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Jul 29, 2023

Três tecnologias dominam o lítio

CAMBRIDGE, Inglaterra – À medida que a procura por baterias de iões de lítio continua a aumentar, a necessidade de gerir a sua sustentabilidade ao longo de todo o seu ciclo de vida, incluindo o fim da vida útil, torna-se cada vez mais necessária.

CAMBRIDGE, Inglaterra —À medida que a procura por baterias de iões de lítio continua a aumentar, a necessidade de gerir a sua sustentabilidade ao longo de todo o seu ciclo de vida, incluindo o fim da vida útil, torna-se cada vez mais importante. As baterias podem ser recicladas para reobter metais valiosos como cobalto, lítio e níquel.

Dependendo da técnica de reciclagem utilizada, os materiais obtidos a partir destes processos podem necessitar de refinação ou processamento adicional para permitir a sua reintrodução no fabrico de novas baterias.

“Os fabricantes de baterias estão interessados ​​em adquirir materiais produzidos a partir da reciclagem para mitigar as flutuações dos preços dos metais e domesticar o fornecimento de materiais”, diz Conrad Nichols, analista de tecnologia da IDTechEx. “À medida que o volume de baterias de iões de lítio em fim de vida continua a crescer, os recicladores continuarão a aumentar as suas capacidades de reciclagem através da construção de novas fábricas para satisfazer a procura de reciclagem.”

Um novo relatório da IDTechEx analisa as três principais tecnologias utilizadas atualmente: reciclagem mecânica, pirometalúrgica e hidrometalúrgica.

O processamento mecânico é a técnica mais simples. É empregado por muitos players em todo o mundo e normalmente é o passo inicial na reciclagem de baterias de íons de lítio. Isso geralmente começa com uma etapa de desmontagem, que é realizada manualmente devido às diferenças no design da bateria EV. No entanto, requer uma mão de obra qualificada.

Após a desmontagem, as etapas típicas incluem trituração, trituração e trituração. Isso decompõe os materiais de alto valor, separando-os das folhas e invólucros. Esta etapa de reciclagem deve ser realizada em atmosfera inerte. Freqüentemente, a peneiração é usada para separar fragmentos maiores de coletores de corrente, invólucros e separadores de materiais de eletrodos, que são feitos de pós muito finos.

“Isso resulta na produção de massa negra, que requer refino adicional por meio de processamento hidrometalúrgico ou pirometalúrgico para produzir sais metálicos para baterias”, explica Nichols. “A maioria dos players na Europa e na América do Norte atualmente só possuem recursos de reciclagem mecânica. Portanto, a maioria desses recicladores não tem a capacidade de produzir materiais adequados para baterias que estejam prontos para serem introduzidos na fabricação de novas baterias. Essa massa negra é normalmente transportada para recicladores na região da Ásia-Pacífico que possuem essas capacidades.”

Pirometalurgia refere-se ao uso de calor para extrair materiais de baterias. Este processo é normalmente realizado em um arco elétrico ou forno de cuba e requer pouco pré-tratamento. Além disso, esse tipo de reciclagem é independente da química da bateria. Ele pode receber vários fluxos de resíduos contendo metais como matéria-prima, como baterias de níquel-hidreto metálico, níquel-cádmio e íons de lítio.

“No entanto, o processo exige muito capital e também consome muita energia, ao mesmo tempo que requer limpeza de gases de escape”, ressalta Nichols. “A pirometalurgia produz uma liga metálica mista, além de um fluxo de escória contendo lítio, manganês e alumínio. Portanto, isso ainda exigiria processamento hidrometalúrgico adicional se todos os metais valiosos fossem reobtidos na qualidade de bateria.”

Técnicas hidrometalúrgicas podem ser usadas para reciclar diretamente a massa negra ou refinar ligas produzidas a partir da pirometalurgia para formar sais metálicos para baterias. Esses sais podem ser reintroduzidos na fabricação de novos precursores catódicos e são, portanto, de maior valor do que a massa negra produzida a partir da reciclagem mecânica. Na reciclagem hidrometalúrgica, as etapas de lixiviação, extração com solvente ou precipitação podem ser empregadas para extrair seletivamente metais como níquel e cobalto da massa negra produzida por reciclagem mecânica na forma de sais para baterias.

“Os principais benefícios da reciclagem hidrometalúrgica são que uma maior quantidade de metais valiosos pode ser recuperada e consome menos energia do que a reciclagem pirometalúrgica”, diz Nichols. “Os custos dos reagentes e os elevados volumes de consumo de água também apresentam algumas desvantagens. No entanto, alguns recicladores [afirmam] que são capazes de reciclar a água várias vezes durante o processo de reciclagem para maximizar a sua eficiência.