УТИЛИЗИРОВАТЬ И ОБЕЗОПАСИТЬ

— Россия — один из мировых лидеров как по разведанным запасам тяжелого металла, так и по производству рафинированного свинца. По общему производству свинца РФ занимает седьмое место, а по переработке вторичного сырья — девятое. Это свидетельствует прежде всего о том, что отработавшие свинцовые аккумуляторы наши потребители не торопятся сдавать на переработку. В результате опасные отходы по-прежнему засоряют окружающую среду, а заводы по вторичной переработке свинцовых изделий терпят убытки из-за простоя. Еще одно следствие этого — рост цен на товары, в производстве которых используется свинец, в том числе автомобильных аккумуляторов. Проблема их утилизации стоит очень остро, тем более что количество автомобилей в последние десятилетия неуклонно растет.

— Этот тяжелый металл и большинство его соединений относятся к I классу опасности. Они попадают в организм преимущественно в результате вдыхания и проглатывания и способны накапливаться в костях, вызывая их постепенное разрушение, в печени и почках. Интоксикация свинцом вызывает повышение кровяного давления и другие нарушения, часто необратимые, в работе сердечно-сосудистой, а также нервной, пищеварительной систем, снижение репродуктивной функции.

— Многие проблемы, к сожалению, остались. Большинство заводов, перерабатывающих свинцовые отходы, испытывают дефицит сырья, потому что не могут на законных основаниях напрямую покупать аккумуляторы у населения или юридических лиц. Людям предлагают сдавать аккумуляторы бесплатно, ведь владельцы пунктов сбора должны заплатить по тарифу Федерального экологического оператора (специализированная организация, занимающаяся обращением с отходами различных видов и классов опасности и ликвидацией экологического вреда), а это 62 тысячи рублей за тонну. Аккумуляторы либо выбрасывают, либо понижают их класс опасности путем слива электролита.

Сейчас Минприроды РФ прорабатывает вопросы отраслевой специфики при обращении с отходами свинцово-кислотных, щелочных и литий-ионных аккумуляторов и аккумуляторных батарей, первичных диоксидмарганца-цинковых и диоксидмарганца-литиевых элементов питания и батарей. Новая система включает специальное регулирование, федерального оператора и инфраструктуру для обращения с отходами, в полном объеме удовлетворяющую потребностям в переработке и утилизации чрезвычайно опасных и высокоопасных отходов. Сотрудники ИВТЭ принимают непосредственное участие в этой деятельности в составе рабочей группы Минприроды России.

— В промышленных масштабах сейчас используется способ пирометаллургического рафинирования с применением химических реагентов, но он имеет ряд недостатков. Это длительный, многостадийный и экологически небезопасный процесс, в ходе которого происходят значительное газовыделение и пылеунос вредных веществ, что обусловлено высокими температурами и летучестью свинца и его соединений. Свинец выводится из технологической цепочки, и образуются отходы в виде свинцово-висмутовых сплавов. На данный момент они не перерабатываются, а накапливаются на производственных площадках либо продаются по цене основного компонента — свинца, без учета стоимости висмута. К тому же, для пирометаллургического рафинирования требуется большое количество дорогостоящих реагентов.

Попытки рафинировать свинцовое сырье электрохимическим методом в водных электролитах не увенчались успехом из-за низкой производительности, обусловленной малой плотностью тока и пассивацией анода, а также из-за высоких удельных затрат электроэнергии.

— Перспективный способ — электролитическое рафинирование свинца в среде ионных солевых расплавов, которое протекает без существенных кинетических затруднений при больших плотностях тока и не требует таких высоких температур, как пирометаллургические процессы. В нашем институте еще в 2014 г. были разработаны научные основы этого процесса. По сравнению с действующей технологией он позволяет сократить количество стадий производства, поскольку это не рафинирование в котлах, когда на каждой стадии удаляется какая-то одна примесь, а комплексная очистка вторичного сырья с получением товарного продукта.

Сейчас мы занимаемся разработкой методов электролитического рафинирования свинцово-висмутистых сплавов в эквимольном расплаве хлоридов калия и свинца. У нас есть индустриальный партнер — «Уральская горно-металлургическая компания», которая наряду со многими другими продуктами производит катодный свинец. На одной из стадий рафинирования образуется свинцово-висмутистый сплав с высоким содержанием висмута, и в настоящий момент эти отходы не перерабатываются, а складируются на промышленных площадках компании. Предложенный учеными ИВТЭ УрО РАН метод рафинирования в расплавах с применением пористых керамических диафрагм позволит получать на выходе в качестве товарного продукта сплавы свинца с висмутом. Надеемся, что эта технология будет реализована в опытно-промышленном масштабе совместно с ООО «УГМК-Холдинг».

— Общая для всех стран тенденция к ужесточению экологических стандартов заставляет ведущие корпорации ставить отказ от свинца в перечень первоочередных задач. Россия также активно развивает технологии, которые помогут найти альтернативу применению свинца. И все же глобальный переход на беcсвинцовые технологии — задача пусть не очень далекого, но все же будущего. Опасность свинца для окружающей среды и здоровья человека парадоксальным образом сочетается с его исключительной значимостью для современной промышленности.