CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ TÁI CHẾ ACQUY CHÌ VÀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU
1.2. Tổng quan về tái chế a cquy chì
1.3.3. Quá trình tái chế acquy chì
1.3.3.1. Công nghệ tái chế
* Công nghệ tái chế chì và xử lý chất thải của người dân trước tri di chuyển vào CCN làng nghề Đông Mai:
Công nghệ này được người dân thôn Đông Mai sử dụng trong quá trình tái chế acquy chì ngay trong khu dân cư. Từ những năm 1970 đến cuối năm 2014, quá trình tái ch acquy ế chì làng ông M g m 2 công o n chính và hoàn to ở Đ ai ồ đ ạ àn đượ thựcc hi b ng ph ng pháp ện ằ ươ thủ công:
Hình 1.6: Sơ đồ công ngh tái ch acquy th công làng ngh ệ ế ủ ở ề Đông Mai kèm dòng th i ả
Thuy t minh công ngh : ế ệ
- Acquy chì sau khi được thu gom v s ti n hành phá d bình acquy: ây ề ẽ ế ỡ đ là công ođ ạn đầu ên c a quá ình ti ủ tr tái chế, bình acquy được phá d bỡ ằng tay hoặc s ử dụng dao búa, dung dịch axit chưa qua xử lý thải trực tiếp ra nền đất, sàn nhà sau đó tách iêng r các loại ậ v t u: liệ
- Tá ch riêng phần các lá cực có chứa chì;
- Tá ch riêng ph nh ( nh a + ần ựa vỏ ự cáctấm ch cá );
- Tá ch riêng các ây d đồng, ng d láđồ ẫn điện.
Công o này đ ạn được th c ự hiện ngay các htại ộ gia đình ho t i ặc ạ các x ng sưở ản xu nh trong ất ỏ ở làng, ngo t i và không ở ài rờ được che chắ , nơi thực hiện thao tác n phá dỡ.
H c viên: Thái Ngân ọ Đỗ 16 Trường Đại học BKHN
*Tinh chế chì:
Các b ản cực chì au s khi tách riêng được cho vào n yấu lu ện thu để hồi chì nguyên chất. Công ngh tinh ệ chế chì rất đơn giản vì nhi nóng chệt độ ảy của chì thấp. Cá bc ản cực chì au s khi được tháo d ỡ từ bình acquy được cho vào n lò ấu ở nhi ệt độ 350 - 400oC lo i b để ạ ỏ các t ạp chất.
Chì ph li bao gế ệu ồm h h p nhi ỗn ợ ều chất: chì kim lo i, oxit chì (PbO), chì ạ sunfat (PbSO4), và các kim lo kh n canxi (C ại ác hư a),đồng (C ),u antimony (Sb), asen (As), thi (Sn), ôi khi ếc đ có cả ạcb (Ag). Phương pháp hỏa luy ện được s d ng ử ụ để tách chì ra kh i h p i ỏ ỗn hợ vớ tác nhân kh ử là than c c. Than c c ố ố được s d ng ử ụ để tinh chế chì có thể được thay thế ằng b than qua l c ửa ở ác lò gạch sau khi ã l đ ựa chọn, bóc l p x phía ngo ớ ỉ ài để tận thu lõi phía trong nhằm ạ h giá thành.
Lò nấu chì phế liệu có cấ ạu t o 2 a, 1 ccử ửa nạp nguyên li u và mệ ộ ửt c a tháo s n ả phẩm, thường được làm bằng đất sét. Quá trình nấu là m t quy trình liên tộ ục tùy theo khối lượng nguyên u c n nliệ ầ ấu mà thời gian nấu dài hay ngắn, thường một ca nấu là 8 gi và ờ được nấu vào ban đêm. Chì ng chnó ảy tháo phía dưới và được vào uôn đổ kh thành chì thỏi bán cho các c s s n xuơ ở ả ất acquy t ng nro ước và xu t ấ khẩu.
Trướ đây, ỉc x chì au s quá trình nấu đượ đậc p nghiền và đãi ở khu vực ao cá Bác Hồ trước nhà văn hóa Thôn, khu vực ao Cây Đa và ao Song Nan, s au đó đem nấu l i ạ để tận thu chì. X chì s khi ỉ au tận thu triệt để sẽ được ng i d trong thôn s ườ ân ử dụng để nâng cao n nhà, l ao, ền ấp đổ đường đi. Trong những ă n m 2010-2014, s au khi CCN làng ngh ông M ề Đ ai được thành p, lậ mộ ố hột s gia đình đã thu mua x ỉ chì t c ừ ác công ty trong CN và C một s s ố cơ ở đang ho ng trong làng l ạt độ ưu giữ ngay trong khuôn viên nhà (trong sân, vườn) ho các khu ặc ở vực công c ng ộ (đường làng, ngõ xóm, sân b chung,...) tái sãi để inh chì hoặc đ em bán. Khi trời mưa, ác c h ạt chì còn lsót ại trong x ỉ thải ị ửa b r ôi, ngtr ấm vào t, đấ chảy tràn xuống c ác ao , hồ m ng thoát ươ nước và được ch t tí ụ theo thời gian gây ô nhi m ễ đất, ước n mặt và n c ng m. Ngoài m t s h gia ướ ầ ra, ộ ố ộ đình sau khi phá d bình acquy t i nhà ã mỡ ạ đ ang lõi chì xuống CCN để nấu và thu chì kim loại. Bụi có chứa chì thu h t thi b ồi ừ ết ị lọc túi vải được mang v ề để trong v n nh ch ườ à, ờ được g s bán iá ẽ nhưng không được che đậy, bao gói cẩn thận. Khi tr i mưa b ờ ị rửa trôi và ngấm vào đất, gây ô nhiễm môi trường. C pác hương ti chện uyênchởchì và các ph th nhiế ải ễm chì ông ở Đ
H c viên: Thái Ngân ọ Đỗ 17 Trường Đại học BKHN M ai thường là xe công nông, xe không tải được bao che đúng quy định, ẫn đế d n s ự rơi ớ r t b i, x chì và các vụ ỉ ật liệu nhi m chì khác ễ ra đường trong suốt quá trình vận chuy góp ph phát tán ch ô nhiển, ần ất ễm vào môi trường.
*Quy trình s xu h nh a ản ất ạt ự được tóm t n sau: ắt hư
Nh a ph li B m ch ngự ế ệu → ă ặt, hiền nh T o h óng gói ỏ → ạ ạt → Đ
Trướ đây, ỏc v bình acquy s khi phá dau ỡ được ng i dân trong làng s dườ ử ụng để lát đường i, tr ng ho cây c nh, xây t ng đ ồ a, ả ườ rào xung quanh nhà và v bở ứt ừa bãi kh ắp các đường làng, ngõ nh . ong nhỏ Tr ững ăm ần đâ n g y, v bình và c lá ỏ ác cách quá từ trình há d bình p ỡ được m s s ột ố cơ ở tái chế nh trong làng ựa thu gom và t ch ái ế thành các h nhạt ựa, au s bán đó cho các s gia ng nhcơ ở cô ựa. Các vỏ bình acquy này được rửa sạch sau đó nghiền nhỏ để thu gọn diện tích lưu giữ. Quá trình này phát sinh nước thải có chứa thành phần axit có kèm theo hàm lượng lớn chì hòa tan trong đó. Nước sau khi rửa được thải thẳng ra đất vườn, đường thoát nước chung của toàn khu dân cư vào kênh Từ Bê chảy vào hệ thống sông Bắc Hưng Hải.
K im loại mầu, chủ yếu dây d là ẫn điện ằ b ng ng, ti đồ ếp điểm bằng đồng, cầu d ẫn điện bằng đồ ng,...có ng acquy ph li tro ế ệu được thu gom, rửa ạc s h, bóc v nhỏ ựa ra k i k hỏ imloại để thu h i nh a và ồ ự đồngđem bán cho các s cơ ở thu mua ph liế ệu.
* Công nghệ tái chế chì và xử lý chất thải ở trong CCN làng nghề hiện nay:
Quy trình tái chế acquy chì thải ở cụm công nghiệp làng nghề hiện nay gồm các công đoạn chính như sau:
- Trung hòa dung dịch axit trong các bình acquy thải để thành acquy khô;
- Phá dỡ các bình acquy khô, tách ra thành: nhựa và các bản cực chì;
- Nhựa được đưa đi rửa sạch, phân loại và tạo hạt;
- Các bản cực chì được đưa vào hệ thống nấu chì để thu hồi chì thành phẩm. Quá trình này có tạo ra nguồn chất thải rắn là xỉ chì.
H c viên: Thái Ngân ọ Đỗ 18 Trường Đại học BKHN Hình 1.7: Quy trình tái ch acquy chì thế ả ủi c a công ty TNHH Ng c Thiên ọ Cụ thể từng công đoạn:
a) Trung hòa dung dịch axit
quy trình công ngh c
Sơ đồ ệ ủa hệthống trung hòa axit như sau:
Acquy ph ếthải
Trung hòa axit
Phá d acquy ỡ
B n cả ực chì Nhựa Dây điện, lá đồng Bông thủy tinh
Tinh chếchì Nghiền, t o h t ạ ạ
Bán ph u ếliệ - B i chì ụ
- X thanỉ Bán cho cơ sở gia công nh a ự
Thuê đơn vị ch c ứ năng xử
Dung d ch CaSOị 4
H c viên: Thái Ngân ọ Đỗ 19 Trường Đại học BKHN Hình 1.8: Sơ đồ quy trình công ngh c a h ệ ủ ệthống trung hòa axit
Nước được bơm từ ồ h sinh h c vào b ọ ể nước sạch. Đây là bể dùng để ấp nướ c c cho b ể nước vôi. Vôi bột được hòa tan trong nướ ạ ể nước vôi để ạc t i b t o thành dung d ch Ca(OH)ị 2 b ng m y khuằ ấ ấy, độ pH dao động t ừ 9 đến 10. Axit th i, vả ới độ pH dao động t ừ 2 đến 3, được đưa vào bể ph n ng 1. B này liên tả ứ ể ục được b xung thêm ổ dung d ch Ca(OH)ị 2 t b ừ ể nước vôi v i s ớ ố lượng dựa trên độ pH trong b ph n ng s ể ả ứ ố 1. T i ba b ph n ạ ể ả ứng cũng như hệthống c ng n i t b ph n ng s 3 ra h sinh hố ố ừ ể ả ứ ố ồ ọc luôn xảy ra ph n ả ứng trung hòa khi còn dư axit theo phả ứn ng sau:
Ca(OH)2 + H2SO4 = CaSO4 + H2O Dung dịch axit
thải
B ph n ng ể ả ứ 1 Dung
d ch ị Ca(OH)2
pH metter
Thu gom đưa v ềlò nấu chì
thô C n ặ
B ph n ng ể ả ứ 2
B ph n ng ể ả ứ 3
H ga ố
H ồsinh học
Thu gom đưa v ềlò nấu chì
thô C n ặ
Thu gom đưa v ềlò nấu chì
thô C n ặ
Thu gom đưa v ềlò nấu chì
thô C n ặ
B ể nước sạch
B ể nước
vôi
Vôi
b t ộ Máy khu y ấ
Kênh Từ Bê
H c viên: Thái Ngân ọ Đỗ 20 Trường Đại học BKHN y, CaSO
Như vậ 4 k t t a l ng xuế ủ ắ ống bên dưới, nướ ừc t hai h ệ thống trung hòa axit theo nguyên t c ch y tràn qua ba b phắ ả ể ản ứng, sau đó qua hệthống c ng r i chố ồ ảy ra b ể chứa phía cuối đường c ng. Tố ại đây, nước th i ti p tả ế ục được trung hòa axit và l ng cắ ặn, đảm bảo đạt theo ti u chu n hiể ẩ ện hành trước khi thải ra hồsinh học.
Cặn thu đượ ừc t ba (03) b trung hòa và t b phía cu i cể ừ ể ố ống nước thải được định k ỳ thu gom, sau đó cho vào hệ ố th ng n u chì [2]. ấ
b) Phá dỡ bình acquy khô
Acquy sau khi được trung hòa axit để thành acquy khô s ẽ đưa qua hệ thống phá d . Quy trình phá d bình acquy kỡ ỡ hô được thể ệ hi n chi tiết qua hình dưới đây:
Hình 1.9: Sơ đồ quy trình công ngh h ệ ệthống phá d bình acquy ỡ thải
Đối v i acquy ớ khô có kích thước nh ỏ (thường là acquy xe máy) s ẽ được đưa vào máy c t t ng nhắ ự độ ằm đạt hi u qu phá d cao nh t. Sau khi c t ph n n p, công ệ ả ỡ ấ ắ ầ ắ nhân s ẽ dùng móc để tách riêng ph n chì và nhầ ựa. Acquy khô có kích thướ ớn được l c đưa tới khu v c phá d bự ỡ ằng cưa. Công nhân sử ụng máy cưa tay để d tách ph n n p, ầ ắ sau đó dùng dao chặ ầt c u n i giố ữa các ngăn và dùng móc nh c b n c c chì ra. ấ ả ự Như v y, sau khi phá d , acquy ậ ỡ được tách làm hai ph n: ầ
- Phần nhựa đưa tới hệthống máy xay và r a nhử ựa;
- Bông thủy tinh H ệthống phá d ỡ
acquy chì thải
Phân lo ại
H ệthống máy xay và rửa nhựa Các t m bấ ản
cực chì
V , n p nhỏ ắ ựa Acquy sau khi đã xử
lý hết dung d ch axit ị
H c viên: Thái Ngân ọ Đỗ 21 Trường Đại học BKHN - Các b n c c chì xả ự ếp vào đúng nơi quy định ch ờ đưa vào lò nấu chì.
c) Nấu chì (tinh chế chì)
Trên bản cực chì phế liệu có nhiều chất: Chì kim loại, oxit chì (PbO), chì sulfat (PbSO4) và các kim loại khác như Canxi (Ca), đồng (Cu), antimoan (Sb), Asen (As), thiếc (Sn) đôi khi còn có cả bạc. Chính vì vậy, bản cực chì được tinh chế lại bằng cách đun nóng chảy trong lò hỏa luyện. ông nghệ tái chếC chì khá đơn giản do nhiệt độ nóng chảy của chì thấp.
Hình 1.10: Sơ đồ công ngh tinh ch chì t acquy ph th i ệ ế ừ ế ả
tách chì ra kh i h n h p, nhà máy s d a luy n. Than
Để ỏ ỗ ợ ử ụng phương pháp hỏ ệ
được đốt cháy trong lò n u chì, tấ ốc độ cháy cũng như nhiệt độ được đẩy lên cao nh ờ vào qu t thạ ổi gió bên dưới lò. Sau khi đạt nhiệt độ theo yêu c u (dầ ao động t 350 ừ – 4000C), các b n cả ực chì cũng như hỗn h p chợ ứa chì được đưa vào lò nấu thông qua hai cửa bỏ nguyên liệu. Khi đó trong lò diễn ra quá trình kh oxit chì, chì sulfat v chì kim ử ề loại nh tác nhân kh là than qua l a (C) v i xúc tác là nhi t và tờ ử ử ớ ệ ốc độ gió. Đây là quá trình di n ra liên t c trong su t quá trình n u chì bễ ụ ố ấ ằng phương pháp hỏa luy n, chì ệ
T m b n cấ ả ực chì, lớp h t m n ạ ị và bùn điện c c ự (PbSO4; PbO)
Lò nấu chì Than
Khí thải:
C n t ặ ừcác bể ủa c h ệthống x lý ử dung d ch axit th i ị ả
B i ụ chì
Chì Lưu kho
X ỉchì
H ệthống đóng rắn
H ệthống x ử
lý khí thải Ra Môi trường
URENCO 11 x ửlý
Nước thải vào h ệthống x lý ử nước thả ậi t p trung
H c viên: Thái Ngân ọ Đỗ 22 Trường Đại học BKHN được tách ra, nóng ch y xu ng h ả ố ố thu bên dướ ở ửi c a ra thành phẩm. Sau đó, công nhân dùng gáo có cán dài múc chì nóng chảy rót vào khuôn, để nguội và lưu kho.
tránh khói th ng xung quanh, phía trên lò n u chì có
Để ải phát tán ra môi trườ ấ
chụp m t ộ ống thu khói xây b ng g ch ho c thép, ằ ạ ặ ống thu khói có để ộ ửa để ạp m t c n nguyên li u và cệ ấp khí. Khói được h nhi t qua h ạ ệ ệthống đường ống dài trước khi vào h ệ thống l c b i dọ ụ ạng túi để thu l i b i chì. Sau khi qua h ạ ụ ệ thống l c b i, khói thọ ụ ải đượ ục s c vào b ch a dung dể ứ ịch nước vôi để ử x lý triệt để hơi axit và các khí khác như COx, SOx... trước khi thải ra môi trường.
d) Xay và r a nh aử ự
Hình 1.11: Quy trình thu h i nh a ồ ự
- Máy xay nhựa đượ ắp đặc l t phía cuối xưởng tháo d bình acquy, sau h ỡ ệ thống máy c acquy. Sau má xay nh a là h ắt y ự ệthống g m 03 b thông nhau theo nguyên t c chồ ể ắ ảy tràn. Nướ ừ ể ốc t b s 3 s ẽ được bơm tuần hoàn l i vào bể đầạ u.
- Máy xay nh a có h ự ệ thống bơm nước vào máy nên h n ch ạ ế được b i và m t nhụ ạ ựa phát sinh, đồng th i nhờ ựa đượ ửc r a, gi m b t axit và kim lo i chì bám dính trong quá ả ớ ạ trình phân lo i.ạ
Thuyết minh quy trình:
V nh a tách ra t bình acquy ỏ ự ừ được xay nh ỏ trong máy xay có bơm nước. Nh a ự sau xay nh ỏ được làm s ch trong b r a nhạ ể ử ựa. Nước bơm liên tục vào b s ể ố 01, nước r a nh a t i b s 01 ch y sang b s 02 r i t ử ự ạ ể ố ả ể ố ồ ự chảy sang b s ể ố 03, sau đó được bơm lên máy xay và b r a s 01. Trong quá trình này, nh ng h t nh a PP n i lên trên và ể ử ố ữ ạ ự ổ liên tục được công nhân vớt ra. Đố ới v i nh a HD (nh a cự ự ứng có màu đen, xanh,…) và m t ph n nh a PP chìm xuộ ầ ự ống dưới. Chính vì v y, nhà máy b sung dung d ch muậ ổ ị ối
Nhựa phế ệ li u
Xay nh ỏ
T o h t ạ ạ
Thành phẩm tiêu thụ
Nước Nước th i vào ả
h ệthống x lý ử t p trung ậ
H c viên: Thái Ngân ọ Đỗ 23 Trường Đại học BKHN khoáng vào c ba b nh a PP ti p t c nả ể để ự ế ụ ổi lên. Đố ới v i nh a chìm xuự ống đáy, định k cho công nhân v t lên, r a s ch t p chỳ ớ ử ạ ạ ất trước khi lưu kho. Nhựa PP và nh a HD ự có tính ch t và giá tr kinh t khác nhau nên ấ ị ế được phân tách và lưu chứa riêng bi ệt.
Nước trong b r a sau kho ng th i gian t - ể ử ả ờ ừ 5 10 ngày được x ử lý trung hòa, sau đó đưa ra bể chứa nước sạch để bơm tuần hoàn l i h th ng máy xay. Ph n cạ ệ ố ầ ặn bùn đáy b ể được vét sạch, đưa vào lò nấu chì [2].