Как перерабатывают литий-ионные батарейки?

Процесс переработки, описанный Кариной Ивченко, для литийсодержащих первичных и вторичных (аккумуляторы) элементов питания неприемлем. Причинами являются пожароопасность и химическая активность содержащихся в них компонентов, летучесть и токсичность электролита. Проблема переработки этих батарей до сих пор не имеет приемлемого для всех случаев решения, а сами литиевые батареи, попадая в обычный мусор или переработку элементов питания, все чаще приводят к серьезным пожарам и несчастным случаям на предприятиях переработки отходов. Пожар может произойти на любом этапе обращения с отходами, сопровождается высокой температурой и крайне трудно поддается тушению. Во многих случаях литийсодержащие элементы питания могут производить мощные взрывы.

Вместе с тем, литий-ионные аккумуляторы экологически опасны. Сам литий по уровню токсичности сравним со свинцом, а материал положительного электрода многих из них содержит довольно токсичный кобальт. Также и литий, и кобальт -- элементы дефицитные и их крайне желательно возвращать в оборот. Таким образом, проблема переработки литийсодержащих элементов питания относится к высшей степени актуальности на сегодняшний момент.

Обязательным этапом безопасной переработки литиевый источников тока является их полная разрядка. Затем аккумуляторные сборки разбирают, удаляют сопутствующие компоненты (пластиковые корпуса, электронные платы, токопроводящие шины, защитные оболочки), которые идут в отдельную переработку. Дальше вскрывают и разбирают сами элементы. К сожалению, во многих случаях здесь используется ручной труд, и рабочие подвергаются серьезному риску для жизни и здоровья. Финская компания Fortum Recycling & Waste разработала технологию гидрометаллургической переработки, в процессе которой элементы сначала измельчаются в инертной среде в специальной машине, а затем от металлической фракции (которая дальше перерабатывается обычным образом, представляя собой кусочки меди, алюминия и нержавеющей стали, не представляющие никакой угрозы) отделяется "черная масса", содержащая никель, кобальт, марганец, литий и различные формы графита. Последняя подвергается кислотному выщелачиванию, и полученный раствор разделяют стандартными химическими способами. Результатом является выделение лития в виде какой-либо соли и металлов в виде оксидов. Графит также может быть вторично использован, например, при производстве марганец-цинковых батареек, автомобильной резины и т.д. (требования к графиту для литий-ионных элементов весьма специфичны, поэтому этот вторичный графит не может быть использован для их производства). По утверждению компании, этим способом из "черной массы" может быть извлечено до 95% ценных веществ, в том числе литий, который другими методами вообще почти не удается извлекать.

Аналогичную гидрометаллургическую технологию предложили российские ученые, работающие в МИСИС. Их "ноу-хау" -- криогенно-вакуумная установка, в которой происходит безопасное вскрытие элементов. Особенностью этой установки является возможность вскрытия литий-тионилхлоридных элементов, отличающихся чрезвычайно высокой взрывоопасностью, а также возможность извлечения и переработки электролита.