Extracción de metales contenidos en baterías Li-ion gastadas mediante lixiviación ácida y alcalina
Palabras clave:
baterías Li-ion, reciclaje, lixiviación, metalesResumen
El auge de las tecnologías verdes y el almacenamiento de energía renovable ha impulsado la demanda de baterías Li-ion. Sin embargo, el desecho inadecuado de estas baterías al final de su vida útil es un problema ambiental y económico, ya que contienen elementos como el cobalto (Co), litio (Li), cobre (Cu), aluminio (Al), entre otros. En el presente trabajo se evaluó la extracción de metales a partir de baterías Li-ion en desuso mediante lixiviación ácida y alcalina. Las pruebas de lixiviación se realizaron utilizando peróxido de hidrógeno (H2O2) como agente oxidante y ácido sulfúrico (H2SO4) e hidróxido de amonio (NH4OH) como agentes lixiviantes. Se utilizó una relación sólida/líquido de 1:10 y la temperatura se evaluó en 60 y 70 °C. El contenido metálico del compósito fue de 23.9 % Co, 13.8 % Cu, 4.4 % Al y 2.2 % Li. Mediante lixiviación ácida con H2SO4 2M, las extracciones de Al, Li y Co fueron mayor al 90 %, mientras que para el Cu la extracción más alta fue de 69.4 %. Se concluye que la lixiviación alcalina fue selectiva; las extracciones más altas de Cu y Al fueron de 48.8 y 19.6 %, respectivamente, mientras que las de Li y Co fueron inferiores al 1 %, sin importar las condiciones evaluadas.
Referencias
International Copper Association. (2024). Annual reports - International Copper Association. [En línea]. Disponible en: https://internationalcopper.org/a nnual-reports/. Fecha de consulta: 14 de mayo de 2024.
Azevedo, M., Campagnol, N., Hagenbruch, T., Hoffman, K., Lala, A., & Ramsbottom, O. (2018). Lithium and cobalt: A tale of two commodities. New York, McKinsey & Company.
Cruz-Rivera, R. (2007). Implementation of end-of-life vehicle’s recycling for developing countries: Case study, Mexico (Tesis doctoral). Brandenburg Technical University, Brandenburg, Germany.
Friedrich, B., Peters, L. (2017). Status and trends of industrialized Li-ion battery recycling processes with qualitative comparison of economic and environmental impacts, Proc. 22nd ICBR-International Congr. Batter. Recycl. Lisbon, Port: 20–22.
Hannis, S., & Bide, T. (2009). Cobalt. Commodity Profile. British Geological Survey.
Harper G, Sommerville R, Kendrick E, et al. Recycling lithium-ion batteries from electric vehicles. Nature. 2019, 575(7781): 75-86. DOI: 10.1038/s41586-019-1682-5
Heelan, J., Gratz, E., Zheng, Z., Wang, Q., Chen, M., Apelian, D., & Wang, Y. (2016). Current and Prospective Li-Ion Battery Recycling and Recovery Processes. JOM, 68(10): 2632-2638. DOI: 10.1007/s11837-016-1994-y
Fondo Monetario Internacional (FMI). (2023). Primary commodity prices. [En línea]. Disponible en: https://data.imf.org/?sk=471dddf8-d8a7-499a-81ba-5b332c01f8b9. Fecha de consulta: 11 de mayo de 2024.
Jacoby, M., (2019). It’s Time to Get Serious about Recycling Lithium-Ion Batteries. [En línea]. Disponible online: https://cen.acs.org/materials/energy-storage/time-serious-recycling-lithium/97/i28. Fecha de consulta: 15 de mayo de 2024.
Kamran, M., Raugei, M., & Hutchinson, A. R. (2023). Critical elements for a successful energy transition: A systematic review. Renewable And Sustainable Energy Transition, 4: 100068. DOI: 10.1016/j.rset.2023.100068
Mainali B, Mahapatra K, & Pardalis G. (2020). Strategies for deep renovation market of detached houses. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 138: 110659. DOI: 10.1016/j.rser.2020.110659
Makuza, B., Tian, Q., Guo, X., Chattopadhyay, K., & Yu, D. (2021). Pyrometallurgical options for recycling spent lithium-ion batteries: A comprehensive review. Journal Of Power Sources, 491: 229622. DOI: 10.1016/j.jpowso ur.2021.229622
Ordóñez, J., Gago, E. J., & Girard, A. (2016). Processes and technologies for the recycling and recovery of spent lithium-ion batteries. Renewable & Sustainable Energy Reviews, 60: 195-205. DOI: 10.1016/j.rser.2015.12.363
Shaqsi, A. Z. A., Sopian, K., & Al-Hinai, A. (2020). Review of energy storage services, applications, limitations, and benefits. Energy Reports, 6: 288-306. DOI: 10.1016/j.egyr.2020.07.028
Shi, J., Peng, C., Chen, M., Li, Y., Eriç, H., Klemettinen, L., Lundström, M., Taskinen, P., & Jokilaakso, A. (2019). Sulfation Roasting Mechanism for Spent Lithium-Ion Battery Metal Oxides Under SO2-O2-Ar Atmosphere. JOM, 71(12): 4473-4482. DOI: 10.1007/s11837-019-03800-5
Tawonezvi, T., Nomnqa, M., Petrik, L., & Bladergroen, B. J. (2023). Recovery and Recycling of Valuable Metals from Spent Lithium-Ion Batteries: A Comprehensive Review and Analysis. Energies, 16(3): 1365. DOI: 10.3390/en16031365
Vargas-Hernández, J. G., & Noruzi, M. R. (2010). An analytic study of Mexico in economics, social, political, environmental, and sustainable development trends by the year 2030. [En línea]. DOAJ (Directory of Open Access Journals). Disponible en https://doaj.org/article/d2cf536f668841fbab99f5df7316c7c7. Fecha de consulta: 20 de mayo de 2024.
Wu, L. (2022). Primary Aluminium Production - International Aluminium Institute. International Aluminium Institute - Through The IAI. [En línea]. Disponible en: https://international-aluminium.org/statistics/primary-aluminium-production /. Fecha de consulta: 20 de mayo de 2024.
Zheng, X., Zhu, Z., Lin, X., Zhang, Y., He, Y., Cao, H., & Sun, Z. (2018). A Mini-Review on Metal Recycling from Spent Lithium-Ion Batteries. Engineering, 4(3): 361-370. DOI: 10.1016/j.eng.2018.05.018
