Próiseáil foinsí fuinnimh ceimiceacha

Is cás coitianta i ngach teach é nach bhfuil cadhnraí a ceannaíodh le déanaí go maith a thuilleadh. Nó b'fhéidir, ag tabhairt aire don chomhshaol, agus ag an am céanna - faoi shaibhreas ár sparán, fuair muid cadhnraí? Tar éis tamaill, diúltóidh siad comhoibriú freisin. Mar sin sa bhruscar? Cinnte nach bhfuil! Agus muid ar an eolas faoi na bagairtí a chruthaíonn cealla sa chomhshaol, lorgóimid pointe rally.

Bailiúchán

Cad é scála na faidhbe a bhfuilimid ag déileáil léi? Thug tuarascáil ón bPríomhchigire Comhshaoil ​​in 2011 le fios go raibh níos mó ná 400 milliún cealla agus cadhnraí. Rinne thart ar an líon céanna féinmharú.

Rís. 1. Meán-chomhdhéanamh na n-amhábhar (cealla a úsáidtear) ó bhailiúcháin stáit.

Mar sin ní mór dúinn a fhorbairt thart ar 92 tonna de dhramhaíl ghuaiseach ina bhfuil miotail throma (mearcair, caidmiam, nicil, airgead, luaidhe) agus roinnt comhdhúile ceimiceacha (hiodrocsaíd photaisiam, clóiríd amóiniam, dé-ocsaíd mhangainéise, aigéad sulfarach) (Fíor 1). Nuair a chaithimid ar shiúl iad - tar éis an sciath a chreimeadh - truaillíonn siad an ithir agus an t-uisce (Fíor 2). Ná déanaimis "bronntanas" den sórt sin don chomhshaol, agus mar sin dúinn féin. As an tsuim seo, bhí 34% i gceist le próiseálaithe speisialaithe. Mar sin, tá go leor le déanamh fós, agus nach é an sólás é nach bhfuil sé ach sa Pholainn?

Rís. 2. Bratuithe cille creimthe.

Níl leithscéal againn a thuilleadh gan áit ar bith le dul cealla a úsáidtear. Ní mór do gach asraon a dhíolann cadhnraí agus athsholáthairtí glacadh leo uainn (chomh maith le seanfhearais leictreonaice agus tí). Chomh maith leis sin, tá coimeádáin ag go leor siopaí agus scoileanna inar féidir linn cages a chur. Mar sin ná déanaimis "séanadh" agus ná caith cadhnraí agus taisc-cheallraí úsáidte sa bhruscar. Le fonn beag, gheobhaidh muid pointe rally, agus na naisc féin meáigh chomh beag sin nach mbeidh an nasc tuirseach dúinn.

Sórtáil

Mar is amhlaidh le daoine eile ábhair in-athchúrsáilte, déanann an claochlú éifeachtach ciall tar éis a shórtáil. De ghnáth bíonn dramhaíl ó mhonarchana déantúsaíochta aonfhoirmeach ó thaobh cáilíochta, ach is meascán de chineálacha cille atá ar fáil í dramhaíl ó bhailiúcháin phoiblí. Mar sin, éiríonn an phríomhcheist deighilt.

Sa Pholainn déantar sórtáil de láimh, agus tá línte sórtála uathoibrithe ag tíortha Eorpacha eile cheana féin. Úsáideann siad rilleáin le méideanna cuí mogaill (ag ligean scaradh cealla de mhéideanna éagsúla) agus x-gha (sórtáil ábhair). Tá comhdhéanamh na n-amhábhar ó bhailiúcháin sa Pholainn beagán difriúil freisin.

Go dtí le déanaí, bhí ár gcealla Leclanche aigéadach clasaiceach chun tosaigh. Is le déanaí a tháinig an buntáiste a bhaint as na heilimintí alcaileach níos nua-aimseartha, a conquering na margaí an Iarthair blianta fada ó shin, faoi deara. In aon chás, is ionann an dá chineál cealla indiúscartha agus níos mó ná 90% de na cadhnraí a bailíodh. Is é atá sa chuid eile ná cadhnraí cnaipe (cumhachtú uaireadóirí (Fíor 3) nó áireamháin), cadhnraí in-athluchtaithe agus cadhnraí litiam le haghaidh fóin agus ríomhairí glúine. Is é an chúis atá le sciar den sórt sin beag ná an praghas níos airde agus an saol seirbhíse níos faide i gcomparáid le heilimintí indiúscartha.

Rís. 3. Nasc airgid a úsáidtear chun uaireadóirí caol a chumhachtú.

Próiseáil

Tar éis an bhriseadh, tá sé in am don rud is tábhachtaí céim phróiseála - aisghabháil amhábhar. I gcás gach cineál, beidh na táirgí a fhaightear beagán difriúil. Mar sin féin, tá na teicnící próiseála cosúil.

próiseáil mheicniúil comhdhéanta de dhramhaíl a mheilt i muilte. Déantar na codáin mar thoradh air sin a dheighilt ag baint úsáide as leictreamaighnéid (iarann ​​​​agus a chóimhiotail) agus córais criathar speisialta (miotail eile, eilimintí plaisteacha, páipéar, etc.). Tuilte luíonn an modh ar an bhfíric nach gá na hamhábhair a shórtáil go cúramach sula ndéantar iad a phróiseáil, locht - méid mór dramhaíola neamh-inúsáidte nach mór a dhiúscairt i láithreáin líonta talún.

Athchúrsáil hydrometallurgical is é sin díscaoileadh na gceall in aigéid nó i mbun bunanna. Ag an gcéad chéim eile den phróiseáil, déantar na réitigh a eascraíonn as a íonú agus a scaradh, mar shampla, salainn miotail, chun eilimintí íon a fháil. Mór buntáiste tá an modh tréithrithe ag tomhaltas íseal fuinnimh agus méid beag dramhaíola a dteastaíonn diúscairt air. Lochtach Éilíonn an modh athchúrsála seo na cadhnraí a shórtáil go cúramach chun éilliú na dtáirgí dá bharr a sheachaint.

Próiseáil theirmeach Is éard atá i gceist leis na cealla a bhá in oighinn den dearadh cuí. Mar thoradh air sin, déantar a n-ocsaídí a leá agus a fháil (amhábhair do mhuilte cruach). Tuilte Is éard atá sa mhodh seo an fhéidearthacht cadhnraí neamhshórtáilte a úsáid, locht agus – tomhaltas fuinnimh agus giniúint táirgí dócháin díobhálacha.

Thairis sin in-athchúrsáilte Stóráiltear na cealla i láithreáin líonta talún tar éis réamhchosaint ar dhul isteach a gcomhpháirteanna isteach sa chomhshaol. Mar sin féin, níl sé seo ach beart leath, ag cur siar an gá atá le déileáil leis an gcineál seo dramhaíola agus dramhaíl go leor amhábhar luachmhar.

Is féidir linn cuid de na cothaithigh inár saotharlann baile a athchóiriú freisin. Is iad seo comhpháirteanna na n-eilimintí Leclanche clasaiceach - since ard-íonachta ó na cupáin a bhaineann leis an eilimint, agus leictreoidí graifít. De rogha air sin, is féidir linn dé-ocsaíd mangainéise a scaradh ón meascán laistigh den mheascán - go simplí é a fhiuchadh le huisce (chun neamhíonachtaí intuaslagtha a bhaint, clóiríd amóiniam go príomha) agus scagaire. Tá an t-iarmhar dothuaslagtha (éillithe le deannach guail) oiriúnach don chuid is mó d'imoibrithe a bhaineann le MnO.₂.

Ach ní hamháin go bhfuil na heilimintí a úsáidtear chun fearais tí a chumhachtú in-athchúrsáilte. Is foinse amhábhar iad seancheallraí gluaisteán freisin. Baintear an luaidhe astu, a úsáidtear ansin chun feistí nua a mhonarú, agus déantar na cásanna agus an leictrilít a líonadh a dhiúscairt.

Ní gá a mheabhrú d'aon duine an damáiste don chomhshaol a d'fhéadfadh a bheith mar thoradh ar thuaslagán tocsaineach miotail throma agus aigéad sulfarach. Maidir lenár sibhialtacht theicniúil atá ag forbairt go tapa, is samhail é an sampla de chealla agus cadhnraí. Ní fadhb atá ag méadú ná táirgeadh an táirge féin, ach é a dhiúscairt tar éis é a úsáid. Tá súil agam go spreagfaidh léitheoirí na hirise "Teicneoir Óg" daoine eile chun athchúrsáil a dhéanamh de réir a shampla.

Turgnamh 1 - ceallraí litiam

cealla litiam úsáidtear iad in áireamháin agus chun cumhacht BIOS na motherboards ríomhaire a choinneáil (Fig. 4). Lig dúinn a dheimhniú láithreacht litiam miotalach iontu.

Rís. 4. Cill litiam-mangainéise a úsáidtear chun cumhacht BIOS motherboard ríomhaire a choinneáil.

Tar éis an eilimint a dhíchóimeáil (mar shampla, an cineál coitianta CR2032), is féidir linn sonraí an struchtúir a fheiceáil (Fíor 5): ciseal comhbhrúite dubh dé-ocsaíd mhangainéise MnO₂, leictreoid deighilteoir scagach atá líonta le tuaslagán leictrilít orgánach, fáinne plaisteach inslithe agus dhá chuid miotail a fhoirmíonn tithíocht.

Rís. 5. Comhpháirteanna cille litiam-mangainéise: 1. An chuid íochtair den chomhlacht le sraith de mhiotal litiam (leictreoid dhiúltach). 2. Deighilteoir atá líonta le tuaslagán leictrilít orgánach. 3. Ciseal brúite de dhé-ocsaíd mangainéise (leictreoid dhearfach). 4. Fáinne plaisteacha (inslitheoir leictreoid). 5. Tithíocht uachtarach (críochfort leictreoid dhearfach).

Tá an ceann is lú (an leictreoid diúltach) clúdaithe le sraith litiam, a dhorchaíonn go tapa san aer. Sainaithnítear an eilimint le tástáil lasrach. Chun seo a dhéanamh, tóg roinnt miotail bog ar dheireadh na sreinge iarainn agus cuir an sampla isteach sa lasair dóire - léiríonn dath carmine láithreacht litiam (Fíor 6). Déanaimid iarmhar miotail a dhiúscairt trí iad a thuaslagadh in uisce.

Rís. 6. Sampla de litiam i lasair dóire.

Cuir leictreoid miotail le sraith de litiam in eascra agus doirt cúpla cm³ uisce. Tarlaíonn imoibriú foréigneach sa soitheach, agus scaoileadh gáis hidrigine ag gabháil leis:

Is bonn láidir í hiodrocsaíd litiam agus is féidir linn é a thástáil go héasca le páipéar táscaire.

Taithí 2 - banna alcaileach

Gearr amach eilimint alcaileach indiúscartha, mar shampla, cineál LR6 ("méar", AA). Tar éis an cupán miotail a oscailt, tá an struchtúr inmheánach le feiceáil (Fíor 7): taobh istigh tá mais éadrom a fhoirmíonn anóid (hiodrocsaíd photaisiam nó sóidiam agus deannaigh since), agus ciseal dorcha de dhé-ocsaíd mangainéise MnO timpeall air.₂ le deannach graifít (catóide cille).

Rís. 7. Imoibriú alcaileach na maise anóid i gcill alcaileach. Struchtúr ceallacha infheicthe: mais fhoirmithe anóid éadrom (KOH + deannach since) agus dé-ocsaíd mhangainéise dorcha le deannach graifíte mar chatóid.

Tá na leictreoidí scartha óna chéile ag scairt páipéir. Cuir méid beag de shubstaint éadrom i bhfeidhm ar an stiall tástála agus moistigh le braon uisce é. Léiríonn an dath gorm imoibriú alcaileach na maise anóid. Is fearr an cineál hiodrocsaíd a úsáidtear a fhíorú le tástáil lasair. Déantar sampla de mhéid roinnt síolta poipín a ghreamú de shreang iarainn atá sáithithe in uisce agus a chur i lasair dóire.

Léiríonn dath buí úsáid hiodrocsaíde sóidiam ag an monaróir, agus léiríonn dath bándearg-corcra hiodrocsaíd photaisiam. Ós rud é go n-éilíonn comhdhúile sóidiam beagnach gach substaint, agus go bhfuil an tástáil lasair don eilimint seo thar a bheith íogair, is féidir le dath buí an lasair línte speictreach potaisiam a mhaslú. Is é an réiteach ná breathnú ar an lasair trí scagaire gorm-violet, ar féidir a bheith ina ghloine cóbalt nó ina tuaslagán ruaime sa fhleascán (indigo nó violet methyl a fhaightear sa dífhabhtán créachta, pyoctane). Déanfaidh an scagaire an dath buí a ionsú, rud a ligeann duit láithreacht potaisiam sa sampla a dhearbhú.

Cóid ainmniúcháin

Chun sainaithint cineál cille a éascú, tugadh isteach cód alfa-uimhriúil speisialta. Maidir leis na cineálacha is coitianta inár dtithe, is cosúil: uimhir-litir-litir-uimhir, áit a bhfuil:

- is é an chéad dhigit líon na gceall; neamhaird do chealla aonair.

– léiríonn an chéad litir an cineál cille. Nuair a bhíonn sé as láthair, is cill since-graifít Leclanche é (anóid: since, leictrilít: clóiríd amóiniam, NH₄Cl, clóiríd since ZnCl₂, catóide: dé-ocsaíd mhangainéise MnO₂). Déantar cineálacha eile cille a lipéadú mar seo a leanas (úsáidtear an hiodrocsaíd sóidiam is saoire freisin in ionad hiodrocsaíd photaisiam):

A, P – eilimintí aeir since (anóid: since, laghdaítear ocsaigine an atmaisféir ar chatóid ghraifíte);

B, C, E, F, G - cealla litiam (anóid: litiam, ach úsáidtear go leor substaintí mar chatóidí agus leictrilít);

H – Ceallraí hidríde nicil-mhiotail Ni-MH (hidríd mhiotail, KOH, NiOOH);

K – Ceallraí nicil-caidmiam Ni-Cd (caidmiam, KOH, NiOOH);

L – eilimint alcaileach (sinc, KOH, MnO₂);

M – eilimint mearcair (since, KOH; HgO), nach n-úsáidtear a thuilleadh;

S – eilimint airgid (sinc, KOH; Ag₂FAOI);

Z – eilimint nicil-mangainéise (sinc, KOH, NiOOH, MnO₂).

- léiríonn an litir seo a leanas cruth an naisc:

F - lamellar;

R - sorcóireach;

S - dronuilleogach;

P – ainmniú reatha cealla a bhfuil cruthanna seachas cruthanna sorcóireacha acu.

– léiríonn an figiúr deiridh nó na figiúirí deiridh méid na tagartha (luachanna catalóige nó ag tabhairt toisí go díreach).

Samplaí á marcáil:

R03
 - cill graifíte since ar mhéid méar bhig. Ainmniúchán eile is ea AAA nó micrea.

LR6 - cill alcaileach de mhéid méar. Ainmniúchán eile is ea AA nó minion.

HR14  – Ni-MH ceallraí, tá an litir C úsáid freisin le haghaidh méid.

KR20 – Ceallra Ni-Cd, a bhfuil a mhéid marcáilte leis an litir D freisin.

3LR12 - ceallraí cothrom le voltas 4,5 V, comhdhéanta de thrí chealla alcaileach.

6F22 - ceallraí 9V; tá sé chill aonair phlánach since-graifíte faoi iamh i gcás dronuilleogach.

CR2032 – cill litiam-mangainéise (litiam, leictrilít orgánach, MnO₂) le trastomhas 20 mm agus tiús 3,2 mm.