Pyrometallurgisk, hydrometallurgisk och direkt batteriåtervinning
Pyrometallurgisk, hydrometallurgisk och direkt batteriåtervinning är tre breda processfamiljer som används för att återvinna värde ur litiumjonbatterier. De skiljer sig i vad de bevarar, vilka insatsmaterial de kan ta emot och vilken bearbetning som krävs för att skapa återanvändbara produkter.
Pyrometallurgisk återvinning
Pyrometallurgiska processer använder högtemperaturbehandling. Smältning kan koncentrera metaller som nickel, kobolt och koppar i en legering som raffineras senare. Andra beståndsdelar kan hamna i slagg, stoft eller rökgasbehandling. Processen kan tåla varierade insatsmaterial, men värme och efterföljande raffinering ökar energi- och processkraven, och återvinning av litium eller aluminium beror på hela anläggningens utformning snarare än enbart smältningen.
Hydrometallurgisk återvinning
Hydrometallurgiska processer använder vätskekemi, vanligen lakning följd av separation och utfällning eller extraktion. De kan återvinna litium och andra batterimaterial med användbar renhet, men prestandan beror på reagensanvändning, hantering av vatten och avloppsströmmar, förberedelse av insatsmaterialet och antalet reningssteg. Mekanisk separation sker ofta före de kemiska stegen.
Direkt återvinning
Direkt återvinning syftar till att behålla mer av katodmaterialets tillverkade struktur i stället för att fullständigt bryta ned det till enskilda grundämnen. Processer kan separera, rena och regenerera katodmaterial genom steg som relitiering. Att bevara strukturen kan spara bearbetning, men direkta processer kräver vanligtvis bättre kunskap om och kontroll av den inkommande kemin och skicket. Blandat eller förorenat material gör detta svårare.
Processkedjor, inte en universell vinnare
Etiketterna beskriver inte alltid tre isolerade enstegsalternativ. En anläggning kan kombinera mekanisk förberedelse, termisk behandling och vattenbaserad raffinering. black mass kan vara insatsmaterial till mer än en efterföljande process.
Ingen familj är universellt bäst. Den användbara jämförelsen gäller ett definierat insatsmaterial och resultat: materialåtervinningsutbyte, produktrenhet, energi- och kemikalieanvändning, utsläpp, säkerhet, kostnad och om produkterna kan återgå till batteritillverkning. Se battery recycling för den bredare gränsen för återvinning.