Ipproċessar ta' sorsi ta' enerġija kimika

Sitwazzjoni komuni f'kull dar hija li l-batteriji mixtrija reċentement m'għadhomx tajbin. Jew forsi, nieħdu ħsieb l-ambjent, u fl-istess ħin - dwar il-ġid tal-kartiera tagħna, aħna ltqajna batteriji? Wara xi żmien, huma se jirrifjutaw ukoll li jikkoperaw. Allura fil-Trash? Assolutament le! Billi nkunu nafu dwar it-theddid li jikkawżaw iċ-ċelloli fl-ambjent, se nfittxu punt ta 'rally.

Ġbir

X'inhi l-iskala tal-problema li qed nittrattaw magħha? Rapport tal-2011 mill-Ispettur Ewlieni Ambjentali indika li aktar minn 400 miljun ċellula u batteriji. Madwar l-istess numru ikkommettew suwiċidju.

Ross. 1. Kompożizzjoni medja tal-materja prima (ċelluli użati) minn kollezzjonijiet statali.

Għalhekk irridu niżviluppaw madwar 92 elf tunnellata ta’ skart perikoluż li jkun fihom metalli tqal (merkurju, kadmju, nikil, fidda, ċomb) u numru ta 'komposti kimiċi (idrossidu tal-potassju, klorur tal-ammonju, dijossidu tal-manganiż, aċidu sulfuriku) (Fig. 1). Meta narmihom - wara li l-kisja tkun imsadda - iniġġsu l-ħamrija u l-ilma (Fig. 2). Ejja ma nagħmlux tali “rigal” lill-ambjent, u għalhekk lilna nfusna. Minn dan l-ammont, 34% kien responsabbli għal proċessuri speċjalizzati. Għalhekk, għad fadal ħafna xi jsir, u mhix konsolazzjoni li mhux biss fil-Polonja?

Ross. 2. Kisjiet taċ-ċelluli korrodati.

M’għadniex skuża biex imkien ċelluli użati. Kull ħanut li jbigħ batteriji u sostituzzjonijiet huwa meħtieġ li jaċċettahom mingħandna (kif ukoll elettronika antika u apparat tad-dar). Ukoll, ħafna ħwienet u skejjel għandhom kontejners li fihom nistgħu npoġġu gaġeġ. Mela ejja ma "jiċħdux" u ma tarmix batteriji u akkumulaturi użati fit-trash. Bi ftit xewqa, insibu punt ta 'ġbir, u r-rabtiet infushom tant jiżnu ftit li l-link mhux se għejja.

Issortja

Bħall-oħrajn materjali riċiklabbli, it-trasformazzjoni effiċjenti tagħmel sens wara l-għażla. L-iskart minn impjanti industrijali huwa ġeneralment uniformi fil-kwalità, iżda skart minn kollezzjonijiet pubbliċi huwa taħlita ta 'tipi ta' ċelluli disponibbli. Għalhekk, il-mistoqsija ewlenija ssir segregazzjoni.

Fil-Polonja l-għażla ssir manwalment, filwaqt li pajjiżi Ewropej oħra diġà għandhom linji awtomatizzati tal-għażla. Jużaw passaturi b'qisien tal-malji xierqa (li jippermettu separazzjoni ta 'ċelluli ta' daqsijiet differenti) u x-ray (ssortjar tal-kontenut). Il-kompożizzjoni tal-materja prima minn kollezzjonijiet fil-Polonja hija wkoll kemmxejn differenti.

Sa ftit ilu, iċ-ċelloli Leclanche aċidużi klassiċi tagħna dominaw. Huwa biss reċentement li l-vantaġġ taċ-ċelloli alkalini aktar moderni, li rebħu s-swieq tal-Punent ħafna snin ilu, sar notevoli. Fi kwalunkwe każ, iż-żewġ tipi ta 'ċelluli li jintremew jammontaw għal aktar minn 90% tal-batteriji miġbura. Il-bqija huma batteriji tal-buttuni (li jaħdmu arloġġi (Fig. 3) jew kalkulaturi), batteriji rikarikabbli u batteriji tal-litju għal telefowns u laptops. Ir-raġuni għal sehem daqshekk żgħir hija l-prezz ogħla u l-ħajja ta 'servizz itwal meta mqabbla ma' elementi li jintremew.

Ross. 3. Link tal-fidda użata biex tħaddem l-arloġġi tal-polz.

ipproċessar

Wara l-firda, wasal iż-żmien għall-iktar ħaġa importanti stadju tal-ipproċessar - irkupru ta' materja prima. Għal kull tip, il-prodotti riċevuti se jkunu kemmxejn differenti. Madankollu, it-tekniki tal-ipproċessar huma simili.

ipproċessar mekkaniku tikkonsisti fit-tħin tal-iskart fl-imtieħen. Il-frazzjonijiet li jirriżultaw huma separati bl-użu ta 'elettrokalamiti (ħadid u l-ligi tiegħu) u sistemi ta' għarbiel speċjali (metalli oħra, elementi tal-plastik, karta, eċċ.). Tlugħ ix-xemx il-metodu jinsab fil-fatt li m'hemmx bżonn li tissortja bir-reqqa l-materja prima qabel l-ipproċessar, difett - ammont kbir ta' skart li ma jistax jintuża li jeħtieġ rimi f'landfills.

Riċiklaġġ idrometallurġiku hija x-xoljiment taċ-ċelloli f'aċidi jew bażijiet. Fl-istadju li jmiss tal-ipproċessar, is-soluzzjonijiet li jirriżultaw huma purifikati u separati, pereżempju, imluħa tal-metall, biex jinkisbu elementi puri. Kbir vantaġġ il-metodu huwa kkaratterizzat minn konsum baxx ta 'enerġija u ammont żgħir ta' skart li jeħtieġ rimi. Difett Dan il-metodu ta 'riċiklaġġ jeħtieġ għażla bir-reqqa tal-batteriji biex tiġi evitata l-kontaminazzjoni tal-prodotti li jirriżultaw.

Ipproċessar termali tikkonsisti fl-isparar taċ-ċelloli fi fran tad-disinn xieraq. Bħala riżultat, l-ossidi tagħhom huma mdewba u miksuba (materja prima għall-imtieħen tal-azzar). Tlugħ ix-xemx metodu jikkonsisti fil-possibbiltà li jintużaw batteriji mhux magħżula, difett u – konsum ta' enerġija u ġenerazzjoni ta' prodotti ta' kombustjoni ta' ħsara.

Barra minn hekk riċiklabbli Iċ-ċelloli jinħażnu f'landfills wara protezzjoni preliminari kontra d-dħul tal-komponenti tagħhom fl-ambjent. Madankollu, din hija biss nofs miżura, li tipposponi l-ħtieġa li jiġi ttrattat dan it-tip ta 'skart u l-iskart ta' ħafna materja prima ta 'valur.

Nistgħu wkoll nirrestawraw xi wħud min-nutrijenti fil-laboratorju tad-dar tagħna. Dawn huma l-komponenti tal-elementi klassiċi Leclanche - żingu ta 'purità għolja mit-tazzi madwar l-element, u elettrodi tal-grafita. Alternattivament, nistgħu nisseparaw id-dijossidu tal-manganiż mit-taħlita fit-taħlita - sempliċement għalliha bl-ilma (biex tneħħi l-impuritajiet solubbli, prinċipalment klorur tal-ammonju) u ffiltra. Ir-residwu li ma jinħallx (kontaminat bit-trab tal-faħam) huwa adattat għall-biċċa l-kbira tar-reazzjonijiet li jinvolvu MnO.₂.

Iżda mhux biss l-elementi użati għall-enerġija apparat tad-dar huma riċiklabbli. Batteriji tal-karozzi qodma huma wkoll sors ta 'materja prima. Iċ-ċomb jiġi estratt minnhom, li mbagħad jintuża fil-manifattura ta 'apparat ġdid, u l-kaxxi u l-elettrolit li jimlewhom jintremew.

Ħadd ma jeħtieġ li jiġi mfakkar il-ħsara ambjentali li tista 'tiġi kkawżata minn metall tqil tossiku u soluzzjoni ta' aċidu sulfuriku. Għaċ-ċiviltà teknika tagħna li qed tiżviluppa malajr, l-eżempju taċ-ċelloli u l-batteriji huwa mudell. Problema li qed tiżdied mhix il-produzzjoni tal-prodott innifsu, iżda r-rimi tiegħu wara l-użu. Nittama li l-qarrejja tar-rivista “Young Technician” jispiraw lil ħaddieħor biex jirriċikla bl-eżempju tagħhom.

Esperiment 1 - batterija tal-litju

ċelluli tal-litju huma użati fil-kalkolaturi u biex iżommu l-enerġija għall-BIOS tal-motherboards tal-kompjuter (Fig. 4). Ejja nikkonfermaw il-preżenza ta 'litju metalliku fihom.

Ross. 4. Ċellula tal-litju-manganiż użata biex iżżomm l-enerġija għall-BIOS ta 'motherboard tal-kompjuter.

Wara li żarma l-element (per eżempju, it-tip komuni CR2032), nistgħu naraw id-dettalji tal-istruttura (Fig. 5): saff iswed kompressat ta 'dijossidu tal-manganiż MnO₂, elettrodu separatur poruż mimli b'soluzzjoni ta 'elettroliti organiċi, iżolanti ċirku tal-plastik u żewġ partijiet tal-metall li jiffurmaw akkomodazzjoni.

Ross. 5. Komponenti ta 'ċellula tal-litju-manganiż: 1. Il-parti t'isfel tal-ġisem b'saff ta' metall tal-litju (elettrodu negattiv). 2. Separatur mimli b'soluzzjoni ta 'elettroliti organiċi. 3. Saff ippressat ta 'dijossidu tal-manganiż (elettrodu pożittiv). 4. Ċirku tal-plastik (iżolatur tal-elettrodu). 5. Djar ta 'fuq (terminal ta' l-elettrodu pożittiv).

L-iżgħar (l-elettrodu negattiv) huwa mgħotti b'saff ta 'litju, li malajr jiskura fl-arja. L-element huwa identifikat minn test tal-fjamma. Biex tagħmel dan, ħu xi metall artab fuq it-tarf tal-wajer tal-ħadid u daħħal il-kampjun fil-fjamma tal-berner - il-kulur tal-karmin jindika l-preżenza tal-litju (Fig. 6). Aħna niddisponi minn residwi tal-metall billi nħalluhom fl-ilma.

Ross. 6. Kampjun ta 'litju fi fjamma tal-berner.

Poġġi elettrodu tal-metall b'saff ta 'litju f'tazza u ferra ftit ċm³ ilma. Isseħħ reazzjoni vjolenti fil-bastiment, akkumpanjata mir-rilaxx tal-gass tal-idroġenu:

L-idrossidu tal-litju huwa bażi b'saħħitha u nistgħu faċilment nittestjawha b'karta indikatur.

Esperjenza 2 - bond alkalin

Aqta 'element alkalin li jintremew, per eżempju, tip LR6 ("saba", AA). Wara li tiftaħ it-tazza tal-metall, l-istruttura interna hija viżibbli (Fig. 7): ġewwa hemm massa ħafifa li tifforma anodu (idrossidu tal-potassju jew tas-sodju u trab taż-żingu), u saff skur ta 'dijossidu tal-manganiż MnO madwaru.₂ bi trab tal-grafita (katodu taċ-ċellula).

Ross. 7. Reazzjoni alkalina tal-massa tal-anodu f'ċellula alkalina. Struttura ċellulari viżibbli: massa ħafifa li tifforma l-anodi (KOH + trab taż-żingu) u dijossidu tal-manganiż skur b'trab tal-grafita bħala katodu.

L-elettrodi huma separati minn xulxin b'dijaframma tal-karta. Applika ammont żgħir ta 'sustanza ħafifa fuq l-istrixxa tat-test u xarrabha b'qatra ilma. Il-kulur blu jindika r-reazzjoni alkalina tal-pejst tal-anodu. It-tip ta 'idrossidu użat huwa l-aħjar verifikat permezz ta' test tal-fjamma. Kampjun tad-daqs ta 'diversi żerriegħa tal-peprin jitwaħħal ma' wajer tal-ħadid mxarrba fl-ilma u mqiegħed fi fjamma tal-burner.

Kulur isfar jindika l-użu ta 'idrossidu tas-sodju mill-manifattur, u kulur roża-vjola jindika idrossidu tal-potassju. Peress li l-komposti tas-sodju jikkontaminaw kważi s-sustanzi kollha, u t-test tal-fjamma għal dan l-element huwa estremament sensittiv, il-kulur isfar tal-fjamma jista 'jaħbi l-linji spettrali tal-potassju. Is-soluzzjoni hija li tħares lejn il-fjamma permezz ta 'filtru blu-vjola, li jista' jkun ħġieġ tal-kobalt jew soluzzjoni taż-żebgħa fil-garafina (indigo jew vjola tal-metil misjuba fid-diżinfettant tal-feriti, pyoctane). Il-filtru jassorbi l-kulur isfar, li jippermettilek tikkonferma l-preżenza tal-potassju fil-kampjun.

Kodiċi ta' nomina

Biex tiġi ffaċilitata l-identifikazzjoni tat-tip taċ-ċellula, ġie introdott kodiċi alfanumeriku speċjali. Għall-aktar tipi komuni fid-djar tagħna, jidher bħal: numru-ittra-ittra-numru, fejn:

- l-ewwel ċifra hija n-numru ta' ċelloli; injorat għal ċelluli singoli.

– l-ewwel ittra tindika t-tip taċ-ċellula. Meta tkun assenti, hija ċellula Leclanche taż-żingu-grafita (anodu: żingu, elettrolit: klorur tal-ammonju, NH₄Cl, klorur taż-żingu ZnCl₂, katodu: dijossidu tal-manganiż MnO₂). Tipi ta’ ċelluli oħra huma ttikkettjati kif ġej (l-idrossidu tas-sodju irħas jintuża wkoll minflok l-idrossidu tal-potassju):

A, P – elementi taż-żingu-arja (anodu: żingu, l-ossiġnu atmosferiku jitnaqqas fuq katodu tal-grafita);

B, C, E, F, G - ċelluli tal-litju (anodu: litju, iżda ħafna sustanzi jintużaw bħala katodi u elettrolit);

H – Batterija Ni-MH nikil-idrur tal-metall (idrur tal-metall, KOH, NiOOH);

K – Batterija tan-nikil-kadmju Ni-Cd (kadmju, KOH, NiOOH);

L – element alkalin (żingu, KOH, MnO₂);

M – element tal-merkurju (żingu, KOH; HgO), li m'għadux jintuża;

S – element tal-fidda (żingu, KOH; Ag₂DWAR);

Z – element tan-nikil-manganiż (żingu, KOH, NiOOH, MnO₂).

- l-ittra li ġejja tindika l-forma tal-link:

F - lamellari;

R - ċilindriku;

S - rettangolari;

P – id-deżinjazzjoni attwali ta' ċelloli b'forom għajr ċilindriċi.

– il-figura jew iċ-ċifri finali jindikaw id-daqs tar-referenza (valuri tal-katalgu jew dimensjonijiet li jagħtu direttament).

Eżempji tal-immarkar:

R03
 - ċellula taż-żingu-grafita tad-daqs ta 'saba' ċkejken. Denominazzjoni oħra hija AAA jew mikro.

LR6 - ċellula alkalina daqs saba'. Denominazzjoni oħra hija AA jew minion.

HR14  – Batterija Ni-MH, l-ittra C tintuża wkoll għad-daqs.

KR20 – Batterija Ni-Cd, li d-daqs tagħha huwa wkoll immarkat bl-ittra D.

3LR12 - batterija ċatta b'vultaġġ ta '4,5 V, li tikkonsisti fi tliet ċelloli alkalini.

6F22 – batterija 9V; sitt ċelluli taż-żingu-grafita planari individwali huma magħluqa f'kaxxa rettangolari.

CR2032 – ċellula tal-litju-manganiż (litju, elettrolit organiku, MnO₂) b'dijametru ta' 20 mm u ħxuna ta' 3,2 mm.