রাসায়নিক শক্তির উত্স প্রক্রিয়াকরণ
প্রতিটি বাড়িতে একটি সাধারণ পরিস্থিতি হল যে সম্প্রতি কেনা ব্যাটারিগুলি আর উপযুক্ত নয়। অথবা হতে পারে, পরিবেশ সম্পর্কে যত্নশীল, এবং একই সময়ে আমাদের মানিব্যাগের সম্পদ সম্পর্কে, আমরা রিচার্জেবল ব্যাটারি অর্জন করেছি? কিছু সময় পরে, তারাও সহযোগিতা করতে অস্বীকার করবে। তাহলে আবর্জনার মধ্যে? একেবারে না! কোষগুলি পরিবেশে যে হুমকি সৃষ্টি করে তা জেনে, আমরা একটি সংগ্রহের পয়েন্ট সন্ধান করব।
সংগ্রহ
আমরা কোন স্কেল সমস্যার সাথে মোকাবিলা করছি? ২০১১ সালের চিফ এনভায়রনমেন্টাল ইন্সপেক্টরের রিপোর্টে এর চেয়ে বেশি পাওয়া গেছে 400 মিলিয়ন সেল এবং ব্যাটারি. প্রায় একই সংখ্যক আত্মহত্যা করেছে।
ভাত। 1. রাষ্ট্রীয় সংগ্রহ থেকে কাঁচামাল (ব্যবহৃত কোষ) এর গড় রচনা।
তাই আমাদের উন্নয়ন করতে হবে প্রায় 92 হাজার টন বিপজ্জনক বর্জ্য ভারী ধাতু (পারদ, ক্যাডমিয়াম, নিকেল, রৌপ্য, সীসা) এবং বেশ কয়েকটি রাসায়নিক যৌগ (পটাসিয়াম হাইড্রোক্সাইড, অ্যামোনিয়াম ক্লোরাইড, ম্যাঙ্গানিজ ডাই অক্সাইড, সালফিউরিক অ্যাসিড) রয়েছে (চিত্র 1)। যখন আমরা তাদের ফেলে দিই - আবরণ ক্ষয় হয়ে যাওয়ার পরে - তারা মাটি এবং জলকে দূষিত করে (চিত্র 2)। আসুন পরিবেশকে এবং সেইজন্য নিজেদেরকে এমন একটি "উপহার" দিই না। এই পরিমাণের মধ্যে, 34% বিশেষায়িত প্রসেসরগুলিতে গেছে। অতএব, এখনও অনেক কিছু করার আছে, এবং এটি কি সান্ত্বনা নয় যে এটি কেবল পোল্যান্ডেই নয়?
ভাত। 2. ক্ষয়প্রাপ্ত কোষ আবরণ.
আমাদের আর অজুহাত নেই যে কোথাও যাওয়ার নেই ব্যবহৃত কোষ. ব্যাটারি এবং তাদের প্রতিস্থাপন বিক্রি করে এমন প্রতিটি খুচরা আউটলেটকে আমাদের কাছ থেকে সেগুলি গ্রহণ করতে হবে (সেইসাথে পুরানো ইলেকট্রনিক্স এবং গৃহস্থালীর যন্ত্রপাতি)। এছাড়াও, অনেক দোকান এবং স্কুলে পাত্র রয়েছে যেখানে আমরা খাঁচা রাখতে পারি। তাই আসুন অজুহাত না করে ব্যবহৃত ব্যাটারি এবং সঞ্চয়কারী ট্র্যাশে ফেলে দিই। সামান্য ইচ্ছার সাথে, আমরা একটি সংগ্রহের পয়েন্ট খুঁজে পাব, এবং লিঙ্কগুলির ওজন এত কম যে লিঙ্কটি আমাদের ক্লান্ত করবে না।
বাছাই
অন্যদের মতো পুনর্ব্যবহারযোগ্য উপকরণ, দক্ষ রূপান্তর বাছাই পরে অর্থপূর্ণ হয়. উৎপাদন সুবিধার বর্জ্য সাধারণত গুণমানের দিক থেকে অভিন্ন, কিন্তু জনসাধারণের সংগ্রহ থেকে বর্জ্য পাওয়া যায় এমন কোষের মিশ্রণ। তাই মূল প্রশ্ন হয়ে যায় পৃথকীকরণ.
পোল্যান্ডে, বাছাই করা হয় ম্যানুয়ালি, কিন্তু অন্যান্য ইউরোপীয় দেশগুলিতে ইতিমধ্যেই স্বয়ংক্রিয়ভাবে সাজানোর লাইন রয়েছে। তারা উপযুক্ত জাল আকারের সঙ্গে sieves ব্যবহার করে (যা অনুমতি দেয় বিভিন্ন আকারের কোষের বিচ্ছেদ) এবং এক্স-রে (সামগ্রী বাছাই)। পোল্যান্ডের সংগ্রহ থেকে কাঁচামালের গঠনও কিছুটা ভিন্ন।
সম্প্রতি পর্যন্ত, আমাদের ক্লাসিক অ্যাসিডিক Leclanche কোষের প্রাধান্য ছিল। কেবলমাত্র সম্প্রতি আরও আধুনিক ক্ষারীয় কোষগুলির সুবিধা রয়েছে, যা বহু বছর আগে পশ্চিমা বাজারগুলিকে জয় করেছিল, লক্ষণীয় হয়ে উঠেছে। যাই হোক না কেন, উভয় ধরণের নিষ্পত্তিযোগ্য কোষ সংগৃহীত ব্যাটারির 90% এরও বেশি। বাকিটা হল বোতামের ব্যাটারি (পাওয়ারিং ঘড়ি (চিত্র 3) বা ক্যালকুলেটর), রিচার্জেবল ব্যাটারি এবং ফোন ও ল্যাপটপের জন্য লিথিয়াম ব্যাটারি। এই ছোট শেয়ারের কারণ ডিসপোজেবল উপাদানের তুলনায় উচ্চ মূল্য এবং দীর্ঘ পরিষেবা জীবন।
ভাত। 3. কব্জি ঘড়ি পাওয়ার জন্য ব্যবহৃত সিলভার লিঙ্ক।
প্রক্রিয়াকরণ
ব্রেকআপের পরে, এটি সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ জিনিসের জন্য সময় প্রক্রিয়াকরণ পর্যায় - কাঁচামাল পুনরুদ্ধার। প্রতিটি ধরনের জন্য, ফলস্বরূপ পণ্য সামান্য ভিন্ন হবে। যাইহোক, প্রক্রিয়াকরণ প্রযুক্তি একই রকম।
যান্ত্রিক পুনর্ব্যবহারযোগ্য মিলের বর্জ্য নাকাল গঠিত. ফলস্বরূপ ভগ্নাংশগুলিকে ইলেক্ট্রোম্যাগনেট (লোহা এবং এর সংকর ধাতু) এবং বিশেষ সিভিং সিস্টেম (অন্যান্য ধাতু, প্লাস্টিক উপাদান, কাগজ ইত্যাদি) ব্যবহার করে আলাদা করা হয়। বন্যা পদ্ধতিটি হল প্রক্রিয়াকরণের আগে কাঁচামালগুলি সাবধানে বাছাই করার দরকার নেই, খুঁত - প্রচুর পরিমাণে অব্যবহারযোগ্য বর্জ্য যা ল্যান্ডফিলগুলিতে নিষ্পত্তির প্রয়োজন।
হাইড্রোমেটালার্জিক্যাল রিসাইক্লিং অ্যাসিড বা ঘাঁটিতে দ্রবীভূত কোষ নিয়ে গঠিত। প্রক্রিয়াকরণের পরবর্তী পর্যায়ে, ফলস্বরূপ সমাধানগুলি বিশুদ্ধ এবং পৃথক করা হয়, উদাহরণস্বরূপ, ধাতব লবণ, বিশুদ্ধ উপাদানগুলি পেতে। বড় সুবিধা পদ্ধতিটি কম শক্তি খরচ এবং নিষ্পত্তির প্রয়োজন অল্প পরিমাণ বর্জ্য দ্বারা চিহ্নিত করা হয়। ত্রুটি এই রিসাইক্লিং পদ্ধতির ফলে পণ্যের দূষণ এড়াতে ব্যাটারির সাবধানে বাছাই করা প্রয়োজন।
তাপ প্রক্রিয়াকরণ উপযুক্ত ডিজাইনের ওভেনে কোষগুলিকে ফায়ারিং করে। ফলস্বরূপ, তাদের অক্সাইড গলে যায় এবং প্রাপ্ত হয় (স্টিল মিলের কাঁচামাল)। বন্যা পদ্ধতিটি সাজানো না হওয়া ব্যাটারি ব্যবহার করার সম্ভাবনা নিয়ে গঠিত, খুঁত এবং – শক্তি খরচ এবং ক্ষতিকারক দহন পণ্য গঠন।
ছাড়া পুনর্ব্যবহারযোগ্য কোষগুলি পরিবেশে তাদের উপাদানগুলি মুক্তি থেকে প্রাথমিক সুরক্ষার পরে ল্যান্ডফিলগুলিতে সংরক্ষণ করা হয়। যাইহোক, এটি শুধুমাত্র একটি অর্ধ-পরিমাপ, এই ধরনের বর্জ্য এবং অনেক মূল্যবান কাঁচামালের বর্জ্যের বিরুদ্ধে লড়াই করার প্রয়োজনকে স্থগিত করে।
আমরা একটি বাড়ির পরীক্ষাগারে কিছু উপকারী পদার্থ পুনরুদ্ধার করতে পারি। এগুলি হল ক্লাসিক লেক্ল্যাঞ্চের উপাদানগুলির উপাদান - উপাদান এবং গ্রাফাইট ইলেক্ট্রোডের চারপাশের কাপ থেকে উচ্চ-বিশুদ্ধতা জিঙ্ক। বিকল্পভাবে, আমরা মিশ্রণের মধ্যে মিশ্রণ থেকে ম্যাঙ্গানিজ ডাই অক্সাইড আলাদা করতে পারি - এটিকে কেবল জল দিয়ে সিদ্ধ করুন (দ্রবণীয় অমেধ্য অপসারণ করতে, প্রধানত অ্যামোনিয়াম ক্লোরাইড) এবং ফিল্টার করুন। অদ্রবণীয় অবশিষ্টাংশ (কয়লা ধূলিকণা দ্বারা দূষিত) MnO জড়িত বেশিরভাগ প্রতিক্রিয়ার জন্য উপযুক্ত।2.
কিন্তু শুধুমাত্র গৃহস্থালীর যন্ত্রপাতিকে শক্তি দেওয়ার জন্য ব্যবহৃত উপাদানগুলিই পুনর্ব্যবহারযোগ্য নয়। পুরনো গাড়ির ব্যাটারিও কাঁচামালের উৎস। তাদের থেকে সীসা বের করা হয়, যা পরে নতুন ডিভাইস তৈরিতে ব্যবহার করা হয় এবং কেস এবং ইলেক্ট্রোলাইট ভর্তি করা হয়।
বিষাক্ত ভারী ধাতু এবং সালফিউরিক অ্যাসিড দ্রবণ দ্বারা সৃষ্ট পরিবেশগত ক্ষতির কথা কাউকে মনে করিয়ে দেওয়ার দরকার নেই। আমাদের দ্রুত বিকাশমান প্রযুক্তিগত সভ্যতার জন্য, সেল এবং ব্যাটারির উদাহরণ একটি মডেল। ক্রমবর্ধমান সমস্যাটি নিজেই পণ্যের উত্পাদন নয়, তবে ব্যবহারের পরে এটির নিষ্পত্তি। আমি আশা করি যে তাদের উদাহরণ দ্বারা ইয়ং টেকনিশিয়ান ম্যাগাজিনের পাঠকরা অন্যদের পুনর্ব্যবহার করতে অনুপ্রাণিত করবে।
পরীক্ষা 1 – লিথিয়াম ব্যাটারি
লিথিয়াম কোষ এগুলি ক্যালকুলেটরগুলিতে এবং কম্পিউটার মাদারবোর্ডের BIOS এর শক্তি বজায় রাখতে ব্যবহৃত হয় (চিত্র 4)। আসুন তাদের মধ্যে লিথিয়াম ধাতুর উপস্থিতি নিশ্চিত করি।
ভাত। 4. লিথিয়াম ম্যাঙ্গানিজ কোষ কম্পিউটার মাদারবোর্ডের BIOS এর শক্তি বজায় রাখতে ব্যবহৃত হয়।
উপাদানটি বিচ্ছিন্ন করার পরে (উদাহরণস্বরূপ, সাধারণ প্রকার CR2032), আমরা কাঠামোর বিশদ বিবরণ দেখতে পারি (চিত্র 5): ম্যাঙ্গানিজ ডাই অক্সাইড MnO এর একটি কালো সংকুচিত স্তর2, একটি ছিদ্র বিভাজক ইলেক্ট্রোড একটি জৈব ইলেক্ট্রোলাইট দ্রবণ দ্বারা গর্ভবতী, একটি প্লাস্টিকের রিং এবং দুটি ধাতব অংশ যা হাউজিং গঠন করে তা অন্তরক করে।
ভাত। 5. একটি লিথিয়াম ম্যাঙ্গানিজ কোষের উপাদান: 1. লিথিয়াম ধাতু (নেতিবাচক ইলেক্ট্রোড) এর একটি স্তর সহ শরীরের নীচের অংশ। 2. বিভাজক একটি জৈব ইলেক্ট্রোলাইট দ্রবণ দিয়ে গর্ভবতী। 3. ম্যাঙ্গানিজ ডাই অক্সাইডের চাপা স্তর (পজিটিভ ইলেক্ট্রোড)। 4. প্লাস্টিকের রিং (ইলেকট্রোড নিরোধক)। 5. উপরের হাউজিং (পজিটিভ ইলেক্ট্রোড টার্মিনাল)।
ছোটটি (নেতিবাচক ইলেক্ট্রোড) লিথিয়ামের একটি স্তর দিয়ে প্রলেপ দেওয়া হয়, যা বাতাসে দ্রুত অন্ধকার হয়ে যায়। একটি শিখা পরীক্ষা ব্যবহার করে উপাদান সনাক্ত করা হয়. এটি করার জন্য, লোহার তারের শেষে একটু নরম ধাতু নিন এবং বার্নার শিখায় নমুনা ঢোকান - কারমাইন রঙ লিথিয়ামের উপস্থিতি নির্দেশ করে (ছবি 6)। আমরা ধাতব অবশিষ্টাংশগুলিকে জলে দ্রবীভূত করে পুনর্ব্যবহার করি।
ভাত। 6. একটি বার্নার শিখায় লিথিয়ামের নমুনা।
একটি বীকারে লিথিয়ামের একটি স্তর সহ একটি ধাতব ইলেক্ট্রোড রাখুন এবং কয়েক সেন্টিমিটার ঢেলে দিন3 জল হাইড্রোজেন গ্যাসের মুক্তির সাথে জাহাজে একটি হিংসাত্মক প্রতিক্রিয়া ঘটে:
লিথিয়াম হাইড্রক্সাইড একটি শক্তিশালী ভিত্তি এবং আমরা সহজেই নির্দেশক কাগজ ব্যবহার করে এটি পরীক্ষা করতে পারি।
পরীক্ষা 2 – ক্ষারীয় বন্ধন
একটি নিষ্পত্তিযোগ্য ক্ষারীয় উপাদান কেটে ফেলুন, উদাহরণস্বরূপ LR6 (“আঙুল”, AA) টাইপ করুন। ধাতব কাপ খোলার পরে, অভ্যন্তরীণ কাঠামো দৃশ্যমান হয় (চিত্র 7): ভিতরে একটি হালকা ভর রয়েছে যা অ্যানোড গঠন করে (পটাসিয়াম বা সোডিয়াম হাইড্রক্সাইড এবং দস্তা ধুলো), এবং এটিকে ঘিরে ম্যাঙ্গানিজ ডাই অক্সাইড MnO এর একটি অন্ধকার স্তর।2 গ্রাফাইট ধুলোর সাথে (সেল ক্যাথোড)।
ভাত। 7. একটি ক্ষারীয় কোষে অ্যানোড ভরের ক্ষারীয় বিক্রিয়া। দৃশ্যমান সেলুলার কাঠামো: হালকা অ্যানোড-গঠনকারী ভর (KOH + জিঙ্ক ডাস্ট) এবং ক্যাথোড হিসাবে গ্রাফাইট ধুলোর সাথে গাঢ় ম্যাঙ্গানিজ ডাই অক্সাইড।
ইলেক্ট্রোডগুলি একটি কাগজের মধ্যচ্ছদা দ্বারা একে অপরের থেকে পৃথক করা হয়। পরীক্ষা স্ট্রিপে সামান্য হালকা পদার্থ প্রয়োগ করুন এবং এক ফোঁটা জল দিয়ে এটি আর্দ্র করুন। নীল রঙ অ্যানোড ভরের একটি ক্ষারীয় প্রতিক্রিয়া নির্দেশ করে। ব্যবহৃত হাইড্রক্সাইডের ধরন একটি শিখা পরীক্ষা দ্বারা সর্বোত্তমভাবে যাচাই করা হয়। একটি নমুনা বেশ কয়েকটি পপি বীজের আকারের একটি লোহার তারের সাথে জলে ভেজা এবং একটি বার্নারের শিখায় রাখা হয়।
একটি হলুদ রঙ নির্দেশ করে যে প্রস্তুতকারক সোডিয়াম হাইড্রক্সাইড ব্যবহার করেছেন, এবং একটি গোলাপী-বেগুনি রঙ পটাসিয়াম হাইড্রক্সাইড নির্দেশ করে। যেহেতু সোডিয়াম যৌগগুলি প্রায় সমস্ত পদার্থকে দূষিত করে, এবং এই উপাদানটির জন্য শিখা পরীক্ষা অত্যন্ত সংবেদনশীল, তাই শিখার হলুদ রঙ পটাসিয়ামের বর্ণালী রেখাগুলিকে মাস্ক করতে পারে। সমাধান হল একটি নীল-বেগুনি ফিল্টারের মাধ্যমে শিখার দিকে তাকানো, যা কোবাল্ট গ্লাস বা ফ্লাস্কে একটি রঞ্জক দ্রবণ হতে পারে (নীল বা মিথাইল ভায়োলেট, ক্ষত জীবাণুনাশক পাইওকটেন পাওয়া যায়)। ফিল্টারটি হলুদ রঙ শোষণ করবে, আপনাকে নমুনায় পটাসিয়ামের উপস্থিতি নিশ্চিত করতে দেয়।
পদবী কোড
কোষের ধরন সনাক্তকরণের সুবিধার্থে, একটি বিশেষ আলফানিউমেরিক কোড চালু করা হয়েছে। আমাদের বাড়িতে সবচেয়ে সাধারণ ধরনের জন্য, এটির ফর্ম রয়েছে: সংখ্যা-অক্ষর-অক্ষর-সংখ্যা, যেখানে:
- প্রথম সংখ্যা - কক্ষের সংখ্যা; একক কক্ষের জন্য উপেক্ষা করা হয়েছে।
- প্রথম অক্ষরটি কোষের ধরন নির্দেশ করে। উপস্থিত না থাকলে, এটি একটি দস্তা-গ্রাফাইট লেক্ল্যাঞ্চ কোষ (অ্যানোড: জিঙ্ক, ইলেক্ট্রোলাইট: অ্যামোনিয়াম ক্লোরাইড, এনএইচ4Cl, দস্তা ক্লোরাইড ZnCl2, ক্যাথোড: ম্যাঙ্গানিজ ডাই অক্সাইড MnO2) অন্যান্য কোষের প্রকারগুলিকে নিম্নরূপ লেবেল করা হয়েছে (পটাসিয়াম হাইড্রক্সাইডের পরিবর্তে সস্তা সোডিয়াম হাইড্রক্সাইডও ব্যবহার করা হয়):
A, P - দস্তা-বায়ু উপাদান (অ্যানোড: দস্তা, গ্রাফাইট ক্যাথোডে বায়ু অক্সিজেন হ্রাস করা হয়);
B, C, E, F, G - লিথিয়াম কোষ (অ্যানোড: লিথিয়াম, তবে অনেক পদার্থ ক্যাথোড এবং ইলেক্ট্রোলাইট হিসাবে ব্যবহৃত হয়);
H - Ni-MH নিকেল-মেটাল হাইড্রাইড ব্যাটারি (মেটাল হাইড্রাইড, KOH, NiOOH);
K - Ni-Cd নিকেল-ক্যাডমিয়াম ব্যাটারি (ক্যাডমিয়াম, KOH, NiOOH);
L - ক্ষারীয় উপাদান (জিঙ্ক, KOH, MnO2);
M - পারদ উপাদান (জিঙ্ক, KOH; HgO), আর ব্যবহার করা হয় না;
S - রৌপ্য উপাদান (দস্তা, KOH; Ag2সম্পর্কিত);
Z - নিকেল-ম্যাঙ্গানিজ উপাদান (জিঙ্ক, কেওএইচ, নিওওএইচ, এমএনও2).
- পরবর্তী চিঠি লিঙ্কের আকৃতি নির্দেশ করে:
F - ল্যামেলার;
R - নলাকার;
S - আয়তক্ষেত্রাকার;
P - নলাকার ব্যতীত অন্য আকারের কোষগুলির বর্তমান পদবি।
- চূড়ান্ত সংখ্যা বা সংখ্যা রেফারেন্সের আকার নির্দেশ করে (ক্যাটালগ মান বা সরাসরি মাত্রা প্রদান)।
চিহ্নিত উদাহরণ:
R03
- একটি জিঙ্ক-গ্রাফাইট কোষ একটি ছোট আঙুলের আকার। আরেকটি উপাধি হল AAA বা মাইক্রো।
LR6 - একটি আঙুলের আকারের একটি ক্ষারীয় কোষ। আরেকটি উপাধি হল AA বা মিনিয়ন।
HR14 - Ni-MH ব্যাটারি, সি অক্ষরটি আকার নির্দেশ করতেও ব্যবহৃত হয়।
KR20 - Ni-Cd ব্যাটারি, যার আকারও ডি অক্ষর দ্বারা মনোনীত হয়।
3LR12 - 4,5V এর ভোল্টেজ সহ একটি সমতল ব্যাটারি, তিনটি ক্ষারীয় কোষ সমন্বিত।
6F22 - 9V ব্যাটারি; ছয়টি পৃথক প্ল্যানার জিঙ্ক-গ্রাফাইট কোষ একটি আয়তক্ষেত্রাকার আবাসনে রাখা হয়।
CR2032 - লিথিয়াম-ম্যাঙ্গানিজ উপাদান (লিথিয়াম, জৈব ইলেক্ট্রোলাইট, MnO2) 20 মিমি ব্যাস এবং 3,2 মিমি পুরুত্ব সহ।
