Раздел 4. Обращение с отходами производства и потребления химических источников тока

Раздел 4. Обращение с отходами производства и потребления химических источников тока

4.1. Общая информация о деятельности по обращению с отходами производства и потребления химических источников тока

4.1.1. Общее описание, статистическая информация, краткое описание основных применяемых способов и методов

Отходы производства и потребления химических источников тока, отнесенные к I и II классам опасности, представлены 42-мя видами отходов по ФККО, которые включены в следующие группы:

- 3 72 200 00 00 0 "Отходы производства электрических аккумуляторов и аккумуляторных батарей";

- 4 71 100 00 00 0 "Отходы электрического оборудования, содержащего ртуть";

- 4 81 200 00 00 0 "Компьютеры и периферийное оборудование, утратившие потребительские свойства";

- 4 82 200 00 00 0 "Батареи и аккумуляторы, утратившие потребительские свойства, кроме аккумуляторов для транспортных средств, вошедших в Блок 9";

- 9 20 100 00 00 0 "Отходы аккумуляторов и аккумуляторных батарей транспортных средств";

- 9 20 200 00 00 0 "Отходы электролитов аккумуляторов и аккумуляторных батарей".

Перечень из 42-х видов отходов производства и потребления химических источников тока приведен в таблице 4.1.

Таблица 4.1 - Перечень видов отходов производства и потребления химических источников тока I и II классов опасности

N п/п	Код вида отходов по ФККО	Наименование вида отходов по ФККО
1.	3 72 212 12 10 2	Отходы электролита при производстве первичных диоксидмарганцевых литиевых источников тока
2.	3 72 224 11 20 2	Отходы никельсодержащие, включая брак, при производстве никелевых электродов
3.	3 72 224 21 20 2	Отходы кадмийсодержащие при приготовлении активной массы, изготовлении и разбраковке кадмиевых электродов
4.	3 72 224 41 20 2	Токоотвод, загрязненный кадмием при производстве кадмиевых электродов
5.	3 72 224 61 20 2	Обтирочный материал из натуральных и синтетических волокон, отработанный при производстве кадмиевых электродов, загрязненный кадмием (содержание кадмия 15 % и более)
6.	3 72 224 71 52 2	Картридж целлюлозный фильтра очистки выбросов в производстве кадмиевых электродов, загрязненный кадмием (содержание кадмия 15 % и более)
7.	3 72 226 21 20 2	Огарки кадмия при получении оксида кадмия плавкой в производстве никель-кадмиевых аккумуляторов
8.	3 72 226 62 20 2	Отходы анодных пластин никель-кадмиевых аккумуляторов
9.	3 72 226 63 20 2	Отходы катодных пластин никель-кадмиевых аккумуляторов
10.	3 72 226 65 42 2	Пыль кадмийсодержащая при изготовлении и зачистке кадмиевых электродов для никель-кадмиевых аккумуляторов
11.	3 72 231 12 33 2	Остатки (отходы) приготовления положительной активной массы электродов при производстве никель-металлогидридных аккумуляторов
12.	3 72 232 11 52 2	Отходы и брак отрицательных электродов никель-металлогидридных аккумуляторов и брак в их производстве
13.	3 72 232 12 52 2	Отходы и брак положительных электродов никель-металлогидридных аккумуляторов в их производстве
14.	3 72 233 11 53 2	Брак никель-металлогидридных аккумуляторов в их производстве
15.	3 72 242 21 30 2	Отходы электролита .питий-ионных аккумуляторов при их производстве
16.	3 72 243 11 53 2	Брак литий-ионных аккумуляторов в их производстве
17.	3 72 251 11 41 2	Отходы и брак приготовления положительной активной массы электродов при производстве марганцево-цинковых батарей
18.	3 72 251 21 33 2	Отходы и брак приготовления отрицательной активной массы электродов при производстве марганцево-цинковых батарей
19.	3 72 251 31 33 2	Отходы и брак электролитной пасты, содержащей гидроксид калия, при приготовлении электролитной пасты в производстве марганцево-цинковых батарей
20.	4 71 121 11 53 1	Элементы гальванические нормальные, содержащие сульфат кадмия, ртуть и ее соединения, утратившие потребительские свойства
21.	4 71 121 12 53 1	Отходы элементов и батарей ртутно-цинковых
22.	4 81 211 02 53 2	Источники бесперебойного питания, утратившие потребительские свойства
23.	4 82 201 01 53 2	Химические источники тока литиевые тионилхлоридные неповрежденные отработанные
24.	4 82 201 11 53 2	Химические источники тока марганцево-цинковые щелочные неповрежденные отработанные
25.	4 82 201 21 53 2	Химические источники тока никель-металлгидридные неповрежденные отработанные
26.	4 82 201 31 53 2	Отходы литий-ионных аккумуляторов неповрежденных
27.	4 82 201 45 53 2	Химические источники тока первичные диоксидмарганцевые литиевые неповрежденные отработанные
28.	4 82 201 51 53 2	Одиночные гальванические элементы (батарейки) никель-кадмиевые неповрежденные отработанные
29.	4 82 211 02 53 2	Аккумуляторы компьютерные кислотные неповрежденные отработанные
30.	4 82 211 11 53 2	Аккумуляторы стационарные свинцово-кислотные, утратившие потребительские свойства
31.	4 82 211 21 53 2	Аккумуляторы для портативной техники и устройств свинцово-кислотные, утратившие потребительские свойства
32.	4 82 212 11 53 2	Аккумуляторные батареи источников бесперебойного питания свинцово-кислотные, утратившие потребительские свойства, с электролитом
33.	4 82 212 12 52 2	Аккумуляторные батареи источников бесперебойного питания свинцово-кислотные, утратившие потребительские свойства, без электролита
34.	4 82 213 11 52 2	Водоактивируемые батареи на основе солей свинца, утратившие потребительские свойства
35.	4 82 231 11 52 2	Элементы литиевых аккумуляторных батарей, утратившие потребительские свойства
36.	9 20 110 01 53 2	Аккумуляторы свинцовые отработанные неповрежденные, с электролитом
37.	9 20 110 04 39 2	Шлам сернокислотного электролита
38.	9 20 113 11 41 2	Отходы оксида свинца при обслуживании аккумуляторов свинцово-кислотных
39.	9 20 120 01 53 2	Аккумуляторы никель-кадмиевые отработанные неповрежденные, с электролитом
40.	9 20 130 01 53 2	Аккумуляторы никель-железные отработанные неповрежденные, с электролитом
41.	9 20 210 01 10 2	Кислота аккумуляторная серная отработанная
42.	9 20 220 01 10 2	Щелочи аккумуляторные отработанные

Все отходы производства и потребления химических источников тока (далее - ХИТ) делятся на 3 группы:

- отходы производства химических источников тока;

- отходы химических источников тока;

- отходы электролитов.

Согласно данным федерального статистического наблюдения за 2018 - 2021 годы образование и дальнейшее обращение по 10-ти из 42-х видов отходов производства и потребления химических источников тока не наблюдается. Фактически не все виды отходов, включенные в ФККО, образуются и в последующем подлежат удалению. К таким видам отходов относятся:

- 3 72 224 41 20 2 "Токоотвод, загрязненный кадмием при производстве кадмиевых электродов";

- 3 72 224 61 20 2 "Обтирочный материал из натуральных и синтетических волокон, отработанный при производстве кадмиевых электродов, загрязненный кадмием (содержание кадмия 15 % и более)";

- 3 72 224 71 52 2 "Картридж целлюлозный фильтра очистки выбросов в производстве кадмиевых электродов, загрязненный кадмием (содержание кадмия 15 % и более)";

- 3 72 226 65 42 2 "Пыль кадмийсодержащая при изготовлении и зачистке кадмиевых электродов для никель-кадмиевых аккумуляторов";

- 3 72 231 12 33 2 "Остатки (отходы) приготовления положительной активной массы электродов при производстве никель-металлогидридных аккумуляторов";

- 3 72 232 12 52 2 "Отходы и брак положительных электродов никель-металлгидридных аккумуляторов в их производстве";

- 3 72 251 21 33 2 "Отходы и брак приготовления отрицательной активной массы электродов при производстве марганцево-цинковых батарей";

- 4 82 211 21 53 2 "Аккумуляторы для портативной техники и устройств свинцово-кислотные, утратившие потребительские свойства";

- 4 82 213 11 52 2 "Водоактивируемые батареи на основе солей свинца, утратившие потребительские свойства";

- 9 20 113 11 41 2 "Отходы оксида свинца при обслуживании аккумуляторов свинцово-кислотных".

Данные федерального статистического наблюдения обращения с отходами производства и потребления химических источников за 2018 - 2021 годы приведены в таблице 4.2.

Таблица 4.2 - Данные федерального статистического наблюдения обращения с отходами производства и потребления химических источников тока за 2018 - 2021 гг. [15-17]

Год	Образовано, т	Поступило, т	Утилизировано, т	Обезврежено, т	Передано для утилизации, т	Передано для обезвреживания, т	Наличие на начало года, т	Наличие на конец года, т
2018	110 550	150 998	94 042	8 518	123 627	19 577	4 233	4 823
2019	43 217	2 292 931	99 432	17 201	747 943	1 436 868	26 982	44 535
2020	31 972	1 168 353	143 191	8 026	1 017 644	96 284	112 337	26 035
2021	64 132	341 755	175 838	9 150	129 402	23 732	15 978	36 253

По данным федерального статистического наблюдения за 2018 - 2021 годы [15-17], объемы образования отходов производства и потребления химических источников тока составляют от 31 972 до 110 550 т.

Принимая во внимание, что значительная часть отработанных химических источников тока образуется в бытовом секторе, фактический объем образующихся отходов превышает данные официальной статистики.

Согласно данным федерального статистического наблюдения ежегодно в Российской Федерации утилизируют от 94 ООО до 175 838 т отходов и обезвреживают 8 000-17 000 т отработанных химических источников тока [15-17].

За 2020 год в Российской Федерации, по данным статистического наблюдения, было утилизировано 143191т и обезврежено 8026 т отходов производства и потребления химических источников тока (при образовании 31 972 т) [17]. Разница в количестве образования отходов и их количествах по утилизации и обезвреживанию обусловлена наличием отходов на начало года и поступлением отходов от населения.

По данным федерального статистического наблюдения в 2020 году 84 % от общего количества образования отходов приходится на отходы потребления (отходы источников тока, в том числе аккумуляторы, батарейки, источники бесперебойного питания), из них 77 % на отходы аккумуляторов свинцово-кислотных. 15,5 % от общего количества образования отходов составляют отходы электролитов (отходы обслуживания аккумуляторов свинцово-кислотных). Менее 1 % от общего количества образования отходов приходится на отходы производства химических источников тока.

Аналогичная динамика объемов образования отходов производства и потребления химических источников наблюдается за 2018 и 2019 годы.

Основным видом обращения с отходами производства и потребления химических источников тока является утилизация.

Из общего объема отходов производства и потребления химических источников тока, направленных на утилизацию в 2020 году, практически 99 % представлены отходами источников тока, в том числе отходами аккумуляторов, батареек, источников бесперебойного питания.

Химические источники тока разделяются по химическому составу:

- марганцево-цинковые (ZnMn);

- никель-кадмиевые (NiCd);

- никель-цинковые (NiZn);

- никель-металлогидридные (NiMH);

- литий-ионные (Li-ion);

- литий-полимерные (Li-pol);

- литий-тионилхлоридные (Li-SOCl ₂);

- свинцово-кислотные и свинцово-щелочные;

- ртутно-цинковые;

- серебряно-цинковые (AgZn).

Одними из предприятий в области утилизации химических источников тока являются ГК "Мегаполисресурс" (г. Челябинск), ООО "НЭК" (г. Ярославль), ООО "ФРЕГАТ" (Московская обл., г. Воскресенск), ООО "ЭКО Технопарк", ООО "ТехноХИТ", ООО "Экоснаб" (г. Курган), ООО "ЭП "Меркурий" (г. Санкт-Петербург), ОАО "Завод автономных источников тока" (г. Саратов), ОАО "Тюменский аккумуляторный завод" (г. Тюмень).

Основные данные по методам и технологиям обращения с отходами производства и потребления химических источников тока

Методы видов обращения и применяемые технологические процессы в области утилизации различных типов отработанных химических источников тока различаются. Существует 3 основных метода утилизации отходов химических источников тока:

- гидрометаллургический метод;

- пирометаллургический метод;

- механический (физический) метод.

Основными методами утилизации и обезвреживания отходов электролитов являются:

- химический метод с получением кристаллического сульфата натрия;

- нейтрализация кислоты аккумуляторной серной отработанной;

- нейтрализация щелочи аккумуляторной отработанной.

Основные методы утилизации отходов химических источников тока направлены на восстановление различных металлов [26]:

- свинец из отходов может быть выделен двумя способами: а) разделением отработанных свинцово-кислотных аккумуляторных батарей на компоненты (электролит, пластик, свинецсодержащие материалы) с последующим восстановлением свинецсодержащих материалов до товарного свинца; б) переработкой отработанных свинцово-кислотных аккумуляторных батарей без предварительной разделки в специальной металлургической печи, где металлы выделяются в конце процесса;

- никель-кадмиевые батареи могут быть переработаны аналогичным способом, при котором восстанавливаются кадмий и железо-никелевый сплав для производства стали; для извлечения кадмия используются пирометаллургические и гидрометаллургические методы. Наибольшее распространение из пирометаллургических методов, основанных на отгонке газообразных соединений кадмия, получила вакуумная дистилляция, которая характеризуется получением оксида кадмия низкого качества и вторичных отходов, использование которых в других отраслях проблематично;

- батареи, содержащие ртуть, чаще всего перерабатываются вакуумно-температурным способом, при котором ртуть испаряется с последующей конденсацией. Вторичная ртуть может быть снова введена в производственный цикл;

- никель-металлгидридные батареи перерабатываются механическим разделением материалов (пластика, водорода и никеля) в вакуумной камере для предотвращения утечки водорода;

- литий-ионные батареи в настоящее время перерабатывают механическим разделением материалов с последующим восстановлением содержащихся металлов;

- цинк-карбоновые (воздушные) и щелочно-марганцевые батареи могут быть переработаны методом механического разделения материалов или различными методами, включающими в себя плавку и другие металлургические процессы нагревания, приводящие к восстановлению металлического содержимого (в частности, цинка).

4.1.2 Основные экологические проблемы

Опасность накопления, транспортирования, утилизации, обезвреживания, а также размещения отходов производства и потребления химических источников тока I-II классов опасности обусловлена содержанием во всех видах отходов токсичных веществ в виде различных металлов и химикатов, которые негативно воздействуют на биотические компоненты при попадании в окружающую среду. Компонентами отходов производства и потребления химических источников тока являются такие металлы, как свинец, никель, кадмий, цинк, ртуть, серебро, кобальт, литий, марганец. Токсичными и коррозионно активными свойствами обладают электролиты аккумуляторов.

При накоплении, транспортировании, утилизации, обезвреживании и размещении отходов производства и потребления химических источников тока, в случае возникновения аварийных ситуаций, существует риск загрязнения почв, поверхностных водных объектов и подземных вод тяжелыми металлами, электролитами, а также загрязнение атмосферного воздуха выбросами в атмосферу паров ртути, хлор- и серосодержащих соединений,

4.2 Технологические, технические решения и системы менеджмента, используемые в настоящее время в области обращения с отходами производства и потребления химических источников тока

4.2.1 Накопление отходов производства и потребления химических источников тока

Накопление отходов производства и потребления химических источников тока должно осуществляться в соответствии с положениями следующих нормативных правовых актов:

- со статьей 13.4 Федерального закона от 24.06.1998 N 89-ФЗ "Об отходах производства и потребления" [40];

- с требованиями к группам однородных отходов "Батареи и аккумуляторы, утратившие потребительские свойства, кроме аккумуляторов для транспортных средств", "Отходы аккумуляторов и аккумуляторных батарей транспортных средств", "Отходы электролитов аккумуляторов и аккумуляторных батарей", установленными Приказом Минприроды России от 11.06.2021 N 399 [41];

- с пунктом 219 Постановления Главного государственного санитарного врача Российской Федерации от 28.01.2021 N 3 "Об утверждении санитарных правил и норм СанПиН 2.1.3684-21 "Санитарно-эпидемиологические требования к содержанию территорий городских и сельских поселений, к водным объектам, питьевой воде и питьевому водоснабжению, атмосферному воздуху, почвам, жилым помещениям, эксплуатации производственных, общественных помещений, организации и проведению санитарно-противоэпидемических (профилактических) мероприятий" [18].

Накопление отходов химических источников тока осуществляется:

- в местах накопления отходов, оборудованных специализированными контейнерами (емкостями), конструкция которых исключает попадание в накапливаемые отходы атмосферных осадков;

- в помещениях, предусматривающих приточно-вытяжную вентиляцию. При этом накопление отходов источников тока, заполненных кислотным и щелочным электролитами, выполняется по отдельности.

Отходы химических источников тока накапливаются:

- отдельно от других отходов. Кроме того, не допускается смешивать рассматриваемые отходы с отходами производства и потребления, в том числе с твердыми коммунальными отходами;

- раздельно от поврежденных отходов источников тока, имеющих признаки течи, нарушения герметичности или целостности, которые следует помещать в кислотоупорную тару либо щелочеустойчивую тару (в зависимости от типа источника тока).

Накопление отходов электролитов выполняется раздельно по видам отходов в соответствии с ФККО двумя способами:

- на открытых площадках в стационарных закрытых специально обустроенных емкостях;

- в помещениях, в закрытых химически стойких емкостях при наличии приточно-вытяжной вентиляции.

Объекты накопления отходов электролитов предусматривают средства для ликвидации возможного пролива отходов электролитов, обеспечивающие их нейтрализацию.

4.2.2 Транспортирование отходов производства и потребления химических источников тока

Транспортирование отходов производства и потребления химических источников тока осуществляется в соответствии:

- с требованиями, установленными в приложениях A и B Европейского соглашения о международной дорожной перевозке опасных грузов от 30.09.1957 [19];

- с Правилами перевозок грузов автомобильным транспортом, установленными Постановлением Правительства Российской Федерации от 21.12.2020 N 2200 [20];

- с Правилами перевозок опасных грузов по железным дорогам, утвержденными СЖТ СНГ от 05.04.1996 N 15 [21];

- с требованиями к группам однородных отходов "Батареи и аккумуляторы, утратившие потребительские свойства, кроме аккумуляторов для транспортных средств", "Отходы аккумуляторов и аккумуляторных батарей транспортных средств", "Отходы электролитов аккумуляторов и аккумуляторных батарей", установленными Приказом Минприроды России от 11.06.2021 N 399 [41];

- с установленными образцами специальных отличительных знаков, обозначающих класс опасности отходов, а также Порядка нанесения их на транспортные средства, контейнеры, цистерны, используемые при транспортировании отходов, утвержденные приказом Минтранса России от 22.11.2021 N 399 [63].

Транспортирование отходов химических источников тока возможно в контейнерах из ударопрочного кислотостойкого или щелочестойкого пластика в зависимости от типа источника тока.

Существуют случаи транспортирования поврежденных химических источников тока, засыпанных песком, в герметичных металлических контейнерах.

4.2.3 Утилизация отходов производства и потребления химических источников тока

Отходы химических источников тока подлежат обязательной утилизации согласно Перечню товаров, подлежащих утилизации после утраты ими потребительских свойств, который утвержден Распоряжением Правительства Российской Федерации от 31.12.2020 N 3721-р [42].

Сбор отходов ХИТ осуществляется без учета их марки, поэтому перед утилизацией, как правило, необходима их сортировка.

Сортировка смеси отходов химических источников тока по типам и размерам

Область применения. Метод используется для сортировки отходов химических источников тока различных типов и размеров.

Описание метода. Сортировка смеси химических источников тока производится вручную (для средне- и крупногабаритных химических источников тока) и автоматизированными способами.

Линия сортировки и разрядки предназначена для сортировки элементов ХИТ по размерам и типам. При наличии заряда в отходах первичных ХИТ производится разрядка для безопасной утилизации.

Смесь источников тока подается на грохот с крупными отверстиями, на котором производится отделение источников тока больших размеров от малых размеров (AA, AAA и т.д.). В ручном режиме батареи крупного размера сортируются по типам:

- цинк-углеродные;

- марганцево-щелочные (алкалиновые);

- никель-кадмиевые и никель-металлогидридные;

- литиевые батареи.

Отсортированные батареи размещаются в контейнеры и направляются на соответствующие линии для дальнейшей утилизации.

Оставшаяся смесь отходов ХИТ (малых размеров) проходит сквозь грохот и подается в накопительный бункер тонкой сортировки с дальнейшей подачей на 2 ленты ручной сортировки различных типов ХИТ. На ленте остаются отходы щелочно-марганцевых и цинко-угольных ХИТ, а также кнопочные элементы питания, которые подаются на следующий грохот с разделением на:

- щелочно-марганцевые ХИТ размера C и D, направляемые на линию измельчения;

- кнопочные элементы питания (оставшиеся щелочно-марганцевые и цинк-угольные ХИТ), которые подаются на утилизацию отходов первичных ХИТ в гранулятор.

В результате сортировки выделяются следующие фракции отработанных ХИТ:

- цинк-углеродные;

- марганцево-щелочные (алкалиновые);

- никель-кадмиевые и никель-металлогидридные;

- литиевые ХИТ [43].

4.2.3.1 Утилизация отходов щелочно-марганцевых и цинк-угольных источников тока механическим методом

Область применения. Метод используется для утилизации отходов щелочно-марганцевых и цинк-угольных источников тока.

Описание метода. Метод заключается в механической переработке - измельчении и разделении отходов ХИТ. В случае поступления отходов химических источников тока в смеси производится их сортировка по типам.

Гранулятор для измельчения

Отходы щелочно-марганцевых и цинк-угольных источников тока направляются в гранулятор либо на скоростную молотковую мельницу, где производится процесс механического измельчения.

Измельченная смесь подается на вибросито сверхтонкого рассева, после которого выделяются:

- крупная фракция;

- мелкая фракция, направляемая для очистки от мелкодисперсного наполнителя источника тока.

Затем обе фракции подвергаются магнитной сепарации с выделением металлического лома, который направляется в накопительный бункер. Использование магнитного сепаратора позволяет не прерывать процесс разделения на фракции железа и активной фракции.

Активная масса после магнитного сепаратора имеет очень высокую влажность и температуру, которые возникли в результате химических реакций химических элементов источника тока с воздухом и трения при измельчении. Активная фракция с помощью грохочения направляется в охлаждающий бункер, где производится охлаждение оборотной водой. При охлаждении активная фракция эффективно отдает тепло, воду и вредные вещества, после чего данная фракция направляется для повторного использования.

Вредные вещества - электролит, включающий диоксид марганца (MnO ₂), хлорида аммония (ZnCl) и хлорид цинка (NH ₄Cl), выделенные при разборке ХИТ, - направляются на физико-химическую нейтрализацию электролита.

Измельчение

Отходы щелочно-марганцевых ХИТ (марганцево-цинковый элемент, солевой элемент питания) размеров C и D измельчаются на три фракции:

- оксид цинка - продукт;

- оксид марганца с металлическими оболочками;

- металлический лом - вторичное сырье.

Отходы щелочно-марганцевых ХИТ размеров C и D, по одному источнику тока, подаются на автоматическое распилочное устройство и разрезаются на обоих концах (полюсах), после чего удаляется цинковое ядро и складируется в контейнеры.

Оксид марганца с металлической оболочкой передается на утилизацию в перекрестно-поточный измельчитель, где производится отделение оксида марганца в виде порошка от металлических примесей.

При измельчении отходов ХИТ оксид цинка отделяется как чистый продукт.

Металлический лом, образованный после измельчения ХИТ, подается на процесс переработки в гранулятор, после которого складируется в контейнеры.

Гидроксид калия, ртуть, выделенные при разборке ХИТ, направляются на физико-химическую утилизацию электролита [43].

4.2.3.2 Утилизация алкалиновых источников тока комбинацией механических, физических, физико-химических, химических методов

Область применения. Метод используется для утилизации различных типов алкалиновых источников тока (марганцово-цинковых, никель-металлогидридных и других).

Описание метода. Суть метода заключается в превращении твердых элементов, содержащихся во внутренней части источников тока, в солевой концентрат (сухой остаток). В случае поступления отходов химических источников тока в смеси производится их сортировка по типам. Отсортированные источники тока от других типов подвергаются дроблению с последующей нейтрализацией щелочного электролита кислым раствором. В результате данных операций выделяется сухой остаток [26].

Данный метод подробно описан в ИТС 15-2021 "Утилизация и обезвреживание отходов термическими способами" [26].

4.2.3.3 Утилизация литий-ионных источников тока механическим методом

Область применения. Метод используется для утилизации литий-ионных источников тока.

Описание метода. В случае поступления отходов химических источников тока в смеси производится их сортировка по типам. После этого отсортированная смесь отходов литий-ионных ХИТ разряжается в устройстве разрядки и в соляных ваннах, в зависимости от размеров источника тока.

Затем осуществляется ручная разборка, в ходе которой отделяются ценные компоненты: пластмассы, электронные компоненты, кабели, алюминий и железо.

Химические и минеральные компоненты источника тока представляют собой активную массу, которая состоит из смеси лития, марганца, кобальта и никеля в различных соотношениях. После демонтажа эта смесь поступает на этап термического воздействия, на котором происходит сжигание электролита с целью последующего извлечения ценных компонентов.

После этапа термического воздействия смесь поступает в шредер. Измельченная масса подается на электрохимическую сепарацию, в процессе которой происходит отделение фракций:

- магнитной (сталь);

- немагнитной металлической (алюминий, медь);

- немагнитной неметаллической (материалы электродов).

Металлические фракции в качестве вторичного материала направляются на переработку.

Неметаллическая фракция, представляющая собой материал электродов, направляется на переработку с выделением кобальта и солей лития [43].

Технологическая схема утилизации литий-ионных источников тока приведена на рисунке 4.1.

Рисунок 4.1 - Технологическая схема утилизации литий-ионных источников тока [43]

4.2.3.4 Утилизация отходов литиевых источников тока комбинацией механических, физических, физико-химических, химических методов

Область применения. Метод используется для утилизации различных типов литиевых источников тока (литий-ионных, литий-полимерных, литий-тионилхлоридных).

Описание метода. Метод заключается в превращении твердых элементов, содержащихся во внутренней части источников тока, в солевой концентрат.

В случае поступления отходов химических источников тока в смеси производится их сортировка по типам. Разряженные и отсортированные по типам источники тока подвергаются дроблению с последующей нейтрализацией кислотного содержимого щелочным раствором. В результате данных операций выделяется твердая и жидкая фракции, из которых выделяют лом металлов, угольных катодов и солевой (литиево-натриевый) концентрат, соответственно [26].

Данный метод подробно описан в ИТС 15-2021 "Утилизация и обезвреживание отходов (кроме термических способов)" [26].

4.2.3.5 Утилизация никель-металлогидридных источников тока в перекрестно-поточном измельчителе

Область применения. Метод используется для утилизации никель-металлгидридных источников тока.

Описание метода. В случае поступления отходов химических источников тока в смеси производится их сортировка по типам. Отсортированные отходы никель-металлгидридных ХИТ вскрываются механическим способом на перекрестно-поточном измельчителе, после которого происходит разделение на:

- магнитные металлические - черные металлы и никель-железо;

- немагнитные компоненты, направляемые на звездочный грохот, на котором разделяются пластиковые и бумажные части [43].

Блок-схема утилизации никель-металлогидридных источников тока на перекрестно-поточном измельчителе представлена на рисунке 4.2,

Рисунок 4.2 - Блок-схема утилизации никель-металлогидридных источников тока на перекрестно-поточном измельчителе [43]

4.2.3.6 Утилизация никель-металлогидридных источников тока пирометаллургическим методом

Область применения. Используется для утилизации никель-металлогидридных источников тока.

Описание метода. В случае поступления отходов химических источников тока в смеси производится их сортировка по типам. Отсортированные отходы никель-металлогидридных источников тока разряжаются с последующим измельчением. Измельченные части источника тока подаются в печь, в которой в присутствии кокса (подается отдельно) в качестве агента-восстановителя при температуре свыше 1200°С происходит восстановление металлов. В зависимости от концентрации восстановительного агента состав металлов в получаемом сплаве, восстанавливаемых в ходе процесса может меняться (обычно железо-медь-никель-кобальт). Остальные металлы формируют собой шлак, из которого при последующей переработке могут быть выделены концентрат редкоземельных элементов (празеодим, церий, лантан, неодим, самарий, гадолиний).

При термическом воздействии происходит возгонка соединений кадмия (при наличии), а также соединений цинка, свинца и других металлов. Газы, содержащие эти элементы, последовательно очищаются в мокром скруббере Вентури и двух рукавных фильтрах. Содержащая соединения металлов вода из скруббера направляется на очистку сточных вод, на которой происходит связывание металлов в их нерастворимые формы в щелочной среде, а затем физическое разделение и утилизация. Очищенная вода возвращается в цикл.

Пыль измельченных частей источников тока вместе с их измельченными частями отправляется на пирометаллургию [26].

4.2.3.7 Утилизация различных типов отработанных химических источников тока (марганцево-цинковых, литий-ионных и других) механическим методом

Область применения. Метод используется для утилизации различных типов отработанных химических источников тока (марганцево-цинковых, литий-ионных и других).

Описание метода. Метод заключается в превращении твердых элементов, содержащихся во внутренней части источников тока, в порошок. Метод включает следующие этапы:

- ручная сортировка источников тока и их разряжение;

- дробление отсортированных по типам источников тока с последующим просеиванием;

- аэродинамическое сепарирование в воздушной колонне.

Продуктами утилизации являются:

- лом черных и цветных металлов;

- резиновые изоляторы и полимерные оболочки элементов питания;

- порошкообразные компоненты, например, смесь оксида цинка, металлического цинка, диоксида марганца, графита [26].

Данный метод подробно описан в ИТС 15-2021 "Утилизация и обезвреживание отходов (кроме термических способов)" [26].

4.2.3.8 Утилизация кадмий- и свинецсодержащих источников тока гидрометаллургическим методом

Область применения. Используется для утилизации кадмий- и свинецсодержащих источников тока.

Описание метода. Метод утилизации отходов описан на примере источников тока, содержащих свинец. На первом этапе сливается электролит из источников тока, которые измельчаются с получением материалов, которые подают в резервуар с каустической содой. Выделенный металлолом превращается в свинцовую пасту, которую затем расплавляют до жидкого состояния с получением чернового свинца. Черновой свинец направляется на стадию рафинирования.

В результате данного метода получают свинец и сплавы свинца либо качественный оксид кадмия [26].

Данный метод подробно описан в ИТС 15-2021 "Утилизация и обезвреживание отходов (кроме термических способов" [26].

4.2.3.9 Утилизация отходов свинцово-кислотных источников тока методом ручной разборки и сортировки

Область применения. Используется для отработанных свинцово-кислотных источников тока.

Описание метода. Суть метода заключается в ручной разборке отработанного источника тока, который предусматривает слив электролита, промывку источника тока, его разборку с последующей сортировкой полученных составных элементов (свинец, пластмасса) [26].

Данный метод подробно описан в ИТС 15-2021 "Утилизация и обезвреживание отходов (кроме термических способов" [26].

4.2.3.10 Утилизация отходов свинцово-кислотных источников тока методом разделки

Область применения. Используется для отработанных свинцово-кислотных источников тока.

Описание метода. Метод разделки предусматривает ряд этапов:

- слив электролита;

- дробление источника тока и фильтрация полученной массы с выделением свинцово-кислотной пасты;

- разделение измельченной массы на металл и пластмассу.

В результате данного метода выделяются смесь металлов, пластмассовые гранулы, электролит [26].

Данный метод подробно описан в ИТС 15-2021 "Утилизация и обезвреживание отходов (кроме термических способов" [26].

4.2.3.11 Утилизация отходов свинцово-кислотных источников тока

Область применения. Используется для отработанных свинцово-кислотных источников тока различного назначения.

Описание метода. Метод утилизации основан на сочетании последовательных операций: разгрузке отходов свинцово-кислотных источников тока в накопительную емкость, сливе электролита и его утилизации; дроблении отработанных источников тока; грохочении с отмывкой; гидродинамической сепарации; десульфуризации свинцовой пасты; утилизации сернокислотного электролита и кристаллизации солей сульфата натрия, в результате которых образуются продукт - кристаллический сульфат натрия, вторичное сырье - лом свинца, свинцовая паста, полипропилен [26].

Данный метод подробно описан в ИТС 15-2021 "Утилизация и обезвреживание отходов (кроме термических способов" [26].

4.2.4 Утилизация и обезвреживание (нейтрализация) отходов электролитов

Отходы электролитов в основном представлены в жидком агрегатном состоянии. Технологии их утилизации и обезвреживания основаны на химических методах - нейтрализации. Важным условием является выбор нейтрализующего агента, он должен обеспечивать перевод тяжелых металлов в неподвижную форму (малорастворимые соединения).

4.2.4.1 Утилизация отходов кислоты аккумуляторной серной, отработанной химическим методом

Область применения. Используется для утилизации растворов кислоты аккумуляторной серной отработанной.

Описание метода. Кислота аккумуляторная серная отработанная (далее - кислота) поступает в таре из кислотостойкого пластика.

Кислота аккумуляторная серная переливается в накопительную емкость сбора электролита. Далее электролит направляется в реактор, в который в автоматическом режиме подается кальцинированная сода. Посредством химической реакции нейтрализации получается раствор сульфата натрия. Раствор сульфата натрия проходит очистку от тяжелых металлов сульфидным методом. Нерастворимые сульфиды тяжелых металлов отделяются от раствора сульфата натрия на пресс-фильтре. Далее они возвращаются в производство свинца и его сплавов. Очищенный раствор сульфата натрия направляется на кристаллизацию методом выпаривания. В результате процесса утилизации получается чистый готовый продукт кристаллический сульфат натрия. Полученный в результате выпаривания и охлаждения конденсат возвращается в технологический процесс.

4.2.4.2 Обезвреживание (нейтрализация) кислоты аккумуляторной серной отработанной

Область применения. Используется для обезвреживания кислоты аккумуляторной серной отработанной.

Описание метода. Кислота аккумуляторная серная отработанная (далее - кислота) поступает в таре из кислотостойкого пластика.

Далее кислота переливается в ванну нейтрализации, но не более 50 % от общего объема ванны. Затем в ванну нейтрализации добавляется негашеная известь CaO. Дозирование CaO осуществляется из емкости по лотку ручным способом небольшими порциями, аккуратно перемешивая и соблюдая при этом осторожность.

Процесс нейтрализации, включающий в себя формирование осадка и осветление воды после нейтрализации, длится 2-3 часа в зависимости от концентрации кислоты.

После прекращения реакции образуется осадок нейтрализации сернокислотного электролита - гипс и вода. В ванной нейтрализации предусмотрено отверстие, через которое вода сливается в накопительную емкость и затем направляется на выпарные установки.

4.2.4.3 Обезвреживание (нейтрализация) щелочи аккумуляторной отработанной

Область применения. Используется для обезвреживания щелочи аккумуляторной отработанной.

Описание метода. Нейтрализация щелочи аккумуляторной отработанной предусмотрена путем взаимной нейтрализации другим отходом, предварительно подготовленным 30 % водным раствором кислоты аккумуляторной серной отработанной, поступающей на обезвреживание. Принципиальная блок-схема нейтрализации щелочи аккумуляторной отработанной показана на рисунке 4.3.

В основе процесса обезвреживания лежит химическая реакция нейтрализации, протекающая при взаимодействии кислот с основаниями (щелочами). Для поддержания нормальной скорости протекания реакции в реакторе поддерживают температуру в диапазоне 40-50 °C, для этого используют охлаждающий контур.

Рисунок 4.3 - Принципиальная блок-схема нейтрализации щелочи аккумуляторной отработанной

В процессе протекания химической реакции возможно образование небольшого количества углекислого газа, который выводится через пеногаситель в окружающую среду. Выделяемая тепловая энергия отводится от реактора с помощью жидкого теплоносителя, циркулирующего по рубашке теплового контура и охладителя.

Для того чтобы реакция проходила интенсивно, смесь в реакторе перемешивается лопастями мешалки. После достижения требуемого значения показателя pH образовавшийся раствор перекачивается из реактора в декантер (центрифугу).

После разделения фракций жидкость поступает в выпарную установку, а обезвоженный шлам направляется в шламонакопитель. Осадок, который не поддается перекачке из реактора, сливается в приемную емкость через сливное отверстие, далее этот осадок загружается в декантер. После дистилляции воды в выпарной установке соль перемещается в шламонакопитель, а вода возвращается в производственный процесс, попадая в емкость хранения дистиллированной воды.

В результате нейтрализации щелочи аккумуляторной отработанной образуются:

- осадок нейтрализации серной кислоты природным известняком;

- жидкие отходы, образующиеся при нейтрализации, которые подлежат повторному использованию (нейтрализация до необходимого РН, фильтрация и возврат обратно в технологический процесс).

В случае получения излишков дистиллированной воды она направляется на выпарные установки. Сброс воды в канализацию либо в окружающую среду исключен.

4.2.5. Размещение отходов производства и потребления химических источников тока

Отходы химических источников тока в соответствии с Распоряжением Правительства Российской Федерации от 25 июля 2017 года N 1589-р запрещено захоранивать [44].

В Государственный реестр объектов размещения отходов включено 4 объекта хранения отходов производства и потребления химических источников тока.

Хранение отходов производства и потребления химических источников тока должно осуществляться согласно требованиям к группам однородных отходов "Батареи и аккумуляторы, утратившие потребительские свойства, кроме аккумуляторов для транспортных средств", "Отходы аккумуляторов и аккумуляторных батарей транспортных средств", "Отходы электролитов аккумуляторов и аккумуляторных батарей", установленным Приказом Минприроды России от 11.06.2021 N 399 [41].

Хранение отходов химических источников тока осуществляется в помещениях, в которых предусмотрена приточно-вытяжная вентиляция, в контейнерах из ударопрочного кислотостойкого или щелочестойкого материала, в зависимости от типа источника тока.

Хранение поврежденных отходов источников тока с электролитом, имеющих признаки течи, нарушения герметичности или целостности, исключается.

Отходы химических источников тока подлежат хранению не более 36 месяцев.

Хранение отходов электролитов выполняется раздельно по видам отходов в соответствии с ФККО.

Хранение отходов электролитов осуществляется:

- на открытых площадках в стационарных закрытых специально обустроенных емкостях;

- в помещениях, в закрытых химически стойких емкостях при наличии приточно-вытяжной вентиляции.

Объекты хранения отходов электролитов предусматривают средства для ликвидации возможного пролива отходов электролитов, обеспечивающие их нейтрализацию.

4.3. Текущие уровни потребления ресурсов и эмиссий в окружающую среду при обращении с отходами производства и потребления химических источников тока

Текущие уровни потребления ресурсов и эмиссий в окружающую среду зависят от применяемого вида обращения (накопление, транспортирование, утилизация, размещение) с отходами производства и потребления химических источников тока.

Эмиссии в окружающую среду при утилизации щелочно-марганцевых и цинк-угольных ХИТ

Линия утилизации полностью закрыта. Вытяжное устройство направляет газы на всех основных этапах на угольный фильтр. Угольные фильтры предотвращают выброс таких вредных веществ, как, например, ртуть и органические вредные вещества, в атмосферу.

Эмиссии в окружающую среду при утилизации литий-ионных источников тока

Линия утилизации полностью закрыта. Вытяжное устройство направляет газы на всех основных этапах на угольный фильтр. Последующие угольные фильтры предназначаются для улавливания таких газообразных вредных веществ, как, например, ртуть и органические вредные вещества.

Эмиссии в окружающую среду при утилизации никель-металлогидридных источников тока

Линия утилизация полностью закрыта. Вытяжное устройство направляет газы на всех основных этапах на угольный фильтр. Угольные фильтры предотвращают выброс таких вредных веществ, как, например, ртуть и органические вредные вещества, в атмосферу.

Эмиссии в окружающую среду при утилизации никель-металлогидридных источников тока пирометаллургическим методом

Сведения об эмиссиях в окружающую среду при утилизации никель-металлогидридных источников тока пирометаллургическим методом в открытых источниках не выявлены.

Эмиссии в окружающую среду при утилизации механическим методом

Сведения об эмиссиях в окружающую среду при утилизации механическим методом источников тока, утративших потребительские свойства, в открытых источниках не выявлены.

При этом отмечается, что данный метод отличается низким потреблением электроэнергии и идеально подходит для измельчения твердых материалов.

Исходя из особенностей процесса, можно ожидать образование выбросов взвешенных веществ различного происхождения и различного фракционного состава.

Эмиссии в окружающую среду при утилизации литиевых источников тока комбинацией механических, физических, физико-химических, химических методов

Сведения об эмиссиях в окружающую среду при утилизации литиевых источников тока комбинацией механических, физических, физико-химических, химических методов в открытых источниках не выявлены.

Эмиссии в окружающую среду при утилизации алкалиновых источников тока комбинацией механических, физических, физико-химических, химических методов

Сведения об эмиссиях в окружающую среду при утилизации алкалиновых источников тока комбинацией механических, физических, физико-химических, химических методов в открытых источниках не выявлены.

Эмиссии в окружающую среду при утилизации гидрометаллургическим методом

Использование растворов серной кислоты сопровождается выделением в атмосферу сернистых газов, а использование аммиака осложняется его летучестью и проблематичностью регенерации.

Утилизация отходов сопровождается выбросами загрязняющих веществ, номенклатура которых зависит от сочетания выполняемых при утилизации операций.

Эмиссии в окружающую среду при утилизации отходов свинцово-кислотных источников тока методом ручной разборки и сортировки

Сведения об эмиссиях в окружающую среду при утилизации отходов свинцово-кислотных источников тока методом ручной разборки и сортировки в открытых источниках не выявлены.

Эмиссии в окружающую среду при утилизации отходов свинцово-кислотных источников тока методом разделки

Сведения об эмиссиях в окружающую среду при утилизации отходов свинцово-кислотных источников тока методом разделки в открытых источниках не выявлены.

Эмиссии в окружающую среду при утилизации отходов свинцово-кислотных источников тока

Текущие уровни эмиссий в атмосферный воздух при утилизации отходов свинцово-кислотных источников тока показаны в таблице 4.3.

Таблица 4.3 - Текущие уровни выбросов при утилизации отходов свинцово-кислотных источников тока

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
Пыль сульфата натрия	мг/м 3	1,958

Сточные воды в процессе утилизации отходов свинцово-кислотных источников тока, как правило, не образуются.

Утилизация отходов свинцово-кислотных источников тока сопровождается в том числе утилизацией отходов кислоты аккумуляторной серной, отработанной химическим методом нейтрализации с применением кальцинированной соды с дальнейшей кристаллизацией сульфата натрия. Данная технология исключает образование отходов в виде осадка нейтрализации сернокислотного электролита, что позволяет снизить нагрузку на окружающую среду.

Эмиссии в окружающую среду при обезвреживании (нейтрализации) кислоты аккумуляторной серной отработанной

Процесс нейтрализации кислоты аккумуляторной серной отработанной сопровождается образованием осадка нейтрализации сернокислотного электролита, который вывозится на полигон ТКО.

Эмиссии в окружающую среду при обезвреживании (нейтрализации) щелочи аккумуляторной отработанной

Процесс нейтрализации может сопровождаться образованием небольшого количества углекислого газа, который выводится через пеногаситель в окружающую среду.

Нейтрализация щелочи аккумуляторной отработанной сопровождается образованием отхода - "осадок нейтрализации серной кислоты природным известняком".

Сброс воды в канализацию либо в окружающую среду исключен.