بازیافت باتری سرب – اسید
اهمیت استفاده از سرب در صنعت از یک سو و خطرات زیست محیطی آن از سوی دیگر، نیاز به توجه جامعه جهانی در جهت مدیریت صحیح بازیافت باتری های سرب-اسید دارد. مطالعات انجام شده نشان می دهد که امروزه حدود ۶۰ درصد کل تولید سرب تصفیه شده از معادن سرب تأمین شده و ۴۰ درصد نیز از بازیافت باتری های فرسوده حاصل می شود. این مسئله در سراسر دنیا یکی از منابع مهم دستیابی به سرب خالص است. هم اکنون بازیافت این باتری ها در کشور ما بیشتر به روش سنتی صورت می گیرد. باید توجه کرد که اجرای بازیافت زیست محیطی و بهداشتی این مواد درکشور نیازمند در نظرگیری راهبردها و خط مشی هایی است که بر اساس اولویت های کشور تعیین شده و باید در جهت تدوین چارچوبی قانونی برای جمع آوری، حمل و نقل و بازیافت صورت گیرد تا اثرات و خطرات زیست محیطی و بهداشتی بازیافت این پسماندها به حداقل کاهش یابد. براساس تحقیقات صورت گرفته از سوی دفتر بررسی آلودگی آب و خاک سازمان حفاظت محیط زیست،
این گونه باتری ها به دلیل غیرقابل بازگشت بودن واکنش های شیمیایی دارای دوره عمری مشخص هستند و پس از رسیدن به انتهای دوره عمری خود، با وجود محتوای فلزی بالا بویژه سرب، غیراستفاده و فرسوده و در گروه پسماندهای ویژه تقسیم بندی می شوند. تحقیقات نشان می-دهد بازیافت آن ها و وارد کردن فلزاتی نظیر سرب، قلع، آنتیموان، آرسنیک و مواد آلی نظیر پلی پروپیلن حاصل از بازیافت آن ها به چرخه صنعت امری اقتصادی است ولی به دلیل وجود خطرات مواد مختلف موجود در ساختار آن ها بویژه فلزات سنگین، رعایت اصول بهداشتی و زیست محیطی و استفاده از فناوری های نوین در جمع آوری و مراحل پیش بازیافت و بازیافت امری ضروری است. کارشناسان معتقدند اجرای بازیافت زیست محیطی و بهداشتی برای این پسماند های ویژه در کشور نیازمند در نظرگیری راهبردها و خط مشی هایی است که بر اساس اولویت های کشور تعیین و تعریف شده و باید در جهت تدوین چارچوبی قانونی برای جمع آوری، حمل و نقل و بازیافت باشد. باید توجه کرد که ایجاد سیستم جمع آوری تحت چارچوبی قانونی یکی از اولین مراحل مدیریت صحیح زیست محیطی باتری های فرسوده است تا خطرات و اثرات زیست محیطی جانبی آنها به حداقل کاهش یابد.
سرب یکی از فلزات گروه چهارم و ردیف ششم جدول تناوبی با ظرفیت ۲ و ۴ است که آلیاژ آن با فلزات مختلف نظیر آنتیموان، قلع، آرسنیک و برلیم کاربردهای وسیع در صنعت دارد که یکی از مصارف این فلز کاربرد آن در ساخت باتری های سرب-اسیدی است. بررسی ها نشان می دهد که این باتری ها از طریق انجام همزمان چندین واکنش شیمیایی، انرژی الکتریکی لازم را برای سیستم های خارجی را فراهم می کنند. هنگامی که یک باتری بتدریج تخلیه می شود، غلظت اسید سولفوریک و به تبع آن سرعت واکنش ها کاهش می یابد. بر اساس تحقیقات دفتر بررسی آلودگی آّب و خاک سازمان حفاظت محیط زیست، باتری ها می توانند به دفعات شارژ و مجدد بهره برداری شوند، ولی شارژ و تخلیه مکرر آن ها موجب می شود صفحات آنها که از جنس اکسید سرب هستند، بتدریج به سولفات سرب آلوده شوند که موجب کاهش و بالاخره توقف واکنش ها می شود. بعلاوه لایه ای نیز شامل سولفات سرب، اکسید سرب و سرب فلزی در کف باتری انباشته می شود که در این هنگام باتری دیگر قابلیت شارژ شدن را از دست داده و به بالاترین حد آلودگی رسیده است، این باتری دیگر فرسوده است و کارایی لازم را ندارد و برای بازیافت آماده است.
باتری ها دارای محتوای فلزی بالا بخصوص مقدار زیادی سرب هستند که لازم است همراه با دیگر فلزات موجود در آن ها نظیر قلع، آنتیموان، آرسنیک و مواد آلی نظیر پلی پروپیلن مورد بازیافت قرار گرفته و مجدد وارد چرخه صنعت شوند. این فرآیند به دلیل وجود فلزات سنگین، اسید سولفوریک و انواع پلاستیک ها در صورت اعمال نشدن کنترل مناسب می توانند برای محیط زیست و سلامت بشر خطرناک و عوارض زیست محیطی جبران ناپذیری را به دنبال داشته باشند. متأسفانه بر اساس گزارش های موجود، در بسیاری از موارد دیده شده است که بازیافت این باتری ها در کشور به روش سنتی صورت می گیرد و کارگران و دست اندرکاران این امر فاقد هرگونه آگاهی از خطرات بهداشتی و زیست محیطی و تجهیزات و ملزومات ایمنی مربوط هستند.
امروزه انواع فناوری های نوین و روش های مناسب بهداشتی و زیست محیطی در انجام فرآیند بازیافت باتری های سرب-اسید فرسوده بویژه استحصال سرب از آن ها که عمده ترین ماده حاصل از بازیافت این باتری هاست، ابداع شده که اثرات زیست محیطی را به حداقل می رساند. تحقیقات نشان می دهد که کیفیت سرب استحصالی ترکیبی از سرب خالص، اکسید سرب، آنتیموان و ناخالصی های سولفاتی، کلسیمی، آهنی و مسی است که در مجموع سرب با خلوص ۹۲ تا ۹۵ درصد را حاصل می-کنند. بررسی ها همچنین نشان می دهد که در بعضی کارخانجات بازیافت به روش های اصولی تر و با رعایت بیشتر اصول زیست محیطی صورت می گیرد و سربی با درجه خلوص ۹۹/۹۹ درصد حاصل می شود. سیستم های یکپارچه تهویه و تصفیه غبار ناشی از عملیات شکستن و دیگر فرآیندهای مربوط موجب ممانعت از آلودگی محیط زیست و استفاده از محتوای بالای غبار سرب می-شود.
فناوری های روز دنیا این امکان را می دهد که با بهره گیری از مبدل کالدو، توانایی استفاده از هرگونه ماده حاوی سرب محقق شود و قادر است حتی باتری ها را با تمام محتویات اعم از شبکه ها، مواد فعال، پوسته و بدنه و جداکننده ها بازیافت کند. همچنین بر این اساس می توان باتری های نو را در ازای دریافت باتری فرسوده به بهای مصوب فروخت و در غیر این صورت مصرف کننده را موظف به پرداخت مبلغی بیشتر کرد. تحقیقات نشان می دهد این سیاست بازگشت باتری های فرسوده به کارخانجات تولید باتری را فراهم می آورد. فرآیند بازیافت متشکل از ۳ مرحله شکستن باتری ها، احیای سرب و تصفیه سرب است. در فرآیند مدرن شکستن باتری های فرسوده، تماس انسان تا حد امکان کاهش یافته است و این باتری ها به وسیله صفحات خودکار دریافت و به سمت دستگاه خردکننده آن ها تحت آسیاب چکشی یا دیگر مکانیسم های خردکننده به قطعات کوچک تبدیل می شوند. این قطعات براساس خصوصیات چگالی و مکانیسم های هیدرولیک در ۳ لایه تفکیک می شوند؛ اول، قطعات سبک نظیر پلاستیک ها، دوم اکسید سرب و سولفات ها و سوم لایه سنگین صفحات سربی و اتصال دهنده هاست. پس از مراحل تفکیک، لایه آلی مورد تفکیک بیشتری قرار می گیرد و پسماندهای پلی پروپیلن (مواد آلی سبک) و جداکننده ها و ابونیت (مواد آلی سنگین) از هم جدا می شوند.
سپس مواد آلی سبک به منظور زدودن باقیمانده اکسیدهای سرب شستشو می یابند و به قطعات کوچک برای مصارف آینده آسیاب می شوند. اگر شکستن مکانیکی باتری ها به هر دلیلی امکان پذیر نباشد، روش ایمن آماده سازی آن برای ذوب شامل سوراخ کردن و تخلیه الکترولیت و تصفیه آن، جدا کردن صفحات و جداگرهای باتری با اره دوار با استفاده از تجهیزات حفاظتی، فرستادن صفحات و شبکه ها همراه با قسمت بالای باتری به ذوب کننده و بازگشت باتری به کارخانه سازنده برای مصرف مجدد آنها صورت می گیرد. در مرحله دوم احیای سرب صورت می گیرد و در مرحله سوم سرب تصفیه می شود. در این مرحله در صورتی که عملیات یک کارگاه ذوب تنها محدود به ترکیب احیا باشد، آنچه تولید می کند به عنوان سرب سخت یا آنتیموانی شناخته می شود که اگر هدف یک کارگاه تولید سرب خالص باشد، شمش سرب خام باید یک مرحله تصفیه را نیز با هدف فرآیند تصفیه و زدودن تقریباً همه مس، آنتیموان، آرسنیک و قلع متحمل شود.