Раздел 11. Утилизация автомобильных аккумуляторов, утративших потребительские свойства

Раздел 11 Утилизация автомобильных аккумуляторов, утративших потребительские свойства

11.1 Общая информация о деятельности по утилизации автомобильных аккумуляторов, утративших потребительские свойства

Существует несколько типов автомобильных аккумуляторов, отличающихся материалом электродов и электролита.

Из всего разнообразия в автомобилях в качестве стартерных используются только свинцовые. Корпуса всех свинцовых аккумуляторов делаются из прочной кислотостойкой пластмассы, чтобы обеспечить максимальную безопасность во время транспортировки и эксплуатации.

В настоящее время в качестве материала для электродов используется свинец не в чистом виде, а с разнообразными добавками, в зависимости от которых аккумуляторы автомобильные делят на несколько типов.

По итогам 2019 года объем первичного рынка аккумуляторов в Российской Федерации составил 1,4 млн ед., а объем вторичного рынка аккумуляторов в Российской Федерации (общее количество поставленных аккумуляторов российскими аккумуляторными заводами и иностранными дистрибьюторами для свободной продажи автолюбителям или корпоративным клиентам) - примерно 10,7 млн [116].

Если рассматривать производство аккумуляторов российскими заводами, то в 2019 году их выпуск увеличился на 19 % по сравнению с 2014 годом и составил примерно 7,9 млн ед. В то же время экспорт аккумуляторов превысил 824 тыс. шт. А вот импорт аккумуляторов автомобильных в Россию увеличился на 16 % по сравнению с 2014 годом и составил 5,08 млн экземпляров [116].

Заводы, осуществляющие деятельность по производству аккумуляторов, в том числе с использованием вторичного сырья, а также предприятия, осуществляющие утилизацию аккумуляторов в Российской Федерации, представлены в источнике [117], а их месторасположение на территории Российской Федерации - на рисунке 11.1.

Рисунок 11.1 - Месторасположение крупных предприятий по производству аккумуляторов и утилизации отходов автомобильных аккумуляторов на территории Российской Федерации

Основные данные по методам и технологиям утилизации аккумуляторов автомобильных, утративших потребительские свойства.

В настоящем справочнике утилизация аккумуляторов автомобильных, утративших потребительские свойства, рассмотрена только в части выделения лома свинца, свинцовой пасты, полипропилена, электролита или кристаллического сульфата натрия. Вторичное производство свинца из различных продуктов, содержащих свинец, например, аккумуляторов, листового свинца, представлено в ИТС 13-2020 "Производство свинца, цинка и кадмия".

Метод утилизации аккумуляторов автомобильных включает следующие этапы:

- Слив электролита. Может выполняться на технологической линии, которая осуществляет весь процесс автоматически.

- Измельчение корпуса отхода аккумулятора. Осуществляется в дробилке.

Отделение металлосодержащей фракции. Раздробленное сырье поступает в электромагнитный сепаратор, где происходит отделение металлосодержащей фракции.

- Сортировка остатка. Вибрационный грохот с ячейками различного размера сортирует крупные элементы и отправляет их на повторное измельчение.

- Разделение на фракции. Измельченные отходы поступают в сепаратор для разделения на фракции.

- Обезвоживание и сепарация. В результате получают сырье - металл и полимерную фракцию (полипропилен и поливинилхлорид).

В результате утилизации свинцовых аккумуляторов можно получить такие материалы, как:

- Свинец и сплавы на его основе;

- стальной лом;

- медь;

- электролит или натрия сульфат кристаллический;

- полимерные гранулы, например, из полипропилена.

Экологические проблемы, возникающие при утилизации аккумуляторов автомобильных, утративших потребительские свойства. Опасность переработки автомобильных аккумуляторов, утративших потребительские свойства, обусловлена наличием в их составе таких опасных компонентов, как свинец, щелочь, серная кислота.

Содержание свинца в автомобильных аккумуляторах составляет около 50 % от общей массы аккумулятора, присутствует также около 2 % сурьмы, 15 % различных видов пластмасс, примерно 15 % электролита, который может быть представлен раствором серной кислоты или щелочи.

11.2 Технологические, технические решения и системы менеджмента, используемые в настоящее время в области утилизации автомобильных аккумуляторов, утративших потребительские свойства

Технологические, технические решения и системы менеджмента, используемые в настоящее время в области утилизации автомобильных аккумуляторов, утративших потребительские свойства, рассмотрены только в части выделения лома свинца, свинцовой пасты, полипропилена, электролита или кристаллического сульфата натрия. Производство вторичного свинца из различных продуктов, содержащих свинец, например, аккумуляторов, листового свинца, представлено в ИТС 13-2020 "Производство свинца, цинка и кадмия".

11.2.1 Утилизация отходов автомобильных аккумуляторов методом ручной разборки и сортировки

Область применения. Используется для автомобильных аккумуляторных батарей всех видов.

Описание метода. Ручная сортировка сопровождается четырьмя этапами.

Первоначально производится слив электролита с соблюдением всех правил техники безопасности.

После этого аккумулятор тщательно промывают, применяя содовый раствор.

Далее специалисты приступают к разборке устройства на составляющие, используя слесарный инструмент.

После проведения ручной разборки остается произвести сортировку полученных составных элементов. Свинец и пластик подвергаются дальнейшей специальной технологической переработке с получением товарной продукции.

11.2.2 Утилизация отходов автомобильных аккумуляторов методом разделки

Область применения. Используется для автомобильных аккумуляторных батарей всех видов.

Описание метода. Какие-то отдельные моменты переработки могут отличаться, но в целом технология утилизации аккумуляторов включает следующие этапы:

Слив и переработка электролита. На начальном этапе разрушается корпус аккумуляторной батареи и сливается электролит. Аккумуляторы могут просто разбиваться в результате сброса их в определенную емкость. На некоторых предприятиях есть дисковые пилы, которыми они разрезаются. Слитый электролит подвергают нейтрализации. Эта операция проводится в герметичных камерах при высокой температуре. На некоторых предприятиях есть специальное оборудование, которое позволяет переработать электролит и запустить его в основное производство.

Дробление. Далее проводится дробление аккумуляторов в мощных дробилках. В результате происходит полное разрушение аккумуляторов.

Фильтрация. После дробилок получившаяся масса пропускается через фильтры, где отсеивается свинцово-кислотная паста. Ее отсеивают и отправляют на дальнейшую переработку.

Разделение металлов и пластика. Оставшаяся смесь дробленого пластика и свинцовых элементов подается в установку гидродинамической сепарации. Цель этой операции - разделить пластиковый бой и металлические элементы.

Переработка пластика. Отделенный пластик собирается и отправляется на предприятия, занимающиеся выпуском пластиковых гранул. В дальнейшем их используют в качестве исходного сырья при производстве корпусов аккумуляторов автомобильных.

Очистка металлов. Полученная смесь металлических элементов смешивается с отфильтрованной ранее пастой. Все это заливается водой с добавлением химикатов, которые нейтрализуют кислоту. В результате получается нейтрализованный осадок. Вода очищается и снова запускается в цикл. Полученная металлическая смесь подвергается сушке. На некоторых линиях отделяют стальной лом при помощи магнитной сепарации.

11.2.3 Утилизация отходов автомобильных аккумуляторных батарей

Область применения. Используется для отходов автомобильных аккумуляторных батарей всех видов, а также стационарных аккумуляторов, батарей источников бесперебойного питания свинцово-кислотных, компьютерных свинцово-кислотных аккумуляторов, аккумуляторов компьютерных кислотных и других свинецсодержащих отходов.

Описание метода.

Технология утилизации основана на сочетании следующих операций.

Слив электролита. На первоначальном этапе осуществляется слив электролита перед дроблением отходов свинцово-кислотных аккумуляторных батарей. Слитый электролит в дальнейшем используется для нейтрализации избыточного карбоната натрия, образованного при десульфуризации свинцовой пасты. Нейтрализация осуществляется с образованием сульфата натрия, который в последующем очищается, выпаривается, кристаллизуется, усредняется и сушится с получением продукта - кристаллического сульфата натрия.

Дробление отходов аккумуляторов. На следующем этапе осуществляется дробление отходов свинцово-кислотных аккумуляторных батарей в мощных дробилках.

Грохочение с отмывкой. Дробленая масса пропускается через вибросито с выделением свинцовой пасты содержанием серы 6-7 % и смеси крупных частиц лома свинца, пластмасс.

Сепарация смеси крупных частиц лома свинца, пластмасс. Смесь крупных частиц лома свинца и пластмасс подается на гидродинамическую сепарацию для разделения смеси и получения следующих продуктов:

- вторичного сырья - полипропилена;

- вторичного сырья - лома свинца.

Десульфуризация свинцовой пасты. Выделенная свинцовая паста с содержанием серы 6-7 % подвергается десульфуризации до содержания в ней серы менее 1 %. Свинцовая паста в дальнейшем используется в качестве вторичного сырья при производстве вторичного свинца.

11.3 Текущие уровни потребления ресурсов и эмиссий в окружающую среду при утилизации автомобильных аккумуляторов, утративших потребительские свойства

Текущие уровни потребления ресурсов и эмиссий в окружающую среду зависят от применяемой технологии утилизации автомобильных аккумуляторов, утративших потребительские свойства.

Утилизация отходов автомобильных аккумуляторных батарей сопровождается выбросами загрязняющих веществ, номенклатура которых зависит от сочетания выполняемых при утилизации операций. Текущие уровни эмиссий в атмосферный воздух при утилизации отходов автомобильных аккумуляторных батарей представлены в таблице 11.1.

Таблица 11.1 - Текущие уровни выбросов при утилизации отходов автомобильных аккумуляторных батарей

Загрязняющее вещество	Единица измерения	Текущие уровни выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух
Кислота серная	мг/м 3	2,797
Свинец	мг/м 3	0,567
Взвешенные вещества (пыль сульфата натрия)	мг/м 3	1,958

Сточные воды в процессе утилизации отходов автомобильных аккумуляторов, как правило, не образуются.

Утилизация отходов автомобильных аккумуляторных батарей может сопровождаться образованием отходов, перечень которых зависит от способа утилизации. Возможно образование отходов разнородных пластмасс в смеси в случае, если они не подвергаются дополнительной переработке, отходов нейтрализации электролита, если он не используется для производства товарной продукции.

В Европейском союзе отходы свинцовых аккумуляторов и аккумуляторных батарей согласно Директиве Европейского парламента и Совета Европейского Союза 2012/19/EU "Об отходах электрического и электронного оборудования (WEEE)" относятся к отходам электрического и электронного оборудования.

Сведения о текущих уровнях выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух при обработке в шредерах металлических отходов, в том числе отходов электрического и электронного оборудования, по данным справочника EC по наилучшим доступным технологиям Best Available Techniques (BAT) Reference Document for Waste Treatment, 2018 [118] приведены в таблице 11.2.

Таблица 11.2 - Текущие уровни выбросов при обработке в шредерах металлических отходов, в том числе отходов электрического и электронного оборудования

Метод очистки применяемый на заводе	Пыль (мг/н.м 3)	Ni (мг/н.м 3)	Pb (мг/н.м 3)	Cd (мг/н.м 3)	As (мг/н.м 3)	Cu (мг/н.м 3)	Zn (мг/н.м 3)
Только циклон	5,3-33( 1)	0,08( 1)	0,15( 1)	0,013( 1)	0,007( 1)	0,056( 1)	1,5( 1)
Тканевый фильтр	1,1-2	0,008	0,003	0,0006	0,0006	0,003	0,6
Скруббер Вентури	9,4-24,1	0,02-0,03	0,007-0,02	0,0006-0,14	0,001-0,02	0,001-0,29	0,2
Циклон и мокрый скруббер	2,7-36,3( 2)	0,004-2,4	0,002-0,02	0,00004-0,001	н/д	0,02	н/д
Циклон и тканевый фильтр	0,1-5	0,8	0,006	н/д	н/д	0,12	18
Циклон, скруббер Вентури, адсорбция углем	< 2,4	н/д	< 0,007	< 0,0003	н/д	0,008	0,16
Циклон, скруббер Вентури	0,1-12,8	н/д	0,0044	0,0003	н/д	0,002-0,008	н/д
Тканевый фильтр, скруббер Вентури, адсорбция углем	2,1	н/д	0,02	н/д	0,0008	0,02	0,6
Тканевый фильтр, скруббер Вентури	6,2-7,2	0,007	н/д	н/д	н/д	н/д	н/д
Циклон, впрыск воды	1,1	0,0006	0,003	0,00005	н/д	0,002	0,02
Выбросы завода, оснащенного только циклоном. Измерение до снижения выбросов в атмосферу. Значение концентрации после удаления составляет 4,4 мг/н.м 3. Значения концентрации являются средними за три учетных года. Максимальная нагрузка, указанная в таблице, является максимальной нагрузкой, рассчитанной для каждого из учетных годов.