لیڈ ایسڈ بیٹری ری سائیکلنگ
سرکلر اکانومی میں بیٹری کی ری سائیکلنگ کا ایک نمونہ
بیٹری ری سائیکلنگ، خاص طور پر لیڈ ایسڈ بیٹریاں توانائی ذخیرہ کرنے کی صنعت کے لیے ایک ماڈل ہے۔ ہم سب ایک سرکلر اکانومی کے تصور اور فائدے سے واقف ہیں۔ اس کا سب سے اہم حصہ استعمال شدہ سامان کی نہ صرف ری سائیکلنگ کا عمل ہے بلکہ اسکریپ مواد کو جمع کرنے اور نقل و حمل کے لیے ایک قائم، محفوظ انفراسٹرکچر بھی ہے۔ بہت سے تجارتی اور صنعتی ایپلی کیشنز، خاص طور پر الیکٹرک گاڑیاں اور انرجی سٹوریج سسٹمز کے لیے بیٹریوں کے بڑھتے ہوئے استعمال کے ساتھ، بیٹری کے خام مال کی سورسنگ اور ان بیٹریوں کی ری سائیکلیبلٹی پر تشویش بڑھ رہی ہے۔ یہ بالکل واضح ہے کہ ان کی ری سائیکلیبلٹی اور ان کی تیاری کے لیے خام مال کی دستیابی ایک دوسرے سے جڑے ہوئے ہیں۔
لیڈ ایسڈ بیٹریاں سیارے پر سب سے زیادہ ری سائیکل شدہ شے ہیں!
بہت سی الیکٹرو کیمیکل سٹوریج ٹیکنالوجیز ہیں جو فی الحال دنیا میں بیٹری بنانے والوں اور صارفین کی اکثریت کی نمائندگی کرتی ہیں۔
شکل 1. دنیا بھر میں فروخت ہونے والی مختلف بیٹری کیمسٹریوں کا تناسب MWh کے فنکشن کے طور پر
انجیر. 1 سالانہ تیار کی جانے والی مختلف قسم کی بیٹریوں کی عالمی MWh فروخت سے تخمینی تقسیم دکھاتا ہے۔ واضح طور پر لیڈ ایسڈ اور لیتھیم آئن بیٹری دو ٹیکنالوجیز ہیں جو موجودہ بیٹری مارکیٹوں پر حاوی ہیں۔ یکساں طور پر واضح، لی آئن بیٹریوں کی بہت تیزی سے ترقی کی شرح ہے، اور اس ترقی کی شرح کے بارے میں خدشات موجود ہیں. ایک لتیم بیٹریوں کے لیے تجارتی ری سائیکلنگ کے عمل کی کمی ہے جس کے نتیجے میں زندگی کو ضائع کرنے کے مسائل ختم ہو سکتے ہیں۔
دوسرا یہ کہ بڑھتی ہوئی مانگ کے لیے بیٹریاں بنانے کے لیے مواد ناکافی ہو سکتا ہے۔ دونوں ایک دوسرے سے جڑے ہوئے ہیں اور اس بلاگ میں، ہم یہ دیکھیں گے کہ لیڈ ایسڈ کیمسٹری ہر قسم کے الیکٹرو کیمیکل اسٹوریج سسٹمز کی بیٹری ری سائیکلنگ کے لیے کس طرح ایک ماڈل ہو سکتی ہے۔
لیڈ ایسڈ کیمسٹری کو ممتاز کرنے والی خوبیوں میں سے ایک، اس کی عمر ہے۔ اس کی وجہ سے ہم نے تمام تعمیراتی مواد کو ری سائیکل کرنے اور دوبارہ استعمال کرنے کے طریقے تیار کیے ہیں، اس حد تک کہ ہم مکمل بیٹری کی تقریباً 100% بحالی کی شرح کا دعویٰ کر سکتے ہیں۔
بیٹری ری سائیکلنگ کیسے کام کرتی ہے؟
یہ متاثر کن اعدادوشمار صرف مواد کی توڑنے، درجہ بندی اور ریفائننگ کے لیے استعمال ہونے والے مکینیکل اور کیمیائی طریقوں کا کام نہیں ہے، بلکہ یہ جمع کرنے اور تقسیم کرنے کے نیٹ ورک کے بارے میں بھی ہے۔ سیسہ پگھلانے اور صاف کرنے کا عمل انسانوں کو ہزاروں سالوں سے معلوم ہے۔ تاہم، سیسہ کی وہی صفات، جو بیٹری کی ری سائیکلنگ کے حق میں ہیں، یعنی کم پگھلنے کا نقطہ اور رد عمل کی کمی، وہ صفات ہیں جو اس کی الیکٹرو کیمیکل سرگرمی کو کم کرتی ہیں اور اس وجہ سے اس کی توانائی کی کثافت۔ بیٹریوں کے لیے تعمیراتی مواد کے طور پر لیڈ کو قبول کرنے میں یہ ری سائیکلیبلٹی ایک اہم عنصر ہے۔ یہ اس کے معروف زہریلا ہونے کے باوجود ہے. یہ وہ زہریلا ہے جو فی الحال بیٹری مینوفیکچررز اور بیٹری ری سائیکلرز دونوں کے لیے تشویش کا باعث ہے۔
اس وجہ سے، روایتی آلودگی پھیلانے والی پائرو میٹلرجیکل تکنیکوں کے متبادل طریقے تیار کیے جا رہے ہیں۔ یہ طریقے سالوینٹس میں بیٹری کے فعال مواد کی تحلیل پر انحصار کرتے ہیں، پھر مختلف کیمیائی شکلوں میں سیسہ نکالتے ہیں۔ ہم اگلے بلاگ میں دونوں طریقوں کے فوائد اور نقصانات پر تبادلہ خیال کریں گے اور ان کی نسبتی خوبیوں پر ایک نظریہ دیں گے۔ لیکن اس مثال کے طور پر، ہم لیڈ ایسڈ ٹیکنالوجی اور ری سائیکلنگ کے بنیادی ڈھانچے اور اس وقت استعمال ہونے والے طریقوں پر توجہ مرکوز کر رہے ہیں۔ اس مقام پر، ری سائیکلنگ کے عمومی اصولوں کا مختصراً احاطہ کرنا مفید ہو گا تاکہ ان رکاوٹوں کی تعریف کی جا سکے جن کو مؤثر طریقے سے اور تجارتی طور پر تمام قسم کی بیٹریوں کو ری سائیکل کرنے کے لیے دور کرنے کی ضرورت ہے۔
ری سائیکلنگ کی عمومی تعریف یہ ہوگی:
- "فضلہ کو قابل استعمال مواد میں تبدیل کرنے کا عمل یا عمل۔”
- اس تعریف کو مزید بہتر کیا جا سکتا ہے اور اسے دو سلسلے میں تقسیم کیا جا سکتا ہے: کھلی اور بند لوپ ری سائیکلنگ۔
اوپن لوپ ری سائیکلنگ اور کلوزڈ لوپ ری سائیکلنگ
انجیر. 2 دونوں اقسام کے عمومی اصول دیتا ہے۔ کلوزڈ لوپ کا مطلب ہے کہ برآمد شدہ مواد کو ان کے اصل مقصد میں دوبارہ استعمال کیا جاتا ہے، جیسے کہ شیشے کی فضلہ کی بوتلوں کو مزید شیشے کی بوتلوں میں ری سائیکل کیا جاتا ہے۔ اوپن لوپ ری سائیکلنگ برآمد شدہ مواد کو ایک مختلف، اور ممکنہ طور پر ایک ہی استعمال میں دوبارہ تیار کرنا ہے، اس سے پہلے کہ آخر کار ناقابل استعمال فضلہ بن جائے۔ اس کی ایک مثال شاپنگ مال کو مقامی حرارت فراہم کرنے کے لیے گھریلو فضلے کو جلانا ہے۔ ضمنی مصنوعات، زیادہ تر گیسیں جیسے NOx، SOx اور CO2، کو آلودگی سمجھا جائے گا۔ کوئی بھی ٹھوس ضمنی مصنوعات بھی ناقابل استعمال فضلہ ہوں گی، جس کا اختتام لینڈ فل میں ہوتا ہے۔
کیا بیٹری ری سائیکلنگ منافع بخش ہے؟
جب کہ اوپر دی گئی ری سائیکلنگ کی تعریفیں بحث کے مقاصد کے لیے ٹھیک ہیں، ہمیں ایک لفظ کا اضافہ کرنا ہوگا: "معاشی طور پر” تبدیلی اور فضلہ کے درمیان، تاکہ مالی طور پر قابل عمل عمل ہو۔ یہ اہم ہے. اس کلیدی عنصر کے بغیر، کوئی بھی کاروبار فضلہ کو جمع کرنے اور منتقل کرنے کے لیے درکار محنتی، مہنگے عمل، نیز مطلوبہ مواد کو نکالنے اور بازیافت کرنے کی لاگت اور اخراجات کو برداشت نہیں کرے گا۔ ایک عام اصول کے طور پر اس میں کوئی شک نہیں ہے کہ زمین پر ہر تیار کردہ جزو سے تقریباً کسی بھی چیز کو بازیافت اور ری سائیکل کرنا تکنیکی طور پر ممکن ہے۔ ٹیکنالوجی اور جانکاری موجود ہے۔ مسئلہ یہ ہے کہ اس کی قیمت کتنی ہے؟
ان اصولوں کو ذہن میں رکھتے ہوئے، ہم خاص طور پر بیٹری کی ری سائیکلنگ کو دیکھ سکتے ہیں۔ انجیر. 3، ایک اسکیمیٹک خاکہ ہے، جس میں سرکلر، لیڈ ایسڈ بیٹریوں کے لیے سرکاری ری سائیکلنگ پریکٹس کی وضاحت کی گئی ہے۔
جب آپ بیٹریاں ری سائیکل کرتے ہیں تو کیا ہوتا ہے؟
اس سے یہ ظاہر ہوتا ہے کہ بیٹریوں کی تیاری سے لے کر ڈسپوزل اور ریکوری تک ایک اچھی طرح سے قائم اور باخبر راستہ موجود ہے۔ جمع کرنے کے پوائنٹس ہیں جہاں اصل خوردہ فروش یا نجی اور عوامی بیٹری ری سائیکلنگ پوائنٹس نے نئی بیٹریوں میں بیٹری کی ری سائیکلنگ کے مخصوص مقصد کے لیے صارفین کی طرف سے واپس کی گئی بیٹریوں کا استعمال کیا ہے۔ ایک بات قابل غور ہے کہ استعمال شدہ بیٹریوں کی نقل و حمل میں ان کی خطرناک نوعیت کی وجہ سے مناسب کنٹینمنٹ کی ضرورت ہوتی ہے۔ یہ طریقہ کار اور کام کرنے کے طریقے بیٹری کی ری سائیکلنگ کی سرکاری تنظیموں کا حوالہ دیتے ہیں جو جمع کرنے اور ترسیل کرنے والی کمپنیاں، خوردہ تنظیمیں، لیڈ سمیلٹرز اور ریفائنرز (اکثر ری سائیکلرز کہلانے والے) پر مشتمل ہوتی ہیں، جنہیں جمع کرنے، ذخیرہ کرنے اور ذخیرہ کرنے کے لیے قانون سازی اور ضابطے کے ذریعے ایک ساتھ رکھا جاتا ہے۔ خطرناک مواد کی نقل و حمل.
بیٹری ری سائیکلنگ کیسے کام کرتی ہے؟
تاہم، جیسا کہ وسیع پیمانے پر جانا جاتا ہے، وہاں غیر رسمی شعبہ بھی ہے جو سرکاری راستوں کی مہنگی قانونی رکاوٹوں سے باہر بیٹری کی ری سائیکلنگ کرتا ہے۔
جب کہ یہ صورتحال افریقہ، ہندوستان اور جنوبی امریکہ جیسے ممالک میں موجود معلوم ہوتی ہے، یہ خیال کیا جاتا ہے کہ زیادہ صنعتی طور پر ترقی یافتہ قومیں جو یورپ کی طرف سے ٹائپ کی گئی ہیں، اس بند لوپ کے عمل میں غیر رسمی عناصر کا سہارا نہیں لیں گی۔ اگر ایسا ہے تو ہمارے پاس یورپی ممالک میں بیٹری کی ری سائیکلنگ کی کارکردگی تقریباً 100% ہونی چاہیے۔
بیٹریوں کو ری سائیکل کرنا کیوں ضروری ہے؟
بدقسمتی سے، یہ معاملہ نہیں ہے، اور تصویر. 4 یورپ کی اکثریت کے لیے بیٹری ری سائیکلنگ کی حیثیت کو ظاہر کرتا ہے۔ یہاں ہم دیکھ سکتے ہیں کہ 30 میں سے صرف 8 ممالک نے 2018 میں بیٹری کی ری سائیکلنگ کی 90% کارکردگی سے بہتر کارکردگی کا مظاہرہ کیا، صرف 4 ممالک 100% ریکوری اور بیٹری ری سائیکلنگ کی شرح تک پہنچنے کے قریب یا قریب ہیں۔ تاہم، ان اعدادوشمار کے پیچھے بہت سے عوامل کارفرما ہیں، بشمول رپورٹنگ کے معیار اور موجودہ سالانہ سیلز لیولز کو مماثل کرنے کا متحرک ہدف، بیٹری کی زندگی اور پچھلے سالوں کی فروخت سے دستیاب اسکریپ کی مقدار۔ یورپ میں سکریپ بیٹریوں کی نقل و حرکت اور تقسیم بعض اوقات، قانون سازی کے باوجود، اب بھی غیر رسمی اور غیر قانونی ذرائع سے ہو سکتی ہے۔
ہم بیٹریاں کیوں ری سائیکل کرتے ہیں؟
یہ خاص طور پر درست ہے جب طلب زیادہ ہو اور رسد کم ہو۔
اس سے اگلا نکتہ سامنے آتا ہے، جو اکثر نقل کیے جانے والے اعدادوشمار پر الجھن ہے، کہ لیڈ ایسڈ بیٹریاں تقریباً 100% ری سائیکل ہوتی ہیں۔ یہ سچ ہے جب ہم اس عمل سے بیٹری کے مواد کی وصولی کی مقدار کے بارے میں بات کر رہے ہیں، نہ کہ بیٹریوں کی ری سائیکل کی کل مقدار۔ اس کا مطلب ہے کہ بیٹری میں تقریباً تمام پلاسٹک، سیسہ اور تیزاب مزید بیٹریوں کے لیے فیڈ اسٹاک کے طور پر ختم ہو جاتا ہے۔ کچھ صورتوں میں، اس میں دیگر مواد کے لیے فیڈ اسٹاک شامل ہوسکتا ہے، جیسے کہ سلفیورک ایسڈ کھاد بنانے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔
کسی بھی صورت میں، کسی بھی چیز کا 100% بازیافت کرنا تکنیکی طور پر ممکن نہیں ہے، کیونکہ کچھ نقصانات لامحالہ ہوں گے، اگرچہ 1% سے کم کے چھوٹے نقصانات ہوں۔ جیسا کہ ذکر کیا گیا ہے سلفیورک ایسڈ کو دوسرے استعمال کی طرف موڑنے کا مطلب یہ بھی ہے کہ بازیابی کے طریقہ کار سرکلر ماڈل پر پوری طرح پورا نہیں اترتے ہیں جسے لیڈ آرگنائزیشنز اور بیٹری ری سائیکلنگ کمپنیوں کی ویب سائٹس میں خوشی سے پیش کیا گیا ہے۔ ہمیں اس میں ناگزیر زہریلے اخراج اور فضلہ (سلیگ) کو بھی شامل کرنے کی ضرورت ہے جو لیڈ ایسڈ بیٹری کی ری سائیکلنگ کے پائرو میٹلرجیکل طریقوں سے پیدا کیا جا سکتا ہے۔
بیٹری کی ری سائیکلنگ کی شرحوں، عمل میں ہونے والے نقصانات اور پیدا ہونے والے کسی بھی فضلہ کو سمجھنے کے لیے، ہمیں لیڈ ایسڈ بیٹری میں موجود مواد اور بحالی کے عمل کے کیمسٹری اور انجینئرنگ کے اصولوں کا بھی جائزہ لینے کی ضرورت ہے۔ انجیر. 5 لیڈ ایسڈ بیٹری ری سائیکلنگ میں استعمال ہونے والے بحالی کے عمل کا ایک اسکیمیٹک خاکہ ہے۔
بیٹری ری سائیکلنگ پلانٹ کیا ہے؟
بیٹری ری سائیکلنگ کا عمل
اس معاملے میں، یہ موجودہ pyrometallurgical طریقے ہیں، جو اب تک صرف تجارتی طور پر دستیاب عمل ہیں۔ خاکہ جمع کرنے اور بیٹری ری سائیکلنگ سائٹ تک پہنچانے کے بعد 4 بنیادی مراحل دکھاتا ہے۔ یہ ہیں:
- بیٹری ٹوٹنا اور الگ کرنا۔ بیٹری کے سکریپ کو توڑنے کے لیے ہتھوڑے کی چکی میں ڈالا جاتا ہے، پھر اسے بنیادی لیڈ بیئرنگ پیسٹ، دھاتی گرڈ گرینولز، پلاسٹک کے بٹس اور تیزاب کے اجزاء، تصویر 2 میں الگ کیا جاتا ہے۔ 6.
- ڈی سلفرائزیشن۔ سلفر کو دور کرنے کے لیے پیسٹ یا لیڈی ایکٹیو مواد کو سوڈا ایش کے ساتھ ٹریٹ کیا جاتا ہے۔
- smelting (دھماکے یا reverberatory) بھٹی. اس کے بعد سلفیٹ شدہ پیسٹ کو بلاسٹ یا ریوربریٹری فرنس میں گلایا جاتا ہے تاکہ لیڈی مرکبات کو نرم یا سخت لیڈ بلین میں کم کیا جا سکے، یہ سکریپ کی ساخت اور مطلوبہ حتمی مصنوعہ، تصویر 4۔ 7.
بیٹری فضلہ کی ری سائیکلنگ
- لیڈ بلین کو بہتر کرنا۔ سب سے عام طریقہ کیلسننگ ہے یا تو نرم (خالص) سیسہ یا سخت (مٹا) سیسہ۔
یہ خاکہ کچھ دلچسپ نکات پیش کرتا ہے۔ مصنوعات کے طور پر ری سائیکل شدہ اجزاء کے ساتھ، مختلف عمل کے مراحل میں اخراج کا مسئلہ بھی ہے۔
یہ عام طور پر گیسوں (COx، SOx، NOx)، سیسہ والی دھول اور گندھک اور سیسہ جیسے آلودگیوں پر مشتمل بہنے والا پانی کا ماحول سے اخراج ہوتا ہے۔ یہ اخراج ہر اس ملک میں قومی اور مقامی معیارات کے تحت ہوتے ہیں جہاں سیسہ کی ری سائیکلنگ کی مشق کی جاتی ہے۔ جدید سطحیں بہت چھوٹی ہیں اور ہوا، زمین اور پانی کی آلودگی عام طور پر باقاعدہ رسمی شعبے میں ماضی کا مسئلہ ہے۔ تاہم، یہ غیر رسمی شعبے کے بارے میں درست نہیں ہے جو، ڈبلیو ایچ او کے مطابق، کچھ شہروں اور دیہاتوں میں نمایاں زمینی آلودگی اور خون میں لیڈ کی سطح میں اضافے کا ذمہ دار رہا ہے، اور اب بھی ہے۔
پائرومیٹالرجیکل عمل میں ایک اور ترقی فضلہ کے سلیگ سے دھاتی آلودگیوں کی بازیابی ہے جو اس فضلہ کے حصے کو زمین یا سڑک کے بھرنے کے منصوبوں کے لیے موزوں بنا سکتی ہے۔
ان تحلیلی عمل کی دو مثالیں اوریلیئس اور سائٹری سائیکل کی پیٹنٹ شدہ ٹیکنالوجیز ہیں۔ ان دونوں کمپنیوں کے پاس ایک ایسا عمل ہے جو سائٹرک ایسڈ کو سالوینٹ کے طور پر لیڈی پیسٹ کو تحلیل کرنے کے لیے استعمال کرتا ہے اس سے پہلے کہ اسے مزید علاج کے لیے مختلف قسم کے سیسہ کے مرکبات کو بازیافت کیا جائے۔
فلو ڈایاگرام Fig8 جو ان دونوں عملوں کا موازنہ کرتا ہے۔ خاکہ سے، یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ بیٹری کا سکریپ اب بھی ٹوٹا ہوا ہے اور روایتی طریقہ کے مطابق الگ کیا گیا ہے، لیکن سلفنگ اور ڈیسلفرائزیشن کا عمل غائب ہے۔ ایک فروخت کے قابل پروڈکٹ ہے، خشک لیڈ سائٹریٹ جسے کنٹرولڈ اور ریگولیٹڈ حالات میں مزید پروسیسنگ کے لیے باقاعدہ شعبے میں فروخت کیا جا سکتا ہے۔ یہ تجویز کیا گیا ہے کہ اس قسم کے عمل کو ماڈیولر شکل میں، مقامی اتھارٹی کے کنٹرول کے تحت، موجودہ غیر رسمی ری سائیکلنگ سیکٹر کے ذریعے اپنایا جا سکتا ہے۔ اس سے نہ صرف سیسے کی آلودگی اور خون کے زہر کو روکنے کا دوہرا فائدہ ہوگا بلکہ یہ غیر رسمی ری سائیکلرز کو باقاعدہ ری سائیکلنگ سیکٹر کے کنٹرول میں لے جائے گا۔
لیڈ ایسڈ بیٹریاں سیارے پر سب سے زیادہ ری سائیکل شدہ شے ہیں! - تصویر 9
لیڈ ایسڈ بیٹری ری سائیکلنگ کا شعبہ درحقیقت ایک سرکلر اکانومی کا ماڈل ہے اور اسے پہلے مرحلے کے بلیو پرنٹ کے طور پر لیا جا سکتا ہے جس سے مختلف تکرارات اخذ کی جا سکتی ہیں جو مختلف بیٹری کیمسٹریوں کے لیے موزوں ہیں۔ تاہم، موجودہ پائرو میٹلرجیکل بیٹری ری سائیکلنگ کے طریقوں سے سیسہ کے زہریلے پن اور اخراج اور فضلہ کی مصنوعات کو کنٹرول کرنے کے ارد گرد چیلنجز ہیں۔ غیر رسمی شعبے کا نظم و نسق جو قومی اور مقامی حکومتوں کی جانب سے سکریپ بیٹریوں کو جمع کرنے، ذخیرہ کرنے اور پروسیسنگ کے دوران مقرر کردہ قانونی تقاضوں کو پورا نہیں کرتا ہے، کو بہتر کرنے کی ضرورت ہے۔ تاہم، نئے سستے اور زیادہ ماحول دوست عمل، جو آلودگی اور حفاظت کے مسائل کو حل کرنے کے لیے بنائے گئے ہیں، تجارتی دستیابی کے قریب ہیں۔
ان طریقوں سے، جو زیادہ محفوظ اور کم آلودگی والے ہیں، بیٹری کے سکریپ سے چار نو نرم لیڈ پیدا کرنے کا ہدف حاصل کیا جا سکے گا۔ عالمی اقتصادیات اور سیاست بیٹری کی تیاری میں استعمال ہونے والے مواد اور سیسہ کی فراہمی کو متاثر کرتی ہے۔ تمام اندرونی طور پر تیار کردہ بیٹری سکریپ کی مکمل بیٹری ری سائیکلنگ، ایسے طریقوں کا استعمال کرتے ہوئے جو کم CO2 پیدا کرتے ہیں، سلیگ کو ہٹاتے ہیں اور آلودگی کو کم کرتے ہیں، آگے کا راستہ ہے۔ اگرچہ لیڈ ایسڈ بیٹری کی ری سائیکلنگ کی موجودہ صورتحال موجودہ نمونہ ہو سکتی ہے، صنعت اب بھی اپنے تمام عمل کو صاف، محفوظ اور زیادہ ماحول دوست بنانے کے لیے بہتر بنانے کی کوشش کر رہی ہے۔
نئی ٹیکنالوجیز جو اس مقصد کو حاصل کرنے کی امید رکھتی ہیں ایک اہم قدم ثابت ہو سکتی ہیں، اور ہمیشہ کی طرح مائیکروٹیکس اپنے صارفین اور شراکت داروں کو بیٹری کی جدید ترین ترقیوں کے بارے میں درست طریقے سے مطلع کرنے میں سب سے آگے ہو گا جو ہم سب کو براہ راست متاثر کرتی ہیں۔
