Las baterías de iones de litio son esenciales para las computadoras portátiles, teléfonos móviles y vehículos eléctricos, pero los recursos necesarios para producirlas son limitados y su extracción involucra problemas ambientales y sociales. Reciclar estas baterías es difícil, pero es necesaria una línea de reciclaje de iones de litio de alto rendimiento para la recuperación de materiales valiosos como cobre, cobalto, manganeso y litio con la mayor pureza posible.

Reciclar baterías de iones de litio es esencial para prevenir la contaminación y recuperar materiales valiosos. Actualmente, solo se reciclan a nivel mundial alrededor de 50% de baterías de iones de litio, lo que subraya la necesidad de mejorar Procesos de reciclaje y aumentando su eficiencia.

En Rumanía existen iniciativas financiadas por fondos no reembolsables de la UE para abrir algunas fábricas de reciclaje de baterías de iones de litio, que podrían contribuir significativamente a la gestión de residuos y la recuperación de materiales necesarios para la producción de baterías de iones de litio.

Baterías de reciclaje cilíndrico

Baterías de iones de litio con estuche rígi

Baterías de iones de litio con funda blanda

Placas de tipo positivo/negativo

Las principales etapas del proceso de reciclaje de baterías de iones de litio

Reciclar baterías de iones de litio es un paso importante para la recuperación de materiales valiosos y la reducción del impacto ambiental. El proceso involucra varias etapas, desde la recogida y descarga de baterías hasta el desmontaje, trituración, separación y purificación. Cada etapa está diseñada para maximizar la recuperación de metales preciosos como el litio, el cobalto, el níquel y el manganeso, garantizando al mismo tiempo la seguridad y la sostenibilidad del proceso.

Recogida y descarga de baterías

• Las baterías de iones de litio usadas se recogen de varias fuentes, como dispositivos electrónicos, vehículos eléctricos o sistemas de almacenamiento de energía.
• Las baterías se inspeccionan para identificar posibles daños o fugas.
• Las baterías están completamente descargadas para reducir el riesgo de reacciones químicas o térmicas durante el procesamiento. Esta etapa se puede lograr mediante descarga eléctrica, heladas criogénicas o inmersión en soluciones acuosas.

Quitar las baterías

• Las baterías se desmontan manualmente o automáticamente para separar las celdas individuales de otros componentes como la caja, los cables y el sistema de gestión de baterías.
• Los componentes desmontados se pueden reutilizar o reciclar por separado, dependiendo de su estado.

Trituración y separación

• Las celdas de la batería se trituran mecánicamente en un granulado fino.
• Los gránulos se separan en diferentes fracciones mediante procesos mecánicos, como refinación, separación magnética o usando corrientes parásitas.
• Las fracciones separadas contienen materiales como cobre, aluminio, plástico y „masa negra” (compuesta por materiales activos de electrodos como níquel, magnesio, cobalto, litio, grafito).

Procesamiento posterior

• La masa negra se somete a procesos adicionales, como la pirometalurgia (tratamiento térmico) o hidrometalurgia (un proceso que involucra soluciones ácidas o alcalinas), para extraer y separar metales valiosos, como litio, cobalto, níquel y manganeso.
• Los metales recuperados pueden utilizarse para la producción de nuevas baterías de iones de litio o en otras aplicaciones industriales.

Purificación y obtención de productos finales

• Los metales extraídos se purifican aún más para cumplir con los estándares de calidad requeridos.
• Los productos finales obtenidos incluyen metales como litio, cobalto, níquel, cobre y aluminio, que pueden reintroducirse en el ciclo de producción.

Es importante señalar que algunas etapas, como el tratamiento pirometalúrgico o hidrometalúrgico de la masa negra, pueden variar dependiendo de la tecnología específica utilizada por cada planta de reciclaje. 

Aluminio reciclado de baterías de iones de litio

Cobre reciclado de baterías de iones de litio

Masa negra reciclada de baterías de iones de litio

Separe los materiales del reciclaje de baterías de iones de litio

¿Cómo se extraen los materiales preciosos de las baterías de iones de litio?

pirometalúrgica

La pirometalurgia implica el tratamiento térmico de las baterías para separar los metales valiosos. El proceso incluye los siguientes pasos:

• Trituración de baterías: las baterías se trituran en un molino de martillos para obtener pequeños fragmentos.
• Fundido: Los fragmentos se funden a altas temperaturas en un horno, donde los metales se separan de otros materiales.
• Recuperación de metales: se recuperan metales valiosos como el cobalto, el níquel y el cobre de la masa fundida.

La pirometalurgia es eficaz para la recuperación de metales, pero consume mucha energía y produce emisiones de gases de efecto invernadero.

hidmetalurgia

La hidrómetro utiliza soluciones químicas para disolver metales en baterías. Las etapas incluyen:

• Las baterías trituradas se sumergen en piscinas de ácido u otras soluciones químicas para disolver los metales.
• Los metales disueltos son precipitados por la solución mediante la adición de reactivos químicos.
• Los metales precipitados se purifican para obtener productos de alta calidad.

La hidrometalurgia es menos energéticamente intensiva que la pirometalurgia, pero implica el uso de productos químicos peligrosos.

Tecnología ultrasónica

La tecnología ultrasónica utiliza ondas de sonido de alta frecuencia para acelerar los procesos de extracción química. Las etapas incluyen:

• Las baterías se exponen a ondas ultrasónicas en una solución química, lo que mejora la disolución de metales.
• Los metales disueltos se recuperan por métodos químicos estándar.

La tecnología ultrasónica es efectiva y puede reducir el tiempo que lleva la extracción de metales.

Línea de reciclaje de baterías de iones de litio: máquinas necesarias y diseño de producción

Máquinas necesarias en una corriente completa para una línea de reciclaje de baterías de iones de litio:

• El primer proceso de picado se realiza con un helicóptero de 2 ejes del que saldrán materiales picados con un tamaño de 50 x 100-150 mm.
• El material triturado en el primer chopper se lleva a la refinadora para una picada secundaria mucho más fina, lo que reducirá el tamaño a unos 15 mm.
• El material picado se seca y se alimenta en un separador de aire para separar el material pesado, los metales ferrosos y no ferrosos del material ligero, en su mayoría plástico y masa negra
• La pasta y la materia negra se introducen en un silo intermedio y luego se cortan en polvo
• Los metales ferrosos están separados por una pantalla de tambor magnético vibrante y metales no ferrosos con la ayuda de un separador de corrientes parásitas
• El material se alimenta a una refinadora, la fracción fina consiste en masa negra (en la proporción de 50-80 %) y se llena en las bolsas grandes. El material de gran tamaño se separa en material ligero y material pesado en una refinadora en zigzag. El material pesado se recoge en un canal bajo la refinería.
• El material ligero, por otro lado, se lleva a un tamaño uniforme con la ayuda de un molino de martillos y se divide en cinco fracciones por una máquina de tamiz: el material de tamaño insuficiente se forma a partir de la masa negra, y las tres unidades de separación están formadas por fracciones de cobre/aluminio, plásticos y metales ferrosos.