M.B.R Metal Battery Recovery metodi di recupero dei

Pile: recupero dei metalli
Indicazioni generali
aprile 2011
Definizione
In elettrotecnica e elettrochimica, una pila è un dispositivo che converte energia chimica in energia elettrica. Spesso viene utilizzato il termine batteria e cella galvanica come sinonimo di "pila".[1] L
a pila propriamente detta non è ricaricabile e a tale proposito viene anche detta batteria primaria, per distinguerla dalla batteria ricaricabile che prende invece il nome di batteria secondaria o accumulatore di carica elettrica. Un insieme di più batterie disposte in serie prende il nome di pacco batteria. All'interno di una pila avviene una reazione di ossido‐riduzione, in cui una sostanza subisce ossidazione, perdendo elettroni, mentre un'altra sostanza subisce riduzione, acquistandoli. Data la sua configurazione, la pila consente di intercettare e sfruttare il flusso di elettroni tra le due sostanze. Tale flusso genera una corrente elettrica continua, il cui potenziale elettrico è funzione delle reazioni di ossidazione e riduzione che vi avvengono. Una pila si scarica quando queste reazioni chimiche raggiungono lo stato di equilibrio. Generalmente le pile sono considerate come sistemi ad alta densità energetica ma a bassa potenza, contrariamente ai supercondensatori.
Simbolo utilizzato per indicare una batteria
Tipi di batterie
Pila zinco‐carbone
Rappresentazione schematica di una pila zinco‐carbone; il catodo (+) è una barretta di grafite, il contenitore esterno di zinco funge da anodo (‐)
Batterie alcaline
Rappresentazione schematica di una batteria alcalina. Polvere di MnO2
(marrone); polvere di Zn (grigio chiaro); separatore (grigio scuro); barra di metallo e adesa superficie metallica che fungono da anodo e contenitore metallico che funge da catodo (grigio); sigillante di plastica e membrana di sovrappressione (giallo); etichetta (verde)
Batterie zinco‐aria
La parete laterale interna e la base superiore della batteria sono occupati da una lastra metallica inerte che funge da anodo. Questa racchiude un pasta gelatinosa umida alcalina a base di KOH e contenente polvere di zinco. La parete laterale esterna e la base inferiore della batteria costituiscono un’altra lastra metallica inerte che funziona da catodo e che è separata dalla prima grazie a un sigillante di plastica non conduttore che evita il corto circuito. La lastra metallica catodica è forata a livello della base inferiore per far passare l’ossigeno dell’aria (O2) e sopra di essa è adagiata una carta da filtro e poi ancora un foglio di teflon, entrambi permeabili all’O2. Ancora sopra è presente un sottile strato di materiale, tenuto insieme da un rete e imbevuto dello stesso gel alcalino a base di KOH, in grado di catalizzare
(accelerare) la decomposizione dell’O2. Tale gel alcalino è separato da quello contenente la polvere di zinco grazie ad un separatore permeabile agli ioni.
Alcune batterie zinco‐aria. Il protettore colorato protegge il catodo dal contatto con l’ossigeno dell’aria
Tipi di batterie
Batterie ad argento
La base superiore della batteria è occupata da una lastra metallica inerte che funge da anodo, mentre la base inferiore e la parete laterale sono costituiti da una simile lastra metallica inerte che funziona da catodo. Una plastica sigillante e isolante corre internamente alla parete laterale fino alla base superiore, interponendosi tra anodo e catodo ed evitando così il corto circuito. All’interno, a contatto con le basi superiore e inferiore della batteria, si trovano due paste gelatinose alcaline a base di idrossido di potassio (KOH) e contenenti una polvere di zinco (Zn) e un polvere di ossido di argento (Ag2O), rispettivamente. Queste sono separate da un separatore permeabile agli ioni che, come in tutte le pile, assicura il ristabilimento della neutralità nei due ambienti gelatinosi.
Batterie al litio
Batteria al litio disassemblata. Da sinistra a destra troviamo: superficie metallica dell’anodo ricoperto internamente da uno strato di litio metallico, separatore poroso, polvere di MnO2, rete metallica conduttrice, superficie metallica del catodo (danneggiato durante l’apertura della batteria), anello di plastica sigillante
Dimensioni batterie
Dimensioni comuni delle batterie tascabili
Batterie sia monouso che ricaricabili sono in commercio in varie dimensioni standard, in modo tale che lo stesso tipo di batteria possa essere utilizzata per svariate applicazioni. Alcuni dei maggiori tipi usati per dispositivi portatili includono la serie A, tra cui AA e AAA, comunemente dette "stilo" e "mini stilo"; C o "mezza torcia"; D o "torcia"; PP3 o "9 volt", comune nelle radioline; 4,5 volt, di dimensioni relativamente grandi; varie dimensioni di pile a bottone, e altri tipi specializzati.
Vari tipi di batterie: da sinistra, batteria da 4.5 volt, torcia (D), mezza torcia (C), stilo (AA), mini stilo (AAA), 9 volt, e due pile a bottone.
Considerazioni ambientali
Sin dal loro primo sviluppo risalente a oltre 250 anni fa, le batterie sono rimaste tra le fonti di produzione di energia relativamente più costose e la loro produzione richiede il consumo di molte risorse di un certo valore e spesso implicano anche l'impiego di sostanze chimiche pericolose. Per questa ragione esiste una specifica rete di riciclaggio (per l'Italia è il consorzio COBAT) atta a recuperare dalle batterie usate parte dei materiali di maggiore tossicità e anche altri materiali di un certo valore. Le norme italiane prevedono che le batterie esauste siano considerate a tutti gli effetti dei rifiuti pericolosi e che quindi l'intero ciclo di vita dello smaltimento sia tracciato da parte di chi genera il rifiuto e da chi lo smaltisce. Eventuali irregolarità sono penalmente perseguibili.
Contenitore per la raccolta di pile esauste (in rosso).
Riciclaggio di batterie agli ioni di litio per il recupero di metalli pesanti pericolosi
martedì 1 giugno 2010 ‐ Argomento: Eco‐news |
Il progetto RecLionBat, finanziato mediante lo strumento finanziario per l'ambiente (LIFE), ha sviluppato una tecnica per il trattamento delle batterie agli ioni di litio esaurite, prevalentemente utilizzate in dispositivi elettronici portatili, che consente di recuperare cobalto e nichel.
Le batterie ricaricabili agli ioni di litio (Li‐ion) alimentano numerosi dispositivi elettronici, quali telefoni cellulari, computer portatili e fotocamere digitali. Tali batterie offrono un eccellente rapporto energia/peso, non influiscono sulla memoria e producono perdite di carica ridotte quando non vengono utilizzate.
Ogni anno, tuttavia, si stima che l'Unione europea (UE) produca circa 160.000 tonnellate di batterie esaurite. Oltre a costituire una significativa fonte di rifiuti, queste batterie contribuiscono al consumo di importanti risorse e metalli.
Per conservare risorse e ridurre al minimo il degrado ambientale, problemi di cui si occupano il Piano d'azione per le tecnologie ambientali (ETAP, Environmental Technologies Action Plan) e la strategia Europa 2020, l'UE ha introdotto la nuova direttiva sulle batterie per ridurre la minaccia costituita dalle batterie esaurite per la salute umana e l'ambiente. In base alla direttiva, in vigore dall'ottobre 2008, i produttori sono ora responsabili del trattamento delle batterie residue. Dal settembre 2009, inoltre, gli Stati membri devono assicurare che le batterie raccolte vengano trattate e riciclate utilizzando le migliori tecniche disponibili.
segue
Le batterie Li‐ion pongono una speciale minaccia, in quanto contengono un'elevata percentuale di metalli pesanti pericolosi. Delle 4.000 tonnellate di batterie agli ioni di litio scadute raccolte nel 2005, 1.100 erano costituite da metalli pesanti, mentre altre 200 erano costituite da elettroliti tossici.
La società francese Société Nouvelle d’Affinage des Métaux (SNAM), insieme alla belga Floridienne Chimie, ha fondato il progetto
RecLionBat per sviluppare una tecnica di riciclaggio di tali batterie. Al progetto sono stati destinati oltre 1,5 milioni di euro, incluso un finanziamento di 380.000 euro da parte di LIFE.
Tramite questo progetto, la SNAM ha costruito una struttura pilota con una linea di trasformazione per convogliare, smistare,
trattare termicamente e distruggere batterie Li‐ion esaurite. Il progetto ha sviluppato un efficace trattamento di pirolisi, che
comporta il riscaldamento delle batterie raccolte in modo che gli elementi costitutivi, quali rame, ferro e piccoli composti, possano essere separati tramite macinazione e setacciatura. I piccoli composti vengono quindi trattati chimicamente per estrarre cobalto e nichel, che vengono rivenduti ai produttori per il riutilizzo.
Questo processo consente di riciclare fino al 60% dei componenti delle batterie.
SNAM stima che un'unità RecLionBat di 1.000 tonnellate è in grado di recuperare dalle 550 alle 600 tonnellate di metalli adatti per il riutilizzo, contribuendo in tal modo a preservare le risorse naturali e l'ambiente. La quantità residua di rifiuti destinata alla discarica, inoltre, risulta notevolmente ridotta.
Dalla conclusione del progetto LIFE, la SNAM ha sviluppato un processo proprio di riciclaggio delle batterie e trasforma ora batterie esaurite da tutta Europa. La società collabora con le agenzie di raccolta francesi SCRELEC e COREPILE, nonché con BEBAT
in Belgio e G&P nel Regno Unito.
Maggiori informazioni:
Direttiva 2006/66/EC, relativa a pile e accumulatori e ai rifiuti di pile e accumulatori:
http://eur‐lex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=OJ:L:2006:266:0001:01:IT:HTML
Progetti LIFE «Innovative Pilot unit for Recycling Used Lithium‐Ion Batteries and recuperate heavy metals»:
http://ec.europa.eu/environment/life/project/Projects/index.cfm?fuseaction=home.createPage&s_ref=LIFE05%20ENV/F/000080
Société Nouvelle d’Affinage des Métaux (SNAM):
http://snam.com
Cosa si ricava dalle batterie
Battery Type
Alkaline manganese and zinc carbon Nickel cadmium
Nickel Metal Hydride Lithium Ion Lead Acid Button Cells
Recycling Process Both hydro and pyrometallurgical processes are available to recover zinc, steel and ferro
manganese or slag usable in road construction. Pyrometallurgical processes are used to recover 99.9% purity cadmium that is reused in new NiCd batteries, as well as ferronickel. Processed to recover nickel, iron and other metals. Processed to recover cobalt, iron and other metals. Lead is recovered for reuse in new batteries. Silver oxide types used in watches are collected by jewelers and recycled to recover silver metal. Other types can be recycled to recover mercury, zinc and steel. Fonte: http://www.epbaeurope.net/recycling.html#battery
Processi di recupero metalli da pile usate
RECLIONBAT ‐ Innovative Pilot unit for Recycling Used Lithium‐Ion Batteries and
recuperate heavy metals
SNAM
Tel: +33(0)5 65 43 77 30
Fax: +33(0)5 65 43 03 95
Email
:
[email protected]
http://www.snam.com/
La SNAM, Società Nuova per la Raffinazione dei Metalli, Società del Gruppo belga FLORIDIENNE è installata a Viviez e a Saint Quentin Fallavier in Francia.
ATTIVITA' PRINCIPALI:
La Snam è specializzata nell'attività di trattamento dei seguenti rifiuti:
‐ Raccolta di pile e batterie
‐ Cernita di pile mischiate provenienti da raccolta casalinga
‐ Riciclo di batterie NiCd, NiMH, LiIon ricaricabili
‐ Riciclo di rifiuti industriali contenenti cadmio e nickel
‐ Riciclo di pile saline e alcaline
‐ Disinquinamento di cascami di leghe speciali
‐ Consulenza per l'esportazione di rifiuti verso la Francia
La Snam commercializza i metalli non ferrosi provenienti dall'attività di riciclo:
‐ leghe nickel‐ferro
‐ leghe cobalto‐ferro
‐ cadmio 99,999%
Il progetto francese
Separazione e recupero di materiali da residui Descrizione
Le tecniche idrometallurgiche rendono possibile la separazione ed il recupero di elementi ad elevato valore aggiunto da residui
e reflui di tipo industriale e civile.
L’ENEA, sfruttando tali tecniche, ha sviluppato alcuni processi chimici per il recupero:
•dei platinoidi (platino, palladio, rodio, oro) da catalizzatori esausti sia di tipo industriale che per automobili;
•del vanadio da residui provenienti dall’industria petrolifera;
•del titanio da fly ashes provenienti da termovalorizzatori;
•del cobalto, del nichel, del cadmio e delle terre rare da batterie esauste;
•dei metalli di transizione da reflui dell’industria galvanica e delle pelli.
In tal modo reflui e residui diventano fonti alternative di materie prime, rendendo possibile il risparmio di risorse naturali e la
riduzione della pericolosità dei reflui con conseguente abbattimento dei costi di smaltimento.
Fonte:
ENEA (Ente per le Nuove Tecnologie, l'Energia e l'Ambiente)
Contatti
Nome
Dr. Danilo Fontana
Organizzazione
ENEA
Indirizzo
Via Anguillarese, 301
CAP
00060
Citta'
Roma
Tel.
06 30484081
Fax
06 30483818
Indirizzo posta elettronica
[email protected]
RICICLO PILE: A COLICO PRIMO IMPIANTO EUROPEO “La raccolta differenzia delle pile è ferma al 10% e in Italia esiste solo un impianto
innovativo per il riciclo delle pile, a Colico”.
La rivelazione è sul numero in uscita il prossimo mese della rivista ‘Altroconsumo’,
mensile nazionale dedicato al risparmio e diretto da Rosanna Massarenti.
“A breve non saranno aperti nuovi impianti e le pile italiane continueranno a essere
inviate per lo smaltimento in Francia e Germania, almeno fino a quando lo
smaltimento delle pile sarà considerato un processo poco remunerativo – si legge
nelle anticipazioni del servizio”.
All’estero i metalli contenuti nelle pile vengono fusi e recuperati. Tuttavia mentre
all’estero si tratta di realtà particolarmente costose da un pungo di vista gestionale,
in Alto Lario c’è un impianto all’avanguardia che lavora su scala ridotta ma a breve si
ingrandirà. Sono i pionieri di una nuova tecnica di recupero delle pile in Italia, oltre a
essere i primi ad avere un impianto autorizzato” come spiega invece Massimiliano
Serra del Centro servizi raee (Csr) che si occupa di rifiuti elettrici ed elettronici, e di
raccolta di pile. Sperimentale e innovativo, ha visto un investimento da 500mila euro
ed è definito da Regione Lombardia ‘impianto pilota’.
Il progetto è della Seval, con unità produttiva anche a Piantedo (Sondrio) e può
contare su un centinaio di dipendenti.
La procedura seguita a Colico è semplice: dopo aver eliminato manualmente le
impurità, le pile sono selezionate in base alle dimensioni e tipologia (zinco, carbone,
alcaline, litio). Quindi sono triturate in piccoli pezzi per separare i diversi materiali:
pasta di pile, ferrosi, carta, plastica. La pasta di pile viene lavata e grazie a un
trattamento chimico si separano i metalli recuperando manganese e zinco. La parte
solida, avviata al recupero, è composta da carbonio e manganese.
Il progetto della Seval Srl coinvolge un consorzio di quattro università: Roma,
L’Aquila, Ancona e Genova. Dopo un periodo di laboratorio, si sta affrontando la fase
di sperimentazione, terminata la quale l’impianto di smaltimento di Colico potrebbe
essere il primo in Europa per il recupero ‘integrale’ dei componenti delle pile esauste.
http://www.seval‐impianti.it/index.html
Il metodo Batrec ‐ Svizzera
Il metodo Batrec ‐ Svizzera
Battery Recycling Process
Level 1
Pyrolysis
The batteries are pyrolized at temperatures of up to 700° Celsius. Water and mercury are vaporized in the process and pass together with volatile organic components (made of paper, plastic, cardboard, etc.) into the after‐burner where the gases burn at over 1000°
Celsius, such that dioxins and furanes are destroyed. The exhaust gases are then led into the exhaust gas purification plant.
Dove si trova BATREC in svizzera
Batrec Industrie AG PO Box 20 Niesenstrasse 44 CH‐3752 Wimmis Tel. +41 33 657 85 00 Fax +41 33 657 85 01 E‐Mail: [email protected]
Website: www.batrec.ch
Recupyl: il processo
Recupyl,
innovative
battery
recycling
•Limited CO2 emissions
•Low energy consumption
•Reduced environmental impact
•High recycling rates
Recupyl Relight
Via Lainate 98/100
20017 Rho (MI)
Italy
e-mail:
[email protected]
http://www.recupyl.com
Recupyl: la tecnologia
Hydrometallurgy
Hydrometallurgy is a branch of extractive metallurgy in which metals are treated using an aqueous
solution.
Recupyl's patented process consists of recovering the metals in electric batteries by grinding the batteries
and immersing the components in an aqueous solution.
The main steps in our process are:
Leaching (where the metals are immersed in a solution)
Purification (mainly to remove heavy metals) by cementation or electrochemical reduction
Separation of the different metals
The leaching is done with either an acid or a base depending on the phase being treated, and an oxidizing
agent is added if needed. The metals in solution are in ionic form.
The purification and separation steps are done via cementation or precipitation, depending on the
material to be separated, the amount of the material, and the chemical process.
The liquid effluent is recycled after being treated with methods currently available on the market.
Hydrometallurgical processes not only give high metal purity, but they are also energy-efficient, have
a small carbon footprint, and do not emit dioxins.
They can be used to recover zinc, manganese, cobalt, lithium, and nickel from batteries.
Recupyl's patented process is particularly effective for the chemicals used in today's batteries, and is wellsuited to handle the more advanced technologies that are just over the horizon.
http://www.accurec.de/treatment-and-recycling/technologies/nicd-batteries
http://www.accurec.de/treatment-and-recycling/technologies/nimh-batteries
http://www.accurec.de/treatment-and-recycling/technologies/zinc-c-alkaline
http://www.accurec.de/treatment-and-recycling/technologies/vox
MDP mechanical dismantling procedure
Depending on battery application, portable batteries commonly are
encapsulated with plastic.
These plastic cases are used to stabilize the connection between batteries,
to encase electronics, to protect against mechanical damage or short
circuit of cells or simply to improve the design.
But coming to recycling, these plastics (up to 20% of pack weight) are
essentially disturbing the pyro- and hydrometallurgical processing. Hence,
as part of our pre-treatment, we use different techniques to separate
plastic casings from battery cells.
Without damaging the battery cell, and thus causing emission problems,
we dismantle those battery packs and extract beside the single cell
another material flow of plastic for recycling.
REVABAT
THE PROCESS
http://www.revatech.be/en/reva/reva_piles.html
REVABAT® is a wet recycling process
(hydrometallurgy) for alkaline and zinc-carbon
batteries.
This process, developed by REVATECH, is used
to recycle the magnetic (steel) and non-magnetic
(zinc and brass) metal fractions, recycle the
different components of the “black mass” (zinc,
carbon and manganese), and reprocess the
plastics.
The overall recycling rate is at least 55% of the
gross weight of the batteries treated.
http://www.batteryrecycling.umicore.com/UmicoreProces/batteryRecyclingFlowSheet.htm
Umicore Recycling & Recovery Yields and Rates
Recycling and/or recovery rates have been maximised so that the economic
valorisation of batteries will enhance its recycling.
Main metals are recovered in an alloy after the first melting stage and are
further refined in the refinery plant.
All the aluminum is valorised in the slag and re-used in construction and/or
aggregate for concrete.
All carbon from electrodes is used as reductant in the melting step.
All plastics are valorised and the energy from combustion is recovered to preheat the materials to be filled in the furnace and the air.
Combining all these aspects recycling rates are above 90% for lithium ion
batteries and above 80% for nickel metal hydride batteries.
Vendita pile in Italia
Le cifre
Dei 630 miliardi di lire e dei 350 milioni di pile
vendute si è già detto. Va aggiunto che il mercato
delle batterie in Italia è suddiviso in quattro grossi
segmenti: le pile economy, che occupano il 10%
del mercato, le medium (13%), le premium (58%)
e le super premium (19%).
A sorpresa si vede dunque che il consumo di pile
in Italia è spostato verso l'alto, verso tipologie che
assicurano alte prestazioni e lunga durata.
La parte del leone nelle vendite la fa la grande
distribuzione, sia nel settore food (ipermercati e
supermercati) che in quello non-food (grande
distribuzione che non tratta alimentari): 29,4% e
46%, contro il 20,4% di altri canali food e il 4,2%
delle tabaccherie. Le quali però hanno registrato
nell'ultimo hanno la percentuale di crescita delle
vendite più alta: + 8,6%.
Valore mercato 315 milioni di Euro
350 milioni di pile
22.000 tonnellate l’ anno
Un brevetto italiano
L’idea Aspireco
Come abbiamo visto nelle precedenti
slides, c’è una sufficiente pratica
consolidata sull’argomento in Europa.
Nulla di simile in Italia!
C’è spazio dunque per degli imprenditori
accorti in questo settore e c’è necessità di
idee innovative tali che permettano il
recupero delle pile in modo semplice,
ecologico ed efficace.
Come Aspireco stiamo studiando una soluzione che si basa sul concetto di
triturazione meccanica delle diverse tipologie di pile con successiva
separazione dei componenti che costituiscono la pila.
La nostra ottica è quella di mettere a disposizione delle aziende fusorie esistenti
la materia prima separata, non certamente quella di iniziare delle attività di cui
non abbiamo la competenza e la capacità tecnologica.
Recupero materiali contenuti nelle pile
Impianti di trattamento pile e batterie Funzioni eseguite:
Apertura dell’involucro e selezione dei materiali in esso contenuti
Caratteristiche:
Frantumazione intelligente mediante sistema MUD (brevettato)
Ehinger Impianti S.r.l.
Sede legale: Via Gubbio, 10 ‐ 20122 Milano Italy Sede operativa: Via Privata Relivio, 26 ‐ 20085 Locate Triulzi (MI) Italy ‐
Tel +39 02 58.30.09.35 ‐ Fax +39 02 58.30.53.38 ‐
E‐mail: [email protected]
Website: www.ehinger.it
Per saperne di più:
ICBR 2011
Venice
21‐23 settembre
How to Recycle Batteries
Lead acid led to the success of early recycling and today more than 97 percent of these batteries are recycled in the USA. The automotive
industry should be given credit for having organized recycling early on. As a result, over 50 percent of the lead supply comes from recycled
batteries. Other battery types are not being returned as readily as lead acid, and several organizations are working on programs to make
collection of spent batteries more convenient. Only 20 to 40 percent of cellular phone and consumer batteries are currently recycled.
The main objective for recycling batteries is to prevent hazardous materials from entering landfills. Lead acid and nickel-cadmium batteries are
of special concern, and although Li-ion is less harmful, the aim is to include all batteries in the recycling programs.
Even though they are environmentally unfriendly, lead acid batteries continue to hold a strong market niche. Wheeled mobility and UPS
systems could not run as economically if it were not for this reliable battery. NiCd also continues to hold a critical position among rechargeable
batteries. Large flooded NiCds start the Auxiliary Power Unit (APU) of commercial airplanes and power sightseeing boats in rivers of larger
cities, pollution-free.
Toxic batteries will continue to be with us for a while longer because we have no practical alternatives. There is nothing wrong in using these
batteries as long as we properly dispose of them. Europe banned NiCds in consumer products because there is a suitable replacement, the
NiMH battery. Controlling the disposal of NiCds from consumer products is difficult because many users do not know that the retiring
equipment includes this battery. The long-term environmental damage if the world’s NiCds were improperly disposed of could be devastating.
Let’s look at what happens when NiCds are carelessly disposed of in landfills. The metallic cylinder of the cell eventually begins to corrode and
the cadmium gradually dissolves, seeping into the water supply. Once such contamination begins, the authorities have few options to stop the
carnage. Our oceans already show traces of cadmium (along with aspirin, penicillin and antidepressants) but scientists are not certain of its
origin. Regulatory discipline will lead to a cleaner environment for the next generations.
Nickel-metal-hydride batteries contain nickel and electrolyte, which are considered semi-toxic. If no disposal service is available in an area,
individual NiMH batteries can be discarded with other household waste. When accumulating 10 or more batteries, the user should consider
disposing of the packs in a secure waste landfill. The better alternative is bringing the spent batteries to a neighborhood drop-off bin for
recycling.
Primary lithium batteries contain metallic lithium that reacts violently when in contact with moisture and the batteries must be disposed of
appropriately. If thrown in the landfill in a charged state, heavy equipment operating on top could crush the cases and the exposed lithium
would cause a fire. Landfill fires are difficult to extinguish and can burn for years underground. Before recycling, apply a full discharge to
consume the lithium content. Non-rechargeable lithium batteries are used in military combat, as well as watches, hearing aids and memory
backup. Li-ion for cell phones and laptops do not contain metallic lithium.
In North America,Toxco and Rechargeable Battery Recycling Corporation (RBRC) collect spent batteries and recycle them. While Toxco has
its own recycling facilities, RBRC is in charge of collecting batteries and sending them to recycling organizations. Toxco in Trail, British
Columbia, claims to be the only company in the world that recycles large lithium batteries. They receive spent batteries from oil drilling in
Nigeria, Indonesia and other places. Toxco also recycles retired lithium batteries from the Minuteman missile silos and tons of Li-ion from the
war in Iraq. Other divisions at Toxco recycle nickel-cadmium, nickel-metal-hydride, lead, mercury, alkaline and more.
Europe and Asia are also active in recycling spent batteries. Sony and Sumitomo Metal in Japan, among other recycling companies, have
developed technology to retrieve cobalt and other precious metals from spent lithium-ion batteries. Lithium can be re-used repeatedly,
reducing the concern of potential shortages in the future.
Recycling Process
Recycling begins by sorting the batteries into chemistries. Collection centers place lead acid, nickel-cadmium, nickel-metal-hydride and
lithium-ion into designated drums, sacks or boxes. Battery recyclers claim that if a steady stream of batteries, sorted by chemistry, were
available at no charge, recycling would be profitable.
The recycling process generally begins by removing the combustible material, such as plastics and insulation, with a gas-fired thermal
oxidizer. The plant’s scrubber eliminates the polluting particles created by a burning process before releasing them into the atmosphere.
This leaves the clean and naked cells with their valuable metal content. The cells are then chopped into small pieces and heated until
the metal liquefies. Non-metallic substances are burned off; leaving a black slag on top that a slag arm removes. The alloys settle
according to weight and are skimmed off like cream from raw milk while in liquid form.
Cadmium is relatively light and vaporizes at high temperatures. In a process that appears like a pan of water boiling over, a fan blows
the cadmium vapor into a large tube cooled with water mist, and the vapors condense to produce cadmium that is 99.95 percent pure.
Some recyclers do not separate the metals on site but pour the liquid metals directly into what the industry refers to as “pigs” (65
pounds, 24kg) or “hogs” (2,000 pounds, 746kg). Other battery recyclers use the 7-pound nuggets (3.17kg). The pigs, hogs and nuggets
are then shipped to metal recovery plants where they are used to produce nickel, chromium and iron for stainless steel and other highend products.
Toxco uses liquid nitrogen to freeze lithium-based batteries before shredding, crushing and removal of the lithium, as well as other
battery components. The lithium is dissolved in a solution to make the metal non-reactive and is sold for producing lubricating greases.
Similarly, the cobalt is separated, collected and sold.
Battery recycling is energy-intensive, and it takes 6 to 10 times more energy to reclaim metals from recycled batteries as it does to
produce the materials through other means, including mining. Let’s explore who pays for the recycling of batteries.
Each country imposes their own rules and fees to make recycling feasible. In North America, some recycling plants invoice on weight,
and the rates vary according to chemistry. Nickel-metal-hydride yields the best return, as recycling produces enough nickel to pay for
the process. The highest recycling fees apply to nickel-cadmium and lithium-ion, because the demand for cadmium is low and
lithium-ion contains little in retrievable metal.
Rather than calculate the cost according to battery chemistry, some countries deal in tonnage. The flat cost to recycle a ton of batteries
is $1,000 to $2,000, and Europe hopes to achieve a cost per ton of $300. Ideally, this would include transportation, but moving and
handling the goods is expected to double the overall cost. To simplify transportation, Europe is setting up several smaller processing
plants in strategic geographic locations.
Manufacturers, agencies and governments still must provide subsidies to support the battery recycling programs. This is underwritten
by a tax added to each manufactured cell. RBRC receives funding from such a program.
Caution:
Under no circumstances should batteries be incinerated, as fire can cause an explosion. Wear approved gloves when touching electrolyte. On exposure to skin, flush with water immediately. If eye exposure occurs, flush with water for 15 minutes and consult a physician immediately.
Fonte: http://batteryuniversity.com/learn/article/recycling_batteries