ПРОМЫШЛЕННОСТЬ
Химия разряда
Литий-тионилхлоридные батареи – это ХИТ. Химические источники тока. Мощные и энергоемкие элементы питания, необходимые современной промышленной электротехнике, после использования требуют специальной утилизации. И потому, что пожаро- и взрывоопасны при длительном неконтролируемом хранении. И потому, что дорого стоят, а отдельные их составляющие могут решить проблему импортозамещения при условии, что в них вдохнут вторую жизнь. Экологическая ответственность, естественно, – основополагающий фактор.
«Разберись, какие химические процессы в них происходят и как их безопасно переработать», – такую задачу в 2015 году Леонид Нестеров, генеральный директор ООО «ЭКОХИТ», поставил перед только что принятым на работу инженером-химиком Александром Евдокимовым. Компания восьмой год занималась сборкой литиевых картриджей для телеметрических систем буровых установок. И нужно было решить одну из проблем заказчиков – нефтесервисных предприятий, эксплуатирующих батарейки, – что с ними делать по окончанию срока службы.
Сегодня Александр Евдокимов, генеральный директор ООО «Технохит», входящего в NCG – Группу компаний Нестерова, знакомит нас с предприятием и разработанной технологией переработки батарей, защищенной патентом.
– Наши заказчики, в числе которых – ООО «ЭКОХИТ», передают нам отработанные картриджи на технологическое обслуживание. Мы проводим их вскрытие и разбор на составляющие, извлекая все элементы. Если на картридже установлен контроллер для сбора информации о том, в каких условиях использовалась батарейка, мы ее считываем и передаем заказчику. Ему, как и нам, очень важна обратная связь – процесс совершенствования постоянен. Комплектующие – они у нас двух видов: металлические (латунь, медный, алюминиевый сплавы) и полимерные (пластиковые) – выкупаем заведомо в полном объеме, чтобы не загружать производителя отбраковкой. Что-то «идет в утиль», что-то требует полировки – как механической, так и химической: царапины, сколы, грязь, смазка… Возвращаем товарный вид, проверяем рабочие характеристики и продаем.
Очистка идет в основном вручную с применением химрастворов, для полимерных и очень мелких деталей используют ультразвук.
– Сперва мы латунь и пластик хорошо отрабатывали, алюминий не шел, – комментирует Александр. – Но спрос на него был, поэтому поставили задачу внедрения: провели серию экспериментов, выбрали оптимальный раствор – и погнали. Объемы продаж комплектующих выросли в разы.
Сегодня Александр Евдокимов, генеральный директор ООО «Технохит», входящего в NCG – Группу компаний Нестерова, знакомит нас с предприятием и разработанной технологией переработки батарей, защищенной патентом.
– Наши заказчики, в числе которых – ООО «ЭКОХИТ», передают нам отработанные картриджи на технологическое обслуживание. Мы проводим их вскрытие и разбор на составляющие, извлекая все элементы. Если на картридже установлен контроллер для сбора информации о том, в каких условиях использовалась батарейка, мы ее считываем и передаем заказчику. Ему, как и нам, очень важна обратная связь – процесс совершенствования постоянен. Комплектующие – они у нас двух видов: металлические (латунь, медный, алюминиевый сплавы) и полимерные (пластиковые) – выкупаем заведомо в полном объеме, чтобы не загружать производителя отбраковкой. Что-то «идет в утиль», что-то требует полировки – как механической, так и химической: царапины, сколы, грязь, смазка… Возвращаем товарный вид, проверяем рабочие характеристики и продаем.
Очистка идет в основном вручную с применением химрастворов, для полимерных и очень мелких деталей используют ультразвук.
– Сперва мы латунь и пластик хорошо отрабатывали, алюминий не шел, – комментирует Александр. – Но спрос на него был, поэтому поставили задачу внедрения: провели серию экспериментов, выбрали оптимальный раствор – и погнали. Объемы продаж комплектующих выросли в разы.
Александр Евдокимов, генеральный директор ООО «Технохит»
– Но вы же не можете полностью обеспечить потребности «ЭКОХИТа»?
– Конечно нет. Полностью на вторсырье работать невозможно. Допустим, тысячу деталей отмыли, девятьсот вернули, сто забраковали. Эти девятьсот отработали, из них уже восемьсот нормальных. Производитель восполняет потери.
Помимо восстановленных и прошедших проверку комплектующих для батарей, продукт компании – лом полимеров, цветного и черного металлов. Скоро появится еще один – литий. А его стоимость, по данным РБК, в 2022 году поднялась до рекордного уровня, вплотную приблизившись к 80 000 долларов за тонну. Аналитики считают, что литий может стать «новой нефтью», поскольку является ключевым для индустрии будущего.
«Добычу» вещества «Технохит» будет вести, перерабатывая непосредственно элементы питания.
– Измельчаем разряженные батарейки в промышленном шредере. Он «жует» все, – ведет нас по технологической линии Александр. – Измельченные компоненты падают вниз, в реактор-приемник с мешалкой, где в растворе происходит нейтрализация кислот. С попутно выделяемыми кислыми газами справляется скруббер – газоочистка. Твердую фракцию отделяем от жидкой на сепараторе, получая металлический лом и сажу (углерод); жидкую фракцию дочищаем фильтрами механической очистки, ионообменными колоннами и осмосом. В результате у нас получается чистая оборотная вода и гидрометаллургический концентрат с заданными свойствами. А это уже продукт с содержанием лития.
– Есть потребители?
– Конечно. Компании, занимающиеся выпуском литиевых батарей.
Новый цех готов и укомплектован полностью, но не введен в эксплуатацию – требуется лицензия. В июле 2022 года «Технохит» подал заявку, но Росприроднадзор отказал, затребовав государственную экологическую экспертизу. В Кургане специалистов такой компетенции нет. Компания нашла подрядчика в Екатеринбурге: первая смета – 580 000 рублей.
– Можно было и без этого документа обойтись, выдать положительное заключение, – говорит Александр. – Во-первых, в пояснительной записке к пакету было приведено достаточное обоснование того, что технология экологически безопасна: не выделяется неизвестных веществ, не используется экспериментальное оборудование. Во-вторых, сам технологический процесс был подробно описан и представлен проверяющим. Инспекторы согласились, что все абсолютно понятно, но, видимо, решили подстраховаться.
– Сколько инвестировано в цех?
– Порядка двадцати миллионов рублей.
– Окупится?
– Да. Во-первых, мы не будем платить за переработку отходов сторонним организациям. Во-вторых, увеличим объем лома цветных металлов. В корпусе одного элемента питания около семидесяти граммов нержавеющей стали. А у нас в день будет порядка четырехсот батарей. Реализация лома закроет издержки реактивов и прочих расходных материалов. В-третьих, получим литий. К тому же крупным заказчикам интересно сотрудничать с организацией, где организовано производство полного цикла. Это, помимо прочего, и имиджевая составляющая.
– А сколько перерабатываете батарей в год?
– Пока максимум был двадцать тонн. По таможне – а литий-тионилхлоридные батареи в основном импортные – в России их порядка двухсот тонн в год. Почти десять процентов – наши. К тому же мы планируем расширить лицензию и на другие виды батарей. В недалеком будущем у всего электротранспорта, роботов-пылесосов и прочей техники будет заканчиваться ресурс аккумуляторов, их надо будет куда-то сдавать. Наша линия все это спокойно сможет переработать: шредер измельчил – железо отдельно, пластик отдельно, жидкость прошла, тяжелые металлы на колонках собрали, а легкие – литий, натрий и другие – извлекли. В перспективе хочется закрывать и утилизацию бытовых батарей для региона.
– Конечно нет. Полностью на вторсырье работать невозможно. Допустим, тысячу деталей отмыли, девятьсот вернули, сто забраковали. Эти девятьсот отработали, из них уже восемьсот нормальных. Производитель восполняет потери.
Помимо восстановленных и прошедших проверку комплектующих для батарей, продукт компании – лом полимеров, цветного и черного металлов. Скоро появится еще один – литий. А его стоимость, по данным РБК, в 2022 году поднялась до рекордного уровня, вплотную приблизившись к 80 000 долларов за тонну. Аналитики считают, что литий может стать «новой нефтью», поскольку является ключевым для индустрии будущего.
«Добычу» вещества «Технохит» будет вести, перерабатывая непосредственно элементы питания.
– Измельчаем разряженные батарейки в промышленном шредере. Он «жует» все, – ведет нас по технологической линии Александр. – Измельченные компоненты падают вниз, в реактор-приемник с мешалкой, где в растворе происходит нейтрализация кислот. С попутно выделяемыми кислыми газами справляется скруббер – газоочистка. Твердую фракцию отделяем от жидкой на сепараторе, получая металлический лом и сажу (углерод); жидкую фракцию дочищаем фильтрами механической очистки, ионообменными колоннами и осмосом. В результате у нас получается чистая оборотная вода и гидрометаллургический концентрат с заданными свойствами. А это уже продукт с содержанием лития.
– Есть потребители?
– Конечно. Компании, занимающиеся выпуском литиевых батарей.
Новый цех готов и укомплектован полностью, но не введен в эксплуатацию – требуется лицензия. В июле 2022 года «Технохит» подал заявку, но Росприроднадзор отказал, затребовав государственную экологическую экспертизу. В Кургане специалистов такой компетенции нет. Компания нашла подрядчика в Екатеринбурге: первая смета – 580 000 рублей.
– Можно было и без этого документа обойтись, выдать положительное заключение, – говорит Александр. – Во-первых, в пояснительной записке к пакету было приведено достаточное обоснование того, что технология экологически безопасна: не выделяется неизвестных веществ, не используется экспериментальное оборудование. Во-вторых, сам технологический процесс был подробно описан и представлен проверяющим. Инспекторы согласились, что все абсолютно понятно, но, видимо, решили подстраховаться.
– Сколько инвестировано в цех?
– Порядка двадцати миллионов рублей.
– Окупится?
– Да. Во-первых, мы не будем платить за переработку отходов сторонним организациям. Во-вторых, увеличим объем лома цветных металлов. В корпусе одного элемента питания около семидесяти граммов нержавеющей стали. А у нас в день будет порядка четырехсот батарей. Реализация лома закроет издержки реактивов и прочих расходных материалов. В-третьих, получим литий. К тому же крупным заказчикам интересно сотрудничать с организацией, где организовано производство полного цикла. Это, помимо прочего, и имиджевая составляющая.
– А сколько перерабатываете батарей в год?
– Пока максимум был двадцать тонн. По таможне – а литий-тионилхлоридные батареи в основном импортные – в России их порядка двухсот тонн в год. Почти десять процентов – наши. К тому же мы планируем расширить лицензию и на другие виды батарей. В недалеком будущем у всего электротранспорта, роботов-пылесосов и прочей техники будет заканчиваться ресурс аккумуляторов, их надо будет куда-то сдавать. Наша линия все это спокойно сможет переработать: шредер измельчил – железо отдельно, пластик отдельно, жидкость прошла, тяжелые металлы на колонках собрали, а легкие – литий, натрий и другие – извлекли. В перспективе хочется закрывать и утилизацию бытовых батарей для региона.
Ноу-хау компании – разрядный робот. Отработанные литий-тионилхлоридные батареи редко посажены в ноль – специфика отрасли. Остается от 10 до 20 % емкости. Подключишь такую батарею к светильнику – и он будет гореть минимум двое суток.
Разрядка нужна, чтобы снизить количество химически агрессивных веществ еще непосредственно внутри корпуса, тем самым обеспечив безопасность дальнейших этапов утилизации. После такой процедуры пожаровзрывоопасность теряется. Другой способ сделать их безопасными – только морозить в жидком азоте. Работает, но менее экологичный и более дорогой.
– Правильно понимаю: вас пригласили в «ЭКОХИТ», чтобы вы исследовали химическую составляющую батареи и на этой основе разработали метод утилизации?
– Все верно. Аккуратно вскрывал батарею, делил на составляющие, анализировал… При нарушении условий эксплуатации или хранения таких батарей они могут взрываться, – объясняет Александр. – Катод батареи содержит уголь, а в результате реакции лития с тионилхлоридом дополнительно образуется сера. Добавим туда сильный окислитель – получается аналог пороха… Определил, как работать с этой химией, чем обезопасить ее.
– Так и родилась технология…
– Только сперва у нас был другой вариант, как утилизировать батарейки, – не шредерный, более деликатный. Идея была интересна тем, что можно было даже электролит восстанавливать, не переводить его в соль, а выделять отдельно.
– Почему отказались?
– Технология была немасштабируема, пришлось искать иной вариант.
– В прошлом году Леонид Нестеров говорил: «Сегодня мы импортируем только элемент питания, сам источник тока, но у нас есть все, чтобы делать его самим...»
– Да, сейчас разработкой химического источника тока собственного производства занимается компания «Селлз Трейд».
– Вы не задействованы?
– Задействован. Консультирую как химик, в рамках имеющихся знаний в этом вопросе. У нас уже есть прототипы – батарейка работает, выдает необходимый ток и напряжение. Но единичные экземпляры не являются показателем качества, нужно, чтобы и остальные …дцать батареек были так же хороши.
– Знаю, что у «Технохита» статус инвестпроекта. Получали субсидию?
– Заем в размере 2,6 миллиона рублей от Фонда микрофинансирования Курганской области по программе «Мини-завод» под 0,1 % годовых. Был почти конец года – ноябрь 2020-го, Леонид позвонил: «Тебе же нужно оборудование, бери». Пришлось быстро, буквально за месяц, решить, какое оборудование и с какими техническими характеристиками нужно, найти поставщика, готового его в кратчайшие сроки изготовить и поставить. Был некоторый сумбур во всем этом, но сейчас понимаешь – хорошо, что взяли.
– Что в ближайших планах?
– Получить государственную экологическую экспертизу, переоформить лицензию, ну и, конечно, ввести в эксплуатацию цех утилизации. Создать собственную лабораторию, включая испытательную, тем более что помещение уже готово. В Кургане, кстати, нет лабораторных центров, на базе которых возможно проводить качественный и количественный анализ лития.
– А ваш будет?
– Сделаем. Я же химик – подберем оборудование, методику, кадры, на первых порах отработаю сам.
Разрядка нужна, чтобы снизить количество химически агрессивных веществ еще непосредственно внутри корпуса, тем самым обеспечив безопасность дальнейших этапов утилизации. После такой процедуры пожаровзрывоопасность теряется. Другой способ сделать их безопасными – только морозить в жидком азоте. Работает, но менее экологичный и более дорогой.
– Правильно понимаю: вас пригласили в «ЭКОХИТ», чтобы вы исследовали химическую составляющую батареи и на этой основе разработали метод утилизации?
– Все верно. Аккуратно вскрывал батарею, делил на составляющие, анализировал… При нарушении условий эксплуатации или хранения таких батарей они могут взрываться, – объясняет Александр. – Катод батареи содержит уголь, а в результате реакции лития с тионилхлоридом дополнительно образуется сера. Добавим туда сильный окислитель – получается аналог пороха… Определил, как работать с этой химией, чем обезопасить ее.
– Так и родилась технология…
– Только сперва у нас был другой вариант, как утилизировать батарейки, – не шредерный, более деликатный. Идея была интересна тем, что можно было даже электролит восстанавливать, не переводить его в соль, а выделять отдельно.
– Почему отказались?
– Технология была немасштабируема, пришлось искать иной вариант.
– В прошлом году Леонид Нестеров говорил: «Сегодня мы импортируем только элемент питания, сам источник тока, но у нас есть все, чтобы делать его самим...»
– Да, сейчас разработкой химического источника тока собственного производства занимается компания «Селлз Трейд».
– Вы не задействованы?
– Задействован. Консультирую как химик, в рамках имеющихся знаний в этом вопросе. У нас уже есть прототипы – батарейка работает, выдает необходимый ток и напряжение. Но единичные экземпляры не являются показателем качества, нужно, чтобы и остальные …дцать батареек были так же хороши.
– Знаю, что у «Технохита» статус инвестпроекта. Получали субсидию?
– Заем в размере 2,6 миллиона рублей от Фонда микрофинансирования Курганской области по программе «Мини-завод» под 0,1 % годовых. Был почти конец года – ноябрь 2020-го, Леонид позвонил: «Тебе же нужно оборудование, бери». Пришлось быстро, буквально за месяц, решить, какое оборудование и с какими техническими характеристиками нужно, найти поставщика, готового его в кратчайшие сроки изготовить и поставить. Был некоторый сумбур во всем этом, но сейчас понимаешь – хорошо, что взяли.
– Что в ближайших планах?
– Получить государственную экологическую экспертизу, переоформить лицензию, ну и, конечно, ввести в эксплуатацию цех утилизации. Создать собственную лабораторию, включая испытательную, тем более что помещение уже готово. В Кургане, кстати, нет лабораторных центров, на базе которых возможно проводить качественный и количественный анализ лития.
– А ваш будет?
– Сделаем. Я же химик – подберем оборудование, методику, кадры, на первых порах отработаю сам.
