خلاصه مطالعات امکان‌سنجی (طرح توجیهی) بازیافت سرب از باطری‌های فرسوده خودرو

مقدمه

امروزه سرب کاربردهای مختلفی در بخش‌های مختلف صنایع دارد. مهم‌ترین این کاربردها شامل حمل‌ونقل (انواع مختلف باتری‌ها و لحیم‌های مورد استفاده در صنایع حمل‌و‌نقل)، ساختمان (مواد ساختمانی مانند صفخات و لوله‌ها، لحیم‌ها، ترکیبات مورد استفاده برای عایق صوتی و حفاظت در برابر پرتوها و صنعت رنگ) کالاهای الکتریکی (باتری‌ها و انواع کابل‌های الکتریکی) می‌شود. یکی از مصارف بسیار مهم و رو به رشد سرب در سال‌های تاخیر باتری‌های اسید سرب است. لذا با توجه به تولید روز افرون خودرو در دنیا تقاضا برای این باتری‌ها هم در حال گسترش است. به طوری مصرف سرب در تولید باتری‌ها از 30درصد کل مصرف در سال 1960به حدود 70درصد در دهه 1990رسیده است. شاید بتوان ادعا نمود که امروزه سایر مصارف معمول آن در صنایع شیمیایی، ساختمانی، لحیم‌کاری و غیره تا حد زیادی کاهش یافته است.

بخش عمده (بیش از 90درصد) باتری‌های اسید سرب در زمینه راه‌اندازی، روشنایی، احتراق برای خودروها و وسایل نقلیه مختلف کاربرد دارد. بخش دیگر باتری‌های اسید سرب باتری‌های ساکن هستند که انرژی اضطراری را تامین کرده و یا جایگزین لازم برای سیستم‌های رایانه‌ای، سیستم‌های مختلف در بیمارستان‌ها و هواپیما و کاربردهای از این نوع هستند. امروزه در کشورهای غربی بیش از 90درصد ضایعات باتری به سبب قوانین اجباری بازیافت، ممانعت از مدفون کردن یا سوزاندن باتری‌ها، فراهم نمودن تسهیلات مالیاتی برای بازیافت باتری‌ها و کمک مالی در راستای حمل‌و‌نقل باتری‌ها بازیافت می‌شود. شایان ذکر است که به سبب مقاومت به خوردگی بالای سرب امکان استفاده از آن حتی پس از گذشت چند دهه وجود دارد. این موضوع افزایش قابل توجهی در سهم تقاضای جهانی منابه ثانویه این فلز به همراه داشته است. امروزه در ایالت متحده واحدهای بازیافت سرب علاوه بر آلیاژهای سرب-کلسیم، سرب خالص نیز تولید می‌کنند. در حالی که در سایر کشورها تنها آلیاژهای سرب تولید می‌شوند.
بازیافت سرب در مقایسه با سایر فلزات غیر آهنی توسعه نسبتا بیشتری یافته است. علت این موضوع به بازده سیستم‌های جمع‌آوری قراضه در بسیاری از کشورها و اعمال فشار سازمان‌های زیست محیطی برمی‌گردد. علل دیگر نیز با ویژگی‌های فنی خاص سرب و الگوهای تقاضا مرتبط است. به عنوان مثال در بازیافت قراضه (مانند خمیر باتری) مقدار تصاعد so2 و دور ریز سرباره کمتر است. بر همین اساس بازیافت سرب نسبت به واحدهای تولید سرب از منابع اولیه معدنی گسترش بیشتری یافته است. به طور کلی شباهت زیادی بین فناوری‌های فرآوری اولیه و ثانویه سرب وجود دارد. فرآیند ثانویه تولید سرب شامل سه مرحله کلی است. مرحله اول آماده‌سازی پسماند یا قراضه است که شامل شکستن و اوراق کردن باتری می‌شود. مرحله بعد ذوب در کوره مشی یا کوره تشعشعی (ثابت یا گردان) است که منجر به تولید شمش سرب می‌شود. در فناوری‌های جدیدتر مانند فرایند ایساسملت دو مرحله اول طی یک مرحله انجام می‌شود. مرحله سوم تصفیه به روش پیرومتالوروژی است. این بخش شامل مجموعه‌ای از پاتیل‌های تصفیه است. که با افزودن عوامل مختلف به آنها به طور انتخابی عیار شمش‌ها افزایش می‌یابد. در پایان این مرحله سرب نرم (خالص) یا آلیاژی تولید می‌شود. البته امروزه اغلب واحدها از روش‌های هیدرومتالوروژی و استخراج الکتریکی بهره می‌گیرند تا جدایش مستقیم فلزات امکان‌پذیر باش. شایان ذکر است که مصرف انرژی در بازیافت سرب نسبت به استخراج سرب از کانه آن بسیار کمتر است. این موضوع در کنار مصرف کمتر سوخت‌های فسیلی و درنتیجه آلودگی‌های کمتر زیست محیطی سبب شده تا بازیافت سرب توجیه اقتصادی داشته باشد.

در ادامه خلاصه‌‌ای از مطالعات امکان‌سنجی (طرح توجیهی) بازیافت سرب از باطری های فرسوده خودرو ارائه شده است.

معرفی محصول

استفاده از سرب در صنعت از یک سو و خطرات بالقوه بهداشتی و زیست محیطی آن از سوی دیگر، موجب توجه جامعه جهانی به چگونگی مدیریت صحیح زیست محیطی بازیافت باتری‌های سربی اسیدی شده است. مطالعات انجام شده نشان می‌دهد امروزه حدود 60 درصد کل تولید سرب تصفیه شده از معادن سرب تامین و 40 درصد باقی مانده از بازیافت قراضه‌ها و سرباره‌های باتری‌های فرسوده حاصل می‌شود.
این مساله در سراسر دنیا یکی از منابع مهم دستیابی به سرب خالص است. هم اکنون بازیافت این باتري‌ها در کشور بیشتر به روش سنتی و در کنار اوراقچی‌هاي حرفه‌اي خودروها صورت می‌گیرد. باید توجه کرد که اجراي بازیافت زیست محیطی و بهداشتی این مواد در کشور نیازمند در نظرگیري راهبردها و خط مشی‌هایی است که بر اساس اولویت‌هاي کشور تعیین شده و باید در جهت تدوین چارچوبی قانونی براي جمع‌آوري، حمل‌ونقل و بازیافت صورت گیرد تا اثرات و خطرات زیست محیطی و بهداشتی بازیافت این پسماندها که تحت کنوانسیون بازل هستند، به حداقل کاهش یابد.

صنعت بازیافت سرب یک سرمایه‌گذاری چندین میلیارد دلاری است که در حال حاضر بیش از نیمی از تقاضای جهانی برای این فلز را در سال تامین می‌کند. سرب یکی از فلزاتی است که بیشترین بازیافت را در جهان دارد. مانند باتری‌های سربی که شاید بیشترین بازیافت را در میان سایر محصولات داشته باشد به طوری که میزان بازیافت آن حتی بالاتر از شیشه و کاغذ است.
بنابراین بازیافت سرب کمک بزرگی به توسعه پایدار، کاهش فشار بر روی منابع غیرتجدیدپذیر و کاهش تولید گازکربنیک از طریق فرایند ساده بازیافت کارآمد انرژی است و این دستاورد مهمی است که حاصل مجموعه‌ای از خواص بی نظیر خود فلز سرب و تعهد صنعت سرب نسبت به حداکثر رساندن منافع عوامل مطلوب فنی و اقتصادی است.
در سال 1970 تولید سرب اولیه در جهان به 3.4 میلیون تن رسید که بالغ بر 74 درصد کل تولید سرب بود، در حالی که تولید سرب ثانویه یعنی بازیافت شده به 1.2 میلیون تن رسید. تولید اولیه به طور یکنواختی نسبت به سال قبل افزایش پیدا کرد اما تا اواسط دهه 1990 تولید از طریق بازیافت نسبت به تولید اولیه پیشی گرفت. تا سال 2013 تولید سرب ثانویه به 6.1 میلیون تن در مقایسه با 5.1 میلیون تن تولید سرب اولیه رسید که یک رکورد است.
از جمله عواملی که موجب افزایش بازیافت سرب به چنین میزانی شده، تغییر الگوی مصرف سرب از کاربردهای پراکنده‌تر آن برای تولید محصولاتی چون باتری‌هاست که جمع‌آوری و بازیافت این محصول مصرف‌شده را امکان‌پذیر می‌سازد. در حقیقت باتری‌های سربی در حال حاضر کاربرد اصلی سرب محسوب می‌شوند که تقریبا 85 درصد تقاضای این فلز را در برمی‌گیرد.
بیشترین رشد تقاضا مربوط به صنایع خودروسازی است که باتری‌های سربی یک بخش ضروری و اساسی بیش از یک میلیارد وسیله نقلیه بنزین و گازوییل جاده‌های جهان را تشکیل می‌دهند.
در یک موتور درون‌سوز سنتی محل استارت زدن و برق‌رسانی به تمام سیستم‌های الکتریکی به یک باتری سربی نیاز است. در وسایل نقلیه مدرن میکروهیبریدی یا سیستم استارت - استاپ (سامانه خاموش و روشن) یک باتری سربی پیشرفته در ترکیب با موتور اصلی کار می‌کند تا از میزان تولید گاز کربنیک و مصرف انرژی در حد اقتصادی کاسته شود. علاوه بر این استفاده از باتری‌های سربی در وسایل نقلیه هیبریدی الکتریکی و تمام برقی برای تامین برق سیستم‌های الکتریکی (حتی در مواردی که از فناوری دیگر باتری برای برق‌دهی به دانشگر استفاده می‌شود) الزامی است.
زمانی که عمر باتری‌های حاوی سرب به پایان می‌رسد که دامنه آن معمولا بین شش سال (برای باتری خودروها) تا 20 سال ( برای بعضای کاربردهای غیرحرکتی یا ساکن) است، می‌توان به آسانی این باتری‌ها را بازیافت کرد.
به عنوان مثال در امریکا شورای بین المللی باطری (BCI) تخمین می‌زند که بیش از 98 درصد تمام باتری‌های سربی بازیافت می‌شوند. این میزان بازیافت را می‌توان با 55 درصد بازیافت قوطی‌های نوشابه آلومینیومی، 45 درصد روزنامه، 26 درصد بطری‌های شیشه‌ای و 26 درصد بازیافت لاستیک یا تایر خودرو مقایسه کرد که نشان می‌دهد باتری‌های سربی بیشترین میزان بازیافت را در اروپا دارند که میزان بازیافت آن تقریبا به بیش از 95 درصد می‌رسد.
چنین میزان بازیافت بالایی را فقط می‌توان از طریق سیستم‌های جامع جمع‌آوری صدها میلیون باتری که سالانه عمر آنها به پایان می‌رسد، انجام داد. در بسیاری از کشورها باطری‌های سربی کهنه به فروشندگان لوازم خودرو، تعمیرگاه‌های خودرو، مراکز بازیافت، فروشگاه‌های خاص خرید ضایعات فلزات (DIY) تحویل داده شده و سپس در انبارها جمع آوری می‌شوند و شرکت‌های تخصصی با ایمنی آن را به کارخانه‌های ذوب ثانویه که تحت مقررات دقیق محیط زیست بهره‌برداری می‌شوند حمل کرده و تحویل می‌دهند.
عامل مهم در موفقیت بازیافت باتری این است که باتری‌های کهنه دارای میزان بالایی از مواد قابل بازیافت خصوصا فلز سرب و ترکیبات خاص آن هستند. در حقیقت معمولا محتوی فلزی یک باتری سربی 98 درصد سرب و مقدار کمی آلیاژهای فلزی مانند کلسیم و قلع است که در مقایسه با سایر باتری‌های شیمیایی بازیافت آن اقتصادی و بسیار کارآمدتر است.
با توجه به تاریخچه طولانی آن، صنعت بازیافت باتری‌های سربی توانسته است به¬تدریج بسیار اقتصادی‌تر و کارآمدتر شود که در حال حاضر در حقیقت کارخانه‌های بازیافت مدرن آن 97 درصد بازیافت باتری را به خوبی انجام می‌دهند. باتری‌ها یا خرد می‌شوند یا به طور کامل آن را در داخل یک کوره ذوب قرار می‌دهند. اگر باتری تکه تکه یا تفکیک شده باشد، تکه‌ها یا قسمت‌های مختلف آن مانند فلز سرب، خمیر، پلاستیک‌ها و الکترولیت (اسید) برای فرایند و تصفیه بیشتر و بازیافت از یکدیگر جدا می‌شوند. سپس بخش‌های آلیاژ سرب آن ذوب و تصفیه می‌شوند.
در اکثر حالات جعبه پلاستیکی پلی پروییلنی باتری برای تولید گلوله‌های پلاستیکی بازیافت می‌شود تا محصولاتی چون جعبه باتری‌های جدید و قطعات خودرو تولید شود. اسید سولفوریک موجود در باتری‌ها بازیافت شده یا به تخته گچ، کود شیمیایی و پاک‌کننده‌ها تبدیل می‌شود. سایر مصارف سرب نیز موید همین مشخصه بازیافت آن است.
به عنوان مثال ورقه‌های سربی برای پوشش بام، پوشش کابل‌های زیرزمینی، محافظت در برابر تشعشع رادیو اکتیو با ورقه سربی در تجهیزات پزشکی و اسکنرهای امنیتی در فرودگاه‌ها و نیز کاربردهای وسیع دیگری نیز دارد که در پایان عمر آن جمع‌آوری و بازیافت می‌شود. اروپا که بزرگترین بازار ورق‌های سربی است، بخش اعظم ورق‌های سربی جدید آن از مواد بازیافتی تولید می‌شود.

هدف از احداث این کارخانه بازیافت سرب از باتری جهت برآورده‌کردن مصرف داخلی می‌باشد. ظرفیت اسمی تولید این واحد 240 تن کل محصولات بازیافتی طرح در سال می‌باشد که این ظرفیت توسط خطوط بازیافت باتری در یک شیفت 8 ساعته، با تعداد حداقل 14 نفر پرسنل در 300 روز کاري در سال بر آورده می‌شود.

معرفی کد آیسیک و تعرفه گمرکی محصول

کد آیسیک محصولات مرتبط با طرح به شرح زیر است:

شمش سرب از ضایعات تحت زیر فصل تعرفه 7204 مقررات گمرکی ایران با عنوان قراضه و ضایعات چدن، آهن یا فولاد، شمش‌های حاصل از ذوب ضایعات آهن یا فولاد، با زیر تعرفه 72045000 با عنوان شمش‌های حاصل از ذوب مجدد ضایعات و شمش سرب از مواد خام تحت زیر فصل 7801 با عنوان سرب به صورت کار نشده با زیر تعرفه 78011000 و با عنوان سرب تصفیه شده و با زیر تعرفه 78019100 با عنوان داراي آنتيموان به عنوان عنصر ديگري كه برحسب وزن اولويت دارد و با زیر تعرفه 78019910 با عنوان براي تصفيه محتوي 0.02 درصد وزني يا بيشتر نقره و كمتر از 2 درصد نقره و با زیر تعرفه 78019920 به عنوان آلیاژهای سرب و با زیر تعرفه 78019990 و با عنوان سایر، وارد و صادر می‌شود.شرایط ورود شمش سرب حاصل از ذوب ضایعات، داشتن اجازه از وزارت صنعت، معدن و تجارت و پرداخت 5 درصدی حقوق ورودی در سال 1399(حقوق گمرکی 4% و سود بازرگانی1%) می‌باشد و شرایط ورود سرب تصفیه نشده و زیر گروه‌های آن، همانند سرب حاصل از ذوب ضایعات با تفاوت این که پرداخت 5 درصدی حقوق ورودی در سال 1399(حقوق گمرکی4% و سود بازرگانی 1%) است.

واحد تولیدکننده محصول

کاربردهای محصول

بازار محصول

باتوجه به مطالب فوق، بازار مناسب داخلی برای این محصول وجود دارد. موازنه عرضه و تقاضاي محصولات طرح نشان از وجود کمبود در بازار دارد که بخش عمده این کمبود از وجود قابلیت صادراتی براي این محصولات نشات می‌گیرد. سرب و پلی پروپیلن داراي تبادلات خوب جهانی می‌باشند و هر ساله مقادیر زیادي در سطح جهان مبادله می‌گردد و از این رو صادرات آن از کشورمان می‌تواند به عنوان یکی از مزیت‌هاي مطلوب اقتصادي قلمداد گردد .بنابراین با توسعه تولید و صادرات این محصولات، علاوه بر ایجاد ارزش افزوده اقتصادي براي کشور، سود مناسبی نیز براي صادرکننده بوجود می‌آید.در حال حاضر کمبود موجود در کشور از طریق واردات تامین می‌گردد و انتظار می‌رود که با توسعه تولید داخل گرایش بازار به سوي محصولات طرح ایجاد و توسعه داده شود.
هر دو کالاي مورد بررسی در بورس کالایی کشورهاي صنعتی جهان قرار دارند و این موضوع نشان از اهمیت و تقاضاي جهانی مطلوب براي آن‌ها می‌باشد.
با افزایش تولیدات و با استفاده از دانش فنی مناسب می‌توان علاوه بر نیاز داخل، امکان صادرات این محصولات را به کشورهای مجاور فراهم نمود و در این صورت میزان واردات کم می‌شود که این امری مطلوب می‌باشد.
بطور کلی تاسیس شرکت جدید باعث اشتغال‌زایی و حمایت از تولید داخل، مقابله با تحریم‌ها و... می‌شود.

روش تولید محصول  

پس از انتقال باطري‌هاي فرسوده به محدوده کارگاهی اولین فعالیت جداسازي پلاستیک از سرب داخل باطري می‌باشد. این فرآیند توسط نیروي انسانی و با استفاده از ابزاري مانند پتک، قلم و چکش صورت می‌گیرد. پس از جداسازي پلاستیک به محل دپوي پلاستیک ضایعاتی براي تبدیل به گرانول انتقال داده می‌شود. ضایعات سرب نیز جمع‌آوري شده داخل کوره ذوب شده، پس از ذوب در دماي 320 درجه سانتی‌گراد، توسط ملاقه داخل قالب‌ها ریخته شده و در حدود یک تا دو ساعت براي سرد شدن در مجاورت هوا قرار می‌گیرند. پس از سرد شدن شمش‌هاي بدست آمده از قالب‌ها خارج شده، به انبار انتقال داده می‌شوند.

سرمایه گذاری طرح 

سرمايه‌گذاري هر طرح از مجموع سرمايه‌گذاري ثابت و درگردش حاصل مي‌شود. هزینه‌های سرمایه‌گذاری ثابت طرح شامل بخش‌های مختلف از قبیل زمین، محوطه، ساختمان، تاسیسات، ماشین‌آلات و ... می‌باشد.

شرح هزينه‌های سرمايه‌گذاری ثابت طرح در ادامه آورده شده است.

 زمین مورد نیاز برای بازیافت 240 تن در سال سرب از باطری خودرو ، 2500 مترمربع می‌باشد.

*هر دلار معادل 280,000 ریال در نظر گرفته شده است. 

هزینه های تولید طرح 

هزینه‌های تولید بر اساس پيش‌بيني توليد در ۱۰۰ درصد ظرفيت اسمی محاسبه می‌گردد و براي سال‌هاي قبل از دستيابي به ۱۰۰% ظرفيت با توجه به ميزان توليد و هزينه‌هاي ثابت و متغير، تعديلات لازم اعمال می‌گردد. كل هزينه‌هاي توليد اين طرح كه شامل هزينه‌هاي عملياتي و غيرعملياتي توليد می‌باشد و معادل 88,655 میلیون ریال می‌باشد.

شاخص های اقتصادی طرح