Электрохимические элементы питания – современные проблемы сбора и утилизации

Размещено на http://www.allbest.ru/

Омский государственный технический университет

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ ПИТАНИЯ - СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ СБОРА И УТИЛИЗАЦИИ

Д.А. КУБАСОВА

Научный руководитель - к. биол.н., доцент каф. «ПЭБ». М.В. Кубарева

Вопросы сбора, утилизации и переработки использованных батареек и аккумуляторов чрезвычайно актуальны в настоящее время. Утилизация этих отходов является одной из самых сложных проблем переработки вторичного сырья. Практически во всех батарейках содержатся токсичные вещества в виде различных металлов и химикатов, которые при разрушении корпусов батареек попадают в природную среду. При производстве элементов питания используются свинец, никель, кадмий, цинк, ртуть, оксид серебра, кобальт, литий.

Никелево-кадмиевые батарейки, которые применяются в сотовых телефонах, -- наиболее значимые потенциальные источники кадмия; большую опасность представляют ртутные и литиевые батарейки как поставщики ртути и лития в природную среду; кроме того, литий может самопроизвольно вступать в реакции с кислородом воздуха и воспламеняться.

Классификации батареек:

Все батарейки делятся на первичные (обычные, в бытовом понимании батарейки) и вторичные (аккумуляторные, их можно заряжать). Основной вред батареек в том, что они содержат тяжелые металлы, действительно крайне токсичные, особенно при хроническом поступлении. Уже через месяц, проведенный на свалке под открытым небом, батарейки теряют защитный слой, и оболочка становится проницаемой для тяжелых металлов - они вымываются дождями в почву, а оттуда попадают в грунтовые воды.

В быту обычно используются батарейки с маркировкой Alkaline - то есть щелочные, которые являются источником марганца (30% веса батарейки) и цинка (25% веса батарейки) на свалках. Более двух третей всех батареек на свалках - именно щелочные.

Помимо этого, батарейки загрязняют окружающую среду кадмием, никелем и, что особенно опасно, ртутью. В брендовых батарейках ртуть больше не содержится, а в дешевых китайских она встречается часто.

Таблица 1

По форме различают:

«Мизинчиковая» батарейка имеет тип ААА, номенклатурное обозначение по коду IECJIS - LR03, советское обозначение - 286, имеет цилиндрическую форму диаметром 10,5 миллиметров длиной - 44,5 миллиметра. Напряжение элемента может колебаться в пределах 1,2-1,6 В, номинальное напряжение 1,55 В.

«Пальчиковая» батарейка имеет тип АА, номенклатурное обозначение по коду IECJIS - LR6, советское обозначение - 316, имеет цилиндрическую форму диаметром 14,5 миллиметров длиной - 50,5 миллиметра. Напряжение элемента может колебаться в пределах 1,2-1,6 В, номинальное напряжение 1,55 В.

«Средняя» батарейка имеет тип C, номенклатурное обозначение по коду IECJIS - LR14, советское обозначение - 343, имеет цилиндрическую форму диаметром 26,2 миллиметра длиной - 50,0 миллиметров. Напряжение элемента может колебаться в пределах 1,2-1,6 В, номинальное напряжение 1,55 В. батарейка утилизация литиевый

«Большая» батарейка имеет тип D, номенклатурное обозначение по коду IECJIS - LR20, советское обозначение - 373, имеет цилиндрическую форму диаметром 34,2 миллиметра длиной - 61,5 миллиметров. Напряжение элемента может колебаться в пределах 1,2-1,6 В, номинальное напряжение 1,55 В.«Крона» не имеет типового обозначения, номенклатурное обозначение по коду IECJIS - 6F22, советское обозначение - «Крона», имеет форму параллелепипеда с габаритными размерами 48,2*26,5*17,5 миллиметров.

«Квадратная» батарейка не имеет типового обозначения, номенклатурное обозначение по коду IECJIS - 3R12, советское обозначение - 3336, имеет форму параллелепипеда с габаритными размерами 67,0*62,0*22,0 миллиметров. Напряжение элемента 4,5 В.

Солевые батарейки имеют в своем составе в качестве электролита солевой раствор. Эта технология позволяет при перерывах в эксплуатации элемента питания частично восстанавливать показатель электродвижущей силы, а соответственно и мощность батарейки. Они являются незаменимыми при питании маломощных приборов и устройств, так как обеспечивают их длительную работу и наряду с этим имеют достаточно низкую стоимость. В основном они используются в качестве элементов питания для настенных часов, карманных радиоприемников, дистанционных пультах, детских светодиодных игрушках. Главный недостаток этих батареек заключается в том, что они быстро теряют свою мощность и выходят из строя при значительных нагрузках. Также они очень не любят пониженных температур. Срок хранения таких элементов варьируется от трех до пяти лет.

Алкалиновые (щелочные) источники питания содержат в качестве электролита щелочные растворы. Удельная энергия, а также емкость таких элементов, по сравнению с солевыми батарейками, больше в три-четыре раза. Ток саморазряда алкалиновых батареек очень низок, поэтому срок их хранения достаточно большой и может составлять до 7 лет. Предназначены щелочные элементы для обеспечения питания устройств средней и большой мощности.

Литиевые элементы питания являются достаточно новыми на рынке батареек и имеют очень высокие показатели характеристик. В них применяются литиевые аноды, органический электролит и катоды из различных материалов. Срок хранения таких источников питания достигает 15 лет. Самым большим и, наверное, единственным их недостатком является очень большая стоимость батареек из-за дороговизны ее компонентов и в частности используемого в ней лития.

Сбор и утилизация:

На любой батарейке или аккумуляторе имеется значок в виде перечеркнутого мусорного контейнера, который служит напоминанием о том, что эти приборы нельзя выбрасывать вместе с другими бытовыми отходами.

Переработка батареек является процессом по восстановлению и эксплуатации тех материалов, из которых изготовлены батарейки. Во время этого процесса из батареек извлекаются металлы, которые затем вторично включаются в состав новых изделий. Целью такого процесса становится сохранение электроэнергии и сырья. Переработка подобных изделий способствует сохранению окружающей среды для здоровой жизнедеятельности человека. Из старых батареек можно получить оксид цинка, который входит в состав косметических средств, сульфат цинка (используется в пищевых добавках, минеральных комплексах), белила, цинк для оцинковки черных металлов, марганец, который используется в черной металлургии, и многое другое.

Именно поэтому вопросы сбора, утилизации и переработки использованных батареек и аккумуляторов чрезвычайно актуальны в настоящее время, причем утилизация этих отходов по сравнению с другими ТБО (твердые бытовые отходы) является одной из самых сложных проблем.

Неслучайно в Европе организован раздельный сбор, и отработанные аккумуляторы отправляются в специальные контейнеры. В России же такой практики до настоящего времени не было. Именно поэтому в 2013 году Омское региональное отделение общероссийской общественной организации «Всероссийское общество охраны природы» решило организовать сбор батареек по всей области, а на переработку отправлять на профильный завод в Челябинск, в компанию «Мегаполисресурс».

Организацией было установлено50 специализированных контейнеров в наиболее доступных местах для горожан. Акция имеет большой успех у жителей Омска и Омской области и пользуется всесторонней поддержкой как со стороны Администрации города Омска, так и со стороны Министерства природных ресурсов и экологии Омской области. За несколько месяцев общественникам удалось собрать более 150 кг отработанных элементов питания, все они будут отправлены на переработку в «Мегаполисресурс» .

Компания «Мегаполисресурс» была основана в 2004 году для организации сбора и переработки отходов промышленного производства. За годы существования компания превратилась в федерального оператора вторичных ресурсов, филиалы и представительства которого расположены практически на всей территории Российской Федерации.

На сегодняшний день компания предлагает своим клиентам востребованные услуги, соответствующие требованиям законодательства РФ в части утилизации и переработки отходов: транспортировки и хранения, многостадийной переработки полного цикла с получением разнообразной товарной продукции.

Важной составляющей деятельности компании является консультирование специалистов заказчика в специфических областях права, учета (в частности драгоценных металлов) и отчетности перед контролирующими органами.

Основные направления работы:

· утилизация оргтехники

· утилизация электронного лома утилизация компьютерной техники (мониторы (ЭЛТ и ЖК), системные блоки, клавиатуры, мыши, и т. д.

· переработка фотоотходов: фиксажи, рентгеновская пленка, пленки с фотовывода и СTP

· переработка отходов ювелирной промышленности

· переработка технологических отходов, содержащих драгоценные металлы

· переработка автомобильных и промышленных катализаторов

· переработка отходов нефтепродуктов переработка полимеров

В Челябинске готово к запуску единственное в России предприятие по переработке использованных батареек и аккумуляторов. Вот только с местным сырьем возникла проблема: сдавать батарейки некуда и некому - до сих пор не установлены специальные урны, да и не все челябинцы понимают, какой вред неутилизированные батарейки наносят окружающей среде. Неслучайно в Европе организован раздельный сбор мусора и отработанные аккумуляторы отправляются в специальные контейнеры. В России же такой практики на данный момент нет. Именно поэтому компания MediaMarkt Russia решила организовать сбор батареек по всей стране, а на переработку они будут отправляться в Челябинск, в «Мегаполисресурс».

Таким образом, на сегодняшний день проблема электрохимических элементов питания и современного их сбора и утилизации остается немаловажной и актуальной в РФ. В Омской области впервые общественная организация начала сбор отработанных элементов питания у населения. Вред данного вида отходов для окружающей среды очевиден, в связи, с чем на кафедре «Промышленная экология и безопасность» ОмГТУ будут проводиться дальнейшие исследования по изучению токсичности данного вида отходов, а так же акции по сбору батареек для дальнейшей утилизации отработанных элементов питания в г. Челябинск. Надеемся, что в скором времени к акции присоединятся и другие регионы (как это сделал, например г. Новосибирск), что способствует решению этой экологической проблемы в целом.

Список литературы

Источник:http://uralpolit.ru/news/ecology/reviews/1382702814-v-chelyabinske-zapustili-zavod-dlya-zashchity-ezhei-i-krotov-budet-pererabatyvat-batareiki

Размещено на Allbest.ru