Il riciclaggio delle batterie al litio si riferisce al processo di trattamento delle batterie al litio che hanno raggiunto la fine della loro vita utile dopo un uso prolungato, quando le loro prestazioni intrinseche si sono degradate al punto da essere inutilizzabili per il loro scopo originale. Ciò comporta una serie di processi di utilizzo fisici, chimici, biologici e a cascata per estrarre e differenziare in modo sistematico ed efficiente i materiali preziosi al loro interno, ripristinando così il loro valore d’uso.
Tipi di tecnologie di riciclaggio delle batterie al litio
Da una prospettiva ampia, la tecnologia di riciclaggio delle batterie al litio è principalmente classificata in due tipologie:rielaborazioneEsecondarioutilizzo.
Riciclo rigenerativola tecnologia prevede il pre-trattamento delle batterie al litio esaurite per scaricarle completamente, seguito da metodi fisici (a secco), chimici o biologici per separare metalli preziosi come nichel, cobalto, litio e manganese-insieme ad altri materiali recuperabili dalla struttura della batteria-in composti metallici o materie prime per nuove batterie al litio.
Riciclaggio dell'utilizzo gerarchicola tecnologia prevede lo smontaggio, l'ispezione, lo smistamento e la riconfigurazione delle celle o dei pacchi batteria dalle batterie al litio usate in pacchi batterie nuovi e sani. Questi vengono poi riutilizzati strutturalmente in diversi campi applicativi. Questo approccio consente essenzialmente l’utilizzo strutturato, stratificato ed efficiente delle batterie al litio.
Flusso del processo di riciclaggio delle batterie al litio
Tecnologia di riciclaggio fisico: un processo che estrae materiali preziosi dai componenti interni delle-batterie a fine-vita utile-come materiali attivi degli elettrodi, collettori di corrente e involucri delle batterie-attraverso una serie di passaggi tra cui frantumazione, vagliatura, separazione magnetica, macinazione fine e cernita. Questi materiali recuperati vengono poi trattati per un ulteriore riciclaggio. La tecnica principale prevede il ripristino del materiale dopo la frantumazione e la vagliatura, costituendo un processo fisico relativamente puro.
Tecnologia di riciclaggio a umido: dopo lo smantellamento e il pre-trattamento delle batterie usate, queste vengono disciolte in soluzioni acide o alcaline per estrarre preziosi elementi metallici. I metalli preziosi rimanenti vengono poi recuperati attraverso metodi di scambio ionico ed elettrodeposizione. Il processo principale prevede la lisciviazione e l'estrazione delle polveri degli elettrodi utilizzando reagenti chimici.
Tecnologia di riciclaggio pirometallurgico: l'involucro della batteria viene smontato e il nucleo della batteria viene mescolato con coke e calcare. Dopo la tostatura per riduzione, si ottiene una lega di carbonio contenente litio metallico, cobalto, nichel, alluminio e altri elementi. Il fluoro e il fosforo dell'elettrolita vengono solidificati nelle scorie, che possono essere utilizzate come additivi per materiali da costruzione o calcestruzzo. Segue un'ulteriore lavorazione, con l'intero processo completato ad alte temperature. Il processo pirometallurgico principale prevede la pirolisi ad alta-temperatura per ottenere ossidi metallici.
Confronto tra tre metodi di riciclaggio:
I metodi di riciclaggio a umido offrono la massima efficienza e una tecnologia matura.
① Il riciclo fisico prevede un processo semplice che non richiede sostanze chimiche aggiuntive, il che lo rende l'opzione più rispettosa dell'ambiente, ma con una bassa efficienza di recupero.
② Il riciclaggio a umido raggiunge tassi di recupero più elevati per i metalli preziosi, richiede attrezzature ridotte e impiega una tecnologia matura; tuttavia, il processo è complesso, richiede metodi umidi specializzati per diversi tipi di batterie, comporta costi più elevati e può causare inquinamento ambientale se gestito in modo improprio.
③ Il recupero pirometallurgico è relativamente semplice con elevata compatibilità, adatto per il trattamento su larga-scala di diverse batterie al litio usate. Tuttavia, richiede un elevato consumo energetico, richiede attrezzature sofisticate e pone sfide ambientali significative.
Il recupero idrometallurgico è il processo principale. Il recupero idrometallurgico dell'oro è ampiamente riconosciuto per il suo basso consumo energetico, gli elevati tassi di recupero, l'elevata purezza del prodotto e i modesti requisiti di attrezzature. Le fasi principali dell'estrazione dell'oro con processo-umido per le batterie usate comprendono il pretrattamento, il pretrattamento, la lisciviazione di acidi/alcali, la purificazione del percolato, la separazione/estrazione e la precipitazione degli elementi. Il cuore del riciclaggio del processo-umido risiede nella fase di lisciviazione dei metalli, in cui gli acidi inorganici o organici vengono utilizzati per recuperare i metalli come ioni in soluzioni acide.
