Elektrolytické Zpracování Odpadu: Metody a Aplikace

Ekologická likvidace elektrických a elektronických odpadů (vysloužilé mobilní telefony, počítače, domácí spotřebiče a další zařízení obsahující elektrotechnické součástky) dnes představuje poměrně vážný problém. V kontextu minimalizace dopadu na životní prostředí a optimalizace využití vystupujících proudů, se spalovna komunálního odpadu TERMIZO a.s. aktivně podílí na projektech s různou tématikou již od roku 2004. Všechny tyto úspěšné projekty souvisí především s kvalitní prací týmu renomovaných výzkumných pracovišť a velké provozní společnosti s jasnou vizí výsledků spolupráce.

Získávání Solí a Kovů z Technologických Proudů ZEVO

V rámci Termizo vzniká ročně cca 3000 tun popílků, které jsou extrahované pomocí kyselé vody z prvního stupně mokré pračky. V současné době není potenciál této technologie zcela využit a dochází k náročnému čištění kyselého extraktu za vzniku filtračního koláče, který je skladován jako nebezpečný odpad, dalším výstupem je pak vyčištěná voda s vysokou solností.

Elektrochemické Metody Čištění Odpadních Vod

Projekt byl zaměřen na vývoj pokročilých elektrochemických metod pro zpracování odpadních vod z energetického využití odpadů (ZEVO) s mokrým čištěním spalin. Aplikace elektrokoagulace umožní pokles produkce nebezpečných odpadů a úsporu použitých chemikálií. Elektrodepozicí může být dosaženo efektivního získání cenných kovů (zejména zinku) z popílků po jejich kyselé extrakci technologickou vodou z čištění spalin.

Elektrolyzér společnosti Aepnus Technology

Řešením společnosti Aepnus Technology byl vývoj nového elektrolyzéru - hromady kovových elektrod oddělených membránami, do nichž se přivádějí vodné suroviny, které se následně pomocí elektřiny přeměňují na požadované chemické produkty. „Tímto způsobem můžeme vzít síran sodný a přeměnit ho zpět na dvě chemická činidla, která jsou základem bateriového průmyslu: kyselinu sírovou a kaustickou sodu,“ vysvětluje Hackl. Namísto uchovávání množství vody pro tento účel budou moci zákazníci ponechat elektrolyzér společnosti Aepnus Technology na místě. „To může v mnoha ohledech urychlit uvedení baterie na trh,“ říká Hackl. „Protože již nevzniká žádný odpad, společnosti nepotřebují povolení k jeho zmírnění; smyčka je uzavřena.“

Společnost Aepnus Technology uvedla svůj systém v pilotním měřítku do provozu na začátku roku 2024, přičemž na jeho palubě se již nachází blíže nespecifikovaný zákazník. Společnost Akuzum uvádí, že počáteční produkce bude malá - dvě tuny ročně, což je kapka v moři, když jeden závod na výrobu baterií produkuje „desítky tisíc tun“ síranu sodného.

Čtěte také: Odpad v České republice

Elektrolyzér společnosti Aepnus Technology zvyšuje perspektivu onshoringu a zlepšuje udržitelnost důležitých chemických látek pro zpracování bateriových materiálů. V době psaní tohoto článku společnost Akuzum uvádí, že je na 10 % cesty ke svému konečnému cíli. „Elektrochemie je klíčem k dekarbonizaci průmyslu, který je jinak velmi obtížné zlepšit,“ zdůrazňuje Hackl.

Recyklace Elektroodpadu

Při získávání drahých kovů (DK) a obecných kovů (OK) z odpadních elektrických a elektronických zařízení (OEEZ) se dnes používají ty postupy, které jsou zároveň schopny splnit parametry materiálového využití OEEZ dané zákonem č. 7/2005 Sb., o odpadech.

Předúprava OEEZ

Tato technologicky a investičně relativně nenáročná část celého recyklačního procesu je zcela nezbytnou součástí následných technologických kroků, protože zajišťuje demontáž a následné odstranění látek z OEEZ, jak to vyžaduje zákon o odpadech. Při demontáži musí být ze zařízení vyjmuty např. plošné spoje, kabely a veškeré nebezpečné látky. Nejsou-li tyto nebezpečné látky manuálně odstraněny, způsobí při následné mechanické úpravě kontaminaci celé zpracovávané šarže.

Předúprava tudíž zahrnuje především ruční demontáž a předtřídění OEEZ. Takto předupravený odpad se dále zpracovává na mechanické třídicí lince drcením a mletím s následnou separací na magnetických a Foucaultových separátorech s konečným rozdružením na fluidním vibračním splavu. Tento postup se osvědčil zejména proto, že vedle kovových frakcí umožňuje také recyklaci a materiálové využití plastů, jež tvoří nezanedbatelný hmotnostní podíl OEEZ. Proces recyklace elektroodpadu začíná jeho sběrem a tříděním.

Pyrometalurgické zpracování OEEZ

Hlavní předností pyrometalurgických metod je možnost zpracovávat všechny formy OEEZ. Tomuto zpracování nemusí nutně předcházet demontáž součástí obsahujících nebezpečné látky a úprava drcením, protože v procesu tavení v šachtové peci (Varta) a následném zpracování odplynů jsou zneškodněny.

Čtěte také: Co je hierarchie zpracování odpadu?

Problematickým jevem při použití této technologie je nutnost vypořádat se s těkavými těžkými kovy, jako je rtuť, kadmium a selen, které jsou součástí většiny zvláště starých OEEZ a které snadno unikají čisticím systémem odplynů. S touto metodou souvisí také problematika tvorby a následné likvidace dioxinů, furanů a furfuralů, které vznikají za katalytického působení mědi, a v neposlední řadě i produkce oxidu uhličitého, jehož geneze v technologických procesech je regulována ratifikovaným Kjótským protokolem.

Při pyrometalurgickém zpracování OEEZ se drahé kovy obvykle kumulují v měděném regulu (měď je kolektorem drahých kovů). Komplikace ovšem nastávají při zpracování OEEZ v olovářské peci, kde sice drahé kovy přecházejí do olova, ale obecné kovy jako měď a nikl jsou převáděny do sulfidického kaménku a následně ukládány na skládku. Ke speciálním technologiím patří přímé tavení ve válcové peci se speciálním hořákem. Pracovním plynem je technický kyslík. Výtěžnost kovů ze vsádky má dosahovat 98,5 %, u zlata 99 %. V každém případě není pyrometalurgická část recyklace OEEZ finální koncovkou, ale rafinačním mezistupněm, který většinou předchází elektrolytické rafinaci.

Hydrometalurgické zpracování

Průmyslově se jako nejefektivnější postup uplatnil proces elektrolytické rafinace mědi. Při tomto procesu jsou maximálně využívány jak DK, tak i OK získané pyrometalurgickým zpracováním v podobě tzv. blistrové měděné anody. Proces spočívá v elektrolytickém rozpouštění směsné anody v kyselině sírové s následnou depozicí čisté mědi na katodě. Takovýmto způsobem se získá měď o ryzosti 99,9 %. Ta je opět vhodná pro použití v elektroprůmyslu jako elektrovodná měď.

V elektrolytu se kumulují zejména nikl, zinek a kobalt. Z uvedených příměsí se kapalinovou extrakcí a následným odparem a krystalizací vyrábějí sírany využitelné v galvanických procesech. Drahé kovy a některé obecné kovy jako selen a bismut se kumulují v anodovém kalu, který je z procesu elektrorafinace periodicky odebírán a zpracováván. Výstupem jsou ryzí stříbro, zlato, palladium a selen.

Kovohutě Příbram a Recyklace OEEZ

Společnost Kovohutě Příbram s dlouhou tradicí ve výrobě olova a stříbra a později v recyklaci olověných odpadů, se v posledních letech stále aktivněji zajímá i o recyklaci odpadů s obsahem drahých kovů a elektrošrotu. Příbramská technologie zpracování OEEZ (odpadních elektrických a elektronických zařízení) cestou olova, tedy pyrometalurgicky, a následné získávání drahých kovů rafinací je ve světě ojedinělá.

Čtěte také: Zpracování textilu a ekologie

Desky tištěných spojů jsou zpracovávány cestou olova a to tak, že při recyklaci olověných odpadů v šachtové peci ve speciálních kampaních je tento materiál přidáván do běžné vsázky šachtové pece a protože olovo výborně rozpouští drahé kovy, je produktem šachtové pece surové olovo s obsahem stříbra a ostatních drahých kovů.

Vstupem je v podstatě veškerý elektrošrot: malé domácí spotřebiče (mixéry, toastery, kávovary), hnědá technika (hifi věže, videa, DVD, audiopřehrávače, televize bez obrazovkového skla), IT vybavení - počítače, tiskárny, faxy, klávesnice, monitory bez obrazovkového skla), telekomunikace (stacionární i mobilní telefony, ústředny), ruční nářadí (vrtačky, zahradní nářadí), hračky - tzn. v podstatě vše kromě velké bílé domácí techniky (chladniček, mrazniček a jejich kombinací, myček, praček, el.

Zpracování odpadů s obsahem drahých kovů (stříbro, zlato, palladium, platina) se u nás zabývá přibližně deset firem. Příbramská technologie zpracování OEEZ (odpadních elektrických a elektronických zařízení) cestou olova, tedy pyrometalurgicky, a následné získávání drahých kovů rafinací je ve světě ojedinělá.

Cesta Olova

Desky tištěných spojů jsou zpracovávány cestou olova a to tak, že při recyklaci olověných odpadů v šachtové peci ve speciálních kampaních je tento materiál přidáván do běžné vsázky šachtové pece a protože olovo výborně rozpouští drahé kovy, je produktem šachtové pece surové olovo s obsahem stříbra a ostatních drahých kovů. Tyto je poté možno z olova odrafinovat pomocí zinku za vzniku produktu - zvláštní pěny obsahující zhruba 2 % drahých kovů, zinek a olovo.

Obsažený zinek se poté oddělí v destilační peci k opětné rafinaci drahých kovů a zbývající surovina pokračuje do procesu pece anglické, kde se po roztavení vháněním kyslíku lázeň zbavuje nečistot (oxiduje se olovo a ostatní příměsi, zatímco drahé kovy zůstávají ve formě kovové. Tím dochází k nárůstu obsahu drahých kovů v lázni. V průběhu tavícího procesu se poté přidávají materiály s vyšším obsahem drahých kovů (stěry, slitky) a za stálého vhánění kyslíku dojde až k takovému dočištění lázně, že celkový obsah ! drahého kovu je kolem 98 % (stříbro s obsahem zlata, palladia a platiny).

Z anglické pece se kov odlévá buď přímo do anod k následné elektrolytické rafinaci a nebo je slitina odlita do bločků na prodej.

Zpracování amortizačních odpadů cestou olova je ve světě ojedinělé a má nesporné množství výhod. Na druhé straně při tomto způsobu zpracování dochází ke ztrátě obsažené mědi, která v tomto procesu přechází do kamínku (produktu šachtové pece), který je ukládán na skládku. Samozřejmě ani výtěžnost drahého kovu není stoprocentní a rovněž dochází k určitým ztrátám.

SAFINA, a. s.

SAFINA, a. s., se ve středoevropském regionu řadí k největším zpracovatelům odpadů s dlouholetou tradicí v oblasti recyklace odpadů s obsahem drahých kovů. Pro mechanické třídění a předúpravu OEEZ vyvinula a vyprojektovala vlastní třídicí linku, která splňuje požadavky BAT (Best Available Technologies, nejlepší dostupné technologie).

Třídicí linka zahrnuje proces předúpravy materiálu s mechanickým zpracováním o kapacitě deset tisíc tun ročně. Výstupy z této linky v podobě jednotlivých kovových i nekovových frakcí umožňují splnit legislativní požadavek na minimální materiálové zhodnocení OEEZ ve výši 50 až 75 % přijaté hmotnosti podle dané skupiny elektroodpadu.

SAFINA, a. s., dále vyvinula společně s firmami Vitaro a Chemoprojekt technologii na recyklaci a materiálové využití starých baterií NiCd (nikl-kadmium), NiMH (nikl-kov-hydrid), Li-Ion (lithium-iont), jakož i dalších přenosných primárních i sekundárních článků.

V současné době je tato technologie ve fázi projektové přípravy a s jejím zprovozněním se počítá do konce roku 2005. Kromě již zmíněných materiálů bude tato technologie schopna zpracovávat rovněž elektrolytické kondenzátory s obsahem PCB (Polychlorinated Biphenyls, polychlorované bifenyly), které pocházejí z ruční demontáže OEEZ, a dále displeje LCD a plazmové obrazovky. SAFINA, a. Uvedená ohodnocení a průběžné kontroly kvality výrobků akreditovanou analytickou laboratoří jsou zárukou standardně vysoké kvality výrobků a technologií, které SAFINA, a. s., nabízí svým zákazníkům. SAFINA, a. s. Zpracování netříděných elektrochemických článků spočívá v procesu RECYTEC.

Tabulka Obsahu Materiálů ve FVP I.

Níže uvedená tabulka shrnuje obsah materiálů ve FVP I. (bližší specifikace FVP I. v textu výše):

tags: #elektrolytické #zpracování #odpadu #metody

Oblíbené příspěvky:

• Správná výška dřezového odpadu
• Zkušenosti s koši Leifheit
• Fortel ECO: Třídění odpadu
• Lokality s čistým ovzduším v Praze
• Bezpečnostní pokyny CIT Čistič Odpadů 1000g