Riciclaggio pirometallurgico, idrometallurgico e diretto delle batterie
Il riciclaggio pirometallurgico, idrometallurgico e diretto delle batterie comprende tre grandi famiglie di processi utilizzate per recuperare valore dalle batterie agli ioni di litio. Differiscono per ciò che preservano, per i materiali in ingresso che possono accettare e per le lavorazioni necessarie a ottenere prodotti riutilizzabili.
Riciclaggio pirometallurgico
I percorsi pirometallurgici impiegano trattamenti ad alta temperatura. La fusione può concentrare metalli come nichel, cobalto e rame in una lega che viene successivamente raffinata. Altri costituenti possono confluire nelle scorie, nelle polveri o nei flussi di trattamento dei gas di scarico. Questo percorso può tollerare materiali in ingresso diversi, ma il calore e la raffinazione a valle aumentano i requisiti energetici e di processo. Il recupero di litio o alluminio dipende dalla progettazione complessiva dell’impianto, non dalla sola fusione.
Riciclaggio idrometallurgico
I percorsi idrometallurgici utilizzano la chimica in fase liquida, solitamente con lisciviazione seguita da separazione e precipitazione o estrazione. Possono recuperare litio e altri materiali delle batterie con una purezza utile, ma le prestazioni dipendono dall’impiego dei reagenti, dalla gestione dell’acqua e degli effluenti, dalla preparazione dei materiali in ingresso e dal numero di fasi di purificazione. La separazione meccanica avviene spesso prima delle fasi chimiche.
Riciclaggio diretto
Il riciclaggio diretto mira a conservare una parte maggiore della struttura fabbricata del materiale del catodo, invece di scomporlo completamente nei singoli elementi. I processi possono separare, pulire e rigenerare il materiale del catodo mediante fasi come la rilitiazione. Preservare questa struttura può ridurre le lavorazioni, ma i percorsi diretti richiedono generalmente una migliore conoscenza e un maggiore controllo della chimica e delle condizioni dei materiali in ingresso. Materiali misti o contaminati rendono il processo più difficile.
Catene di processi, non un vincitore universale
Queste etichette non descrivono sempre tre alternative isolate e costituite da un’unica fase. Un impianto può combinare preparazione meccanica, trattamento termico e raffinazione in soluzione acquosa. La black mass può essere un materiale in ingresso per più di un percorso a valle.
Nessuna famiglia è universalmente la migliore. Il confronto utile riguarda materiali in ingresso e prodotti definiti: resa del recupero dei materiali, purezza del prodotto, impiego di energia e sostanze chimiche, emissioni, sicurezza, costo e possibilità che i prodotti tornino nella produzione di batterie. Vedi battery recycling per il perimetro più ampio del riciclaggio.