Pyrometallurgische, hydrometallurgische en directe batterijrecycling
Pyrometallurgische, hydrometallurgische en directe batterijrecycling zijn drie brede procesfamilies waarmee waarde uit lithium-ionbatterijen wordt teruggewonnen. Ze verschillen in wat ze behouden, welk uitgangsmateriaal ze kunnen accepteren en welke verwerking nodig is om herbruikbare producten te maken.
Pyrometallurgische recycling
Pyrometallurgische routes gebruiken behandeling op hoge temperatuur. Bij smelten kunnen metalen zoals nikkel, kobalt en koper worden geconcentreerd in een legering die later wordt geraffineerd. Andere bestanddelen kunnen terechtkomen in slak, stof of stromen voor de behandeling van afgas. Deze route kan uiteenlopende uitgangsmaterialen verdragen, maar hitte en daaropvolgende raffinage verhogen de energie- en procesbehoefte. De terugwinning van lithium of aluminium hangt af van het volledige installatieontwerp en niet alleen van het smelten.
Hydrometallurgische recycling
Hydrometallurgische routes gebruiken vloeistofchemie, doorgaans met uitloging gevolgd door scheiding en neerslag of extractie. Ze kunnen lithium en andere batterijmaterialen met een bruikbare zuiverheid terugwinnen, maar de prestaties hangen af van het gebruik van reagentia, water- en afvalwaterbeheer, voorbereiding van het uitgangsmateriaal en het aantal zuiveringsstappen. Mechanische scheiding vindt vaak vóór de chemische stappen plaats.
Directe recycling
Directe recycling probeert meer van de vervaardigde structuur van een kathodemateriaal te behouden in plaats van het volledig in afzonderlijke elementen af te breken. Processen kunnen kathodemateriaal scheiden, reinigen en regenereren via stappen zoals relithiëring. Het behouden van die structuur kan verwerking besparen, maar directe routes vereisen doorgaans meer kennis en controle van de binnenkomende chemie en toestand. Gemengd of verontreinigd uitgangsmateriaal maakt dit moeilijker.
Procesketens, geen universele winnaar
Deze benamingen beschrijven niet altijd drie afzonderlijke alternatieven van één stap. Een installatie kan mechanische voorbereiding, thermische behandeling en raffinage in een waterige oplossing combineren. black mass kan als uitgangsmateriaal dienen voor meer dan één vervolgroute.
Geen enkele familie is in alle gevallen de beste. Een zinvolle vergelijking geldt voor een bepaald uitgangsmateriaal en product: opbrengst van materiaalterugwinning, productzuiverheid, gebruik van energie en chemicaliën, emissies, veiligheid, kosten en de vraag of de producten kunnen terugkeren naar de batterijproductie. Zie battery recycling voor de ruimere grenzen van recycling.