化学能源加工

家家户户普遍的情况是，最近买的电池已经不行了。 或者，也许是为了保护环境，同时 - 关于我们钱包的财富，我们有电池？ 过一段时间，他们也会拒绝合作。 所以在垃圾桶里？ 绝对不！ 了解细胞在环境中造成的威胁后，我们将寻找一个集结点。

集

我们正在处理的问题的规模有多大？ 首席环境检查员 2011 年的一份报告表明，超过 400亿个电池和电池. 大约相同的人数自杀了。

米。 1. 来自国家收藏的原材料（使用过的电池）的平均组成。

所以我们需要开发 约92万吨危险废物 含有重金属（汞、镉、镍、银、铅）和多种化合物（氢氧化钾、氯化铵、二氧化锰、硫酸）（图 1）。 当我们把它们扔掉时——在涂层腐蚀之后——它们会污染土壤和水（图 2）。 我们不要把这样的“礼物”送给环境，也不要送给我们自己。 其中，专业处理器占 34%。 因此，还有很多工作要做，不仅在波兰，这不是一个安慰吗？

米。 2. 腐蚀的电池涂层。

我们不再有无处可去的借口 用过的细胞. 每个销售电池和替换品的商店都必须接受我们的（以及旧电子产品和家用电器）。 此外，许多商店和学校都有可以放置笼子的容器。 因此，我们不要“否认”，也不要将用过的电池和蓄电池扔进垃圾桶。 带着一点愿望，我们会找到一个集结点，而链接本身的重量很轻，以至于链接不会让我们感到疲倦。

Сортировка

和其他人一样 可回收材料, 排序后的有效转换是有意义的。 来自工业工厂的废物通常质量一致，但来自公共收集的废物是可用细胞类型的混合物。 于是，关键问题就变成了 隔离.

在波兰，分拣是手动完成的，而其他欧洲国家已经有了自动分拣线。 他们使用具有适当目数的筛子（允许 分离不同大小的细胞) 和 X 射线（内容分类）。 波兰收藏品的原材料构成也略有不同。

直到最近，我们的经典酸性 Leclanche 细胞仍占主导地位。 直到最近，多年前征服西方市场的更现代的碱性电池的优势才变得引人注目。 无论如何，这两种类型的一次性电池占收集电池的90%以上。 其余的是纽扣电池（为手表（图 3）或计算器供电）、充电电池和用于手机和笔记本电脑的锂电池。 份额如此之小的原因是与一次性元件相比价格更高，使用寿命更长。

米。 3. 用于为手表供电的银链。

处理

分手后才是最重要的 加工阶段 - 原材料回收。 对于每种类型，收到的产品会略有不同。 但是，处理技术是相似的。

机械加工 包括在磨坊中研磨废物。 使用电磁铁（铁及其合金）和特殊的筛网系统（其他金属、塑料元素、纸等）分离得到的部分。 被淹 方法在于加工前不需要对原材料进行仔细的分拣， 缺陷 - 需要在垃圾填埋场处置的大量无法使用的废物。

湿法冶金回收 是细胞在酸或碱中的溶解。 在下一个处理阶段，将得到的溶液纯化和分离，例如金属盐，以获得纯元素。 大的 优点 该方法的特点是能耗低，需要处置的废物量少。 缺陷 这种回收方法需要对电池进行仔细分类，以避免污染最终产品。

热处理 包括在适当设计的烤箱中烧制电池。 结果，它们的氧化物被熔化并获得（炼钢厂的原料）。 被淹 方法包括使用未分类电池的可能性， 缺陷 – 能源消耗和有害燃烧产物的产生。

除了 可回收 在对电池组件进行初步保护以防止其成分进入环境后，这些电池将被存储在垃圾填埋场中。 然而，这只是一半的措施，推迟了处理此类废物的需要以及许多有价值的原材料的浪费。

我们还可以在家庭实验室中恢复一些营养素。 这些是经典的 Leclanche 元件的组成部分 - 来自元件周围杯状物的高纯度锌和石墨电极。 或者，我们可以将二氧化锰从混合物中分离出来——简单地用水煮沸（以去除可溶性杂质，主要是氯化铵）并过滤。 不溶性残留物（被煤尘污染）适用于大多数涉及 MnO 的反应。₂.

但不仅用于为家用电器供电的元件是可回收的。 旧车电池也是原材料的来源。 从它们中提取铅，然后将其用于制造新设备，然后处理外壳和填充它们的电解质。

有毒重金属和硫酸溶液可能造成的环境破坏无需提醒任何人。 对于我们快速发展的技术文明来说，电池和电池的例子就是一个典范。 日益严重的问题不是产品本身的生产，而是使用后的处置。 我希望《青年技术员》杂志的读者能以他们的榜样激励其他人进行回收。

实验一——锂电池

锂电池 它们用于计算器和维持计算机主板 BIOS 的电源（图 4）。 让我们确认它们中是否存在金属锂。

米。 4. 锂锰电池，用于为计算机主板的 BIOS 供电。

拆开元件后（例如常见的CR2032型），可以看到结构细节（图5）：黑色二氧化锰MnO压缩层₂，用有机电解质溶液浸渍的多孔隔膜电极，绝缘塑料环和形成外壳的两个金属部件。

米。 五、锂锰电池的组成部分： 5、本体下部有一层锂金属（负极）。 1. 用有机电解质溶液浸渍的隔板。 2、压制层二氧化锰（正极）。 3.塑料环（电极绝缘体）。 4.上壳（正极端子）。

较小的一个（负电极）覆盖有一层锂，锂在空气中会迅速变黑。 该元素通过火焰测试来识别。 为此，在铁丝末端取一些软金属并将样品插入燃烧器火焰中 - 胭脂红颜色表明存在锂（图 6）。 我们通过将金属残留物溶解在水中来处理它们。

米。 6. 燃烧器火焰中的锂样品。

将带有一层锂的金属电极放入烧杯中，倒入几厘米³ 水。 容器内发生剧烈反应，同时释放出氢气：

氢氧化锂是一种强碱，我们可以很容易地用试纸测试它。

体验二——碱性键

切出一次性碱性元件，例如 LR6 型（“手指”，AA）。 打开金属杯后，可以看到内部结构（图 7）：内部有形成阳极的轻质物质（氢氧化钾或氢氧化钠和锌粉），周围有一层深色的二氧化锰 MnO。₂ 石墨粉（电池阴极）。

米。 7. 碱性电池中阳极物质的碱性反应。 可见的蜂窝结构：轻质阳极形成物质（KOH + 锌粉）和深色二氧化锰，石墨粉作为阴极。

电极通过纸质隔膜相互隔开。 在试纸上涂抹少量轻质物质，并用一滴水润湿试纸。 蓝色表示阳极物质的碱性反应。 使用的氢氧化物类型最好通过火焰测试来验证。 将几颗罂粟籽大小的样品粘在浸泡在水中的铁丝上，然后放入燃烧器火焰中。

黄色表示厂家使用的是氢氧化钠，粉紫色表示是氢氧化钾。 由于钠的化合物几乎污染所有物质，而且这种元素的火焰测试极其敏感，火焰的黄色可以掩盖钾的谱线。 解决办法是通过蓝紫色过滤器观察火焰，过滤器可以是钴玻璃或烧瓶中的染料溶液（伤口消毒剂中的靛蓝或甲基紫，pyoctane）。 过滤器会吸收黄色，让您确认样品中是否存在钾。

名称代码

为了便于识别细胞类型，我们引入了一个特殊的字母数字代码。 对于我们家中最常见的类型，它看起来像：number-letter-letter-number，其中：

- 第一个数字是单元格的数量； 忽略单个单元格。

– 第一个字母表示细胞类型。 不存在时，它是 Leclanche 锌石墨电池（阳极：锌，电解质：氯化铵，NH₄Cl、氯化锌ZnCl₂，阴极：二氧化锰MnO₂）。 其他细胞类型标记如下（也使用更便宜的氢氧化钠代替氢氧化钾）：

A, P – 锌-空气元素（阳极：锌，大气中的氧气在石墨阴极上还原）；

B, C, E, F, G - 锂电池（阳极：锂，但许多物质用作阴极和电解质）；

H – 镍氢镍氢电池（金属氢化物、KOH、NiOOH）；

K – Ni-Cd 镍镉电池（镉、KOH、NiOOH）；

L – 碱性元素（锌、KOH、MnO₂);

M – 汞元素（锌、KOH；HgO），不再使用；

S – 银元素（锌、KOH；Ag₂关于）;

Z – 镍锰元素（锌、KOH、NiOOH、MnO₂).

- 以下字母表示链接的形状：

F - 层状；

R - 圆柱形；

S - 矩形的;

P – 当前对非圆柱形电池的命名。

– 最终数字或数字表示参考尺寸（目录值或直接给出尺寸）。

标记示例：

R03
 - 一个小指大小的锌石墨电池。 另一个名称是 AAA 或微型。

LR6 - 一个手指大小的碱性电池。 另一个名称是 AA 或 minion。

HR14  – 镍氢电池，字母 C 也用于尺寸。

KR20 – 镍镉电池，其大小也标有字母 D。

3LR12 - 一个电压为 4,5 V 的扁平电池，由三个碱性电池组成。

6F22 – 9V 电池； 六个独立的平面锌石墨电池封装在一个矩形外壳中。

CR2032 – 锂锰电池（锂、有机电解质、MnO₂) 直径为 20 毫米，厚度为 3,2 毫米。