A jusante - Utilização da bateria e reciclagem da bateria

O mercado global de baterias está a registar uma rápida expansão, impulsionada pela crescente procura de baterias de lítio. Este aumento deve-se principalmente ao crescimento dos veículos eléctricos (EV), aos sistemas de armazenamento de energia renovável e à eletrónica de consumo. No entanto, a atual oferta de baterias de iões de lítio está a lutar para acompanhar esta procura crescente, criando oportunidades e desafios significativos para as empresas de fabrico de baterias.

Desafiados por exigências ambientais rigorosas e por um mercado extremamente competitivo, a pressão para se afastarem das cadeias de valor lineares exige que os fabricantes reciclem e reutilizem as baterias.

Os principais objectivos ambientais da reciclagem exigem
• Melhorar a gestão do fim de vida útil, evitando os resíduos
• Otimizar as linhas de reciclagem através da recuperação dos minerais das baterias de todas as tecnologias de baterias
• Recuperação total de materiais de elevada pureza para reduzir a pegada ambiental
• Reutilizar os minerais das baterias para novas baterias
• Reutilizar materiais de lítio para serem utilizados em diferentes indústrias.

Prevê-se que, até 2030, os recicladores e fabricantes extraiam mais de 125 000 mil toneladas de lítio, 35 000 toneladas de cobalto e mais de 86 000 toneladas de níquel (para citar apenas alguns metais para baterias) de baterias reformadas, prevendo-se que a recuperação total de minerais de baterias atinja 1 milhão de toneladas.

O fabrico de baterias é muito complexo

Conceção e montagem
As baterias são soldadas ou coladas umas às outras, o que dificulta a substituição de componentes individuais. Se um componente falhar, toda a bateria tem de ser eliminada, muitas vezes com mais de 80% da sua vida útil potencial.

Processos que consomem muita energia
A reciclagem das baterias consome muita energia, o que exige uma análise cuidadosa dos métodos de reciclagem durante a fase de conceção das baterias para veículos eléctricos. Nomeadamente, 80% do impacto ambiental de um produto é determinado durante a sua fase de conceção.

A reciclagem das baterias

Baixas taxas de reciclagem
Atualmente, apenas 5% das baterias de lítio estão a ser recicladas. A melhoria dos processos e dos métodos de recuperação impulsiona grandes investimentos em tecnologia e infra-estruturas de recuperação e reciclagem de baterias.

Âmbito da reciclagem
A reciclagem de baterias não se limita apenas aos veículos eléctricos, mas inclui todos os dispositivos que contêm uma bateria, como computadores portáteis, ferramentas eléctricas, armazenamento solar e pacemakers, para citar alguns.

Processos de reciclagem de baterias
Numa fábrica de reciclagem comum, as peças são trituradas até se transformarem em pó, que é derretido (pirometalurgia) ou dissolvido em ácido (hidrometalurgia).

Após a trituração, o pó é descarregado em água para separar os plásticos e os componentes não metálicos. A pasta de pó é desidratada através de um filtro-prensa, em preparação para a fase seguinte.

Hidrometalúrgica
A recuperação hidrometalúrgica é muito semelhante ao processo de extração de lítio discutido no processo a montante para produzir hidróxido de lítio para baterias. A lama é submetida a um extenso processo de lixiviação química, uma combinação de ácidos que remove os resíduos para diluir a lama mineral da bateria num metal líquido.

Lixiviação química
A lixiviação química é conseguida expondo a lama a um processo faseado, adicionando uma combinação de ácidos, incluindo ácido sulfúrico (H2SO4), ácido clorídrico (HCL), hidróxido de sódio e hidróxido de cálcio (Ca(OH)2), com algumas concentrações de 20% a 30% e temperaturas que vão até aos 50 graus C.

Processo de flotação para extração de metais

Objetivo
Cada célula contém uma combinação específica de ácidos e reagentes para ajustar o nível de pH e facilitar a separação dos metais visados.

Reagentes
A dosagem de reagentes inicia a separação química, visando elementos como ferro, cobre, alumínio, manganês, cobalto, níquel, lítio e ouro.

Floculação e espessamento
A floculação faz com que a lama fina de metal se separe da água e se agregue em grupos maiores para formar uma lama concentrada de alta densidade.

Cristalização
O respetivo tratamento do metal inicia a pasta para formar cristais no grau final purificado da bateria como uma matéria-prima a ser reutilizada no fabrico de baterias.

Conclusão
Os avanços na reciclagem de baterias intensificaram a procura de uma extração precisa e eficiente dos metais preciosos das baterias. Este processo complexo envolve o manuseamento de produtos químicos altamente corrosivos e lamas metálicas altamente abrasivas, exigindo a utilização de tecnologias de bombagem robustas e fiáveis. O processo de reciclagem envolve líquidos ácidos e abrasivos extremamente corrosivos, exigindo bombas que sejam altamente resistentes a danos químicos, ao mesmo tempo que requerem componentes de bomba duráveis que possam suportar o desgaste abrasivo. A importância da segurança não pode ser subestimada, pois ao minimizar o risco de vazamentos e emissões, as bombas Verder contribuem para um ambiente de trabalho mais seguro e um impacto ambiental reduzido. O sucesso das tecnologias de bombas da Verder reside no nosso compromisso de permitir o progresso dos nossos clientes. Ao fornecer soluções de bombas de alta qualidade, projetadas e confiáveis, a Verder permite que os clientes se concentrem em seus negócios principais, confiantes no conhecimento de que as necessidades de bombeamento estão sendo atendidas com experiência e precisão. Para concluir, a escolha de tecnologias avançadas de bombeamento que a Verder oferece nas bombas peristálticas Verderflex, Verderair, (e-)PURE PTFE é crucial para a eficiência, segurança e sustentabilidade do processo de reciclagem de baterias. Estas bombas não só satisfazem as elevadas exigências do manuseamento de materiais corrosivos e abrasivos, como também garantem a proteção do pessoal e do ambiente. À medida que a procura de reciclagem de baterias cresce, a importância de tais soluções de bombas inovadoras e fiáveis não pode ser subestimada.