Akumulatory elektryczne są wtórnym źródłem energii, ich zadaniem jest jej magazynowanie, ale w taki sposób, by po wyładowaniu można było ponownie doprowadzić do stanu całkowitego naładowania z możliwością wielokrotnego powtarzania tych procesów. Najczęściej stosowane są akumulatory kwasowe (ołowiowe) i zasadowe (niklowo-żelazowe, srebrowo-cynkowe, niklowo-kadmowe). Oprócz naczynia z elektrolitami w każdym akumulatorze znajdują się elektrody, tworzące razem ogniwa galwaniczne, które z kolei łączy się szeregowo w celu uzyskania wyższego napięcia znamionowego.
W pojazdach samochodowych nadal najczęściej wykorzystywanym statycznym źródłem energii są akumulatory ołowiowe (kwasowe). Każde ogniwo z którego składa się taki akumulator ma napięcie znamionowe 2 [V]. Zatem w celu uzyskania napięcia 6 [V] łączy się szeregowo trzy ogniwa, w celu uzyskania napięcia 12 [V] łączy się szeregowo sześć ogniw. Akumulator ołowiowy składa się z dwóch zespołów płyt ołowiowych oraz naczynia z elektrolitem. Jeden zespół płyt jest biegunem dodatnim. Płyty te pokryte są dwutlenkiem ołowiu (Pb O2). W drugim zespole płyt, który jest biegunem ujemnym stosuje się tzw. ołów gąbczasty. Tak wykonane płyty są z kolei umieszczone w elektrolicie. Elektrolitem jest w tego typu akumulatorach roztwór kwasu siarkowego.
Substancje z jakich składają się akumulatory samochodowe po zużyciu ich stają się niebezpieczne dla środowiska i zdrowia ludzi, gdyż zawierają one ołów, kadm, rtęć. Gospodarka odpadami akumulatorowymi i bateriami jest więc bardzo trudna, zarówno ze względu na ich podstawowy skład, a także na fakt występowania ich jako różnorodnych źródeł prądu w bardzo szerokim asortymencie urządzeń, używanych w wielu dziedzinach życia. właśnie z tego powodu, jak i ze względu na wysoki poziom rozproszenia miejsc powstawania odpadów występują trudności w kontroli właściwego gromadzenia odpadów i ich przetwarzania.
Wyrzucanie baterii i akumulatorów na wysypiska komunalne to powszechna praktyka stosowana w naszym kraju, wyniku czego wiele substancji niebezpiecznych przenika do gleby, wód powierzchniowych i podziemnych, powodując ich skażeni. Można temu przeciwdziałać, gdyż baterie i akumulatory stanowią znaczną wartość surowcową, które poddane recyklingowi ochraniają naturalne złoża surowcowe.
Na polskim rynku możemy wyróżnić trzy grupy chemicznych źródeł prądu:
– akumulatory ołowiowe,
– akumulatory niklowo – kadmowe wielko- i małogabarytowe,
– baterie pierwotne i pozostałe baterie wtórne.
Jednakże przerób akumulatorów ołowiowych w Polsce prowadzą tylko dwie firmy, które znajdują się w województwie śląskim i są to:
– „Orzeł Biały” w Bytomiu – moc przerobowa 120 tys. ton złomu rocznie,
– „Baterpol” w Świętochłowicach – moc przerobowa 70 tys. ton rocznie.
Firmy te posiadają sieć zbierania zużytych akumulatorów, w związku z tym zajmują się także pośrednictwem w wyposażeniu odbiorców w kwasoodporne pojemniki niezbędne do transportu akumulatorów.
Proces recyklingu akumulatorów przeprowadzany w tych przedsiębiorstwach ma na celu głównie odzysk ołowiu i kwasu siarkowego. Wielkość zapotrzebowania na przerób akumulatorów ołowiowych w Polsce szacowana jest na około 80 tys. ton, a moce przerobowe tylko tych dwóch zakładów znacznie ją przekraczają.
Kolejnym problemem związanym z tego typu recyklingiem jest fakt, że stał się on mniej opłacalny ze względu na niskie ceny ołowiu, który jest głównym produktem recyklingu, co z kolei spowodowane jest głównie nadprodukcją taniego ołowiu w Chinach.
Mimo tak niekorzystnej sytuacji ekonomicznej w Polsce obecnie przerabia się niemal 100% zużywanych akumulatorów. Jednakże w naszym przypadku wzrost przerobu jednej z firm może się odbyć tylko kosztem drugiej. Najlepsze rozwiązanie stanowiłby import, ale w przypadku zużytych akumulatorów jest on zabroniony prawnie, gdyż wg naszych przepisów akumulatory kwalifikuje się do odpadów niebezpiecznych.
Kolejny rodzaj akumulatorów, czyli niklowo – kadmowe przerabiane są w kraju w firmie „MarCo” w Rudnikach koło Częstochowy. Przeróbka ta przebiega w następujący sposób: Najpierw otwiera się akumulator i usuwa elektrolit, następnie części metalowe, a na końcu wydziela płyty żelazo-niklowych i żelazo-kadmowych. Płyty żelazo-niklowe eksportuje się, zaś elektrolit przekazywany jest do neutralizacji roztworów kwaśnych. Części metalowe sprzedawane są jako złom stalowy.
Firma „Kadm-Oława” specjalizuje się w przeróbce płyt żelazo – kadmowych na tlenek kadmu. Przerób ten uruchamiany jest jednak okresowo, tylko w przypadku uzyskania zamówienia, ze względu na wycofywanie kadmu z użycia. W związku z brakiem zbytu na CdO potrzebne będą zmiany technologii przerobu płyt kadmowych do kadmu metalicznego, który magazynowany nie szkodzi środowisku. W utylizacji akumulatorów można zauważyć negatywne działania związane z ich zbiórką i ich nieprawidłową przeróbkę w celu uzyskania płyt niklowych, których sprzedaż przynosi znaczne efekty ekonomiczne. Pozostałe produkty rozbiórki usuwane są w sposób zagrażający środowisku, czyli poprzez wylewanie elektrolitu do kanalizacji lub do gleby oraz przekazywanie płyt żelazo-kadmowych do hut jako złom.
Francja stanowi przykład kraju, w którym problem próbuje się rozwiązać w następujący sposób: Już od dziewięciu lat istnieje tam zorganizowany system zbierania zużytych baterii i akumulatorów. Na terenie tego kraju w 2007 roku funkcjonowało ponad 33 500 punktów zbiórki. Punkty te zlokalizowane są w zakładach serwisowych urządzeń AGD oraz urządzeń elektrycznych i elektronicznych, gdzie indywidualni użytkownicy mogą oddawać zużyte baterie i akumulatory, istnieje też system dystrybucji polegający na bezpośrednim ich pozyskiwaniu od użytkowników. Pozyskiwanie odbywa się też przez jednostki użyteczności publicznej (np. sklepy, urzędy miast i gmin), gdzie mieszkańcy dostarczają tego typu odpady do specjalnych pojemników.
Zebrane w ten sposób baterie i akumulatory poddawane są procesom odzysku lub unieszkodliwiania. W 2005 roku we Francji funkcjonowało sześć instalacji do przerobu baterii, jedna akumulatorów NI-Cd i pięć do przetwarzania akumulatorów ołowiowych, ponadto trzy zakłady obróbki wstępnej. W zakładach tych odzysk lub utylizacja odbywa się w trzech procesach:
– proces hydrometalurgiczny – polega na chemicznej obróbce, w wyniku której następuje odzysk metali po strąceniu wodnych roztworów. Wcześniej jednak zalecany jest demontaż separacja na jednolite frakcje,
– proces pirometalurgiczny – opiera się na termicznym odzysku metali poprzez wprowadzenie ich w stan lotny. Nie wymaga on demontażu chemicznych źródeł prądu, ale jest energochłonny i powoduje emisję pyłów i gazów,
– proces termiczny – polega na przeprowadzeniu pirolizy, a następnie destylacji, która jest uzupełniana w razie takiej konieczności przez hydrometalurgiczny lub pirometalurgiczny,
– w wyniku tych procesów dochodzi do odzysku 16% zużytych baterii i akumulatorów.
Andrzej Głaz, Piotr Głaz, Małgorzata Hojdak