Reciclaje de baterías y black mass

Actualmente, el mercado de los vehículos eléctricos vuelve a crecer en muchos países. Esta expansión está llevando a una producción exponencial, que incluye materiales químicos que a menudo son críticos y altamente tóxicos y pueden ser peligrosos para el medio ambiente y la salud humana.

Además de plásticos, disolventes y componentes electrónicos, en la parte activa de las baterías se utilizan metales como el cobre, el níquel, el litio y el cobalto.

Por tanto, el reciclaje de las baterías de los vehículos eléctricos es una necesidad tanto ecológica como estratégica. El tratamiento de los residuos peligrosos y el reciclaje de los diferentes materiales deben preservar los recursos necesarios para la transformación ecológica.

Las actividades de reciclaje tienen serios beneficios medioambientales: reducen las emisiones de carbono en una tonelada de CO2 equivalente por tonelada de pilas recicladas y evitan la extracción de metales vírgenes, ya que las actividades mineras tienen un impacto crítico en la biodiversidad y los recursos hídricos.

Las baterías, alcalinas, de litio, salinas, recargables o no, deben ser clasificadas, desmontadas, trituradas y separadas una vez utilizadas. Los plásticos y los metales se separan y luego se trituran, listos para ser reciclados en otros procesos.

Este polvo activo, el blackmasss, una mezcla de materiales catódicos y anódicos, está compuesto por muchos metales como el cobre, el manganeso, el cadmio, el litio, el cobalto, etc. Contiene óxidos metálicos recuperables. El objetivo es separar cada metal de esta masa y eliminar las sustancias tóxicas del material para no contaminar los metales; cuanto más puro sea el metal, mejor se podrá reciclar.

2 técnicas:

• Pirometalurgia (o tratamiento térmico): Esta técnica es adecuada para la mayoría de las pilas y acumuladores.
• Hidrometalurgia: Las pilas salinas, alcalinas, de zinc-aire y de litio se ven afectadas por este proceso, que permite reutilizar el zinc y el manganeso.

El reciclaje de las baterías permite el uso de materias primas secundarias obtenidas de los residuos, que en algunos casos pueden reintroducirse en el proceso de producción de las baterías o utilizarse para fabricar otros productos.
Lo ideal es el reciclaje en circuito cerrado (upcycling) que representa una verdadera economía circular.
Estas diferentes fases de procesamiento implican la manipulación y el tratamiento de numerosos productos tóxicos que se reducen a polvo y constituyen el black mass.

El black mass se almacena generalmente en big bags. A continuación, hay que prever soluciones de descarga para poder vaciar estos big bags con total seguridad para alimentar, por ejemplo, una tolva de almacenamiento de polvo o cualquier otro dispositivo.

El black mass es un polvo altamente tóxico (riesgo de CMR). Los equipos que manipulan el black mass en una línea de proceso deben estar adaptados a este difícil material.

Las partículas son muy finas y altamente volátiles. Cuando se trata de descargar, transferir y cargar blackmass, el equipo debe estar diseñado para evitar cualquier emisión de polvo a la atmósfera con el fin de proteger a los operadores contra los riesgos de contaminación. Por lo tanto, la contención de la instalación es de gran importancia en el tratamiento de este polvo tóxico. A menudo se recomiendan equipos como los sistemas industriales de desempolvado o las estaciones de vaciado de big bags confinadas. Por ejemplo, la instalación de una caja de guantes permite al operario manipular el big bag con total seguridad sin entrar en contacto con los productos tóxicos de CMR. De hecho, la guantera permitirá al usuario deshacer el moño de la bolsa grande para permitir su vaciado.

Cuando está seca, el blackmass no fluye fácilmente por una pendiente. También puede presentar problemas de arqueo dentro de una tolva, por ejemplo. A continuación, se pueden utilizar ayudas al flujo, como los rompedores de fondo plano, que proporcionan la fuerza mecánica necesaria para hacer fluir el polvo.

Además, las partículas sólidas no son homogéneas en cuanto a la forma de los cristales: los óxidos metálicos y el grafito tienden a ser partículas esféricas, mientras que las partículas de metales puros tienden a tener un aspecto de escamas finas. Como resultado, las partículas más pesadas se depositan más rápidamente que las otras. Las partículas de grafito tienden a aglomerarse en la superficie del líquido dentro de un tanque agitado, por ejemplo.

El blackmass suele pasar de una tolva a un tanque de repulsión en modo de "alimentación continua". A menudo se incluye un dispositivo para medir el peso y/o el caudal de esta blackmass con el sistema de dosificación que se encuentra aguas arriba del tanque de pulpa (a la salida del ciclón de transferencia neumática).

Las partículas son generalmente hidrofóbicas y parecen secas incluso después de una ligera mezcla con agua. Sin embargo, puede haber problemas de obstrucción cuando el black mass está húmeda. Es importante que este polvo no entre en contacto con la humedad para evitar que se atasque antes del repulgado.

Un líquido (agua o equivalente) se añade continuamente a la parte superior del tanque de repulsión y el caudal se ajusta automáticamente para controlar el contenido de sólidos. A continuación, los lodos rebosan por gravedad en un reactor situado bajo el tanque de repulsión.