16 enero 2012

Descripción del proceso de reciclaje de baterías



En todo el mundo 15.000 millones de baterías primarias son tiradas cada año, y casi todas ellas acaban en vertederos. Las baterías recargables pueden ser reutilizadas lo cual ayuda a reducir el impacto de las baterías en el medio ambiente.

En 2001 tan solo en Reino Unido se compraron 680 millones de baterías, la mayoría de las cuales  el 89 % fueron baterías de propósito general. Se estima que en 2000, casi 19.000 toneladas de residuos de baterías para propósito general y 113.000 toneladas de residuos de baterías de automóviles.

Si bien la composición química varía de tipo en tipo, la mayor parte de las baterías contienen metales pesados, que son la principal causa de preocupación medioambiental.

El reciclajes por definición es la reutilización de materiales, ya sea mediante procesos antes del consumidor o pos-consumidor, lo cual ordinariamente se considera residuos. El reciclado ayuda a disminuir la cantidad de residuos que llega a los vertederos, y ayuda a reducir la cantidad de químicos tóxicos absorbidos en la tierra y, en algunos casos, se reducen significativamente los costes de fabricación y el consumo de energía.

El reciclaje de baterías es bueno para el medio ambiente. Se trata del acto dirigido a procesar baterías abandonadas, que pueden considerarse residuos perjudiciales al medio ambiente.

Existen numerosos procesos para reciclar la gran variedad de materiales recuperables en las baterías. Hay métodos bien establecidos para reciclar la mayoría de las baterías que contienen plomo, níquel-cadmio, hidruros de níquel y mercurio. Para algunas, como para las más nuevas baterías de hidruro-níquel y los sistemas de litio, el reciclaje está aún en una etapa temprana.

TIPOS DE BATERÍAS

Baterías de NiCd

Las baterías de NiCd pueden reprocesarse usando una técnica similar a la usada con otras baterías, y conseguir la recuperación del cadmio y níquel-hierro para la producción de acero.

Baterías de mercurio

Las baterías que contienen mercurio (pilas de botón) son principalmente procesadas usando un tratamiento térmico de vacío.

Baterías de hidruros de metal – níquel - NiMH

Aunque el hidruro metal níquel se considera amigo del medio ambiente, esta química también se recicla. El principal derivado es el níquel, que se considera semi-tóxico. El hidruro de metal níquel también contiene electrolito que, en grandes cantidades es peligroso.

Baterías de Li-Ion

Actualmente se reprocesan a través de un tratamiento de pirolisis  con la recuperación primaria del contenido del metal.

Baterías de Zinc-carbono/aire y manganeso-alcalinas

Se reprocesan usando diferentes métodos, que incluyen fundición y otros procesos metalúrgicos térmicos para recuperar el contenido en metal (particularmente zinc).

Baterías de plomo

Las baterías de plomo ácido están hechas de placas, plomo, óxido de plomo con un 35 % de ácido sulfúrico y un 65 % de solución de electrolito de agua. Las baterías de plomo ácido representan casi un 60 % de todas las baterías vendidas a nivel mundial.

PROCESO DE RECICLAJE DE BATERÍAS

Al llegar las baterías a la planta de reciclaje deben clasificarse de acuerdo a su clasificación química. En la carcasa encontraremos indicada una denominación de las baterías más comunes: baterías de hidruros metálicos, baterías de ión-litio y plomo y baterías de plomo ácido.

El proceso de reciclaje comienza retirando el material combustible, tal como plástico y aislamiento, con un oxidador térmico que funciona con gas. Los gases del oxidador térmico son enviados al depurador de la planta donde son neutralizados para quitar contaminantes. El proceso de las células limpias y desnudas con su contenido de metal valioso.

La siguiente etapa del proceso es cortar las baterías en pequeñas piezas, que se calientan hasta que el metal se funde. Ninguna sustancia no metálica debe quemarse; quedándose una escoria negra en la parte superior que se retira con un brazo de escoria.


RECICLAJE DE PLOMO


El reciclado de plomo es cada vez más importante en Occidente. El plomo es un material muy fácil de reciclar, pudiéndose reutilizar un número indefinido de veces y, aunque en todas ellas se someta a procesos de fusión y afino, el producto final (el llamado plomo secundario) es en todo similar al primario obtenido a partir de minerales. Nunca ha sido tan importante corno ahora recuperar y reciclar los metales contenidos en los residuos, y ello, por una doble razón:
  • Los recursos minerales son limitados y no renovables. En el caso concreto del plomo, a las reservas hoy realmente conocidas se les estima una vida relativamente corta.
  • La valoración de los residuos metalíferos mediante su recuperación y reciclado es la forma de gestión de los mismos más racional y ecológicamente recomendable.

En el caso del plomo, a lo largo de los últimos años, la valoración de sus residuos ha sido fundamental para abastecer la mayor parte de la demanda, satisfaciéndose el resto por parte de la metalurgia primaria, basada en la minería que, en los últimos tiempos, permanece estancada en torno a los 3 x 10 6 Tm. de plomo contenido, es decir, bastante menos de la mitad del consumo mundial.

Hoy por hoy, son cada vez más escasos las chatarras o residuos procedentes de tuberías, planchas y otras aplicaciones clásicas del plomo debido a un uso decreciente del mismo en aquellas. En cambio, la batería es la principal fuente de los citados residuos de plomo debido a que aproximadamente el 75 % del plomo puesto en los mercados se dedica a la fabricación de baterías, la mayoría de ellas del tipo "arranque" (SLI), la vida de la batería es limitada, menor que la del automóvil, lo que supone que cada vehículo, a lo largo de su vida, desecha varias baterías, creándose así un flujo continuo de residuos plomíferos de dicha procedencia.

La recuperación de las chatarras metálicas presenta la ventaja de que requiere menos energía (aproximadamente un 35-40 % menos) que la producción de plomo a partir de minerales Además, el reciclado del plomo evita la dispersión de éste en el medio ambiente.

Se estima que, al menos el 85% del plomo que se consume, puede reciclarse, aunque, en la práctica, se consigue algo menos, siendo, como se ha dicho, especialmente alto el índice de recuperación del plomo contenido en las baterías desechadas.



El plomo puede recuperarse separando los diferentes materiales que conforman la batería (plomo, plásticos, ácido, etc.) antes de someterla a un proceso metalúrgico. Alternativamente, las baterías pueden procesarse como un todo a través de tratamiento térmico en un tipo particular de hornos con recuperación de metales al final del proceso.

La producción secundaria de plomo comienza con la recuperación de viejos objetos de plomo dañados. La fuente principal para la recuperación de plomo son las baterías de plomo – ácido; aunque otras fuentes incluyen revestimientos, tuberías, láminas y otros metales que contienen plomo.

Fusión del plomo secundario

El proceso principal de recuperado del plomo implica la fusión de varios elementos que son requeridos para reducir varias formas de plomo (principalmente óxido de plomo y sulfato de plomo) a plomo metálico. El proceso mayoritariamente incluye:
  1. Una fuente de carbono, usualmente en forma metalúrgica. coque de petróleo y carbón.
  2. Energía, principalmente en forma de gas, gas-oil o electricidad.
  3.  Agentes neutralizantes usados para capturar azufre, tales como cáusticos, carbonato de sodio y cal.
  4. Agentes fundentes también usados para capturar azufre y mejorar la recuperación de plomo. Frecuentemente esto incluye varias formas de mejora del hierro y la escoria.

Maquinaria de procesado de plomo secundario

Una planta de fusión de plomo procesa un amplio rango de residuos industriales y sub-productos. La planta de fusión dispone de módulos de control de polución configurables para diferentes capacidades de baterías.
Esa es la base de la preparación de la materia prima que será sometida posteriormente a un proceso metalúrgico.

Máquina de corte de baterías

El proceso de reciclaje debe comenzar por la eliminación de material combustible, tal como los plásticos y el aislamiento. Así disminuiremos la contaminación del proceso de reciclaje.

En esta sección, las baterías se segmentan en material que lleva plomo y carcasas exteriores. Esta parte del proceso puede hacerse con una máquina cortadora de baterías por cizallamiento hidráulico o una máquina cortadora de baterías de sierra en un transportador de rodillos.

Sección de recuperación de plásticos

Las carcasas exteriores de las baterías se procesan obteniendo gránulos y astillas de polipropileno, que son lavadas y almacenadas, o posteriormente procesadas a gránulos de polipropileno usando una máquina extrusora.

Sección de fusión

El material que transporta el plomo de las baterías, junto con flujos apropiados, reductores, escorias y otros residuos de procesos se funde en un horno rotatorio. El horno opera en un rango de temperaturas que va de 900 a 1250 ºC.

Los gases liberados de los humos son tratados por una planta de control de la polución, cuya configuración típica comprende colectores de polvo, ciclones, torres de enfriamiento, parachispas, unidades de filtración alojado en bolsas y ventilador de aire inducido.

Bibliografía:

  • Battery recycling / Lead Acid Battery Scrap Recycling. Gravitaexim
  • Battery recycling information sheet. Budget batteries.
  • Battery and Energy Technologies. Electropaedia
  • Recuperación y reciclaje de plomo. Emison

Palabras clave: Lead smelting plant, Lead Acid Battery Scrap Processing, vacuum-thermal treatment, nickel-metal-hydride, gas fired thermal oxidizer, thermal-metallurgical processes

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