ZUŻYTE

BATERIE

I

AKUMULATO

RY

Zużyte baterie i akumulatory są klasyfikowane jako

odpady niebezpieczne, dlatego nie powinny trafiać na

składowiska. Szacuje się, że rocznie sprzedaje się około

300 mln sztuk (7,5 tys. ton) baterii i akumulatorów

małogabarytowych. We wszystkich rodzajach baterii

występują co najmniej dwa składniki – metale lub ich

związki. Powoduje to konieczność stosowania różnych

metod i technologii przerobu zużytych ogniw.

Rodzaje baterii oraz akumulatorów oraz ich

skład surowcowy

Baterie są to ogniwa jednorazowego użytku, bez
możliwości ponownego ładowania; akumulatory
umożliwiają wielokrotne ładowanie.
Podstawowe typy baterii:

*

Baterie alkaliczne

*

Baterie cynkowo-węglowe

*

Baterie srebrowe

*

Baterie rtęciowe

*

Baterie litowo-manganowe

*

Baterie cynkowo-powietrzne

W zależności od składu elektrolitu i budowy elektrod
rozróżnia się następujące rodzaje akumulatorów:

*

Akumulatory kwasowo-ołowiowe

*

Akumulatory niklowo-kadmowe

*

Akumulatory niklowo-metalowo-wodorkowe

*

Akumulatory litowo-jonowe

*

Akumulatory litowo-polimerowe

Jedna tona zużytych baterii zawiera przeciętnie następujące
składniki:

*

dwutlenek manganu 270 kg (27%)

*

żelazo 210 kg (21%)

*

cynk 160 kg (16%)

*

grafit 60 kg (6%)

*

chlorek amonowy 35 kg (3,5%)

*

miedź 20 kg (2%)

*

wodorotlenek potasu 10 kg (1%)

*

rtęć (tlenek rtęci) 3 kg (0,3%)

*

kilka kilogramów niklu i litu (0,4%)

*

kadm 0,5 kg (0,05%)

*

srebro (tlenek srebra) 0,3 kg (0,03%)

*

niewielkie ilości kobaltu.

Jedna bateria guzikowa zwana również zegarkową,
rtęciową lub srebrową jest w stanie skazić około
400 dm3 wody i 1 m3 gleby, podobnie zresztą jak
zwykły „paluszek”.

Wyniki doświadczenia związanego z możliwością zanieczyszczenia
wody przez zużyte baterie.

Gromadzenie zużytych baterii i

akumulatorów

Artykuł 12 ustawy z dnia 24 kwietnia 2009 r. o bateriach i
akumulatorach (Dz. U. 2009 nr 79 poz. 666) zakazuje
umieszczania zużytych baterii i zużytych akumulatorów razem z
innymi odpadami w tym samym pojemniku. Również nie
powinno się mieszać różnych rodzajów baterii i akumulatorów
przeznaczonych do odzysku.
Według art. 44 i 45 ustawy użytkownik końcowy jest
zobowiązany do przekazania określonych rodzajów zużytych
baterii i zużytych akumulatorów do odpowiednich miejsc. Są to
najczęściej pojemniki na baterie i akumulatory, które możemy
spotkać w sklepach, w których prowadzona jest ich sprzedaż.

Metody recyklingu baterii i

akumulatorów

Pierwszy etap recyklingu baterii i akumulatorów to
metoda mechaniczna. Czynności te są zwykle prostsze i
tańsze od innych. Zużyte baterie rozdzielamy na
poszczególne frakcje o charakterystycznych
właściwościach fizycznych (gęstości, rozmiarze,
właściwościach magnetycznych):

*

ferromagnetyka - stal i inne metale;

*

diamagnetyka - papier i tworzywa sztuczne;

*

paramagnetyka - pozostałe zanieczyszczenia.

Metoda mechaniczna przerobu strumienia zużytych
baterii

Polegają na odzysku materiałów poprzez wytopienie
metali w specjalnych piecach.  Ich zaletą jest możliwość
poddania recyklingowi ogniw różnego rodzaju, w tym
zawierających elektrolit organiczny. Z kolei stosunkowo
niska wydajność takiego recyklingu oraz możliwość
powstawania odpadów wtórnych w trakcie procesu w
znaczny sposób ogranicza ich stosowanie. Uzyskany w
wyniku procesu tlenek kadmu zużywany jest między
innymi do produkcji mas akumulatorowych i pigmentów
kadmowych, a części zawierające żelazo i nikiel
wykorzystuje się do produkcji stali stopowych. W
technologiach tych nikiel i kadm nie są w pełni
odzyskiwane. Ponadto procesy pirometalurgiczne są
energochłonne i powodują emisję pyłów i gazów do
atmosfery.

Procesy pirometalurgiczne

Polegają na kwaśnym lub alkalicznym ługowaniu
odpowiednio przygotowanych odpadów bateryjnych (po
procesach obróbki mechanicznej). Po nim następuje ciąg
operacji fizykochemicznych, które prowadzą do rozdziału i
koncentracji wartościowych lub uciążliwych składników
pomiędzy odpowiednie fazy, aż do produktów handlowych i
półproduktów dla odrębnych procesów technologicznych.
Zaletą tych metod są niskie nakłady energetyczne oraz
powstawanie nieznacznej ilości odpadów wtórnych.
Całkowity proces składa się zazwyczaj z następujących
etapów:

*

rozpuszczenie odpowiednich frakcji odpadów;

*

oczyszczenie i zatężenie otrzymanego roztworu;

*

wydzielenie czystych związków chemicznych.

Procesy
hydrometalurgiczne

Pierwszy etap hydrometalurgicznej przeróbki strumienia zużytych
baterii Zn-C i Zn-Mn – kwaśne ługowanie

W praktyce przemysłowej najczęściej stosuje się
technologię Batenus.  Jest to wielostopniowy proces
hydrometalurgiczny stosowany od 1996 r. Pozwala na
odzyskanie ponad 99,5% komponentów ze zużytych
baterii i akumulatorów, a odzyskiwane metale nadają
się bezpośrednio do ponownego użycia. Często też
stosuje się proces TNO polegający na ługowaniu w
kwasie chlorowodorowym, po czym następuje
ekstrakcja kadmu z użyciem fosforanu trójbutylu.
Ostatecznie nikiel i kadm odzyskiwane są na drodze
elektrolizy.

Proces recyklingu na przykładzie

akumulatorów kwasowych

Jest to proces złożony. Składa się z następujących etapów:

1. Rozdzielenie akumulatora na części składowe:

*

frakcję metaliczną;

*

polipropylen z obudowy baterii;

*

pastę (głównie siarczan ołowiu i tlenki ołowiu);

*

polietylen;

*

elektrolit.

2. Odsiarczanie
W wyniku tego procesu zawartość siarki w paście ołowiowej z ok. 8 %
spada do max. 1 %.

3. Krystalizacja siarczanu sodu
Przefiltrowany i oczyszczony chemicznie roztwór kierowany jest do linii
krystalizacji. W wyniku tego procesu powstaje krystaliczny siarczan sodu o
wysokiej czystości.

4. Produkcja ołowiu surowego
Frakcja metaliczna odzyskana w I etapie i odsiarczona w II
etapie pasta ołowiowa są przetapiane na ołów surowy w
pełni zautomatyzowanych liniach przetopu.

5. Produkcja ołowiu rafinowanego i stopów ołowiu
Ołów surowy jest topiony w kotłach rafinacyjnych i
poddawany procesom rafinacji, czyli usunięcia
zanieczyszczeń obcymi metalami.
Pozostałe wyroby odzyskane w procesie recyklingu złomu
akumulatorowego to:
• polipropylen, przeznaczony dla producentów wyrobów z
tworzyw sztucznych,
• krystaliczny siarczan sodu, stosowany w przemyśle
chemicznym, szklarskim, papierniczym i tekstylnym.

Dzięki recyklingowi baterii i akumulatorów

eliminujemy odpady stwarzające duże

zagrożenie dla środowiska, jednocześnie

zyskując substancje o wysokiej czystości

użyteczne dla różnych gałęzi przemysłu.

Literatura

*

Jaśnikowski A., Marcinkowski T., Marek J., 2002,
Odpady baterii i akumulatorów
małogabarytowych, Ekotechnika, nr 4, 44-47.

*

Nowacki M., Mroziński A., 2012, Przykłady
procesów recyklingu baterii w Polsce. Inż. Ap.
Chem. 2012, 51, 5, 239-241.

*

http://
www.gartija.pl/art,niebezpieczne-odpady-baterii-i
-akumulatorow-i-ich-odzysk,81

*

http://www.eko-samorzadowiec.pl/pl/od_eko_samo
rzadu_do_eko_spoleczenstwa/archiwum__

iii_edycja/felietony/1837.html