사용한 배터리의 유해한 재활용 및 활용 정보
지식 목표:
1. 배터리의 분류를 이해하고 일반적으로 사용되는 여러 배터리의 작동 원리, 구조, 특성 및 기타 지식을 소개합니다.
2． 폐 배터리(환경 오염)는 유해합니다.
3. 사용한 배터리의 재활용 및 활용.
역량 목표:
1. 다양한 종류의 배터리의 작동 원리, 성능, 특성을 이해하고, 이론과 실습을 융합하고 배터리를 과학적으로 사용할 수 있는 능력을 배양합니다.
2． 학생들의 건식전지 구성성분 분석을 통해 학생들의 실험 설계 및 실험 운영 능력을 배양합니다.
감정적 목표:
1. 화학 학습에 대한 학생들의 관심을 자극하고 학생들의 과학적 인식을 함양합니다.
2． 사용한 배터리가 환경에 미치는 피해를 소개하여 학생들이 생명을 사랑하고 환경을 아름답게 만드는 데 기여하는 인재를 양성합니다.
수업 일정: 6시간
수업 형식: 강의 강의
1강(2시간)
유형 및 공용 배터리 소개
1. 배터리의 종류와 용도
배터리에는 주로 일회용 배터리, 2차 배터리, 자동차 배터리가 포함됩니다.
일회용 배터리를 포함합니다. : 단추형 전지, 일반 아연-망간 건전지 및 알카라인 전지, 일회용 전지에는 수은이 함유되어 있는 경우가 많습니다.
2차 전지는 주로 중금속 카드뮴이 함유된 2차 전지를 말합니다.
폐자동차 내 배터리 산성 및 중금속 납이 포함되어 있습니다.
아연-은 배터리, 카드뮴은 산화물 배터리, 아연-수은 산화물 배터리, 니켈-카드뮴 배터리, 니켈/금속 수소 배터리 등 다양한 유형의 배터리가 사용됩니다. 및 리튬 이온 배터리, 연료 전지, 나트륨-황 배터리, 고체 전해질 배터리, 열 활성화 배터리, 물 활성화 배터리 등. 수명을 다한 배터리는 임의로 폐기되거나, 생활쓰레기와 섞여 매립되고 있으며, 시간이 지남에 따라 용출된 중금속은 지하수와 토양을 오염시켜 심각한 환경문제를 야기하고 있습니다. 첫째, 카메라, 녹음기, 컴퓨터, 전자알람시계, 호출기, 전자사전, 휴대용 컴퓨터에 이르기까지 모든 것은 건전지와 분리될 수 없습니다. 우리나라는 연간 생산량이 150억개에 달해 세계 1위의 주요 생산국이자 소비국이며, 중국인의 연간 평균 소비량은 5개이다. 우리나라에서는 오랫동안 건전지 생산에 독성물질인 수은이나 수은화합물이 첨가되어 왔습니다. 우리나라 알카라인 건전지의 수은 함유량은 1~5에 이르고, 중성 건전지의 수은 함유량은 0.025에 달하며, 전국에서 매년 건전지 생산에 사용되는 수은의 양은 수십 톤에 달합니다. 수은은 우리가 일반적으로 "수은"이라고 부르는 것입니다. 수은과 수은 화합물은 독성이 있습니다. 과학자들은 수은이 명백한 신경 독성을 가지고 있음을 발견했습니다. 또한 내분비 시스템, 면역 시스템 등에 부정적인 영향을 미치지 않습니다. 1950년대 일본에서 세계를 충격에 빠뜨린 수은 미나마타병은 수은 오염이 원인이었다. 우리가 일상적으로 사용하는 유연건전지에는 주로 산성아연망간전지와 알칼리아연망간전지가 있는데, 두 배터리 모두 수은, 망간, 카드뮴, 납, 아연 등 중금속을 함유하고 있다. 중국의 연간 배터리 생산량은 180억개 이상으로 전 세계 배터리 생산량의 30% 이상을 차지하며, 연간 소비량은 70~80억개에 달하지만 재활용률은 2%에도 미치지 못한다. 미국 프로스트 앤 설리번 마켓 컨설팅 컴퍼니(Frost & Sullivan Market Consulting Company)에 따르면 지난해 전 세계 리튬전지 생산량은 약 3억개에 달한다. 2003년에는 휴대폰과 노트북 컴퓨터의 보급이 확대되면서 리튬전지 생산량도 늘어날 것으로 예상된다. 5억에서 6억 단위까지. 현재 2차전지 시장은 주로 니켈-카드뮴, 니켈-수소 리튬이온, 알루미늄박 포장 리튬 고전압 배터리 등 4가지 유형으로 구성된다. 리튬폰은 휴대폰의 43%를 차지한다. 노트북에는 41개의 리튬 배터리가 들어있습니다. 전 세계적으로 배터리 수요가 증가하고 있다고 할 수 있죠! !
2. 일반 배터리와 새 배터리 소개
1. 일반 아연-망간 건전지
① 구조
건전지는 단순한 아연 케이스를 음극으로 사용하고, 중앙에 구리 캡이 있는 흑연을 양극으로 사용합니다. 흑연 주변에는 NH와 전분페이스트를 전해질로 사용하고, MO 흑색분말도 채워 양극에서 방출된 H를 흡수하여 분극을 방지한다.
②작동 원리:
양극(아연 전극): Zn-2e-=Zn2
양극(흑연): 2Mn4 2e-=2Mn3↑ H2< /p>
(2H2 MnO2= Mn2O3 H2O) ↓
총반응: Zn 2Mn4 =Zn2 2Mn3 H2
③특징:
2. 납축전지
①특징:
②구조
단단한 고무 또는 투명 플라스틱으로 만들어졌으며 사각형 케이스에 황갈색 층이 있습니다. 실제 판 PbO2, 음극 판 위의 스펀지 같은 금속 납, 양쪽 극은 H2SO4 용액에 담그고 두 극은 미세 다공성 고무 또는 미세 다공성 플라스틱으로 분리됩니다
3작동 원리:
< p>방전 시: 1차 전지로 기능음극: PbSO －－2e－=PbSO4↓
양극: PbO2 4H SO － 2e-= PbSO4↓ 2H2O< /p>
H2SO4 농도가 감소하고 용액밀도가 1.84g/cm3에 도달할 때까지 방전이 진행되면 사용을 중단하고 충전해야 합니다.
충전 시 전해조 역할을 합니다.
음극: PbSO4↓ 2H2O -2e-=PbO2 4H SO -
양극: PbSO4 2e-=Pb SO -
용액의 밀도가 증가할 때 1.28g/cm3으로 충전을 중지해야 합니다.
충전과 방전의 전체 반응::
방전
전기
충전
PbO2 Pb 2H2SO 2PbSO4 2H2O
p>3． 은-아연 배터리:
① 구조: 양극 껍질과 음극 껍질 덮개로 구성된 스테인리스 스틸로 만들어진 작은 원형 상자입니다. 상자에는 Ag2O와 흑연으로 구성된 양극이 채워져 있습니다. 음극 덮개의 한쪽 끝은 아연 아말감으로 구성된 음극 활물질로 채워져 있으며 전해액은 농축된 KOH 용액입니다.
2작동 원리:
음극: Zn 2OH--2e-=Zn2 =ZnO H2O
양극: Ag2O H2O 2e-=2Ag 2OH-< / p>
총반응 : Ag2O Zn=2Ag ZnO
③ 특징 : 배터리의 기전력이 1.59V로 수명이 길다
4. 알카라인 배터리(Ni-cd 배터리, Ni-Fe 배터리)
① 특징: 이 유형의 배터리는 일반적으로 납축 배터리보다 수명이 훨씬 길고 휴대가 간편합니다.
방전
전기
②작동 원리:
충전
Ni-cd 배터리: cd 2NiO(OH )2 H2O
방전
전기
충전
Ni-Fe 배터리: Fe 2NiO(OH)2 H2O 2 Ni(OH) )2 Fe(OH)2
5. 마이크로 리튬 배터리
①구조
심박 조율기에 일반적으로 사용되는 마이크로 배터리는 음극으로 금속 리튬, 양극으로 흑연을 사용하며 전해액은 사염화알루미늄으로 구성됩니다. .아황산염염화물(SOCl2)에 리튬(LiAlCl4)이 용해되어 구성되어 있습니다.
2작동 원리: 8Li 3SOCl2===6LiCl LiSO3 2S
3특징: 이 배터리는 대용량, 안정적인 전압을 가지며 -56.7℃-71의 온도 범위에서 정상적으로 작동할 수 있습니다. ℃, 수명은 10년 이상입니다.
6. 해수전지
1991년 우리나라 최초로 알루미늄-공기-해수로 구성된 새로운 전지가 항법신호등으로 사용됐다.
배터리는 고갈되지 않는 바닷물을 전해질로 사용하고 공기 중의 산소를 이용해 알루미늄을 지속적으로 산화시켜 전류를 생성합니다.
작동 원리:
음극: 4Al-12e-==4Al3
양극: 3O2 6H2O 12 e-==12OH-
총 반응: 4Al 3O2 6H2O==4Al(OH)3
특징: 이 해수 배터리의 에너지는 "건식 배터리"보다 20-50배 더 높습니다.
7. 수소-산소 연료전지
수소-산소 연료전지는 효율성이 높고 오염이 적은 새로운 유형의 배터리로 주로 항공우주 분야에서 사용됩니다.
구성: 전극 재료는 일반적으로 백금 전극, 활성탄 전극 등과 같이 촉매 활성이 강한 활성 전극입니다.
①전해액은 40KOH 용액
반응 원리:
음극: 2H2 4OH--4e-==4H2O
양극 전극: O2 2H2O 4e-==4OH-
총 반응: O2 2H2O==2H2O
②전해질은 HCl 용액
반응 원리:
< p>음극: 2H2—4e-==4H양극: O2 4H 4e-==4H2O
총 반응: 2H2 O2==2H2O
8 ． 메탄 연료 전지
구조: 탄소봉은 전극 재료로 사용되며 전해질 용액은 KOH 용액입니다.
작동 원리:
양극: CH4 10OH-- 8e-== CO - 7H2O
양극: 2O2 4H2O 8e-==CO32- 7H2O
총 반응: CH4 2O2 2OH-== CO32- 3H2O
< p>9. 니켈-카드뮴염 연료전지발전 효율이 높아 가치가 높은 배터리
구조: Li2CO3와 Na2CO3의 니켈 용융염 혼합물을 전해질로 사용하는 CO 는 양극가스이고, 공기 CO2와 혼합된 가스는 650°C에서 작동하는 연료전지를 생산하는 음극지지가스입니다.
작동 원리:
음극: O2 2SO2 4e==2 CO32-
양극: 2CO O2===2CO2
전체 반응:
10. 새로운 휴대폰 배터리:
특징: 최근 모토로라는 메탄올, 산소 및 강알칼리를 전해액으로 사용하는 새로운 휴대폰 배터리를 개발했습니다. 전력은 현재 니켈수소 배터리의 10배에 달합니다. 또는 리튬 배터리.
작동 원리:
음극 × 2: CH3OH 8OH-—6e-== CO32- 6 H2O
양극 × 3: O2 H2O 4e- == 4OH-
총 반응: 2CH3OH 4OH-== 2CO32- 6 H2O
2강
폐전지의 위험성(2교시)
p>
과학적 조사에 따르면 버튼 배터리는 자연에 폐기되면 60만 리터의 물을 오염시킬 수 있으며, 이는 중국이 매년 70억 개의 배터리를 소비하는 것으로 파악됩니다. 국내에서 생산되는 배터리의 96%는 아연-망간 배터리와 알카라인-망간 배터리이며, 주요 구성 요소는 망간, 수은, 아연, 망간 및 기타 중금속입니다. 폐 배터리가 대기 중이든 지하 깊은 곳에 묻혀 있든, 그 중금속 성분은 누출과 함께 넘쳐 시간이 지남에 따라 인체 건강에 심각한 위험을 초래할 수 있습니다. 1998년에 국가 유해 폐기물 목록에는 수은과 카드뮴이 포함되어 있습니다. 마찬가지로 아연, 납, 크롬은 유해 폐기물입니다.
1. 수은
수은은 실온에서 증발하는 액체 금속으로 그 증기는 무색, 무취이며 공기보다 7배 무겁습니다. 수은과 그 화합물은 독성이 매우 강하며, 특히 독성이 더욱 강한 유기 화합물은 더욱 그렇습니다.
물고기는 수은 함량이 0.01~0.02mg/L인 물에 살면 중독되고, 인간은 0.1g의 수은과 그 화합물을 먹으면 중독되어 사망할 수 있습니다. 기관, 피부 또는 소화관. 수은이 인체에 유입되면 간, 신장, 뇌, 심장, 골수 및 기타 부위에 축적되어 신경 독성 및 심부 조직 병변을 유발하고 피로, 현기증, 떨림, 잇몸 출혈, 대머리, 손발 마비, 신경쇠약 및 기타 증상이 나타나며 심지어 정신적 혼란, 경련, 사망으로 이어질 수도 있습니다. 유기 수은은 태반에도 들어가 태아의 선천성 수은 중독이나 기형, 질병을 일으킬 수 있습니다. 수은의 독성은 누적되어 반영되는 데 종종 수년 또는 10년 이상이 소요됩니다. 예를 들어, 민물고기와 식물성 플랑크톤은 수은을 1,000배까지 축적할 수 있으며, 바닷물은 수은을 축적할 수 있습니다. 무척추동물은 움직임이 10만개, 해양식물이 100개, 해양동물이 20만개이다. 수은으로 오염된 수산물을 섭취하면 메틸수은 중독이 발생할 수 있습니다. 메틸수은은 인간의 뇌 세포에 침투하여 인간의 신경계에 심각한 손상을 입히고 현기증, 사지 마비, 기억 상실, 정신 장애, 심지어 사망까지 초래할 수 있습니다. 일본에서 유명한 '미나마타병'은 메틸수은에 의해 발생합니다.
2. 납
납의 분자량은 278입니다. 중금속 성분이 인체에 들어오면 체내 단백질이 변성됩니다. 이는 단백질의 정상적인 기능이 손상되어 인체가 정상적으로 기능할 수 없다는 것을 의미합니다. 납이 함유된 음식을 섭취하면 정상적인 헴 합성에 영향을 미치고 신경계에 영향을 미쳐 뼈와 신장에 축적되어 장기적으로 영향을 미칠 수 있습니다.
3. 카드뮴
카드뮴은 독성이 매우 강한 중금속으로, 그 화합물의 대부분이 독성물질이다. 카드뮴 오염. 카드뮴이 함유된 광산 폐수는 강과 강 양쪽의 토양, 곡물, 목초지를 오염시킵니다. 먹이사슬을 통해 인체에 유입되어 서서히 신장과 뼈에 축적됩니다. 뼈 속의 칼슘을 대체하게 되어 뼈가 심하게 부드러워지고, 뼈가 부러지게 되며, 손과 발에 통증이 생기고, 몸 전체에 골절이 생기기 쉽습니다. 죽을 때까지 계속 "아파! 아파!"라고 외친다고 해서 "이타이이타이병"이라고 합니다.
카드뮴은 위 기능 장애를 일으키고 인체와 유기체의 아연 효소 시스템을 방해하며 아연-카드뮴 비율을 감소시키고 고혈압을 증가시킬 수 있습니다. 카드뮴 독성은 잠재적입니다. 식수의 카드뮴 농도가 0.1mg/L만큼 낮더라도 인체 조직(특히 여성)에 축적될 수 있습니다. 잠복기는 10~30년이 될 수 있습니다. 이며 초기에 발견하기가 쉽지 않습니다. 데이터에 따르면 인체 내 카드뮴의 생물학적 반감기는 20~40년입니다. 카드뮴은 여러 면에서 인간의 조직과 장기에 독성이 있으며 치료가 매우 어렵습니다. 따라서 여러 나라에서는 산업 배출물 중 '3대 폐기물'인 카드뮴에 대해 매우 엄격한 규제를 실시해 왔습니다. 일본에서는 카드뮴 함량이 1mg/L 이상인 쌀을 '카드뮴 쌀'이라고 부르며 섭취를 금지하고 있다. 일본 환경청은 쌀의 가장 일반적인 카드뮴 농도를 0.3PPm으로 규정하고 있습니다. 카드뮴 화합물은 독성 정도가 다양하기 때문에 어떤 방법으로든 폐수에서 카드뮴을 제거하면 존재 방식이 바뀌고 위치가 이전될 뿐 독성을 완전히 제거할 수는 없습니다. 따라서 카드뮴 폐수 처리는 가능한 한 재활용과 결합되어야 합니다.
IV. 크롬(C)
크롬은 매우 광택이 나는 금속으로, 원소가 없으며 화학적 특성이 매우 안정적입니다. 12% 이상의 크롬이 함유되어 있습니다. 일반적인 크롬 화합물에는 6가 크롬산 무수물, 중크롬산 칼륨, 강철 중크롬산염, 크롬산 칼륨, 크롬산 나트륨 등, 3가 삼산화 크롬(크롬 녹색) 및 2가 산화 크롬이 포함됩니다. 크롬 화합물 중에서 가장 독성이 강한 것은 6가 크롬입니다. 세 번째로 중요한 원소는 3가 원소입니다. 연구에 따르면 크롬은 포유류의 생명과 건강에 필요한 미량 원소입니다. 크롬이 부족하면 죽상동맥경화증이 발생할 수 있습니다. 성인은 하루 50-100마이크로그램이 필요합니다. 흑설탕, 모든 종류의 현미, 정제되지 않은 기름, 기장, 당근, 완두콩에는 크롬 함량이 더 높습니다. 크롬은 식물 성장을 자극하는 효과가 있습니다. 크롬의 미량은 식물 수확량을 증가시킬 수 있지만 농도가 조금 더 높으면 크롬산, 이크롬산 및 그 염은 인간의 점막을 자극하고 해롭습니다. 피부에 화상을 입히고 부상을 유발하며 접촉성 피부염을 일으킵니다. 이들 화합물은 증기나 먼지의 형태로 인체에 유입되어 비중격 천공, 위장 문제, 백혈구 감소, 천식과 유사한 폐 병변을 유발할 수 있습니다.
또한 6가 크롬, 특히 크롬산은 하수 시스템의 금속 파이프에 강한 부식 효과를 나타냅니다. 3.14~17.3mg/L를 함유한 3가 크롬 폐수는 밭에 관개할 때 모든 식물을 중독시킬 수 있습니다.
우리나라에서는 오랫동안 건전지를 생산할 때 수은이나 수은화합물을 첨가해 왔다. 우리나라 알카라인 건전지의 수은 함유량은 1~5에 달하고, 중성 건전지의 수은 함유량은 0.025에 달합니다. 전국적으로 건전지 생산에 매년 수십 톤의 수은이 사용됩니다. 1990년대 초 주요 선진국에서는 무수은 배터리(수은 함량 0.0001 미만)를 달성했습니다.
배터리에는 자연 환경에 가장 큰 위협이 되는 5가지 물질 중 3가지인 수은, 납, 카드뮴이 포함되어 있습니다. 배터리 사용 중에는 이러한 배터리 구성 요소가 배터리 케이스 내부에 밀봉되어 있습니다. 폐배터리를 생활 쓰레기와 섞어 매립할 경우 누출된 수은 및 중금속 물질이 토양에 침투하여 지하수를 오염시키고 어류와 농작물에 유입되어 인간의 생활 환경을 파괴할 수 있습니다. 금속은 먹이사슬을 통과하여 점차적으로 수천 개의 상위 유기체에 축적된 다음 음식을 통해 인체에 유입되어 특정 기관에 축적되어 만성 중독을 유발하여 인간의 건강을 위협합니다. 따라서 배터리를 어떻게 신속하고 안전하게 처리할 것인가의 문제가 사람들 앞에서 점점 더 부각되고 있다.
3강(2회)
폐배터리 재활용 및 활용
1. 폐배터리 재활용
환경 전문가에 따르면 보고에 따르면 폐 배터리에는 카드뮴, 니켈, 망간, 수은과 같은 중금속이 포함되어 있습니다. 회수된 금속 1,000g당 수은 82g, 폐 배터리를 단순히 매립할 경우 중금속은 88g입니다. 그 안에는 토양에 침투하여 지하수를 오염시키고 심지어 식물의 성장을 파괴하여 인간과 동물의 중독으로 이어집니다. 매년 베이징에는 3,000톤의 다양한 종류의 폐배터리가 있지만 재활용되는 것은 약 10톤에 불과합니다. 우리 생활환경에 극도로 유해한 폐배터리를 재활용하는 것이 그렇게 어려운가요?
우선 '고정폐기물 오염법'에는 배터리 재활용에 대한 구체적인 규정이 없다. 재활용 여부에 대한 보상이나 처벌은 관련 부서에서 규제할 수 없다. 생산 기업, 재활용 부서 및 모든 직원에게 목표 지침을 제공하고 일부 단위는 중앙 집중식 폐 배터리가 더 큰 환경 오염을 일으키고 분산 처리하면 오염을 유발하며 두 번째로 배터리 재활용 지침이 부족하다는 생각의 영향을 받습니다. 현재 폐배터리 재활용 네트워크는 기본적으로 상인과 기업이 자발적으로 운영하고 있지만, 주민들의 폐배터리 위험성에 대한 인식 부족과 수집 및 반납에 대한 의식 부족으로 인해 홍보가 상대적으로 강하다. 중고 배터리는 여전히 '빅 네트워크'에 진입하기 어렵습니다. 셋째, 제조업체로서 배터리 제조업체는 매년 수억 개의 다양한 유형의 배터리를 사회에 제공하지만 실제로 재활용에 참여하는 제조업체는 거의 없습니다. 프로세스. 전문가들은 소비를 제공하는 동시에 재활용 및 가공업체에 재정적, 물적 자원 측면에서도 강력한 지원을 제공해야 한다고 믿습니다.
해외 선진국에서는 사용한 배터리의 재활용과 활용을 매우 중요하게 생각합니다. 서유럽의 많은 국가에는 매장뿐만 아니라 거리에도 폐배터리 전용 재활용 쓰레기통이 마련되어 있습니다. 사용한 배터리에 포함된 재료의 95%는 재활용이 가능하며, 특히 재활용 가치가 높은 중금속을 포함합니다. 예를 들어, 해외 재활용 납 산업은 빠르게 발전하고 있으며 현재 납 생산량의 55%가 재활용 납에서 나옵니다. 재활용 납산업에서는 폐납전지의 재활용이 큰 비중을 차지합니다. 폐납축전지 100kg으로 50~60kg의 납을 회수할 수 있습니다. 카드뮴 함유 폐전지의 재생 처리에 대해서는 해외에서 비교적 성숙한 기술이 존재하며, 카드뮴 함유 폐전지 100kg을 처리할 때 약 20kg의 금속 카드뮴을 회수할 수 있다. 주로 환경 오염을 방지하는 데 사용됩니다. 유엔환경계획(UNEP)은 '생명주기경제' 개념을 전 세계적으로 홍보하고 있는 것으로 알려졌다. 이는 "요람에서 무덤까지" 상품을 원자재 획득, 제조 공정, 운송, 판매 및 사용, 유지 관리, 재활용, 최종 폐기 등 여러 단계로 나눕니다. 각 단계에서 환경 관리를 강화해야 합니다. 제조업체와 소비자 모두 자신의 행동에 책임을 져야 하며, 제조업체는 생산 계획 수립, 신제품 개발 및 폐기된 제품의 재활용 시 환경 보호 요구 사항을 고려해야 합니다. 현재 우리나라는 폐배터리의 환경관리가 상당히 취약한 상태입니다.
유해폐기물 관리에 관한 바젤협약에 따르면 납축전지, 수은 함유 배터리, 카드뮴-니켈 배터리 등 다양한 종류의 폐전지는 유해폐기물이므로 유해물질로 관리해야 한다. 현재 우리나라에서는 모든 종류의 폐배터리에 대해 유해폐기물로 관리되지 않고 일반 쓰레기로 처리되고 있습니다. 또한, 국가에서는 폐 배터리의 재활용, 처리 및 폐기에 대한 구체적인 정책과 규정을 마련하지 않았습니다. 1995년에 공포된 "고형 폐기물에 의한 환경 오염 방지 및 통제에 관한 법률"에는 폐 배터리의 재활용 및 폐기에 대한 규정이 없습니다. 우리나라는 주요 배터리 생산국이자 소비국입니다. 지난해 우리나라의 배터리 생산량과 소비량은 140억셀에 달해 세계 전체의 약 1/3을 차지했습니다. 사람들의 생활 수준이 향상되고 현대 통신 산업이 발전함에 따라 사람들은 배터리를 사용할 기회가 점점 더 많아지고 있습니다. 휴대폰, 호출기, 워크맨, 포켓 라디오 등은 모두 많은 수의 배터리를 전원으로 필요로 합니다. 앞으로는 더 많아질 것입니다. 대량의 폐배터리가 발생하는 상황에서 전문가들은 이러한 오염의 확산을 막기 위한 조치를 가능한 한 빨리 취하지 못한다면 그 결과는 '백색 오염'보다 훨씬 더 심각할 것이라고 지적했습니다. .
제25회 화학물리적 동력원에 관한 전국학술대회에서는 납축전지, 알카라인전지, 리튬이온전지, 아연-망간전지, 연료전지 등을 주제로 학술토론과 교류가 진행됐다. 동력 배터리, 우리나라 최초의 폐배터리 오염 방지 및 제어 기술 정책 문제를 논의한 후, 연례 회의에서는 폐배터리 오염 방지 및 제어 기술 정책 및 기타 문제를 논의하여 국가가 최초의 폐배터리 오염 기술 정책을 수립하는 데 참고 자료를 제공합니다. .
전 세계적으로 폐배터리를 처리하는 방법은 일반적으로 고형화 및 심부매몰, 폐광산 보관, 재활용 등 세 가지가 있다.
1. 굳혀서 깊이 묻어 폐광산에 보관
예를 들어 프랑스의 한 공장에서는 니켈과 카드뮴을 추출한 후 제강에 사용하고, 카드뮴은 배터리 생산에 재사용합니다. 나머지 유형의 폐 배터리는 일반적으로 특수 독성 및 위험 매립지로 운송됩니다. 그러나 이러한 접근 방식은 비용이 너무 많이 들 뿐만 아니라 원료로 사용할 수 있는 유용한 물질이 많기 때문에 폐기물을 발생시킵니다.
2． 재활용
(1) 열처리
스위스에는 오래된 배터리를 처리하고 재사용하는 전문 공장이 두 곳 있습니다. 용광로 내부를 가열하면 휘발된 수은이 추출될 수 있으며, 더 높은 온도에서는 귀금속이기도 한 아연도 증발합니다. 철과 망간이 융합되어 제강에 필요한 페로망간 합금을 형성합니다. 이 공장은 연간 2,000톤의 폐배터리를 처리할 수 있으며, 망간철합금 780톤, 아연합금 400톤, 수은 3톤을 얻을 수 있다. 또 다른 공장은 배터리에서 철 성분을 직접 추출해 산화망간, 산화아연, 구리를 변환한다. 산화니켈과 같은 산화물과 금속 혼합물은 금속 스크랩으로 직접 판매됩니다. 그러나 열처리 방식은 가격이 더 비싸고, 스위스도 배터리 구매자에게 소액의 폐배터리 처리 수수료를 청구하도록 규정하고 있다.
(2) "습식 처리"
마그데부르크 교외에 "습식 처리" 장치가 건설되고 있습니다. 이곳에서는 납축전지를 제외한 모든 종류의 배터리를 사용하고 있습니다. 황산에 용해시킨 후 이온성 수지를 이용하여 용액에서 다양한 금속을 추출하는데, 이렇게 얻은 원료는 열처리 방법보다 순도가 높아 시중에서 95% 더 높은 가격에 판매됩니다. 배터리에 포함된 다양한 물질을 추출할 수 있습니다. 장소가 젖어 있는 경우 선별 공정을 생략할 수 있습니다. (선별은 수동 작업이므로 비용이 증가합니다.) 마그데부르크에서 이 장비의 연간 처리 용량은 최대 7,500톤이지만 비용은 매립지보다 약간 높습니다. 방법, 귀금속 원료는 폐기되지 않으며 환경이 오염되지 않습니다.
(3) 진공 열처리 방식
독일 알트사가 개발한 진공 열처리 방식은 가격은 저렴하지만 먼저 폐기물에서 니켈-카드뮴 배터리를 선별해야 한다. 진공상태에서 가열하면 수은이 빠르게 증발하여 회수할 수 있다. 그런 다음 남은 원료를 분쇄하고 자석을 사용하여 철을 추출한 다음 남은 분말에서 니켈과 망간을 추출하는 비용이 든다. 폐배터리 1톤 처리량은 1,500마르크 미만입니다.
최근 우리나라 일부 사람들이 폐배터리 재활용 절차를 제안했습니다.
1. 폐배터리 재활용 쓰레기통 설치
2. 정기적으로 수집할 전담 인력
3. 배터리 분류(일반 배터리, 버튼 배터리)
4. 도시 창고의 기밀 보관
5. 일정량으로 농축된 후 교외 지역으로 운반되어 배터리 종류에 따라 용기에 포장되어 성숙한 국내 폐배터리 재활용 기술이 도입될 때까지 보관됩니다.
배터리 제품의 수은 오염 방지 및 통제를 강화하고 우리나라의 생태 환경을 보호 및 개선하기 위해 구 중국 경공업 연맹을 포함한 9개 부서가 공동으로 '배터리 제품 제한 사항'을 발표했습니다. 1997년 12월 31일. "수은 함량에 관한 규정"에 따라 2000년 1월 1일부터 국가 출입국 검사 검역 부서에서 수입 배터리를 의무화해야 합니다. "규정"의 요구 사항에 따라 우리나라 배터리 업계는 다음과 같이 규정합니다. 배터리 제품의 수은 함량에 대한 제한을 단계적으로 시행합니다. 먼저 수은 함량을 낮추고 최종적으로 무수은을 달성한다는 것은 배터리의 수은 함량이 배터리 무게의 0.025 미만임을 의미합니다. 배터리의 수은 함량은 배터리 무게의 0.0001 미만입니다. "규정"에는 다음과 같이 명시되어 있습니다.
2001년 1월 1일부터 2001년 1월 1일부터 국내에서 수은 함량이 배터리 중량의 0.025%를 초과하는 모든 종류의 배터리를 생산하는 것이 금지됩니다. , 국내 시장에 진출하는 모든 배터리 국내 및 해외 유통되는 배터리 제품 중 '수은 함량이 일치하는 배터리'는 단일 배터리에 수은 함량을 표시해야 합니다(예: '저수은' 또는 '무수은' 배터리). 표시된 콘텐츠는 판매용으로 시장에 진입할 수 없습니다.
2005년 1월 1일부터 배터리 중량의 수은 함량이 0.001%를 초과하는 알칼리 아연염 배터리의 국내 생산 및 판매가 금지됩니다. 0.001 기준으로 수입 배터리 검사가 예정대로 진행될 수 있도록 국가 출입국 검사 부서는 검사 전 준비에 최선을 다하고 있습니다.
2. 폐배터리 활용
폐배터리에는 구리, 아연, 이산화망간, 염화암모늄 등 중요한 화학물질이 많이 포함되어 있습니다. 배터리의 구조에 따라 다음과 같은 방법으로 처리할 수 있습니다.
1. 구리캡 회수 : 폐배터리 커버 제거, 칼로 아스팔트 제거, 펜치로 탄소봉을 천천히 뽑아 구리캡 제거 후 보관, 실험용 원료나 화학제품 등의 생산에 활용 가능 황산구리로.
2． 염화암모늄 정제 : 칼을 이용하여 폐전지의 껍질을 벗겨 내부의 검은 물질(이산화망간, 탄소분말, 염화암모늄, 염화아연 등의 혼합물)을 꺼낸 후 물( 각 섹션에 물을 추가합니다) 약 50ml), 저어 용해하고 정화 후 여과합니다. 여과액에 결정이 나타날 때까지 여과액을 증발시킨 후 약한 불로 가열하고 계속 저어줍니다(국부적인 과전압으로 인해 Mn4Cl이 분해되는 것을 방지). 더 순수한 NH4Cl이 350°C에서 분해될 때까지 기다리십시오. , 및 결합) 특성을 결합하여 ZnCl2로부터 분리합니다.
3. 이산화망간 정제 : 여과 중에 남은 검은 침전물을 물로 5~6회 헹구고 쇠국자에 먼저 넣는다.