Recyclage pyrométallurgique, hydrométallurgique et direct des batteries
Le recyclage pyrométallurgique, hydrométallurgique et direct des batteries désigne trois grandes familles de procédés utilisées pour récupérer la valeur des batteries lithium-ion. Elles diffèrent par ce qu’elles préservent, les matières entrantes qu’elles peuvent accepter et les traitements nécessaires pour produire des matériaux réutilisables.
Recyclage pyrométallurgique
Les voies pyrométallurgiques utilisent un traitement à haute température. La fusion peut concentrer des métaux comme le nickel, le cobalt et le cuivre dans un alliage qui sera raffiné ultérieurement. D’autres constituants peuvent se retrouver dans les scories, les poussières ou les flux de traitement des gaz résiduaires. Cette voie peut accepter des matières entrantes variées, mais la chaleur et le raffinage en aval augmentent les besoins énergétiques et les exigences du procédé. La récupération du lithium ou de l’aluminium dépend de la conception complète de l’installation et non de la seule fusion.
Recyclage hydrométallurgique
Les voies hydrométallurgiques utilisent une chimie en phase liquide, généralement une lixiviation suivie d’une séparation et d’une précipitation ou d’une extraction. Elles peuvent récupérer le lithium et d’autres matériaux de batterie avec une pureté utile, mais leurs performances dépendent de l’utilisation des réactifs, de la gestion de l’eau et des effluents, de la préparation des matières et du nombre d’étapes de purification. Une séparation mécanique précède souvent les étapes chimiques.
Recyclage direct
Le recyclage direct vise à conserver une plus grande partie de la structure manufacturée du matériau de cathode au lieu de la décomposer entièrement en éléments individuels. Les procédés peuvent séparer, nettoyer et régénérer le matériau de cathode par des étapes telles que la relithiation. Préserver cette structure peut réduire le nombre de traitements, mais les voies directes nécessitent généralement une meilleure connaissance et un meilleur contrôle de la chimie et de l’état des matières entrantes. Un mélange de matériaux ou une contamination rendent cette tâche plus difficile.
Des chaînes de procédés, pas de solution universellement gagnante
Ces appellations ne décrivent pas toujours trois solutions isolées en une seule étape. Une installation peut combiner préparation mécanique, traitement thermique et raffinage en milieu aqueux. La black mass peut alimenter plusieurs voies de traitement en aval.
Aucune famille n’est universellement la meilleure. La comparaison pertinente porte sur une matière entrante et un produit définis : rendement de récupération des matériaux, pureté du produit, consommation d’énergie et de produits chimiques, émissions, sécurité, coût et aptitude des produits à retourner dans la fabrication de batteries. Voir battery recycling pour le périmètre plus large du recyclage.