As baterias de íons de lítio são essenciais para laptops, telefones celulares e veículos elétricos, mas os recursos necessários para produzi-las são limitados e sua extração envolve questões ambientais e sociais. A reciclagem dessas baterias é difícil, mas uma linha de reciclagem de íons de Li-o de alto desempenho é necessária para a recuperação de materiais valiosos, como cobre, cobalto, manganês e lítio na maior pureza possível.

A reciclagem de baterias de íons de lítio é essencial para prevenir a poluição e recuperar materiais valiosos. Atualmente, apenas cerca de 50% de baterias de íons de lítio são recicladas globalmente, o que destaca a necessidade de melhorias Processos de reciclagem e aumentando sua eficiência.

Na Romênia, existem iniciativas financiadas por fundos não reembolsáveis da UE para abrir algumas fábricas de reciclagem de baterias de íons de lítio, que podem contribuir significativamente para a gestão de resíduos e para a recuperação de materiais necessários para a produção de baterias de íons de lítio.

Baterias de reciclagem cilíndrica

Baterias de íons de lítio com capa dura

Baterias de íon de lítio com caixa macia

Placas do tipo positivo/negativo

As principais etapas do processo de reciclagem de baterias de íons de lítio

A reciclagem de baterias de íons de lítio é uma etapa importante para a recuperação de materiais valiosos e a redução do impacto ambiental. O processo envolve várias etapas, desde a coleta e descarga da bateria até a desmontagem, trituração, separação e purificação. Cada etapa é projetada para maximizar a recuperação de metais preciosos, como lítio, cobalto, níquel e manganês, garantindo a segurança e a sustentabilidade do processo.

Coleta e descarga de baterias

• As baterias de íons de lítio usadas são coletadas em várias fontes, como dispositivos eletrônicos, veículos elétricos ou sistemas de armazenamento de energia.
• As baterias são inspecionadas para identificar possíveis danos ou vazamentos.
• As baterias são totalmente descarregadas para reduzir o risco de reações químicas ou térmicas durante o processamento. Esta etapa pode ser alcançada por descarga elétrica, geada criogênica ou imersão em soluções aquosas.

Remoção das baterias

• As baterias são desmontadas manualmente ou automaticamente para separar as células individuais de outros componentes, como o estojo, cabos e sistema de gerenciamento de baterias.
• Os componentes desmontados podem ser reutilizados ou reciclados separadamente, dependendo da condição.

Trituração e separação

• As células da bateria são esmagadas mecanicamente em um granulado fino.
• Os grânulos são separados em frações diferentes por processos mecânicos, como refino, separação magnética ou correntes parasitas.
• As frações separadas contêm materiais como cobre, alumínio, plástico e „massa negra” (compostos por materiais ativos de eletrodos, como níquel, magnésio, cobalto, lítio, grafite).

processamento adicional

• A massa negra é submetida a processos adicionais, como pirometalurgia (tratamento térmico) ou hidrometalurgia (processo envolvendo soluções ácidas ou alcalinas), para extrair e separar metais valiosos, como lítio, cobalto, níquel e manganês.
• Os metais recuperados podem ser usados para a produção de novas baterias de íons de lítio ou em outras aplicações industriais.

Purificação e obtenção de produtos finais

• Os metais extraídos são ainda purificados para atender aos padrões de qualidade exigidos.
• Os produtos finais obtidos incluem metais como lítio, cobalto, níquel, cobre e alumínio, que podem ser reintroduzidos no ciclo de produção.

É importante notar que algumas etapas, como o tratamento pirometalúrgico ou hidrometalúrgico da massa negra, podem variar dependendo da tecnologia específica usada por cada instalação de reciclagem. 

Alumínio reciclado de baterias de íons de lítio

Cobre reciclado de baterias de íons de lítio

Massa preta reciclada com baterias de íons de lítio

Separe os materiais da reciclagem de baterias de íons de lítio

Como os materiais preciosos são extraídos das baterias de íons de lítio?

pirometalurgia

A pirometalurgia envolve o tratamento térmico de baterias para separar metais valiosos. O processo inclui as seguintes etapas:

• Trituração de baterias: As baterias são desfiadas em um moinho de martelo para obter pequenos fragmentos.
• Derretimento: Os fragmentos são derretidos em altas temperaturas em um forno, onde os metais se separam de outros materiais.
• Recuperação de metal: metais valiosos, como cobalto, níquel e cobre, são recuperados da massa fundida.

A pirometalurgia é eficaz para a recuperação de metal, mas consome muita energia e produz emissões de gases de efeito estufa.

hidrometalurgia

A Hydmetallurgy usa soluções químicas para dissolver metais nas baterias. As etapas incluem:

• As baterias trituradas estão imersas em piscinas de ácido ou outras soluções químicas para dissolver metais.
• Os metais dissolvidos são precipitados pela solução pela adição de reagentes químicos.
• Os metais precipitados são purificados para obter produtos de alta qualidade.

A hidrometalurgia é menos energicamente intensiva do que a pirometalurgia, mas envolve o uso de produtos químicos perigosos.

tecnologia ultrassônica

A tecnologia ultrassônica usa ondas sonoras de alta frequência para acelerar os processos de extração química. As etapas incluem:

• As baterias são expostas a ondas ultrassônicas em uma solução química, o que melhora a dissolução de metais.
• Os metais dissolvidos são recuperados por métodos químicos padrão.

A tecnologia ultrassônica é eficaz e pode reduzir o tempo necessário para a extração de metal.

Linha de reciclagem de baterias de íons de lítio – máquinas necessárias e layout de produção

Máquinas necessárias em um fluxo completo para uma linha de reciclagem de baterias de íons de lítio:

• O primeiro processo de corte é realizado por um chopper de 2 eixos, do qual sairá os materiais picados com um tamanho de 50 x 100-150 mm
• O material triturado no primeiro helicóptero é transportado em uma faixa para o refinador para uma corte secundária muito mais fina, o que reduzirá o tamanho para cerca de 15 mm
• O material picado é seco e alimentado em um separador de ar para separar materiais pesados, metais ferrosos e não ferrosos do material leve, principalmente plástico e massa preta
• A pasta e a matéria negra são introduzidas em um silo intermediário e, em seguida, cortadas em pó em forma de pó
• Os metais ferrosos são separados por uma tela magnética vibrante e metais não ferrosos com a ajuda de um separador de corrente parasita
• O material é alimentado a um refinador, a fração fina consiste em massa preta (na proporção de 50-80 %) e é preenchida nos big bags. O material de grandes dimensões se separa em material leve e material pesado em um refinador em ziguezague. O material pesado é coletado em uma calha sob o refinador.
• O material leve, por outro lado, é colocado em um tamanho uniforme com a ajuda de um moinho de martelo e dividido em cinco frações por uma máquina de peneira: o material subdimensionado é formado pela massa preta, e as três unidades de separação são formadas pelas frações de cobre/aluminio, plásticos e metais ferrosos