Saiba mais sobre o descarte e como o material tóxico pode continuar a ser usado em baterias se reciclado.As baterias à base de chumbo e cádmio representam as maiores preocupações ambientais, tanto que o níquel – cádmio foi proibido na Europa em 2009. Tentativas estão sendo feitas para também proibir a bateria à base de chumbo, mas nenhuma substituição adequada está disponível, como foi o caso, substituindo níquel-cádmio por níquel-metal-hidreto. Pela primeira vez, o íon de lítio foi adicionado à lista de poluentes. Essa química foi classificada como apenas levemente tóxica, mas seu grande volume requer um escrutínio mais rigoroso.

o ácido de chumbo abriu o caminho para o sucesso da reciclagem, e hoje mais de 97% dessas baterias são recicladas nos EUA. A indústria automotiva deve receber crédito por ter organizado a reciclagem cedo; no entanto, razões comerciais, em vez de preocupações ambientais, podem ter sido a força motriz. O processo de reciclagem é simples e 70% do peso da bateria é chumbo reutilizável.

mais de 50% do fornecimento de chumbo vem de baterias recicladas. Outros tipos de bateria não são tão econômicos de reciclar e não estão sendo devolvidos tão prontamente quanto o chumbo ácido. Várias organizações estão trabalhando em programas para tornar a coleta de todas as baterias conveniente. Apenas 20 a 40 por cento das baterias em telefones celulares e outros produtos de consumo são reciclados atualmente. O objetivo da reciclagem é evitar que materiais perigosos entrem em aterros sanitários e utilizar os materiais recuperados na fabricação de novos produtos.

as baterias gastas devem ser removidas da casa. Células primárias antigas são conhecidas por vazar e causar danos à área circundante. Não guarde baterias de chumbo-ácido velhas onde as crianças brincam. Simplesmente tocar nos pólos de chumbo pode ser prejudicial. Além disso, mantenha as células-botão escondidas de crianças pequenas, pois elas podem engolir essas baterias. (Ver BU-703: problemas de saúde com baterias)

mesmo que ambientalmente hostil, as baterias de chumbo-ácido continuam a manter um nicho de mercado forte, especialmente como uma bateria de arranque. A mobilidade com rodas e os sistemas UPS não poderiam funcionar tão economicamente se não fosse por essa bateria confiável. NiCd também continua a manter uma posição crítica entre as baterias recarregáveis, já que grandes NiCds inundados iniciam aviões a jato e impulsionam barcos turísticos em rios de cidades maiores. Embora livres de poluição, essas baterias estão em declínio.

as baterias com substâncias tóxicas continuarão a estar conosco e não há nada de errado em usá-las, desde que estejam sendo descartadas adequadamente. Cada química da bateria tem seu próprio procedimento de reciclagem e o processo começa classificando as baterias nas categorias corretas.

Chumbo Ácido: A reciclagem de chumbo-ácido começou com a introdução da bateria de partida em 1912. O processo é simples e econômico, pois o chumbo é fácil de extrair e pode ser reutilizado várias vezes. Isso levou a muitos negócios lucrativos e à reciclagem de outras baterias.

 chumbo-ácido são as baterias mais recicladas. A reciclagem é rentável
Figura 1: o ácido-chumbo é a bateria mais reciclada. A reciclagem é lucrativa

no final de 2013, as fundições começaram a relatar um número maior de baterias de íons de lítio sendo misturadas com chumbo ácido, especialmente em baterias de partida. Isso pode causar incêndios, levando a explosão e ferimentos pessoais. A aparência física dos pacotes de chumbo-ácido e Li-ion é semelhante e a classificação em alto volume representa um desafio. Para os consumidores, uma bateria é uma bateria e as pessoas são atraídas para reciclar todas as baterias, não importa a química. À medida que mais chumbo-ácido está sendo substituído por Li-ion, o problema só aumentará. De 2010 a 2013, houve um aumento de 10 vezes nos incidentes relatados de infiltração de Li-ion com chumbo ácido.

por favor, note que o Li-ion é mais volátil quando despojado do que o ácido chumbo. A pré-representação é feita por razões de segurança e não para separar materiais perigosos. O ácido chumbo é benigno, mas tóxico, o Li-ion não é maligno, mas explosivo.

a Sociedade de engenheiros automotivos (SAE) e a Comissão Eletrotécnica Internacional (IEC) iniciam ações por meio de maior conscientização, treinamento de funcionários, identificação e rotulagem de baterias. Tecnologias de raios-X para separar baterias estão sendo exploradas e ” quem carrega a responsabilidade?”está sendo perguntado. Os fabricantes de baterias responsabilizam os recicladores que, por sua vez, argumentam que o ônus e a sustentabilidade de um produto devem ser suportados pelo fabricante. Os tribunais podem se tornar os árbitros.

níquel-cádmio: quando as baterias NiCd são descartadas descuidadamente,o cilindro de células metálicas eventualmente corroem no aterro. O cádmio se dissolve e penetra no abastecimento de água. Uma vez que a contaminação começa, as autoridades são impotentes para parar a carnificina. Nossos oceanos já mostram vestígios de cádmio (junto com aspirina, penicilina e antidepressivos), mas os cientistas não têm certeza de sua origem.

níquel-metal-hidreto: o níquel e o eletrólito no NiMH são semi-tóxicos. Se nenhum serviço de eliminação estiver disponível em uma área, baterias NiMH individuais podem ser descartadas com outros resíduos domésticos em pequenas quantidades; no entanto, com 10 ou mais baterias, o Usuário deve considerar descartá-las em um aterro seguro. A melhor alternativa é levar as baterias gastas para uma lixeira de bairro para reciclagem.

Lítio Primário: Essas baterias contêm lítio metálico que reage violentamente quando em contato com a umidade e deve ser descartado adequadamente. Se jogado em um aterro em um estado carregado, equipamentos pesados operando no topo podem esmagar os casos e o lítio exposto pode inflamar um incêndio. Os incêndios em aterros sanitários são difíceis de extinguir e podem queimar por anos no subsolo. Antes de reciclar, aplique uma descarga completa para consumir o conteúdo de lítio. Baterias de lítio primárias (Lítio-metal) são usadas em combate militar, bem como em relógios, sensores, aparelhos auditivos e backup de memória. Uma variedade de Lítio-metal também serve como substituição alcalina nos formatos AAA, AA e 9V. Li-ion para telefones celulares e laptops não contêm lítio metálico. (Veja também BU-106: vantagens das baterias primárias)

Íon-lítio: o íon-lítio é razoavelmente inofensivo, mas os pacotes gastos devem ser descartados corretamente. Isso é feito menos para recuperar metais valiosos, como é o caso do ácido chumbo, do que por razões ambientais, especialmente com o crescente volume usado em produtos de consumo. O Li-ion contém elementos nocivos que estão no nível de toxicidade dos dispositivos eletrônicos.

com o uso crescente de Li-ion, O Relatório da Comissão Europeia chamado “rumo à bateria do futuro” fornece avisos devido ao grande número de baterias que atenderão ao fim da vida útil. Na Europa, o Li-ion não pode ser aterrado devido à toxicidade e ao perigo de explosão, nem pode ser incinerado, pois as cinzas também são tóxicas em aterros sanitários. A preocupação é o cobalto e os agentes que ligam os materiais dos eletrodos.

o relatório não Marca Mais o chumbo ácido como a bateria mais tóxica. O chumbo ácido é a única bateria que pode ser reciclada de forma lucrativa. Com quase 100% de chumbo-ácido sendo reciclado, o foco muda para Li-ion devido ao crescente volume e valor de materiais recuperáveis.De acordo com um relatório ATZ (2018), a bateria de tração Li-ion 33KWH Do Veículo Elétrico BMW i3 contém 2Kg (4.4 lb) cobalto, 6kg (13 lb) lítio, 12kg (26 lb) manganês, 12kg (26 lb) níquel e 35kg (77 lb) grafite. Nem todos os materiais recuperados podem atingir a qualidade da bateria quando reciclados, mas os recursos adquiridos podem ser usados para fins menos exigentes. O lítio também é usado como lubrificante.O progresso está sendo feito e a Duesenfeld GmbH demonstra um método inovador que usa 70% menos energia para reciclar baterias de íons de lítio que com fornos tradicionais de fundição. A figura 2 ilustra a Usina de reciclagem de baterias de veículos elétricos na Alemanha.

fábrica de Reciclagem para baterias de veículos elétricos na Alemanha
Figura 2: Fábrica de reciclagem de baterias de veículos elétricos na Alemanha

o processo de reciclagem de baterias de iões de lítio normalmente começa com a desativação envolvendo uma descarga total para remover a energia armazenada e evitar um evento térmico surpresa. O eletrólito também pode ser congelado para evitar reações eletroquímicas durante o processo de esmagamento. Duesenfeld patenteou um processo que evapora e recupera os solventes orgânicos do eletrólito no vácuo por condensação. Diz-se que este processo não produz gases de escape tóxicos. Na Figura 3, os técnicos desmontam as baterias EV para reciclagem.

a Reciclagem de uma bateria de iões de EV bateria em um recipiente
Figura 3: a Reciclagem de uma bateria de iões de EV bateria em um recipiente

As seguintes etapas são divididas em mecânica, pyrometallurgical e hidro-metalúrgicas tratamentos. Mecânica envolve esmagar as células da bateria; extractos pirometalúrgicos os metais por tratamento térmico; e hidrometalurgia envolve processos aquosos.

uma vez desmontado, a classificação separa a folha de cobre, a folha de alumínio, o separador e os materiais de revestimento. O níquel, o cobalto e o cobre podem ser reciclados do molde, mas o lítio e o alumínio permanecem na escória. Um processo hidrometalúrgico é necessário para recuperar o lítio. Isso inclui lixiviação, extração, cristalização e precipitação de uma solução líquida. O tratamento hidrometalúrgico é usado para recuperar metais puros, por exemplo, lítio, colhido de materiais de revestimento separados após processos mecânicos ou de escória em processos pirometalúrgicos.

Umicore na Bélgica usa um forno para derreter as baterias diretamente para recuperar 95% de cobalto, níquel e cobre. Após o forno, a Umicore usa um processo especial de lavagem de gás para limpar os produtos tóxicos de incineração do flúor contendo gases de escape.

para reduzir os perigos de incidentes de incêndio durante o processo de reciclagem, recicladores menores incineram baterias de íons de lítio externamente em instalações especiais de tratamento de resíduos antes de fazer a separação mecânica.Duesenfeld na Alemanha descarrega as baterias, esmaga – as em atmosfera inerte, evapora e condensa novamente os solventes orgânicos do eletrólito e separa o material de revestimento do eletrodo do resto. Os metais são então lixiviados dos antigos materiais ativos. A grafite é filtrada e recuperada, após o que são produzidos carbonato de lítio, sulfato de níquel, sulfato de cobalto e sulfato de manganês. Este processo de reciclagem produz mais metais do que com o método térmico Umicore. A pegada de CO2 também é reduzida, economizando energia e diminuindo a formação de gases perigosos.

grafite reciclado a partir de baterias de iões de lítio
Figura 4: Reciclado de grafite a partir de baterias de iões de lítio
Reciclado de lítio carbonato de lítio as baterias de íons de
Figura 5: Reciclado de lítio carbonato de lítio as baterias de iões de
  • 1-minutos YouTube: Ecofriendly Reciclagem de Baterias de Iões de Lítio com Duesenfeld
  • 4 minutos do YouTube: Eco-amigável, método de reciclagem de EV baterias

Alcalina: Depois de baixar o teor de mercúrio nas pilhas alcalinas, em 1996, muitos territórios, agora permitir o descarte dessas baterias como regular doméstico lixo; no entanto, a Califórnia considera todas as baterias resíduos perigosos. Na Europa, chumbo ácido, NiCd, mercúrio contendo baterias, coleções não classificadas de vários tipos de bateria e eletrólitos de bateria são considerados resíduos perigosos. Todos os outros podem passar como não perigosos. A maioria das lojas que vendem baterias também é necessária para recuperar as baterias gastas. As baterias alcalinas contêm os materiais reutilizáveis de zinco e manganês, mas o processo de Recuperação é uma responsabilidade. Esforços são feitos para aumentar a reciclagem de células alcalinas dos 4% baixos em 2015 para 40% em 2025.

na América do Norte, a Retriev Technologies, anteriormente Toxco, e a Rechargeable Battery Recycling Corporation (RBRC) coletam baterias gastas e as reciclam. Enquanto Retriev tem suas próprias instalações de reciclagem, a RBRC é responsável por coletar baterias e enviá-las para organizações de reciclagem. Retriev in Trail, British Columbia, afirma ser a única empresa no mundo que recicla grandes baterias de lítio. Eles recebem baterias gastas de perfuração de petróleo na Nigéria, Indonésia e outros lugares. Eles também reciclam baterias de lítio aposentadas dos silos de mísseis Minuteman e toneladas de Li-ion dos esforços de guerra. Outras divisões da Retriev reciclam níquel-cádmio, níquel-metal-hidreto, chumbo, mercúrio, alcalino e muito mais.A Europa e a Ásia também estão ativas na reciclagem de baterias gastas. Entre outras empresas de reciclagem, a Sony e a Sumitomo Metal no Japão e a Umicore na Bélgica desenvolveram tecnologia para recuperar cobalto e outros metais preciosos de baterias de íon de lítio gastas. (Ver BU-705a: Reciclagem de baterias como um negócio)

Umicore usa um ultra-alta temperatura (UHT) processos para reciclar Li-ion e NiMH baterias. Pacotes gastos são desmontados e derretidos em um forno UHT. Os derbies são separados em liga metálica contendo cobre, cobalto e níquel, e escória, um resíduo pedregoso contendo metais de terras raras. A escória pode ser processada ainda mais para recuperar o lítio, mas a produção de lítio de grau de bateria ainda não é econômica e a escória é usada para construção. Métodos estão sendo desenvolvidos para extrair lítio para reprocessamento em carbonato de lítio para produção de íons de lítio. Com um crescimento antecipado de 10 vezes no uso de baterias de íons de lítio entre 2020 e 2030, a reutilização de lítio pode se tornar econômica, de modo que os metais acabam na produção de baterias novamente como o chumbo para baterias de chumbo-ácido.

processo de Reciclagem

a reciclagem começa classificando as baterias em produtos químicos. Os centros de coleta colocam ácido chumbo, níquel-cádmio, níquel-metal-hidreto e Íon lítio em tambores, sacos ou caixas designados. Os recicladores de baterias afirmam que a reciclagem pode ser lucrativa se um fluxo constante de baterias, classificado por química, for disponibilizado.

o processo de reciclagem começa removendo o material combustível, como plásticos e isolamento, com um oxidante térmico a gás. As partículas poluentes criadas pelo processo de queima são eliminadas pelo purificador da planta antes da liberação na atmosfera. Isso deixa as células limpas e nuas com conteúdo de metal.

as células são então cortadas em pequenos pedaços e aquecidas até que o metal se liquefaça. Substâncias não metálicas são queimadas, deixando uma escória preta por cima que um braço de escória remove. As ligas assentam de acordo com o peso e são desnatadas como creme de leite cru enquanto ainda estão na forma líquida.

o cádmio é relativamente leve e vaporiza em altas temperaturas. Em um processo que aparece como uma panela de água fervendo, um ventilador sopra o vapor de cádmio em um tubo grande que é resfriado com névoa de água. Os vapores condensam para produzir cádmio que é 99,95 por cento puro.

alguns recicladores não separam os metais no local, mas despejam os metais líquidos diretamente no que a indústria se refere como “porcos” (65 libras, 24 kg) ou “porcos” (2.000 libras, 746 kg). Outros recicladores de bateria usam pepitas (7 libras, 3,17 kg). Os porcos, porcos e pepitas são enviados para plantas de recuperação de metal, onde são usados para produzir níquel, cromo e ferro para aço inoxidável e outros produtos de alta qualidade.

para reduzir a possibilidade de um evento reativo durante o esmagamento, alguns recicladores usam uma solução líquida ou congelam baterias à base de lítio com nitrogênio líquido; no entanto, misturar baterias de partida Li-ion com o tipo comum de chumbo ácido ainda permanece um problema, pois um Li-ion carregado é muito mais explosivo do que o chumbo ácido.

a reciclagem de baterias consome muita energia. Os relatórios revelam que é preciso 6 a 10 vezes mais energia para recuperar metais de algumas baterias recicladas do que da mineração. A exceção é a bateria de chumbo-ácido, da qual o chumbo pode ser extraído facilmente e reutilizado sem processos elaborados. Até certo ponto, o níquel de NiMH também pode ser recuperado economicamente se disponível em grandes quantidades.Novos métodos de reciclagem estão sendo desenvolvidos para recuperar os metais por eletrólise, também conhecidos como Reciclagem Química. Diz-se que o processo é mais econômico e produz rendimentos mais altos com menos poluentes do que a fundição tradicional. Uma dessas alternativas para reciclar baterias de chumbo-ácido foi desenvolvida pela Aqua Metals. Esta tecnologia tem o potencial de revolucionar os métodos tradicionais de fusão. Um processo eletroquímico separa o chumbo quebrando metais em partículas de tamanhos nanoscópicos que são dispersas em água para criar um metal hidro-colodial. O processo é chamado AquaRefining. Questões técnicas estão atrasando a implementação completa neste momento.

cada país define suas próprias regras e adiciona tarifas ao preço de compra de uma nova bateria para tornar a reciclagem viável. Na América do Norte, algumas usinas de reciclagem faturam em peso e as taxas variam de acordo com a química. Embora o NiMH produza um retorno bastante bom com o níquel, a bateria NiCd gasta é menos procurada por causa dos preços suaves do cádmio. Devido ao valor pobre da recuperação do metal, o Li-íon comanda uma taxa de Reciclagem mais alta do que a maioria de outros tipos da bateria.

a reciclagem de baterias de íons de lítio ainda não é lucrativa deve ser subsidiada pelo governo. Há um incentivo para recuperar cobalto caro. Não existe hoje nenhuma tecnologia de reciclagem capaz de produzir lítio puro o suficiente para um segundo uso em baterias. O lítio para baterias é extraído; o lítio de segunda mão é usado para lubrificantes, vidro, cerâmica e outras aplicações.

o custo fixo para reciclar uma tonelada de baterias é de US $1.000 a US $2.000; a Europa espera atingir um custo por tonelada de US $300. Idealmente, isso incluiria transporte, mas espera-se que a movimentação e o manuseio das mercadorias dobrem o custo geral. Para simplificar o transporte, a Europa está criando várias fábricas de processamento menores em locais geográficos estratégicos. Isso, em parte, se deve à Convenção de Basileia que proíbe a exportação de baterias de chumbo-ácido completas, mas gastas. À medida que o volume de baterias descartadas aumenta, novas tecnologias estão sendo tentadas para tornar a reciclagem Lucrativa sem o apoio de agências e governos.

cuidado em nenhuma circunstância as baterias devem ser incineradas, pois o fogo pode causar uma explosão. Use luvas aprovadas ao tocar no eletrólito. Na exposição à pele, lave com água imediatamente. Se ocorrer exposição ocular, lave com água por 15 minutos e consulte um médico imediatamente.

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