Reciclagem da bateria e black mass

Hoje, o mercado de veículos elétricos está crescendo novamente em muitos países. Esta expansão está levando à produção exponencial, que inclui materiais químicos que são freqüentemente críticos e altamente tóxicos, e que podem ser perigosos para o meio ambiente e para a saúde humana.

Além de plásticos, solventes e componentes eletrônicos, metais como cobre, níquel, lítio e cobalto são utilizados na parte ativa das células da bateria.

Isto torna a reciclagem das baterias de veículos elétricos uma necessidade ecológica e estratégica. O tratamento de resíduos perigosos e a reciclagem dos diferentes materiais devem preservar os recursos necessários para a transformação ecológica.

As atividades de reciclagem têm sérios benefícios ambientais: reduzem as emissões de carbono em uma tonelada de CO2 equivalente por tonelada de baterias recicladas e evitam a extração de metais virgens, já que as atividades de mineração têm impactos críticos sobre a biodiversidade e os recursos hídricos.

As baterias, baterias alcalinas, baterias de lítio, baterias salinas, recarregáveis ou não, têm que ser classificadas, desmontadas, esmagadas e separadas uma vez usadas. Os plásticos e metais são separados e depois triturados, prontos para serem reciclados em outros processos.

Este pó ativo, o black mass, uma mistura de materiais catódicos e anódicos, é composto de muitos metais como cobre, manganês, cádmio, lítio, cobalto, etc. Ele contém óxidos de metal recuperáveis. O objetivo é separar cada metal desta massa e remover as substâncias tóxicas do material para não contaminar os metais; quanto mais puro o metal, melhor ele pode ser reciclado.

2 técnicas:

• Piromeetalurgia (ou processamento térmico): Esta técnica é adequada para a maioria das baterias e acumuladores.
• Hidrometalurgia: As baterias de sal, alcalinas, de zinco-ar e de lítio estão preocupadas com este processo, que permite a reutilização do zinco e do manganês.

A reciclagem de baterias permite o uso de matérias-primas secundárias obtidas a partir dos resíduos, que em alguns casos podem ser reintroduzidas no processo de produção de baterias ou usadas para fabricar outros produtos.
O ideal é a reciclagem em circuito fechado (upcycling), que representa uma verdadeira economia circular.
Estas diferentes fases de processamento envolvem o manuseio e o tratamento de numerosos produtos tóxicos que são reduzidos a pó e compõem o blackmass.

O black mass é geralmente armazenada em big bags. Em seguida, devem ser previstas soluções de descarga para poder esvaziar estes big bags com total segurança a fim de alimentar, por exemplo, um funil de armazenagem de pó ou qualquer outro dispositivo.

O blackmass é um pó altamente tóxico (risco CMR). O equipamento que manipula black mass em uma linha de processo deve ser adaptado a este material difícil.

As partículas são muito finas e altamente voláteis. Quando se trata de descarregar, transferir e carregar o black mass, o equipamento deve ser projetado para evitar qualquer emissão de poeira para a atmosfera a fim de proteger os operadores contra os riscos de contaminação. A contenção da instalação é, portanto, de grande importância no tratamento deste pó tóxico. Equipamentos tais como sistemas de despoeiramento industrial ou estações de esvaziamento de big bags confinados são freqüentemente recomendados. Por exemplo, a instalação de um porta-luvas permite ao operador manusear o big bag com total segurança sem entrar em contato com produtos tóxicos CMR. De fato, o porta-luvas permitirá ao usuário desfazer o bolo do saco grande para permitir que ele seja esvaziado.

Quando seca, o black mass não flui facilmente por uma encosta. Também pode apresentar problemas de curvatura dentro de uma tremonha, por exemplo. Podem então ser usados auxiliares de fluxo, tais como disjuntores de fundo plano, que fornecem a força mecânica necessária para escoar o pó.

Além disso, as partículas sólidas não são homogêneas em termos de forma cristalina: óxidos metálicos e grafite tendem a ser partículas esféricas, enquanto as partículas metálicas puras tendem a se parecer com flocos finos. Como resultado, as partículas mais pesadas se assentam mais rapidamente do que as outras. As partículas de grafite tendem a se aglomerar na superfície do líquido dentro de um tanque agitado, por exemplo.

O black mass é freqüentemente transferida de um funil para um tanque de repulpação em modo de "alimentação contínua". Um dispositivo para medir o peso e/ou a vazão dessa black mass é freqüentemente incluído com o sistema de dosagem que está localizado a montante do tanque de polpação (na saída do ciclone de transferência pneumática).

As partículas são geralmente hidrofóbicas e parecem secas mesmo após ligeira mistura com água. No entanto, ainda pode haver problemas de entupimento quando o blackmass está molhada. É importante que este pó não entre em contato com a umidade para evitar o entupimento antes de ser repulpado.

Um líquido (água ou equivalente) é adicionado continuamente à parte superior do tanque repulsivo e a vazão é ajustada automaticamente para controlar o conteúdo de sólidos. O chorume então transborda por gravidade para um reator sob o tanque de repulsão.