रासायनिक ऊर्जा स्रोतहरूको प्रशोधन
हरेक घरमा सामान्य अवस्था यो हो कि हालसालै खरिद गरिएका ब्याट्रीहरू अब राम्रो छैनन्। वा हुनसक्छ, वातावरणको ख्याल राख्दै, र एकै समयमा - हाम्रो वालेटको धनको बारेमा, हामीले ब्याट्रीहरू पायौं? केही समय पछि, तिनीहरू पनि सहयोग गर्न अस्वीकार गर्नेछन्। त्यसोभए रद्दीटोकरीमा? बिल्कुल होइन! कोशिकाहरूले वातावरणमा निम्त्याउने खतराहरूको बारेमा जान्दै, हामी र्याली पोइन्ट खोज्नेछौं।
संग्रह
हामीले सामना गरिरहेको समस्याको मात्रा के हो? प्रमुख पर्यावरण निरीक्षक द्वारा 2011 प्रतिवेदनले यो भन्दा बढी संकेत गरेको छ 400 मिलियन सेल र ब्याट्रीहरू। करिब सोही संख्याले आत्महत्या गरेका छन् ।
चामल। 1. राज्य सङ्कलनबाट कच्चा माल (प्रयोग गरिएका कक्षहरू) को औसत संरचना।
त्यसैले हामीले विकास गर्नुपर्छ लगभग 92 हजार टन खतरनाक फोहोर भारी धातुहरू (पारा, क्याडमियम, निकल, चाँदी, सिसा) र धेरै रासायनिक यौगिकहरू (पोटासियम हाइड्रोक्साइड, अमोनियम क्लोराइड, म्यांगनीज डाइअक्साइड, सल्फ्यूरिक एसिड) समावेश गर्दछ (चित्र 1)। जब हामी तिनीहरूलाई फ्याँक्छौं - कोटिंग कुरो भएपछि - तिनीहरूले माटो र पानीलाई प्रदूषित गर्छन् (चित्र 2)। वातावरणलाई यस्तो "उपहार" नदिऔं, र त्यसैले आफैलाई। यस रकमको, 34% विशेष प्रोसेसरहरू द्वारा लेखिएको थियो। त्यसकारण, त्यहाँ अझै धेरै गर्न बाँकी छ, र यो सान्त्वना होइन कि यो पोल्याण्डमा मात्र होइन?
चामल। 2. कोर्रोड सेल कोटिंग्स।
हामीसँग अब कतै जानको लागि बहाना छैन प्रयोग गरिएका कक्षहरू। ब्याट्रीहरू र प्रतिस्थापनहरू बेच्ने प्रत्येक आउटलेटले तिनीहरूलाई हामीबाट स्वीकार गर्न आवश्यक छ (साथै पुरानो इलेक्ट्रोनिक्स र घरेलु उपकरणहरू)। साथै, धेरै पसल र विद्यालयहरूमा कन्टेनरहरू छन् जसमा हामी पिंजराहरू राख्न सक्छौं। त्यसोभए "अस्वीकरण" नगरौं र प्रयोग गरिएका ब्याट्रीहरू र सञ्चयकर्ताहरूलाई रद्दीटोकरीमा नफालौं। थोरै इच्छाको साथ, हामीले सङ्कलन बिन्दु भेट्टाउनेछौं, र लिङ्कहरू आफैंमा यति थोरै वजन हुन्छन् कि लिङ्कले हामीलाई थाक्दैन।
क्रमबद्ध गर्दै
अरूसँग जस्तै पुन: प्रयोग गर्न मिल्ने सामग्री, कुशल रूपान्तरण क्रमबद्ध पछि अर्थ बनाउँछ। औद्योगिक प्लान्टहरूबाट हुने फोहोर सामान्यतया गुणस्तरमा समान हुन्छ, तर सार्वजनिक सङ्कलनबाट हुने फोहोर उपलब्ध सेल प्रकारहरूको मिश्रण हो। तसर्थ, मुख्य प्रश्न बन्छ अलगाव.
पोल्याण्डमा क्रमबद्ध म्यानुअल रूपमा गरिन्छ, जबकि अन्य युरोपेली देशहरूमा पहिले नै स्वचालित क्रमबद्ध लाइनहरू छन्। तिनीहरूले उपयुक्त जाल आकारहरू (अनुमति दिँदै विभिन्न आकारका कक्षहरूको विभाजन) र एक्स-रे (सामग्री क्रमबद्ध)। पोल्याण्ड मा संग्रह को कच्चा माल को संरचना पनि अलि फरक छ।
भर्खरै सम्म, हाम्रो क्लासिक एसिडिक लेक्लान्चे कोशिकाहरू हावी थिए। यो भर्खरै मात्र हो कि धेरै वर्ष पहिले पश्चिमी बजारहरू जित्ने अधिक आधुनिक क्षारीय कोशिकाहरूको फाइदा उल्लेखनीय भएको छ। कुनै पनि अवस्थामा, दुवै प्रकारका डिस्पोजेबल कक्षहरू एकत्रित ब्याट्रीहरूको 90% भन्दा बढीको लागि खाता हुन्। बाँकी बटन ब्याट्रीहरू (पावर गर्ने घडीहरू (चित्र 3) वा क्यालकुलेटरहरू), रिचार्ज गर्न मिल्ने ब्याट्रीहरू र फोन र ल्यापटपहरूका लागि लिथियम ब्याट्रीहरू छन्। यस्तो सानो सेयरको कारण डिस्पोजेबल तत्वहरूको तुलनामा उच्च मूल्य र लामो सेवा जीवन हो।
चामल। 3. नाडी घडीहरू पावर गर्न प्रयोग गरिएको चाँदीको लिङ्क।
प्रशोधन गर्दै
ब्रेकअप पछि, यो सबैभन्दा महत्त्वपूर्ण कुराको लागि समय हो प्रशोधन चरण - कच्चा माल को रिकभरी। प्रत्येक प्रकारको लागि, प्राप्त उत्पादनहरू थोरै फरक हुनेछ। यद्यपि, प्रशोधन प्रविधिहरू समान छन्।
मेकानिकल प्रशोधन मिलहरूमा फोहोर पिसाउने कार्यमा समावेश हुन्छ। नतिजा हुने अंशहरूलाई इलेक्ट्रोम्याग्नेट (फलाम र यसको मिश्र धातुहरू) र विशेष चल्ने प्रणालीहरू (अन्य धातुहरू, प्लास्टिक तत्वहरू, कागज, आदि) प्रयोग गरेर छुट्याइन्छ। जालेटो विधि यस तथ्यमा निहित छ कि प्रशोधन गर्नु अघि कच्चा माललाई सावधानीपूर्वक क्रमबद्ध गर्न आवश्यक छैन, दोष - प्रयोग गर्न नसकिने फोहोरको ठूलो मात्रा जसलाई ल्यान्डफिलहरूमा डिस्पोजल आवश्यक छ।
हाइड्रोमेटालर्जिकल रिसाइक्लिंग एसिड वा बेसहरूमा कोशिकाहरूको विघटन हो। प्रशोधनको अर्को चरणमा, नतिजा समाधानहरू शुद्ध र अलग हुन्छन्, उदाहरणका लागि, धातु लवणहरू, शुद्ध तत्वहरू प्राप्त गर्न। ठूलो फाइदा विधि कम ऊर्जा खपत र फोहोर को एक सानो मात्रा को आवश्यकता निपटान द्वारा विशेषता हो। दोष यस रिसाइक्लिंग विधिले नतिजा उत्पादनहरूको प्रदूषणबाट बच्न ब्याट्रीहरूको सावधानीपूर्वक क्रमबद्ध गर्न आवश्यक छ।
थर्मल प्रशोधन उपयुक्त डिजाइनको ओवनमा कक्षहरू फायरिङमा समावेश गर्दछ। नतिजाको रूपमा, तिनीहरूको अक्साइडहरू पग्लिन्छन् र प्राप्त गरिन्छ (स्टील मिलहरूको लागि कच्चा माल)। जालेटो विधिले क्रमबद्ध नगरिएका ब्याट्रीहरू प्रयोग गर्ने सम्भावना समावेश गर्दछ, दोष र - ऊर्जा खपत र हानिकारक दहन उत्पादनहरु को उत्पादन।
बाहेक पुन: प्रयोग गर्न मिल्ने कोशिकाहरू वातावरणमा तिनीहरूको घटकहरूको प्रवेश विरुद्ध प्रारम्भिक सुरक्षा पछि ल्यान्डफिलहरूमा भण्डारण गरिन्छ। यद्यपि, यो केवल एक आधा उपाय हो, यस प्रकारको फोहोर र धेरै बहुमूल्य कच्चा मालको फोहोरसँग सम्झौता गर्ने आवश्यकतालाई स्थगित गर्दै।
हामी हाम्रो घरको प्रयोगशालामा केही पोषक तत्वहरू पनि पुनर्स्थापित गर्न सक्छौं। यी क्लासिक लेक्लान्चे तत्वहरूको कम्पोनेन्टहरू हुन् - तत्व वरपरका कपहरूबाट उच्च-शुद्धता जस्ता, र ग्रेफाइट इलेक्ट्रोडहरू। वैकल्पिक रूपमा, हामी मिश्रण भित्रको मिश्रणबाट म्याङ्गनीज डाइअक्साइड अलग गर्न सक्छौं - यसलाई पानीमा उमालेर (घुलनशील अशुद्धताहरू हटाउन, मुख्यतया अमोनियम क्लोराइड) र फिल्टर गर्नुहोस्। अघुलनशील अवशेष (कोइलाको धुलोले दूषित) MnO समावेश हुने अधिकांश प्रतिक्रियाहरूको लागि उपयुक्त हुन्छ।2.
तर घरायसी उपकरणहरू पावर गर्न प्रयोग हुने तत्वहरू मात्र पुन: प्रयोग गर्न योग्य छैनन्। पुरानो कार ब्याट्री पनि कच्चा पदार्थ को एक स्रोत हो। तिनीहरूबाट सीसा निकालिन्छ, जुन त्यसपछि नयाँ उपकरणहरूको निर्माणमा प्रयोग गरिन्छ, र केसहरू र इलेक्ट्रोलाइटहरू भरिन्छन्।
विषाक्त भारी धातु र सल्फ्यूरिक एसिडको घोलले गर्दा हुनसक्ने वातावरणीय क्षतिबारे कसैलाई पनि सम्झाउन आवश्यक छैन। हाम्रो द्रुत रूपमा विकास भइरहेको प्राविधिक सभ्यताको लागि, कोशिका र ब्याट्रीहरूको उदाहरण एक नमूना हो। बढ्दो समस्या भनेको उत्पादनको उत्पादन होइन, तर प्रयोग पछि यसको निपटान हो। मलाई आशा छ कि "युवा प्राविधिक" पत्रिकाका पाठकहरूले उनीहरूको उदाहरणबाट अरूलाई पुन: प्रयोग गर्न प्रेरित गर्नेछन्।
प्रयोग १ - लिथियम ब्याट्री
लिथियम कोशिकाहरू तिनीहरू क्याल्कुलेटरहरूमा र कम्प्युटर मदरबोर्डहरूको BIOS को शक्ति कायम राख्न प्रयोग गरिन्छ (चित्र 4)। हामी तिनीहरूमा धातु लिथियम उपस्थिति पुष्टि गरौं।
चामल। 4. कम्प्युटर मदरबोर्डको BIOS लाई पावर कायम गर्न प्रयोग गरिने लिथियम-म्यांगनीज सेल।
तत्व (उदाहरणका लागि, सामान्य प्रकार CR2032) छुट्याएपछि, हामी संरचनाको विवरणहरू देख्न सक्छौं (चित्र 5): म्याङ्गनीज डाइअक्साइड MnO को कालो संकुचित तह।2, एक झरझरा विभाजक इलेक्ट्रोड एक कार्बनिक इलेक्ट्रोलाइट समाधान संग गर्भवती छ, एक प्लास्टिक रिंग र दुई धातु भागहरु एक आवास गठन को इन्सुलेट।
चामल। 5. लिथियम-म्यांगनीज सेलका अवयवहरू: 1. लिथियम धातुको तह (नकारात्मक इलेक्ट्रोड) भएको शरीरको तल्लो भाग। 2. सेपरेटर एक जैविक इलेक्ट्रोलाइट समाधान संग गर्भवती। 3. म्यांगनीज डाइअक्साइडको थिचिएको तह (सकारात्मक इलेक्ट्रोड)। 4. प्लास्टिक रिंग (इलेक्ट्रोड इन्सुलेटर)। 5. माथिल्लो आवास (सकारात्मक इलेक्ट्रोड टर्मिनल)।
सानो (नकारात्मक इलेक्ट्रोड) लिथियमको तहले ढाकिएको छ, जुन हावामा चाँडै अँध्यारो हुन्छ। तत्व ज्वाला परीक्षण द्वारा पहिचान गरिएको छ। यो गर्नको लागि, फलामको तारको छेउमा केही नरम धातु लिनुहोस् र बर्नरको ज्वालामा नमूना घुसाउनुहोस् - कार्मिन रङले लिथियमको उपस्थितिलाई संकेत गर्दछ (चित्र 6)। हामीले धातुका अवशेषहरूलाई पानीमा घोलाएर नष्ट गर्छौं।
चामल। 6. बर्नर ज्वालामा लिथियमको नमूना।
बीकरमा लिथियमको तहसहित धातुको इलेक्ट्रोड राख्नुहोस् र केही सेन्टिमिटर खन्याउनुहोस्3 पानी। हाइड्रोजन ग्यासको रिहाईको साथमा पोतमा हिंसक प्रतिक्रिया हुन्छ:
लिथियम हाइड्रोक्साइड एक बलियो आधार हो र हामी सजिलै संग सूचक कागज संग परीक्षण गर्न सक्छौं।
अनुभव २ - क्षारीय बन्धन
एक डिस्पोजेबल क्षारीय तत्व काट्नुहोस्, उदाहरण को लागी, टाइप गर्नुहोस् LR6 (“औँला”, AA)। धातुको कप खोलेपछि, आन्तरिक संरचना देखिन्छ (चित्र 7): भित्र एक एनोड (पोटासियम वा सोडियम हाइड्रोक्साइड र जिंकको धुलो) र यसको वरिपरि म्यांगनीज डाइअक्साइड MnO को कालो तह बनाउँछ।2 ग्रेफाइट धुलो (सेल क्याथोड) संग।
चामल। 7. क्षारीय सेलमा एनोड मासको क्षारीय प्रतिक्रिया। देखिने सेलुलर संरचना: हल्का एनोड-बनाउने द्रव्यमान (KOH + जिंक धुलो) र गाढा म्यांगनीज डाइअक्साइड क्याथोडको रूपमा ग्रेफाइट धुलोसँग।
इलेक्ट्रोडहरू पेपर डायाफ्रामद्वारा एकअर्काबाट अलग हुन्छन्। परीक्षण पट्टीमा हल्का पदार्थको सानो मात्रा लागू गर्नुहोस् र यसलाई पानीको एक थोपाले ओसिलो गर्नुहोस्। नीलो रंगले एनोड मासको क्षारीय प्रतिक्रियालाई संकेत गर्दछ। प्रयोग गरिएको हाइड्रोक्साइडको प्रकारलाई ज्वाला परीक्षणद्वारा उत्तम रूपमा प्रमाणित गरिन्छ। धेरै खसखसको दानाको आकारको एउटा नमूनालाई पानीमा भिजाइएको फलामको तारमा टाँसिएको हुन्छ र बर्नरको आगोमा राखिन्छ।
पहेंलो रङले निर्माताद्वारा सोडियम हाइड्रोक्साइडको प्रयोगलाई जनाउँछ, र गुलाबी-बैजनी रङले पोटासियम हाइड्रोक्साइडलाई जनाउँछ। चूंकि सोडियम यौगिकहरूले लगभग सबै पदार्थहरूलाई दूषित गर्दछ, र यस तत्वको लागि ज्वाला परीक्षण अत्यन्त संवेदनशील छ, ज्वालाको पहेंलो रङले पोटासियमको वर्णक्रम रेखाहरूलाई मास्क गर्न सक्छ। समाधान भनेको निलो-बैंगनी फिल्टर मार्फत ज्वालालाई हेर्नु हो, जुन कोबाल्ट गिलास वा फ्लास्कमा डाईको घोल हुन सक्छ (घाउको कीटाणुनाशक, प्योक्टेनमा पाइने इन्डिगो वा मिथाइल बैजनी)। फिल्टरले पहेंलो रङलाई अवशोषित गर्नेछ, तपाईंलाई नमूनामा पोटासियमको उपस्थिति पुष्टि गर्न अनुमति दिन्छ।
पदनाम कोडहरू
सेल प्रकार पहिचान सुविधाको लागि, एक विशेष अल्फान्यूमेरिक कोड पेश गरिएको छ। हाम्रो घरहरूमा सबैभन्दा सामान्य प्रकारहरूको लागि, यो यस्तो देखिन्छ: नम्बर-अक्षर-अक्षर-नम्बर, जहाँ:
- पहिलो अंक कक्षहरूको संख्या हो; एकल कक्षहरूको लागि बेवास्ता गरियो।
- पहिलो अक्षरले सेल प्रकारलाई संकेत गर्दछ। अनुपस्थित हुँदा, यो एक Leclanche जस्ता-ग्रेफाइट सेल हो (एनोड: जस्ता, इलेक्ट्रोलाइट: अमोनियम क्लोराइड, NH4Cl, जस्ता क्लोराइड ZnCl2, क्याथोड: MnO म्यांगनीज डाइअक्साइड2)। अन्य सेल प्रकारहरूलाई निम्नानुसार लेबल गरिएको छ (पोटासियम हाइड्रोक्साइडको सट्टा सस्तो सोडियम हाइड्रोक्साइड पनि प्रयोग गरिन्छ):
A, P - जस्ता-वायु तत्वहरू (एनोड: जस्ता, वायुमण्डलीय अक्सिजन ग्रेफाइट क्याथोडमा कम हुन्छ);
B, C, E, F, G - लिथियम कोशिकाहरू (एनोड: लिथियम, तर धेरै पदार्थहरू क्याथोड र इलेक्ट्रोलाइटको रूपमा प्रयोग गरिन्छ);
H - Ni-MH निकल-मेटल हाइड्राइड ब्याट्री (मेटल हाइड्राइड, KOH, NiOOH);
K - Ni-Cd निकल-क्याडमियम ब्याट्री (क्याडमियम, KOH, NiOOH);
L - क्षारीय तत्व (जस्ता, KOH, MnO2);
M - पारा तत्व (जस्ता, KOH; HgO), अब प्रयोग गरिएको छैन;
S - चाँदी तत्व (जस्ता, KOH; Ag2बारेमा);
Z - निकल-मैंगनीज तत्व (जस्ता, KOH, NiOOH, MnO2).
- निम्न अक्षरले लिङ्कको आकारलाई संकेत गर्दछ:
F - lamellar;
R - बेलनाकार;
S - आयताकार;
P - बेलनाकार बाहेक अन्य आकारहरू भएका कक्षहरूको वर्तमान पदनाम।
- अन्तिम आंकडा वा तथ्याङ्कले सन्दर्भको आकार (क्याटलग मानहरू वा सीधा दिँदै आयामहरू) संकेत गर्दछ।
चिन्ह लगाउने उदाहरणहरू:
R03
- एक सानो औंला को आकार जस्ता ग्रेफाइट सेल। अर्को पदनाम AAA वा माइक्रो हो।
LR6 - औंलाको आकारको क्षारीय सेल। अर्को पदनाम AA वा मिनियन हो।
HR14 - Ni-MH ब्याट्री, अक्षर C साइजको लागि पनि प्रयोग गरिन्छ।
KR20 - Ni-Cd ब्याट्री, जसको साइज पनि D अक्षरले चिन्ह लगाइएको छ।
3LR12 - 4,5 V को भोल्टेजको साथ फ्ल्याट ब्याट्री, तीन क्षारीय कोशिकाहरू मिलेर।
6F22 - 9V ब्याट्री; छ व्यक्तिगत प्लानर जस्ता-ग्रेफाइट कोशिकाहरू एक आयताकार केसमा बन्द छन्।
CR2032 - लिथियम-म्यांगनीज सेल (लिथियम, जैविक इलेक्ट्रोलाइट, MnO2) 20 मिमी को व्यास र 3,2 मिमी को मोटाई संग।
