ضایعات باطری | ضایعات باطری موبایل | ضایعات باطری ماشین

باطری ماشین به عنوان منبع تامین برق خودرو شناخته می شود که در ایران شناخته شده ترین آنها  باتری های اسیدی و اتمی هستند. در کل این نوع باطری ها در درون خود دارای یک سیستم الکترولیتی هستند که دارای یک محلول الکترولیتی (سولفوریک اسید و …) و صفحات فلزی (سرب، آنتیموان و …) است. 

اسید داخل باتری های اسیدی به مرو زمان توانایی خود را از دست داده و باید تعویض شود، این کار را می توان چندین بار انجام داد اما در نهایت دیگر تعویض اسید نیز جوابگو نخواهد بود و باید  باتری را دور انداخت. باطری های فرسوده و کهنه ماشین به دلیل دارا بودن اسید و فلز سرب (عنصری سمی برای انسان) در صورت دفع نامناسب می توانند خطرات بسیاری را برای محیط زیست بوجود بیاورند.

 

 

قیمت بالای اسید و سرب و همچنین  جلوگیری از خطرات زیست محیطی کشورها را مجاب کرده است که برای حل این موضوع راهکارهایی بیندیشند. بازیافت باطری های فرسوده و بازیافت اسید و سرب درون آن معمولترین روشی است که در حال حاضر در اکثر کشورهای جهان مورد استفاده قرار می گیرد. در شرایط فعلی میزان 0.4 از کل مصرف سرب جهان از راه بازیافت باتری های کهنه بدست می آید. باتری ها بر اساس نوع ماشین (شخصی – باری) وزنی بین 12 تا 45 کیلوگرم دارند و هرکدام دارای مقادیر متفاوتی از سرب و اسید می باشند.

چگونگی بازیافت ضایعات باتری خودرو

ابتدا باطری ها به درون یک خرد کن ریخته می شوند و در آنجا به قطعات ریزی تبدیل می شوند. سپس قطعات خرد شده به داخل یک تانک بزرگ ( مایعی مانند آب در آن موجود است) ریخته می شوند که در آنجا سرب و فلزات سنگین به ته تانک رفته و قطعات پلاستیکی شناور می شوند. ابتدا قطعات پلی پروپیلنی جدا شده و سپس مایع داخل تانک بیرون ریخته می شود. هر کدام از این مواد مسیر متفاوتی را برای بازیافت طی می کنند که در ادامه به آن می پردازیم.

 

قطعات پروپیلنی

قطعات پروپیلنی ابتدا شسته شده، خشک شده و سپس به یک بازیافت کننده پلاستیک فرستاده می شود. در این دستگاه پلاستیک ها ذوب شده و به حالت مایع در می آیند. حال پلاستیک مایع به درون یک اکسترودر ریخته شده و در آنجا به قطعات کوچک یکنواخت پلاستیکی تبدیل می شود. قطعات خروجی از اکسترودر بسته بندی شده و به واحدهای ساخت باتری برای استفاده مجدد فرستاده می شود.

 

سرب

ورقه های سربی، اکسیدهای سرب و سایر قعطات سربی ابتدا تمیز شده و سپس در کوره های استخراج و ذوب گرما داده می شوند. سرب ذوب شده به داخل قالب های ریخته گری ریخته شده و پس از چند دقیقه ناخالصی های موجود در سرب در قالب ها شناور خواهند شد. این ناخالصی ها دور انداخته شده و سرب موجود در قالب ها رها می شود تا خنک شود، پس از خنک شدن شمش های سرب از قالب ها خارج شده و برای مصرف دوباره آماده می شوند.

 

 

سولفوریک اسید

برای بازیافت این اسید دو راه وجود دارد:

1. در این روش ابتدا اسید سولفوریک توسط یک ماده قلیایی (مانند سود پرک) خنثی می شود و سپس در یک واحد تصفیه، مواد مضر آن جدا شده و برای ورود به محیط زیست آماده خواهد بود.
2. در روش دوم اسید سولفوریک به سدیم سولفات تبدیل می شود. سدیم سولفات پودری سفید رنگ است که در تولید مواد شوینده، شیشه و نساجی کاربرد دارد.

فرآیند بازیافت  باتری های اسیدی یک فرآیند یا چرخه بسته است، به این معنی که تمامی اعضای آن را می توان برای تولید  باتری های جدید استفاده کرد. در حدود 98% اجزای باتری های اسیدی قابل بازیافت هستند.

ضایعات باطری موبایل

باتری های موبایل از جنس باتری های لیتیومی هستند که به صورت گسترده در تولید باطری ماشین های الکتریکی و تجهیزات الکترونیکی قابل حمل (موبایل، تبلت، مودم و …) مورد استفاده قرار می گیرند. این باطری ها قابلیت تولید مقدار زیادی انرژی را دارند و عمر مفید آنها بین 3 تا 5 سال است.

باتری های لیتیومی 5 جزء اصلی دارند که شامل آند، کاتد، الکترولیت، جداکننده و پوشش می شود. الکترولیت از یک نمک لیتیوم که در یک حلال آلی حل شده، تشکیل شده است. از نمک های آن می توان به LiPF₆، LiBF₄، LiClO₄ و LiSO₂ اشاره کرد و حلال ها نیز عموما اتیلن کربنات و پروپیلن کربنات هستند. جدا کننده معمولا از جنس پروپیلن است و پوشش می تواند از جنس پلاستیک، آلومینویم و یا فولاد باشد. هرچند که  باتری های لیتیومی برای اولین بار در سال 1912 معرفی شدند اما باطری های قابل شارژ در سال 1970 به بازار معرفی شدند.

 

.

خطرات ناشی از باطری های لیتیومی (موبایل)

1. در صورت ضربه خوردن و یا قرار گرفتن در مجاورت دمای بالا منفجر می شوند.
2. فلزات سنگین ( سرب، نیکل، مس و کبالت) می توانند خاک و آب های سطحی را آلوده کنند.
3. االکترولیت های موجود در این باتری ها سمیو قابل اشتعال هستند.

همانگونه که در بحث های قبل به آن اشاره شد، رها کردن ضایعات باتری در محیط زیست کاری درست و منطقی نیست. امروزه به دلیل حجم بالای تولید این نوع ضایعات و مواد ارزشمندی که در آنها وجود دارد، بازیافت ضایعات باتری موبایل در تمام نقاط جهان از استقبال خوبی برخوردار شده است. در شکل زیر برخی از کارخانه های بازیافت باطری های لیتیومی را همراه با طرفیت آنها می توان مشاهده کرد.

 

اثرات منفی ضایعات باطری موبایل بر محیط زیست

در کنار تمام مزایایی که لوازم الکترونیکی دارند، ضایعات حاصل از آن ها معایب و مشکلاتی را برای محیط زیست ایجاد می کند. این زباله ها هم برای انسان و هم برای محیط زیست بسیار مضر هستند و برخی مواد و ترکیباتی که در آن ها استفاده می شود سمی بوده و می توانند تاثیرات منفی بر زندگی ما و موجودات دیگر بگذارد. از جمله این ترکیبات مضر می توان به سرب موجود در آن ها اشاره کرد که در لامپ اشعه کاتدی رایانه ها قرار دارد. همچنین در تراشه های رایانه ها و موبایل ها از کادمیوم استفاده می شود و درون حسگر ها، سوئیچ، باتری ها و بخش های ضد اشتعال PVC از جیوه استفاده می کنند.

به طور معمول برای حذف زباله های الکترونیکی کارهایی مانند سوزاندن لوازم و یا دفن این مواد انجام می گیرد که خود این کار می تواند آلودگی های فراوانی را به محیط زیست وارد کند. در گزارشی بیان شده است که اگر از میان سه میلیارد کاربران موبایل در جهان،‌ فقط یک کاربر موبایل خود را بازیافت کند می تواند موجب ذخیره مقدار ۲۷۰ هزار تن ماده خام در سال شود.

مواد خطرناک و سمی موجود در ضایعات باطری موبایل می تواند موجب مشکلاتی از قبیل کمبود آهن، مشکلات مغزی،‌ مشکلات کبدی و… شود.

عناصر موجود در ضایعات باتری موبایل

بیش از ۳۸ نوع ماده شیمیایی متفاوت در ضایعات الکترونیکی وجود دارد. به عنوان مثال در یک دستگاه رایانه، بیشتر از شش درصد وزنی عنصر سرب وجود دارد. از دیگر مواد موجود در آن ها می توان به فایبرگلاس، PCB، PVC،‌ رزین اپوکسی و پلاستیک اشاره کرد. همچنین برخی عناصر مانند سرب، ‌مس، کربن، آهن، آلومینیوم،‌ قلع و بریلیم در آن ها وجود دارد. برخی دیگر از عناصری که به میزان کمتری در این ضایعات وجود دارند شامل جیوه، کادمیوم، تالیم، آرسنیک، پالادیوم، طلا،‌کبالت‌، نیکل، لیتیم، پلاتین، نقره و… است.

در این میان عناصر آرسنیک، سرب، جیوه و کادمیوم جزو عناصر سمی قرار دارند و می تواند تاثیرات منفی بر انسان ها و محیط زیست وارد کنند و موجب مشکلات و بیماری های فراوانی مانند سرطان،‌ مشکلات تنفسی، بیماری های کبدی و مغزی شوند.

منابع:

Saloojee, F. A. D. E. E. L. A., & Lloyd, J. U. S. T. I. N. (2015). Lithium Battery Recycling Process. Department of Environmental Affairs Development Bank of South Africa (Project No. DB-074 (RW1/1016), 1.

Gaines, L. (2014). The future of automotive lithium-ion battery recycling: Charting a sustainable course. Sustainable Materials and Technologies, 1, 2-7.

University of South Florida St Petesburg Safety and Compliance Office. (2016, January 20). How are Batteries Recycled? Retrieved March 16, 2019, from https://www.batterysolutions.com/recycling-information/how-are-batteries-recycled/