Утилизация аккумуляторов автомобильных: литий-ионных, свинцовых, переработка отработанных в России, перспектива в виде бизнеса

Если раньше можно было без зазрения совести выбрасывать аккумуляторы вместе с другими отходами, то сегодня эти действия являются незаконными. АКБ содержат токсичные компоненты, которые могут причинить огромный вред окружающей среде. Выходом из этой ситуации является утилизация аккумуляторов. Их количество постоянно увеличивается (растет спрос, а вместе с ним и предложение). Это вынуждает искать безопасные пути для переработки. Процесс утилизации аккумуляторов некоторых видов может быть взят за основу в качестве идеи для бизнеса. Причем некоторые перерабатывающие заводы такого направления уже действуют.

Аккумуляторы разных типов: характеристики, виды и утилизация

Источники питания делятся на разные виды. Их классифицируют по параметрам: принципу применения, типу активного компонента и составу электролита. Эти характеристики учитывают при выборе способа утилизации АКБ.

Одноразовые и перезаряжаемые устройства аккумулятора

Все изделия (элементы питания) условно можно разделить на группы:

• одноразовые (батарейки): когда запас энергии снижается до 0, элемент питания перестает выполнять свои функции, повторно применить его не получится из-за особенностей конструкции (не предусмотрена перезарядка);
• многоразовые (батареи аккумуляторного типа): даже после снижения запаса энергии до 0 АКБ можно применять, причем не один раз, а до момента, пока не уменьшится емкость (изменение величины этого параметра происходит по мере эксплуатации изделия, данный процесс необратим).

Классификация аккумуляторных батарей по типу активного вещества

Прежде чем отправлять на утилизацию аккумуляторы ИБП, автомобильные или другие виды, определяется их состав.

Существуют виды АКБ, которые отличаются по этому типу активного компонента:

• цинк-углеродные: солевой электролит (хлорид аммония), цинковый анод, углеродный катод с марганцем, такие АКБ могут восстанавливаться, они относятся к низкой ценовой категории;
• щелочные или марганцевые (другое название – алкалиновые): электролит – гидроксид калия, батарея содержит также диоксид марганца (катод) и цинковый порошок (анод), АКБ этого типа служат дольше, обеспечивают условия для более быстрого протекания химических реакций;
• серебряные: катод – оксид серебра, электролит – гидроксид калия, цинковый анод, серебряно-цинковые батареи отличаются отличными противоударными свойствами, стабильностью внутреннего напряжения;
• цилиндровые: кислородный катод, электролит – КОН, цинковый порошок (анод);
• ртутные: одноименный катод, анод из цинкового порошка, электролит – КОН, такие изделия отличаются постоянством напряжения, повышенной энергоемкостью;
• литий-марганцевые: катод из диоксида марганца (в форме порошка), органический электролит, литиевый анод.

Классификация по составу электролита

Электролит способствует протеканию химической реакции после подключения элемента питания к источнику напряжения. Для обеспечения нормальной работы АКБ (стабильной, без перепадов напряжения) разработаны определенные конструкции таких изделий, в них применяются различные электролиты. На основе этого батареи аккумуляторного типа были разделены на типы:

• литий-ионные;
• литий-полимерные;
• никель-кадмиевые;
• никель-металлгидридные;
• свинцово-кислотные.

Способы переработки аккумуляторов

Существует несколько технологий, которые позволяют повторно использовать АКБ.

Их целесообразно использовать на разных этапах обращения с отходами этого типа.

Механический разбор аккумулятора

Метод предполагает необходимость разборки всей конструкции. Его применяют при обращении на начальном этапе утилизации литий-ионных аккумуляторов, свинцово-кислотных и других видов. Затем полученные материалы подвергаются переработке с использованием подходящих технологий. При этом извлекают:

• материалы (преимущественно твердые), которые обладают внутренней намагниченностью – это металлы разных видов;
• компоненты с отрицательной магнитной восприимчивостью (полимеры, целлюлоза и др.);
• примеси, которые отличаются положительной магнитной восприимчивостью (но крайне низкой), намагничиваются во внешнем магнитном поле.

Пирометаллургическая переработка

Технология основана на расплавлении металлов. При этом обеспечиваются условия для рециркуляции клеток, хоть этот процесс и протекает неинтенсивно.

Кроме того, требуется выполнять дополнительную операцию: восстанавливать никель, кадмий, высвобождаемые в процессе утилизации отработанных аккумуляторов. Основные этапы переработки:

1. Сдача утиля на пункты приема.
2. Подготовительный этап: разборка, доставка материалов на участки, где будет выполняться переплавка.
3. Расплавление изделий в печи при температуре +125°С.
4. Высвобождение цинка, свинца, кадмия.
5. Сбор полученных продуктов переплавки.

Гидрометаллургическая переработка

Преимуществом метода является его эффективность – используется до 99,5% материалов в составе после обработки. Однако есть и недостатки у такой технологии – высокая энергоемкость. Этапы выполнения утилизации отработанных АКБ:

1. Разборка.
2. Выщелачивание подготовленных компонентов.
3. При запуске химических реакций выделяют ценные элементы, которые будут применяться позднее.

Утилизация литийсодержащих батарей

Область применения таких АКБ: крупная техника, источники бесперебойного питания (ИБП), средства связи.

В мире же процесс утилизации Li-Ion аккумуляторов активно разрабатывается. Он выполняется поэтапно – путем воздействия на большинство компонентов в составе разными способами:

1. Выполняется разборка изделия.
2. Удаляется электролит.
3. Отделяются аноды, катоды.
4. Удаляются неметаллические элементы с пластин.
5. Переплавляется медь, алюминий.

Этапы переработки свинецсодержащих АКБ

Свинец не должен попасть в окружающую среду, это приведет к развитию опасных последствий. Правильная переработка аккумуляторов частично решает эту проблему, но в процессе утилизации возникает ряд проблем:

• высвобождение в атмосферу пыли, содержащей фрагменты свинца (при разборке);
• пары свинца диспергируются, попадают в легкие сотрудников перерабатывающего завода на этапе плавления металлов;
• свинцовая пыль распространяется за пределы завода на одежде, вещах работников.

Утилизация свинцовых аккумуляторов проводится по схеме:

1. Сбор, доставка утиля на перерабатывающий завод.
2. Подготовка элементов конструкции к утилизации.
3. Работы с металлами.

Удаление электролита

Производится слив токопроводящей жидкости. Для этого вскрывают емкости, в которых она содержится. Откачивают электролит (в бытовых условиях – шприцом или грушей). Обязательно выполняют промывку дистиллированной водой. После этого закрывают емкости.

Подготовка к утилизации

Отходы складируют на поддонах. Когда те будут заполнены, АКБ через конвейер отправляют на участок для выполнения следующей операции.

Измельчение

Утиль перерабатывается в дробилке. Измельчение осуществляется путем воздействия на конструкцию аккумулятора большого количества молотов. При этом происходит отделение свинцово-кислотного материала от пластин, для чего используется фильтровальная установка.

Промывка компонентов

Отделяют части конструкции разных материалов. Одновременно осуществляется их промывка. Для этого измельченные АКБ погружают в воду.

Удаление пластика

Полимерный материал легче металла. Части корпуса всплывают на этапе промывки. Их собирают, сушат, затем складируют в контейнеры. Такой пластик отправляют на переработку. На специальных заводах его измельчают, чтобы в дальнейшем применить с целью производства новой продукции.

Нейтрализация кислоты

Масса, оставшаяся после выполненных манипуляций, должна быть обезврежена. В результате кислота нейтрализуется, удаляется.

Очистка воды

Используется метод отстаивания. Вследствие этого тяжелые фракции выпадают в осадок. Его возвращают к образовавшейся ранее смеси свинца.

Обогащение и сушка металлов

В процессе утилизации старых АКБ твердые компоненты (металлы) проходят 2 дополнительных этапа:

• обогащение очищенным углем;
• отправка в барабан сушильной машины, при этом происходит интенсивное удаление влаги.

Плавление

Осуществляется переплавка свинца. Его разливают по формам. После остывания металл применяется повторно. В России его снова используют для изготовления аккумуляторных батарей, как и переработанный пластик. Это позволяет сэкономить на заготовке сырья для производства АКБ – получают 200 тыс. тонн материалов (металла, сплавов) вследствие утилизации.

Как утилизировать аккумулятор телефона

Чаще всего в средствах связи применяются батареи на основе литиевых ионов. Их не везде можно сдать, а на переработку требуется много ресурсов. Однако батареи этого вида все равно используются, некоторые магазины сотовой связи принимают такой отработанный мусор. Крупные торговые сети часто запускают акции по сбору старых телефонов. При этом дается скидка на новую технику.

Куда сдать аккумуляторы на утилизацию?

Элементы питания из категории б/у можно продать, если изделие еще не полностью потеряло первоначальные свойства. Другие способы:

• продажа скупщикам;
• отправка в магазин (автозапчастей), при этом часто действуют акции: сдача старого изделия дает возможность приобрести новое изделие со скидкой;
• пункты приема АКБ: таким способом можно утилизировать элементы питания в разных городах, например, в Москве, Екатеринбурге, Челябинске, Новосибирске, Нижнем Новгороде, Самаре, Перми, Уфе;
• пункты приема металлического лома – наименее подходящий вариант, в данном случае не происходит правильная переработка активных компонентов.

Заключение договора на утилизацию аккумуляторов со специальными лицензированными компаниями

Наиболее безопасный и эффективный способ – сдача в утиль через регионального оператора. Отношения с такой компанией оформляются официально – путем заключения договора. В дальнейшем опасные отходы будут вывозиться соответственно их классу опасности.

Такие правила действуют для ЮЛ, ИП, ФЛ. Можно также сдавать элементы питания в экобоксы (действуют в некоторых городах), откуда их будут забирать на перерабатывающий завод.

Утилизировать аккумулятор автомобиля

В автомобилях чаще всего используются свинецсодержащие АКБ (схема переработки приведена выше). Опасность их применения при условии, что не был слит электролит, слишком высока.

По этой причине данной проблеме уделяется больше внимания, чем воздействию АКБ прочих видов на окружающую среду.

Бизнес по утилизации АКБ. Оценка рентабельности

Скупка старых элементов питания уже активно практикуется, а это – основа прибыльного бизнеса, т. к. можно по низкой цене, а часто и вовсе бесплатно получать аккумуляторы. Их дальнейшая переработка, разборка и сдача отдельных элементов конструкции в специальные пункты или применение другим способом – это лишь некоторые способы, позволяющие начать бизнес.

Положительные стороны

Утилизация аккумуляторов автомобильных, а также выполнение прочих манипуляций с ними позволяет снизить нагрузку на экосистему. Другие преимущества:

• невысокие затраты на переработку: на первоначальном этапе достаточно иметь транспорт для перевозки аккумуляторов от места, где владелец сдает АКБ на условиях самовывоза (чаще всего), до точки переработки, а также обустроить участок (отдельное помещение для хранения);
• сфера пока не занята – конкуренция низкая, что обусловлено высокой токсичностью таких отходов (активные вещества в составе АКБ относятся к 1-2 классу опасности);
• существует множество вариантов реализации бизнеса: посредничество между владельцем и перерабатывающим объектом, непосредственно утилизация, восстановление, разборка на составляющие с целью дальнейшего распределения материалов по другим предприятиям.

Трудности в оформлении

ФЛ не может заниматься переработкой и обращением с АКБ на законных основаниях, необходимо оформить ИП или организацию другой формы бизнеса. Кроме того, при переработке литий-ионных аккумуляторов, а также свинцовых элементов питания и других разновидностей необходимо подтвердить свою способность обращаться с отходами максимально безопасно для окружающих и экосистемы. Для этого необходимо получить лицензию в Росприроднадзоре. Кроме того, СЭС должна подтвердить, что для данного вида бизнеса в распоряжении предпринимателя имеется подходящее помещение или объект.

Выбор профиля деятельности

Чтобы определиться, какой вариант бизнеса лучше открыть, исходя из своих возможностей, нужно дополнительно изучить особенности различных направлений:

Прием и скупка старых аккумуляторов, налаживание рынков сбыта и каналов сырья

Следует искать клиентов, готовых на возмездной и безвозмездной основе сдать отработанный элемент питания своего авто. Больше шансов наладить рынок сбыта рядом с объектами:

• СТО;
• авторынками;
• гаражными кооперативами;
• парковками и др.

Перспективный бизнес по переработке литиевых батарей электромобилей (Переработка Li-Ion АКБ)

Переработка АКБ на основе литиевых ионов пока не налажена. Это обусловлено их токсичностью. В состав могут входить разные отравляющие компоненты. Значит, на переработку потребуются средства: чтобы оформить пакет документов, закупить оборудование и наладить его работу, эффективно утилизировать литий-ионные элементы питания.

Первичный и вторичный литий. Новые технологии сулят большие деньги

У метода разработки источников первичного лития много минусов:

• обеднение природных ресурсов;
• потребность в больших объемах воды;
• обеспечение минеральных компонентов (руды – до 250 тонн, альтернативный вариант – 750 тонн минерального рассола).

Кроме того, постоянно ведутся новые разработки. Активно внедряется проект по использованию экологически чистых источников энергии. Из отходов получают ряд компонентов: никель, кобальт, марганец, литий. Для этого применяется метод гидрометаллургического восстановления.

Оборудование для переработки аккумуляторных батарей

В процессе утилизации используется техника, обеспечивающая безопасность людей, защиту окружающей среды, а также повышает эффективность процесса обращения с отходами такой категории:

• фильтры;
• дробильные аппараты;
• воздухоочистные сооружения;
• сушки;
• печи.

Видео: прием, переработка автомобильных аккумуляторов

Мнение эколога

Бурцев О. П.

Специалист-эколог

Задать вопрос

Переработка аккумуляторов в России пока что не сможет набрать обороты. Это обусловлено низким уровнем сознательности граждан. Многие перерабатывающие объекты занимаются мелкими заказами, получают и утилизируют драгоценные металлы, содержащихся в отходах прочих видов. Но само направление (утилизация АКБ) я считаю перспективным, но в недалеком будущем, не сейчас.

Комментарий юриста

Маркин О.Г.

Юрист

Задать вопрос

Для производства аккумуляторов из сырья сегодня рассматривают альтернативные методы (особый вид полимеров). Кроме того, появляются объекты, перерабатывающие некоторые виды АКБ. Это позволит повысить сознательность граждан уже сейчас. Многие люди уже сейчас могут сдать такой утиль. Но здесь кроется опасность: нужно сотрудничать только с РО, у которых есть лицензия, т. к. невыполнение такого условия, выброс опасного мусора на несанкционированные свалки грозит штрафом. Кроме того, подобные меры позволяют повысить безопасность людей, т. к. отдельные разновидности АКБ при неправильном обращении взрываются.