промышленная технология переработки отработанных и

ПРОМЫШЛЕННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ПЕРЕРАБОТКИ ОТРАБОТАННЫХ
И НЕКОНДИЦИОННЫХ ЛИТИЕВЫХ БАТАРЕЙ
Актуальность работы
Производство литиевых батарей показывает устойчивую тенденцию к росту и
составляет в настоящее время более 10 млрд. долларов США. Вместе с тем, увеличение
объема производства и разработка в промышленных масштабах батарей новых типов
сдерживается недостатком технологии обезвреживания и утилизации отработанных
изделий, отходы которых содержат химически активные компоненты и
классифицируются как «опасные». Анализ проблем, связанных с утилизацией литиевых
источников тока показывает, что основными условиями экологически безопасной и
экономически целесообразной переработки являются:
o
высокие выходы, разнообразие и качество продуктов переработки;
o
наличие рынка для продуктов переработки;
o
простота технического решения процесса утилизации, оправданные затраты.
Основные результаты от внедрения
Продукты рециклирования возвращаются в производство литиевых батарей.
Описание продукта или технологии
Совместно с ГКБ «Южное» разработана технология рециклирования отработанных и
некондиционных литиевых батарей, включающих электрохимическую систему Li/LiBF4,
гаммабутиролактон/CFx. Для осуществления процесса создана пилотная установка,
которая позволяет перерабатывать в год около 3 тонн крупногабаритных батарей. При
переработке 1000 кг реактивной части батарей могут быть получены следующие
продукты:
o
около 35 кг карбоната лития или
o
около 35 кг гидроксида лития или
o
около 35 кг фторида лития (все продукты реактивной чистоты);
o
около 350 кг тетрафторобората лития (продукт отвечает требованиям качества на
материалы для литиевых батарей и был испытан в литиевых элементах);
o
около 430 кг технического тетрафторобората лития;
o
около 150 кг технического углерода.
Предложенная технология рециклирования может быть легко трансформирована для
утилизации батарей других электрохимических систем.
Стадия разработки
На ГКБ «Южное» созданы установки для снятия остаточного напряжения и
демонтажа крупногабаритных литиевых батарей. В Днепропетровском национальном
университете железнодорожного транспорта имени академика В. Лазаряна созданы
пилотные установки по переработке реакторной части литиевых батарей
электрохимической системы Li/LiBF4, гаммабутиролактон/CFx. Получены конечные
продукты рециклирования – LiF, Li2CO3, LiOH и тетрафтороборат лития, который
испытан в реальных изделиях.
Преимущества над аналогами
Опасной технологической операцией при рециклировании литиевых батарей является
нейтрализация лития. Детальное изучение факторов, влияющих на взаимодействие лития
с водой, позволило упростить процесс и отказаться как от спиртов, так и от жидкого азота,
предлагаемых в альтернативных технологиях. Параметры процесса разработаны на базе
исследований.
Описание рынка сбыта
Потенциальными потребителями разработанной технологии и продуктов, полученных
в результате утилизации литиевых батарей, могут выступать фирмы, проводящие
утилизацию литиевых батарей; фирмы, занятые производством реактивных материалов
для литиевых батарей; фирмы, использующие соли лития для получения различной
литийсодержащей продукции (смазки, компоненты алюминиевого производства,
исходные материалы для получения лития и его сплавов, фармакология, специальная
техника и др.)
Ситуация относительно интеллектуальной собственности: На способы
утилизации отработанного катода литиевых батарей имеется патент Украины. На способ
обезвреживания и утилизации отходов металлического лития имеется патент Украины.
Деловые возможности
Создание совместных предприятий по рециклированию и утилизации полученных
материалов литиевых батарей.
Ориентировочная стоимость
Для создания промышленной установки по рециклированию производительностью
100 тонн батарей в год (электрохимической системы Li/LiBF4, гаммабутиролактон/CFx)
потребуется финансирование в 150 000 долларов США.
Изображение:
Принципиальная схема технологического процесса рециклирования литиевых батарей
Реквизиты предприятия:
почтовый адрес: 49010, г. Днепропетровск, ул. Лазаряна, 2
телефон, факс: тел.: (056)776-59-47, факс: (0562) 47-18-66
e-mail:
web-сайт:
dnuzt@diit.edu.ua
http://www.diit.edu.ua
Форма собственности:
государственная.
Руководитель предприятия:
должность:
ректор
фамилия, имя, отчество: Пшинько Александр Николаевич
телефон руководителя: (056)776-59-47.
Контактное лицо инновационного проекта:
должность:
заведующая кафедрой химии и инженерной экологии
фамилия, имя, отчество: Ярышкина Лариса Александровна
телефон:
(0562) 47-19-65.
Основная продукция предприятия: научно-образовательная деятельность.