Reciclaje directo de baterías de ion-litio: pretratamientos para la flotación por espuma

Abstract

A pesar de la importancia de las baterías de ion-litio (LIBs, por sus siglas en inglés) en el aprovechamiento inteligente de energías renovables, en dispositivos móviles y en la descarbonización del transporte, el crecimiento exponencial de su uso ha generado preocupación por los impactos ambientales asociados al consumo de materiales críticos y a la generación de residuos peligrosos. El reciclaje de las LIBs resulta una estrategia fundamental para reducir los impactos ambientales negativos de su uso, aportando a la cadena de producción un enfoque de economía circular. Actualmente la pirometalurgia y la hidrometalurgia son las tecnologías predominantes para el reciclaje de las LIBs. Por otro lado, la alternativa conocida como reciclaje directo, apunta a la recuperación selectiva de los componentes mediante procesos físicos o fisicoquímicos que pueden tener un impacto ambiental reducido. Este trabajo estudia la aplicación de la flotación por espuma, una tecnología ampliamente utilizada en el contexto de procesamiento de minerales, para la separación de los materiales activos catódicos y anódicos de las LIBs en un proceso de reciclaje y las técnicas de pretratamiento necesarias para lograr una recuperación selectiva. Particularmente, se evaluaron distintos pretratamientos, que apuntaron a liberar los materiales activos de los colectores de corriente y del aglutinante orgánico, y su impacto en el índice de separación en la flotación por espuma posterior. Los resultados mostraron que, de las alternativas estudiadas, la pirólisis a 500°C en atmósfera de nitrógeno provoca no solo la liberación de los materiales activos sino que también una remoción importante del aglutinante orgánico de la superficie. Esto favoreció significativamente al índice de separación de los materiales activos por flotación por espuma, donde los materiales activos catódicos y anódicos mostraron un comportamiento marcadamente distinto. Las otras alternativas estudiadas mostraron una alta sensibilidad a las variaciones en el material alimentado, lo que constituye un desafío tanto en el escalado de estos procesos como en la comparación de trabajos académicos.