化學能源加工

家家戶戶普遍的情況是，最近買的電池已經不行了。 或者，也許是為了保護環境，同時 - 關於我們錢包的財富，我們有電池？ 過一段時間，他們也會拒絕合作。 所以在垃圾桶裡？ 絕對不！ 了解細胞在環境中造成的威脅後，我們將尋找一個集結點。

集

我們正在處理什麼規模的問題？ 2011年首席環境督察報告發現，超過 400 億個電池芯和電池組。 大約同樣數量的人自殺了。

米。 1. 國家收集的原料（廢棄電池）的平均成分。

所以我們需要開發 約92萬噸危險廢棄物 含有重金屬（汞、鎘、鎳、銀、鉛）和多種化合物（氫氧化鉀、氯化銨、二氧化錳、硫酸）（圖 1）。 當我們把它們扔掉時——在塗層腐蝕之後——它們會污染土壤和水（圖 2）。 我們不要把這樣的“禮物”送給環境，也不要送給我們自己。 其中，專業處理器佔 34%。 因此，還有很多事情要做，不僅在波蘭，這不是一個安慰嗎？

米。 2. 電池塗層腐蝕。

我們不再有無處可去的藉口 用過的電池。 每個銷售電池及其替代品的零售店都必須接受我們的電池（以及舊電子產品和家用電器）。 此外，許多商店和學校都有容器供我們放置籠子。 因此，我們不要找藉口將廢棄電池和蓄電池丟進垃圾桶。 只要有一點願望，我們就會找到一個集合點，而且連結本身的重量很小，連結不會讓我們感到疲勞。

排序

和其他人一樣 可回收材料，排序後高效轉換才有意義。 製造設施產生的廢物通常品質一致，但公共收集的廢物是可用細胞類型的混合物。 所以關鍵問題變成了 隔離.

在波蘭，分類是手動完成的，但其他歐洲國家已經有了自動分類線。 他們使用具有適當網目尺寸的篩子（這允許 分離不同大小的細胞）和 X 光（內容排序）。 波蘭收藏的原料成分也略有不同。

直到最近，我們的經典酸性勒克朗什細胞仍占主導地位。 直到最近，多年前征服西方市場的更現代的鹼性電池的優勢才變得引人注目。 無論如何，這兩種類型的一次性電池均佔收集電池的 90% 以上。 其餘的是紐扣電池（為手錶（圖 3）或計算器供電）、可充電電池以及用於手機和筆記型電腦的鋰電池。 這一小份額的原因是與一次性元件相比價格更高且使用壽命更長。

米。 3. 用於為手錶供電的銀鍊節。

處理

分手後，就是最重要的事了 加工階段 - 原材料回收。 對於每種類型，收到的產品會略有不同。 但是，處理技術是相似的。

機械回收 由工廠的研磨廢棄物組成。 使用電磁鐵（鐵及其合金）和特殊篩分系統（其他金屬、塑膠元件、紙張等）分離所得的部分。 夏季期間 其方法是在加工前不需要對原料進行仔細的分類， 缺陷 - 需要在垃圾填埋場處置的大量無法使用的廢物。

濕式冶金回收 包括將細胞溶解在酸或鹼中。 在下一階段的處理中，將所得溶液純化和分離，例如金屬鹽，以獲得純元素。 大的 優點 此方法具有能耗低、需要處理的廢棄物量少的特性。 缺陷 這種回收方法需要對電池進行仔細分類，以避免最終產品受到污染。

熱處理 包括在適當設計的烤箱中燒製電池。 結果，它們的氧化物熔化並獲得（鋼廠的原料）。 夏季期間 此方法在於可以使用未分類的電池， 缺陷 – 能源消耗和有害燃燒產物的產生。

除了 可回收的 經過初步保護，防止其成分釋放到環境後，這些電池被儲存在垃圾掩埋場。 然而，這只是一個半措施，推遲了打擊此類廢物和許多寶貴原材料浪費的需要。

我們還可以在家庭實驗室中恢復一些營養素。 這些是經典的 Leclanche 元件的組成部分 - 來自元件周圍杯狀物的高純度鋅和石墨電極。 或者，我們可以將二氧化錳從混合物中分離出來——簡單地用水煮沸（以去除可溶性雜質，主要是氯化銨）並過濾。 不溶性殘留物（被煤塵污染）適用於大多數涉及 MnO 的反應。₂.

但不僅用於為家用電器供電的元件是可回收的。 舊汽車電池也是原料的來源。 從它們中提取鉛，然後將其用於生產新設備，並且外殼和填充其中的電解液被丟棄。

無需提醒任何人有毒重金屬和硫酸溶液可能造成的環境破壞。 對於我們快速發展的科技文明來說，電池和電池組的例子就是一個典範。 日益嚴重的問題不是產品本身的生產，而是使用後的處置。 我希望《青年技術員》雜誌的讀者能夠透過他們的榜樣激勵其他人進行回收。

實驗一——鋰電池

鋰電池 它們用於計算器並維持電腦主機板 BIOS 的電源（圖 4）。 讓我們確認其中是否有鋰金屬。

米。 4. 鋰錳電池，用於維持電腦主機板BIOS的供電。

拆開元件後（例如常見的CR2032型），我們可以看到結構的細節（圖5）：一層黑色的二氧化錳MnO壓縮層₂，一個多孔分離器電極，浸有有機電解質溶液，絕緣塑膠環和形成外殼的兩個金屬部件。

米。 五、鋰錳電池的組成： 5.本體下部有一層鋰金屬（負極）。 1.用有機電解質溶液浸漬的隔膜。 2.二氧化錳壓制層（正極）。 3.塑膠環（電極絕緣體）。 4. 上殼（正極端子）。

較小的一個（負電極）覆蓋有一層鋰，鋰在空氣中會迅速變黑。 該元素通過火焰測試來識別。 為此，在鐵絲末端取一些軟金屬並將樣品插入燃燒器火焰中 - 胭脂紅顏色表明存在鋰（圖 6）。 我們通過將金屬殘留物溶解在水中來處理它們。

米。 6. 燃燒器火焰中的鋰樣品。

將帶有鋰層的金屬電極放入燒杯中，倒入幾厘米³ 水。 容器內發生劇烈反應，並伴隨氫氣的釋放：

氫氧化鋰是強鹼，我們可以使用試紙輕鬆測試它。

體驗二——鹼性鍵

切出一次性鹼性元件，例如 LR6 型（“手指”，AA）。 打開金屬杯后，可以看到內部結構（圖 7）：內部有形成陽極的輕質物質（氫氧化鉀或氫氧化鈉和鋅粉），周圍有一層深色的二氧化錳 MnO。₂ 與石墨粉（電池陰極）。

米。 7. 鹼性電池中陽極體的鹼性反應。 可見的細胞結構：淺色陽極形成塊（KOH + 鋅粉）和深色二氧化錳與石墨粉作為陰極。

電極透過紙隔膜彼此分開。 在測試條上塗一點輕質物質，並用一滴水潤濕。 藍色表示陽極物質的鹼性反應。 所用氫氧化物的種類最好透過火焰測試來驗證。 將幾顆罌粟籽大小的樣本黏在用水潤濕的鐵線上，然後放入燃燒器的火焰中。

黃色表示廠家使用的是氫氧化鈉，粉紫色表示是氫氧化鉀。 由於鈉的化合物幾乎污染所有物質，而且這種元素的火焰測試極其敏感，火焰的黃色可以掩蓋鉀的譜線。 解決辦法是通過藍紫色過濾器觀察火焰，過濾器可以是鈷玻璃或燒瓶中的染料溶液（傷口消毒劑中的靛藍或甲基紫，pyoctane）。 過濾器會吸收黃色，讓您確認樣品中是否存在鉀。

名稱代碼

為了便於細胞類型識別，引入了特殊的字母數字代碼。 對於我們家中最常見的類型，它的形式為：數字-字母-字母-數字，其中：

- 第一個數字是單元格的數量； 忽略單個單元格。

– 第一個字母表示細胞類型。 不存在時，它是 Leclanche 鋅石墨電池（陽極：鋅，電解質：氯化銨，NH₄Cl、氯化鋅 ZnCl₂、陰極：二氧化錳MnO₂）。 其他細胞類型標記如下（也使用更便宜的氫氧化鈉代替氫氧化鉀）：

A, P – 鋅-空氣元素（陽極：鋅，大氣中的氧氣在石墨陰極上還原）；

B, C, E, F, G - 鋰電池（陽極：鋰，但許多物質用作陰極和電解質）；

H – 鎳氫鎳氫電池（金屬氫化物、KOH、NiOOH）；

K – Ni-Cd 鎳鎘電池（鎘、KOH、NiOOH）；

L – 鹼性元素（鋅、KOH、MnO₂);

M – 汞元素（鋅、KOH；HgO），不再使用；

S – 銀元素（鋅、KOH；Ag₂關於）;

Z – 鎳錳元素（鋅、KOH、NiOOH、MnO₂).

- 以下字母表示鏈接的形狀：

F - 層狀；

R - 圓柱形；

S - 矩形的;

P – 當前對非圓柱形電池的命名。

– 最終數字或數字表示參考尺寸（目錄值或直接給出尺寸）。

標記示例：

R03
 - 一個小指大小的鋅石墨電池。 另一個名稱是 AAA 或微型。

LR6 - 一個手指大小的鹼性電池。 另一個名稱是 AA 或 minion。

HR14  – 鎳氫電池，字母 C 也用於尺寸。

KR20 – 鎳鎘電池，其大小也標有字母 D。

3LR12 - 一個電壓為 4,5 V 的扁平電池，由三個鹼性電池組成。

6F22 – 9V 電池； 六個獨立的平面鋅石墨電池封裝在一個矩形外殼中。

CR2032 – 鋰錳電池（鋰、有機電解質、MnO₂）直徑為20毫米，厚度為3,2毫米。