC - веб-кэш Google

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Г. Пистойя, Ж.-П. Вио и С.П. Вольски, под ред. (2001). Сбор и переработка использованных аккумуляторов . Библиотека промышленной химии, том 10. Амстердам: Elsevier Science. ISBN 978-0-444-50562-0.

Внешние ссылки [ править ]

  • Утилизация аккумуляторов в Curlie
  • Статья в журнале ECN за 2010 год « Принимая батареи в защиту зеленого ».