화학 에너지원 처리
모든 가정의 일반적인 상황은 최근에 구입한 배터리가 더 이상 좋지 않다는 것입니다. 아니면 환경을 돌보고 동시에 지갑의 부에 대해 배터리를 얻었습니까? 잠시 후 그들은 또한 협력을 거부합니다. 그래서 쓰레기통에? 절대적으로하지! 세포가 환경에서 야기하는 위협에 대해 알면 집결 지점을 찾을 것입니다.
수집
우리가 다루고 있는 문제의 규모는 무엇입니까? 수석 환경 검사관의 2011년 보고서에 따르면 400억 개의 셀 및 배터리. 거의 같은 숫자가 자살했습니다.
쌀. 1. 주에서 수집한 원료(사용된 세포)의 평균 구성.
그래서 우리는 발전해야 합니다. 약 92톤의 유해 폐기물 중금속(수은, 카드뮴, 니켈, 은, 납)과 여러 가지 화합물(수산화칼륨, 염화암모늄, 이산화망간, 황산)을 포함합니다(그림 1). 코팅이 부식된 후 버리면 토양과 물이 오염됩니다(그림 2). 환경에, 따라서 우리 자신에게 그런 "선물"을 만들지 맙시다. 이 금액 중 34%는 전문 프로세서가 차지했습니다. 그러므로 아직 해야 할 일이 많은데, 폴란드에만 있는 것이 아니라는 것이 위로가 되지 않습니까?
쌀. 2. 부식된 셀 코팅.
우리는 더 이상 갈 곳이 없습니다. 사용한 세포. 배터리 및 교체품을 판매하는 모든 매장은 당사로부터 배터리를 수령해야 합니다(오래된 전자 제품 및 가전 제품 포함). 또한 많은 상점과 학교에는 우리를 넣을 수 있는 컨테이너가 있습니다. 따라서 "거부"하지 말고 사용한 배터리와 축전지를 쓰레기통에 버리지 마십시오. 약간의 욕망으로 집결 지점을 찾을 수 있으며 링크 자체의 무게가 너무 작아 링크가 우리를 지치게 하지 않을 것입니다.
정렬
다른 사람들과 마찬가지로 재활용 가능한 재료, 효율적인 변환은 정렬 후 의미가 있습니다. 제조 공장의 폐기물은 일반적으로 품질이 균일하지만 공공 수집 폐기물은 사용 가능한 세포 유형이 혼합되어 있습니다. 따라서 핵심 질문은 분리.
폴란드에서는 분류가 수동으로 이루어지지만 다른 유럽 국가에서는 이미 자동 분류 라인이 있습니다. 그들은 적절한 메쉬 크기의 체를 사용합니다(허용 크기가 다른 세포 분리) 및 x-ray(콘텐츠 정렬). 폴란드 컬렉션의 원료 구성도 약간 다릅니다.
최근까지 우리의 고전적인 산성 Leclanche 세포가 우세했습니다. 수년 전에 서구 시장을 장악한 보다 현대적인 알칼리 원소의 이점이 눈에 띄게 된 것은 최근입니다. 어쨌든 두 가지 유형의 일회용 셀이 수집된 배터리의 90% 이상을 차지합니다. 나머지는 단추형 배터리(파워링 시계(그림 3) 또는 계산기), 충전식 배터리, 휴대폰 및 노트북용 리튬 배터리입니다. 이러한 작은 점유율의 이유는 일회용 요소에 비해 가격이 높고 수명이 길기 때문입니다.
쌀. 3. 손목 시계에 전원을 공급하는 데 사용되는 은색 링크.
처리
이별 후 가장 중요한 시간 가공단계 - 원료 회수. 각 유형에 따라 수령하는 제품이 약간 다릅니다. 그러나 처리 기술은 유사합니다.
기계 가공 공장에서 분쇄 폐기물로 구성됩니다. 생성된 부분은 전자석(철 및 그 합금)과 특수 체 시스템(기타 금속, 플라스틱 요소, 종이 등)을 사용하여 분리됩니다. 잘레토 그 방법은 가공하기 전에 원료를 신중하게 분류할 필요가 없다는 사실에 있습니다. 결함 - 매립 처리가 필요한 많은 양의 사용할 수 없는 폐기물.
습식 제련 재활용 세포가 산이나 염기에 용해되는 것입니다. 가공의 다음 단계에서 생성된 용액은 순수 원소를 얻기 위해 예를 들어 금속염과 같은 정제 및 분리됩니다. 큰 이점 이 방법은 에너지 소비가 적고 폐기가 필요한 소량의 폐기물이 특징입니다. 결함 이 재활용 방법은 결과 제품의 오염을 방지하기 위해 배터리를 주의 깊게 분류해야 합니다.
열처리 적절한 설계의 오븐에서 셀을 소성하는 것으로 구성됩니다. 그 결과 이들의 산화물이 녹아서 얻어진다(제철소 원료). 잘레토 방법은 분류되지 않은 배터리를 사용할 가능성으로 구성되며, 결함 - 에너지 소비 및 유해한 연소 생성물 생성.
를 제외하고 재활용 가능 세포는 구성 요소가 환경으로 유입되는 것을 사전에 방지한 후 매립지에 보관됩니다. 그러나 이것은 이러한 유형의 폐기물과 많은 귀중한 원자재 폐기물을 처리할 필요성을 미루는 절반의 조치에 불과합니다.
우리는 또한 우리 집 실험실에서 일부 영양소를 복원할 수 있습니다. 이들은 고전적인 Leclanche 요소의 구성 요소입니다. 요소를 둘러싼 컵의 고순도 아연과 흑연 전극입니다. 또는 혼합물 내의 혼합물에서 이산화망간을 분리할 수 있습니다. 간단히 물과 함께 끓이고(용해성 불순물, 주로 염화암모늄을 제거하기 위해) 여과합니다. 불용성 잔류물(석탄 먼지로 오염됨)은 MnO와 관련된 대부분의 반응에 적합합니다.2.
그러나 가전제품에 전원을 공급하는 데 사용되는 요소만 재활용할 수 있는 것은 아닙니다. 오래된 자동차 배터리도 원자재 공급원입니다. 이들로부터 납을 추출하여 새로운 장치 제조에 사용하고 케이스와 이를 채우는 전해액을 폐기합니다.
독성 중금속과 황산 용액으로 인해 발생할 수 있는 환경 피해를 아무도 상기할 필요가 없습니다. 빠르게 발전하는 우리의 기술 문명을 위해 셀과 배터리의 예는 하나의 모델입니다. 증가하는 문제는 제품 자체의 생산이 아니라 사용 후 폐기입니다. "Young Technician" 잡지의 독자들이 그들의 모범을 통해 다른 사람들에게 재활용에 영감을 주기를 바랍니다.
실험 1 - 리튬 배터리
리튬 전지 계산기에 사용되며 컴퓨터 마더보드의 BIOS 전원을 유지하는 데 사용됩니다(그림 4). 금속 리튬의 존재를 확인합시다.
쌀. 4. 컴퓨터 마더보드의 BIOS에 전원을 공급하는 데 사용되는 리튬-망간 셀.
요소(예: 공통 유형 CR2032)를 분해한 후 구조의 세부 사항을 볼 수 있습니다(그림 5). 이산화망간 MnO의 검은색 압축 층2, 유기 전해질 용액이 함침된 다공성 분리막 전극, 절연 플라스틱 링 및 하우징을 형성하는 두 개의 금속 부품.
쌀. 5. 리튬-망간 셀의 구성 요소: 1. 리튬 금속 층(음극)이 있는 몸체의 하부. 2. 유기 전해액이 함침된 분리막. 3. 이산화망간의 압착층(양극). 4. 플라스틱 링(전극 절연체). 5. 상부 하우징(양극 단자).
더 작은 전극(음극)은 공기 중에서 빠르게 어두워지는 리튬 층으로 덮여 있습니다. 요소는 화염 테스트로 식별됩니다. 이렇게하려면 철선 끝에 부드러운 금속을 가져다가 샘플을 버너 불꽃에 넣으십시오. 카민 색상은 리튬이 있음을 나타냅니다 (그림 6). 우리는 금속 잔류물을 물에 녹여 처리합니다.
쌀. 6. 버너 불꽃 속의 리튬 샘플.
비이커에 리튬 층이 있는 금속 전극을 놓고 몇 cm3 물. 수소 가스 방출과 함께 용기에서 격렬한 반응이 발생합니다.
수산화리튬은 강염기이며 지표지로 쉽게 테스트할 수 있습니다.
경험 2 - 알칼리 결합
예를 들어 LR6 유형("손가락", AA)과 같은 일회용 알칼리 요소를 잘라냅니다. 금속 컵을 열면 내부 구조가 보입니다(그림 7). 내부에는 양극(수산화칼륨 또는 수산화나트륨 및 아연 분진)을 형성하는 가벼운 덩어리와 이를 둘러싼 이산화망간(MnO)의 어두운 층이 있습니다.2 흑연 먼지(전지 음극).
쌀. 7. 알칼리 전지에서 양극 덩어리의 알칼리 반응. 가시적인 세포 구조: 가벼운 양극 형성 물질(KOH + 아연 분진) 및 흑연 분진을 음극으로 하는 어두운 이산화망간.
전극은 종이 다이어프램에 의해 서로 분리됩니다. 소량의 가벼운 물질을 테스트 스트립에 바르고 물 한 방울로 적십니다. 파란색은 양극 덩어리의 알칼리 반응을 나타냅니다. 사용된 수산화물 유형은 화염 테스트로 가장 잘 확인됩니다. 여러 양귀비 씨앗 크기의 샘플을 물에 적신 철선에 붙이고 버너 불꽃에 넣습니다.
노란색은 제조업체에서 수산화나트륨을 사용했음을 나타내고 분홍색 보라색은 수산화칼륨을 나타냅니다. 나트륨 화합물은 거의 모든 물질을 오염시키고 이 원소에 대한 화염 테스트는 매우 민감하기 때문에 화염의 노란색은 칼륨의 스펙트럼선을 가릴 수 있습니다. 해결책은 청자색 필터를 통해 불꽃을 보는 것인데, 이는 코발트 유리 또는 플라스크의 염료 용액(상처 소독제, 피옥탄에서 발견되는 인디고 또는 메틸 바이올렛)일 수 있습니다. 필터는 노란색을 흡수하여 샘플에 칼륨이 있는지 확인할 수 있습니다.
지정 코드
세포 유형 식별을 용이하게 하기 위해 특수 영숫자 코드가 도입되었습니다. 가정에서 가장 일반적인 유형의 경우 다음과 같습니다. 숫자-문자-문자-숫자, 여기서:
- 첫 번째 숫자는 셀 수입니다. 단일 셀의 경우 무시됩니다.
– 첫 번째 문자는 셀 유형을 나타냅니다. 부재 시 Leclanche 아연-흑연 전지(양극: 아연, 전해질: 염화암모늄, NH4Cl, 염화아연 ZnCl2, 음극: 이산화망간 MnO2). 다른 세포 유형은 다음과 같이 표시됩니다(수산화칼륨 대신 더 저렴한 수산화나트륨도 사용됨).
A, P – 아연-공기 요소(양극: 아연, 대기 산소는 흑연 음극에서 환원됨);
B, C, E, F, G - 리튬 전지(양극: 리튬이지만 많은 물질이 음극 및 전해질로 사용됨);
H – Ni-MH 니켈-금속 수소화물 배터리(금속 수소화물, KOH, NiOOH);
K – Ni-Cd 니켈-카드뮴 배터리(카드뮴, KOH, NiOOH);
L – 알칼리성 원소(아연, KOH, MnO2);
M – 더 이상 사용되지 않는 수은 원소(아연, KOH, HgO)
S – 은 원소(아연, KOH; Ag2에 대한);
Z – 니켈-망간 원소(아연, KOH, NiOOH, MnO2).
- 다음 문자는 링크의 모양을 나타냅니다.
F - 라멜라;
R - 원통형;
S - 직사각형;
P – 원통형 이외의 모양을 가진 셀의 현재 명칭.
– 최종 그림은 참조 크기를 나타냅니다(카탈로그 값 또는 직접 치수 부여).
마킹 예시:
R03
- 새끼손가락만한 크기의 아연-흑연 셀. 또 다른 지정은 AAA 또는 마이크로입니다.
LR6 - 손가락만한 크기의 알칼리성 세포. 또 다른 지정은 AA 또는 미니언입니다.
HR14 – Ni-MH 배터리, 문자 C도 크기에 사용됩니다.
KR20 – Ni-Cd 배터리, 크기에도 문자 D가 표시되어 있습니다.
3LR12 - 4,5개의 알카라인 셀로 구성된 XNUMXV 전압의 플랫 배터리.
6F22 – 9V 배터리; XNUMX개의 개별 평면 아연-흑연 전지가 직사각형 케이스에 들어 있습니다.
CR2032 – 리튬망간전지(리튬, 유기전해질, MnO2) 직경 20mm, 두께 3,2mm.
