Muundo wa kwanza wa kivitendo wa betri ya asidi ya risasi ulianzishwa na Gaston Planté mnamo 1860, na uzalishaji umeendelea kukua kwa kasi tangu wakati huo. Betri za magari zinawakilisha matumizi makubwa ya teknolojia ya asidi ya risasi, ikifuatwa na betri za viwandani (nguvu za kusimama na kuvuta). Zaidi ya nusu ya uzalishaji duniani kote wa risasi huingia kwenye betri.

Gharama ya chini na urahisi wa utengenezaji wa betri za asidi ya risasi kuhusiana na wanandoa wengine wa kielektroniki inapaswa kuhakikisha mahitaji yanayoendelea ya mfumo huu katika siku zijazo.

Betri ya asidi ya risasi ina elektrodi chanya ya peroksidi ya risasi (PbO₂) na electrode hasi ya uso wa juu wa spongy risasi (Pb). Electroliti ni suluhisho la asidi ya sulfuriki na mvuto maalum katika safu ya 1.21 hadi 1.30 (28 hadi 39% kwa uzito). Wakati wa kutokwa, elektroni zote mbili hubadilika kuwa salfa ya risasi, kama inavyoonyeshwa hapa chini:

Viwanda Mchakato

Mchakato wa utengenezaji, unaoonyeshwa kwenye chati ya mtiririko wa mchakato (mchoro 1), umeelezwa hapa chini:

Kielelezo 1. Mchakato wa utengenezaji wa betri ya asidi ya risasi

Utengenezaji wa oksidi: Oksidi ya risasi hutengenezwa kutoka kwa nguruwe wa risasi (wingi wa risasi kutoka kwenye vinu vya kuyeyushia) kwa mojawapo ya mbinu mbili—Chungu cha Barton au mchakato wa kusaga. Katika mchakato wa Barton Pot, hewa hupulizwa juu ya risasi iliyoyeyushwa ili kutokeza mkondo mzuri wa matone ya risasi. Matone huguswa na oksijeni angani kuunda oksidi, ambayo inajumuisha msingi wa risasi na mipako ya oksidi ya risasi (PbO).

Katika mchakato wa kusaga, risasi imara (ambayo inaweza kutofautiana kwa ukubwa kutoka kwa mipira ndogo hadi nguruwe kamili) inalishwa kwenye kinu kinachozunguka. Kitendo cha kuanguka kwa risasi huzalisha joto na uso wa risasi huoksidisha. Wakati chembe zinapozunguka kwenye ngoma, tabaka za uso za oksidi huondolewa ili kufichua risasi safi zaidi kwa ajili ya uoksidishaji. Mkondo wa hewa hubeba poda hadi kwenye chujio cha mfuko, ambapo hukusanywa.

Uzalishaji wa gridi: Gridi huzalishwa hasa kwa kutupwa (otomatiki na mwongozo) au, hasa kwa betri za magari, upanuzi kutoka kwa aloi ya risasi iliyopigwa au ya kutupwa.

Kubandika: Bandika la betri hutengenezwa kwa kuchanganya oksidi na maji, asidi ya salfa na anuwai ya viungio vinavyomilikiwa. Kuweka ni taabu na mashine au mkono katika kimiani gridi ya taifa, na sahani ni kawaida flash-kaushwa katika tanuri high-joto.

Sahani zilizobandikwa huponywa kwa kuzihifadhi katika oveni chini ya hali iliyodhibitiwa kwa uangalifu ya joto, unyevu na wakati. Risasi isiyolipishwa kwenye ubandiko hubadilika na kuwa oksidi ya risasi.

Uundaji, kukata sahani na mkusanyiko: Sahani za betri hupitia mchakato wa uundaji wa umeme kwa moja ya njia mbili. Katika malezi ya tank, sahani ni kubeba katika bathi kubwa ya dilute asidi sulfuriki na sasa moja kwa moja hupitishwa ili kuunda sahani chanya na hasi. Baada ya kukausha, sahani hukatwa na kukusanyika, na watenganishaji kati yao, kwenye masanduku ya betri. Sahani za polarity kama hizo zimeunganishwa kwa kulehemu pamoja na lugs za sahani.

Katika uundaji wa mitungi, sahani hutengenezwa kwa umeme baada ya kuunganishwa kwenye masanduku ya betri.

Hatari na Vidhibiti vya Kiafya Kazini

Kuongoza

Risasi ndio hatari kuu ya kiafya inayohusishwa na utengenezaji wa betri. Njia kuu ya mfiduo ni kwa kuvuta pumzi, lakini kumeza kunaweza pia kusababisha tatizo ikiwa tahadhari ya kutosha italipwa kwa usafi wa kibinafsi. Mfiduo unaweza kutokea katika hatua zote za uzalishaji.

Utengenezaji wa oksidi ya risasi unaweza kuwa hatari sana. Mfiduo hudhibitiwa na mchakato otomatiki, na hivyo kuwaondoa wafanyikazi kutoka kwa hatari. Katika viwanda vingi mchakato unaendeshwa na mtu mmoja.

Katika utupaji wa gridi ya taifa, mfiduo wa mafusho ya risasi hupunguzwa kwa matumizi ya uingizaji hewa wa ndani wa kutolea nje (LEV) pamoja na udhibiti wa joto wa vyungu vya risasi (utoaji wa mafusho ya risasi huongezeka kwa kasi zaidi ya 500 C). Takataka yenye risasi, ambayo hufanyizwa juu ya risasi iliyoyeyuka, inaweza pia kusababisha matatizo. Takataka ina kiasi kikubwa cha vumbi laini sana, na uangalifu mkubwa unapaswa kutekelezwa wakati wa kuitupa.

Maeneo ya kubandika kwa jadi yamesababisha miale ya juu ya risasi. Mbinu ya utengenezaji mara nyingi husababisha mmiminiko wa tope la risasi kwenye mashine, sakafu, aproni na buti. Manyunyuzi haya hukauka na kutoa vumbi la risasi linalopeperushwa na hewa. Udhibiti unapatikana kwa kuweka sakafu iwe na unyevu wa kudumu na mara kwa mara kupiga aproni chini.

Mfiduo wa risasi katika idara zingine (kutengeneza, kukata sahani na mkusanyiko) hutokea kwa kushughulikia sahani kavu, vumbi. Mfiduo hupunguzwa na LEV pamoja na matumizi sahihi ya vifaa vya kinga ya kibinafsi.

Nchi nyingi zina sheria inayoweka kikomo cha kiwango cha mfiduo wa kazi, na viwango vya nambari vipo kwa viwango vya risasi hewani na risasi katika damu.

Mtaalamu wa afya ya kazini kwa kawaida huajiriwa kuchukua sampuli za damu kutoka kwa wafanyakazi walio wazi. Mzunguko wa upimaji wa damu unaweza kuanzia mwaka kwa wafanyikazi walio katika hatari ndogo hadi robo mwaka kwa wale walio katika idara zilizo hatarini zaidi (kwa mfano, kubandika). Ikiwa kiwango cha risasi katika damu ya mfanyakazi kinazidi kikomo cha kisheria, basi mfanyakazi anapaswa kuondolewa kutoka kwa mfiduo wowote wa kazi na risasi hadi kiwango cha damu kishuka hadi kiwango kinachokubalika na mshauri wa matibabu.

Sampuli ya hewa kwa risasi inaambatana na upimaji wa risasi ya damu. Binafsi, badala ya tuli, sampuli ndiyo njia inayopendekezwa. Idadi kubwa ya sampuli za risasi hewani huhitajika kwa sababu ya utofauti wa asili wa matokeo. Matumizi ya taratibu sahihi za takwimu katika kuchanganua data yanaweza kutoa taarifa kuhusu vyanzo vya risasi na inaweza kutoa msingi wa kufanya uboreshaji wa muundo wa kihandisi. Sampuli za hewa za kawaida zinaweza kutumika kutathmini ufanisi unaoendelea wa mifumo ya udhibiti.

Viwango vinavyoruhusiwa vya risasi hewani na viwango vya risasi katika damu hutofautiana kutoka nchi hadi nchi, na kwa sasa ni kati ya 0.05 hadi 0.20 mg/m.³ na 50 hadi 80 mg/dl mtawalia. Kuna mwelekeo wa kushuka unaoendelea katika mipaka hii.

Mbali na udhibiti wa kawaida wa uhandisi, hatua zingine ni muhimu ili kupunguza udhihirisho wa risasi. Kusiwe na kula, kuvuta sigara, kunywa au kutafuna gum katika eneo lolote la uzalishaji.

Vifaa vinavyofaa vya kuosha na kubadilisha vinapaswa kutolewa ili kuwezesha nguo za kazi kuwekwa katika eneo tofauti na nguo za kibinafsi na viatu. Vifaa vya kuogea/kuogea viwe kati ya sehemu safi na chafu.

Asidi ya kiberiti

Wakati wa mchakato wa malezi nyenzo za kazi kwenye sahani zinabadilishwa kuwa PbO₂ kwa chanya na Pb kwenye elektrodi hasi. Sahani zinapochajiwa kikamilifu, mkondo wa uundaji huanza kutenganisha maji katika elektroliti kuwa hidrojeni na oksijeni:

Chanya:        

Hasi:      

Gesi hutokeza ukungu wa asidi ya sulfuriki. Mmomonyoko wa meno ulikuwa, wakati mmoja, kipengele cha kawaida kati ya wafanyakazi katika maeneo ya malezi. Makampuni ya betri kwa jadi yameajiri huduma za daktari wa meno, na wengi wanaendelea kufanya hivyo.

Tafiti za hivi majuzi (IARC 1992) zimependekeza kiungo kinachowezekana kati ya mfiduo wa ukungu wa asidi isokaboni (pamoja na asidi ya sulfuriki) na saratani ya larynx. Utafiti unaendelea katika eneo hili.

Kiwango cha mfiduo wa kazini nchini Uingereza kwa ukungu ya asidi ya sulfuriki ni 1 mg/m³. Mfiduo unaweza kuwekwa chini ya kiwango hiki na LEV ikiwa mahali pa saketi za uundaji.

Mfiduo wa ngozi kwa kioevu cha asidi ya sulfuriki babuzi pia ni wa wasiwasi. Tahadhari ni pamoja na vifaa vya ulinzi wa kibinafsi, chemchemi za kuosha macho na mvua za dharura.

ulanga

Talc hutumiwa katika shughuli fulani za utupaji mkono kama wakala wa kutoa ukungu. Mfiduo wa muda mrefu wa vumbi la talc unaweza kusababisha pneumoconiosis, na ni muhimu kwamba vumbi lidhibitiwe na uingizaji hewa unaofaa na hatua za kudhibiti mchakato.

Nyuzi za madini zinazotengenezwa na mwanadamu (MMFs)

Vitenganishi hutumiwa katika betri za asidi ya risasi ili kuhami chanya kwa umeme kutoka kwa sahani hasi. Aina mbalimbali za nyenzo zimetumika kwa miaka mingi (kwa mfano, mpira, selulosi, kloridi ya polyvinyl (PVC), polyethilini), lakini, inazidi, vitenganishi vya nyuzi za kioo vinatumiwa. Vitenganishi hivi vinatengenezwa kutoka kwa MMFs.

Kuongezeka kwa hatari ya saratani ya mapafu kati ya wafanyikazi ilionyeshwa katika siku za mwanzo za tasnia ya pamba ya madini (HSE 1990). Hata hivyo, hii inaweza kuwa imesababishwa na vifaa vingine vya kusababisha kansa vilivyokuwa vinatumika wakati huo. Ni busara hata hivyo kuhakikisha kwamba mfiduo wowote kwa MMFs unawekwa kwa kiwango cha chini kwa jumla ya uzio au LEV.

Stibine na arsine

Antimoni na arseniki hutumiwa kwa kawaida katika aloi za risasi, na stibine (SbH₃) au arsine (AsH₃) inaweza kuzalishwa chini ya hali fulani:

• wakati seli inapewa malipo ya ziada
• wakati takataka kutoka kwa aloi ya kalsiamu ya risasi inapochanganywa na takataka kutoka kwa antimoni ya risasi au aloi ya arseniki ya risasi. Taka hizo mbili zinaweza kuathiriwa na kemikali na kutengeneza kalsiamu stibide au arsenidi ya kalsiamu ambayo, ikilowesha baadae, inaweza kutoa SbH.₃ au Ash₃.

Stibine na arsine zote ni gesi zenye sumu kali ambazo hufanya kazi kwa kuharibu seli nyekundu za damu. Udhibiti mkali wa mchakato wakati wa utengenezaji wa betri unapaswa kuzuia hatari yoyote ya kuathiriwa na gesi hizi.

Hatari za mwili

Aina mbalimbali za hatari za kimaumbile pia zipo katika utengenezaji wa betri (km, kelele, metali iliyoyeyuka na minyunyizo ya asidi, hatari za umeme na kushughulikia kwa mikono), lakini hatari kutoka kwa hizi zinaweza kupunguzwa kwa uhandisi na udhibiti wa mchakato.

Masuala ya mazingira

Athari za risasi kwenye afya ya watoto zimesomwa sana. Kwa hiyo ni muhimu sana kwamba kutolewa kwa madini ya risasi katika mazingira kwa kiwango cha chini. Kwa viwanda vya betri, utoaji wa hewa chafu zaidi unapaswa kuchujwa. Taka zote za mchakato (kawaida ni tope zenye risasi zenye asidi) zinapaswa kusindika kwenye kiwanda cha kutibu maji machafu ili kupunguza asidi na kuweka risasi kutoka kwa kusimamishwa.

Maendeleo ya Baadaye

Kuna uwezekano kwamba kutakuwa na vikwazo vinavyoongezeka kwa matumizi ya risasi katika siku zijazo. Kwa maana ya kazi hii itasababisha kuongeza otomatiki ya michakato ili mfanyakazi aondolewe kutoka kwa hatari.

Back