Downstream - Uso de la batería y reciclaje de baterías

El mercado mundial de baterías está experimentando una rápida expansión, impulsada por la creciente demanda de baterías de litio. Este auge se debe principalmente al crecimiento de los vehículos eléctricos (VE), los sistemas de almacenamiento de energías renovables y la electrónica de consumo. Sin embargo, la oferta actual de baterías de iones de litio tiene dificultades para seguir el ritmo de esta creciente demanda, lo que crea importantes oportunidades y retos para las empresas fabricantes de baterías.

Las estrictas exigencias medioambientales y un mercado extremadamente competitivo obligan a los fabricantes a reciclar y reutilizar las baterías.

Los principales objetivos medioambientales del reciclado exigen:
• Mejorar la gestión del final de la vida útil evitando los residuos.
• Optimizar las líneas de reciclado mediante la recuperación de los minerales de todas las tecnologías de baterías
• Recuperar totalmente los materiales de alta pureza para reducir la huella medioambiental
• Reutilizar los minerales de las pilas para nuevas pilas
• Reutilizar los materiales de litio en diferentes industrias.

Para 2030 se prevé que los recicladores y fabricantes extraigan más de 125.000 miles de toneladas de litio, 35.000 toneladas de cobalto y más de 86.000 toneladas de níquel (por nombrar sólo algunos metales de calidad para pilas) de las pilas retiradas, con lo que se espera que la recuperación total de minerales de las pilas alcance hasta 1 millón de toneladas.

La fabricación de baterías es muy compleja

Diseño y montaje
Las baterías están soldadas o pegadas entre sí, lo que dificulta la sustitución de los componentes individuales; si falla un componente, hay que desechar toda la batería, a menudo cuando le queda más del 80% de su vida útil potencial.

Procesos de alto consumo energético
El reciclado de las baterías requiere un uso intensivo de energía, por lo que es necesario tener muy en cuenta los métodos de reciclado durante la fase de diseño de las baterías de los vehículos eléctricos. En concreto, el 80% del impacto medioambiental de un producto se determina durante su fase de diseño.

El reciclaje de las baterías

Bajos índices de reciclado
En la actualidad, sólo se recicla el 5% de las baterías de litio. La mejora de los procesos y de los métodos de recuperación impulsa grandes inversiones en tecnología e infraestructuras de recuperación y reciclaje de baterías.

Alcance del reciclado
El reciclaje de baterías no se limita únicamente a los vehículos eléctricos, sino que incluye todos los dispositivos que contienen una batería, como ordenadores portátiles, herramientas eléctricas, almacenamiento solar y marcapasos, por nombrar algunos.

Procesos de reciclado de baterías
En una planta de reciclaje normal, las piezas se trituran hasta convertirlas en polvo, que se funde (pirometalurgia) o se disuelve en ácido (hidrometalurgia).

Después de la trituración, el polvo se vierte en agua para separar los plásticos y los componentes no metálicos, la suspensión de polvo se deshidrata a través de un filtro-prensa en preparación para la siguiente etapa.

Hidrometalúrgico
La recuperación hidrometalúrgica es muy similar al procedimiento de extracción de litio descrito en el proceso anterior para producir hidróxido de litio para baterías. El lodo se somete a un extenso proceso de lixiviación química, una combinación de ácidos elimina los residuos/residuos para diluir el lodo mineral de la batería en un metal líquido.

Lixiviación química
La lixiviación química se consigue exponiendo el lodo a un proceso por etapas mediante la adición de una combinación de ácidos que incluye ácido sulfúrico (H2SO4), ácido clorhídrico (HCL), hidróxido de sodio e hidróxido de calcio (Ca(OH)2) con algunas concentraciones del 20% al 30% y temperaturas de hasta 50 grados C.

Proceso de flotación para la extracción de metales

Objetivo
Cada celda contiene una combinación específica de ácidos y reactivos para ajustar el nivel de pH y facilitar la separación de los metales objetivo.

Reactivos
La dosificación de reactivos inicia la separación química de elementos como el hierro, el cobre, el aluminio, el manganeso, el cobalto, el níquel, el litio y el oro.

Floculación y espesamiento
La floculación hace que el lodo de metales finos se separe del agua y se agrupe en grupos más grandes para formar un lodo concentrado de alta densidad.

Cristalización
El tratamiento respectivo de los metales hace que los lodos formen cristales y se conviertan en el grado final purificado de la batería como materia prima para su reutilización en la fabricación de baterías.

Conclusión
Los avances en el reciclaje de pilas han intensificado la demanda de una extracción precisa y eficaz de los metales preciosos de las pilas. Este complejo proceso implica la manipulación de productos químicos altamente corrosivos y lodos metálicos muy abrasivos, lo que exige el uso de tecnologías de bombeo robustas y fiables. El proceso de reciclaje implica líquidos ácidos y abrasivos extremadamente corrosivos, que requieren bombas muy resistentes a los daños químicos, al tiempo que precisan componentes de bomba duraderos que puedan soportar el desgaste abrasivo. No se puede exagerar la importancia de la seguridad, al minimizar el riesgo de fugas y emisiones, las bombas Verder contribuyen a un entorno de trabajo más seguro y a reducir el impacto medioambiental. El éxito de las tecnologías de bombeo de Verder radica en nuestro compromiso de facilitar el progreso de nuestros clientes. Al proporcionar soluciones de bombeo de alta calidad, ingeniería y fiabilidad, Verder permite a los clientes centrarse en su actividad principal con la confianza de saber que las necesidades de bombeo están siendo atendidas con experiencia y precisión. Para terminar, la elección de las avanzadas tecnologías de bombeo que Verder ofrece en las bombas peristálticas Verderflex, Verderair, (e-)PURE PTFE es crucial para la eficiencia, seguridad y sostenibilidad del proceso de reciclaje de baterías. Estas bombas no sólo satisfacen las altas exigencias de manipulación de materiales corrosivos y abrasivos, sino que también garantizan la protección del personal y del medio ambiente. A medida que crece la demanda de reciclaje de baterías, la importancia de este tipo de soluciones de bombeo innovadoras y fiables no puede ser exagerada.