BR112018000409B1

BR112018000409B1 - Processo para recuperação de metais valiosos a partir de baterias de íon-lítio usadas

Info

Publication number: BR112018000409B1
Application number: BR112018000409-0A
Authority: BR
Inventors: Nitin Gupta; G. Prabaharan; Smruti Prakash Barik; Bhuvnesh Kumar
Original assignee: Attero Recycling Pvt.Ltd
Priority date: 2015-07-06
Filing date: 2016-06-27
Publication date: 2022-08-16
Also published as: CN108140909B; ES2844582T3; MY187232A; JP7249781B2; BR112018000409A2; US20180205122A1; DK3320577T3; JP2018528593A; PL3320577T3; KR20180036975A; CA2992019A1; PH12018500021A1; EP3320577A1; CN108140909A; US11031641B2; AU2016290982A1; WO2017006209A1; HRP20202028T1; HUE052876T2; ZA201800738B

Abstract

PROCESSO PARA RECUPERAÇÃO DE METAIS VALIOSOS A PARTIR DE BATERIAS DE ÍON-LÍTIO USADAS. A presente invenção está relacionada a um processo e método melhorados para a recuperação de metais de valor a partir de baterias de íon-lítio usadas. Mais particularmente, a invenção fornece um método para a recuperação de cobalto e lítio em conjunto com outros metais de valor, em que o método inclui principalmente processos físicos para a separação, limitando o uso de químicos para a remoção de impurezas menores. A maioria dos elementos foi separada por processo físico, em vez de processo químico, o que concede o benefício de economia de custos de tratamento químico de efluentes líquidos e sólidos. Químicos são usados para dissolver apenas impurezas menores do eletrólito, o que faz do processo economicamente atraente. Isto faz do processo para a recuperação de metais valiosos ambientalmente amigável. A invenção fornece um processo para a recuperação de metais de valor rentável, econômico e ambientalmente amigável.

Description

CAMPO TÉCNICO

[001] A presente invenção está relacionada a um processo melhorado para a recuperação de metais valiosos a partir de baterias de íon-lítio usadas. Mais particularmente, a invenção fornece um processo para recuperar cobalto e lítio, em conjunto com outros metais valiosos, em que o processo inclui principalmente processos físicos para separação, limitando o uso de químicos para a remoção de impurezas menores. A invenção fornece um processo rentável, econômico e ecologicamente amigável para a recuperação de metais valiosos.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[002] Uma bateria de íon-lítio, comumente referida como uma bateria Li-ion ou LIB, é classificada como uma bateria de tipo recarregável, em que íons de lítio se movem do eletrodo negativo para o eletrodo positivo durante a descarga e de volta, durante o carregamento. Baterias de íon-lítio utilizam um composto de lítio intercalado como material de eletrodo, em comparação com o lítio metálico utilizado em uma bateria de lítio não recarregável. O eletrólito, que permite movimento iônico, e dois eletrodos são os componentes constituintes de uma célula de íon-lítio.

[003] A bateria de íon-lítio possui muitos méritos, tais como uma alta densidade de energia elétrica, uma alta tensão de funcionamento, uma longa vida cíclica e nenhum efeito de memória, etc., a bateria de íon-lítio foi reconhecida como um sistema de bateria com um alto potencial de desenvolvimento. Portanto, baterias de íon-lítio são uma escolha preferida de unidades fornecedoras de energia em produtos eletrônicos para consumidores. O tipo mais popular de baterias recarregáveis para produtos eletrônicos para consumidores, são baterias que fornecem alta densidade de energia, nenhum efeito de memória e baixa perda de carga quando não utilizadas. Além de produtos eletrônicos para consumidores, as LIBs também estão ganhando popularidade em aplicações militares, aplicações em veículos alimentados por bateria e em aplicações aeroespaciais. Por exemplo, as baterias de íon-lítio estão substituindo as baterias de chumbo-ácido que foram utilizadas comumente em carrinhos de golfe e em outros veículos de utilidade similar. Esta transformação também se deve ao fato de que pacotes de baterias de íon-lítio são consideravelmente mais leves do que as suas contrapartes convencionais, quando comparadas à voltagem produzida a partir de baterias de chumbo-ácido. Ademais, já que o peso não é um problema, não são exigidas modificações para carregar fontes de energia volumosas.

[004] Portanto, o uso de baterias de íon-lítio está testemunhando um tremendo crescimento de mercado, conforme estamos descobrindo a sua aplicabilidade e o seu potencial. Consequentemente, em conjunto com um aumento do uso de baterias de íon-lítio, há a necessidade de um sistema e processo para a reciclagem e a regeneração de baterias de íon-lítio usada para solucionar os problemas de contaminação e os riscos associados com o uso de baterias de íon-lítio.

[005] Uma bateria de íon-lítio em particular compreende adicionalmente placas ou módulos de circuito de proteção a fim de protegê-la de sobrecargas e de aumentar a sua validade. Geralmente, as placas de circuito de proteção são conectadas a terminais positivos e negativos da bateria de íon-lítio; e possuem padrões de condução banhados a outro que auxiliam na supervisão do estado de carga e descarga das baterias. Em outras palavras, as placas de circuito de proteção auxiliam em prevenir a sobre descarga e a sobrecarga em baterias de íon-lítio. Para alcançar essa propriedade protetiva, vários tipos de banho a ouro (JP2001268808A) podem ser fornecidos aos padrões condutivos. Quando as baterias de íon-lítio ficam esgotadas ou se tornam inúteis, esses componentes ricos em metal demandam algumas abordagens eficazes, de modo que metais valiosos possam ser recuperados e reutilizados.

[006] Atualmente, há dois processos principais de reciclagem sendo utilizados para baterias de íon-lítio: 1) As baterias são inseridas em fornos elétricos já contendo aço fundido com os carbonos redutores de ânodos contidos em conjunto com os separadores e com fluxo para enriquecer a liga de aço inoxidável em formação em cobalto, níquel e/ou manganês. O lítio é fluido para dentro da escória e pode ser recuperado a alto custo com várias etapas de processamento adicionais. Isto é conhecido como processo umicore; 2) As baterias são processadas através de um moinho de martelos e peneiradas em malha -25, filtradas em pasta e embaladas. Esta pasta contém aproximadamente 30% de metais do cátodo em conjunto com o carbono. Esta mistura rica em metais é enviada para um fundidor para utilização na fabricação de aços. As folhas de cobre e alumínio são recuperadas separadamente do processo.

[007] Embora cobalto e níquel sejam recuperados em conjunto com o manganês para sucata, o valor substancial do material cátodo de óxido metálico de lítio é perdido e normalmente com nenhuma ou mínima recuperação do óxido metálico de lítio. Seria um grande melhoramento da reciclagem de materiais estratégicos e diminuiria o custo de baterias de lítio se o valor total do material de cátodo de óxido metálico de lítio pudesse ser completamente recuperado e regenerado para reuso direto em uma nova bateria de íon-lítio. Adicionalmente, quase todo o lítio também seria recuperado no material de cátodo e permaneceria como parte do cátodo de óxido metálico de lítio conforme o mesmo é regenerado e utilizado na nova bateria.

[008] A recuperação e o reuso do material de cátodo diminuiria a pressão sobre o fornecimento de materiais de cátodo de lítio, tal como níquel e cobalto.

[009] A Patente dos EUA No. 8616475 revela um processo de recuperação de cobre, alumínio, carbono e material de cátodo a partir de baterias de íon-lítio usadas com material de cátodo de óxido metálico de lítio. A principal desvantagem do método revelado é a sua natureza limitada de recuperação e a sua ineficiência para recuperar metais em suas formas mais puras. O método negligencia outros materiais recuperáveis de baterias de íon-lítio usadas, incluindo aqueles presentes em placas de circuito de proteção. Portanto, uma única abordagem versátil é necessária para recuperar todos os materiais valiosos presentes em baterias de íon-lítio usadas em suas formas mais puras.

[010] A CN101988156 revela um método para a reciclagem de componentes metálicos de baterias de íon-lítio usadas, quando os componentes metálicos são recuperados em um ambiente de pH controlado. Ademais, o método inclui o uso de solventes orgânicos para manter o pH do ambiente de processamento. As abordagens sensíveis a Ph, exigem atenção especial e funcionam eficazmente em um pH particular, o que leva a recuperação incompleta de metais, especialmente quando o pH é desviado de uma faixa específica. Estas abordagens são, portanto, consideradas menos eficazes devido à incompletude do processo que também afeta a qualidade e a quantidade dos materiais recuperados.

[011] A CN 1601805A revela um método para a reciclagem e processamento de baterias de íon-lítio usadas para recuperar cobalto, cobre e elementos metálicos preciosos, tais como lítio. Neste método, os componentes da bateria são primeiramente esmagados e, então, metais são recuperados utilizando-se abordagens químicas, dependendo do metal a ser recuperado. O método gera fluoreto de hidrogênio que pode ser convertido imediatamente em ácido fluorídrico, que é altamente corrosivo e tóxico, e causa sérios efeitos à saúde quando da exposição. Ademais, os metais recuperados possuem baixa pureza.

[012] A US 20130302226A1 revela um método e um aparelho para a extração de elementos úteis, como cobalto, níquel, manganês, lítio e ferro a partir de baterias de íon lítio usadas para produzir materiais de cátodo ativos para novas baterias. O método revelado carece de versatilidade para recuperar componentes metálicos de baterias de íon-lítio usadas. Ademais, o método revelado está relacionado a química mista de cátodo e não se foca muito na pureza da extração separada de cátodo em sua forma mais pura.

[013] Ademais, a maioria dos processos que são conhecidos na técnica utilizam químicos nocivos para recuperar os metais em alta quantidade. Por outro lado, os processos físicos do estado da técnica não resultam na recuperação de metais, em termos quantitativos e também qualitativos. Desta forma, um processo rentável e ecologicamente correto para a recuperação de metais valiosos em uma boa quantidade, sem comprometer a qualidade, é necessário.

OBJETIVO DA INVENÇÃO

[014] Desta forma, o objetivo principal da invenção é fornecer um processo melhorado para a recuperação de metais valiosos a partir de baterias de íon-lítio usadas.

[015] Ainda um outro objetivo da invenção é fornecer um processo para recuperar cobalto e lítio junto com outros metais valiosos a partir de baterias de íon-lítio usadas.

[016] Ainda um outro objetivo da invenção é fornecer um processo para a recuperação de metais valiosos a partir de baterias de íon-lítio, o qual inclui processos físicos para a separação, limitando o uso de químicos nocivos para a remoção de impurezas menores.

[017] Ainda um outro objetivo da invenção é fornecer um processo rentável, econômico e ecologicamente amigável para a recuperação de metais valiosos.

[018] Ainda um outro objetivo da invenção é fornecer um método ecologicamente correto e rentável para recuperar metais valiosos em uma boa quantidade, sem comprometimento da qualidade.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[019] Desta forma, a presente invenção está relacionada a um processo melhorado para a recuperação de metais valiosos a partir de baterias de íon-lítio usadas. A invenção fornece especificamente um processo para a recuperação de cobalto e lítio em conjunto com outros metais valiosos, em que o referido processo inclui processos físicos para a separação, limitando o uso de químicos para a remoção de impurezas menores. A invenção fornece um processo rentável, econômico e ecologicamente amigável para a recuperação de metais valiosos.

[020] Em modo de execução preferido da presente invenção, o processo para a recuperação de metais valiosos a partir de baterias de íon-lítio usadas compreende as seguintes etapas principais de: i) Trituração a úmido de baterias; ii) Flotação seguida de peneiramento a úmido para a separação de metais, eletrólito e matriz de plástico/polímero; iii) Filtração para a separação de pó metálico misturado a partir de íon de lítio; iv) Enriquecimento de teor de cobalto em óxido de cobalto livre de lítio por secagem e calcinação; v) Purificação de óxido de cobalto por lavagem ácida diluída; vi) Separação magnética para a remoção de placa de circuito impressa e aço da matriz de cobre e alumínio; e vii) Recuperação de lítio como carbonato de lítio por precipitação do licor de lavagem da etapa (iii).

[021] Em outro modo de execução, a presente invenção proporciona uma abordagem para lidar com placas de circuito de proteção presentes em baterias de íon-lítio usadas em que os metais valiosos, como cobre, alumínio e ouro, podem ser recuperados em sua forma mais pura para o propósito de reutilização.

[022] Em ainda outro modo de execução, os elementos máximos foram separados por processo físico, em vez de processo químico, o que concede o benefício de economia de custos no tratamento químico de licores líquidos e sólidos. Os produtos químicos são usados somente para dissolver impurezas menores do eletrólito, o que leva a um processo economicamente atrativo.

[023] O processo é, então, diferente daqueles geralmente utilizados onde químicos são usados para dissolver elementos principais e, depois, para a separação de elementos principais de outras impurezas. Isto torna o processo proposto para a recuperação de metais valiosos mais amigável ao meio-ambiente.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[024] Uma compreensão completa do sistema e processo da presente invenção pode ser obtida com referência aos desenhos a seguir:

[025] A Figura 1 elucida a folha de fluxo do processo de acordo com um modo de execução da invenção.

[026] A Figura 2 elucida o padrão de difração de raios-X (DRX) de óxido de cobalto recuperado a partir de uma bateria de íon-lítio usada.

[027] A Figura 3 ilustra o padrão de difração de raios-X (DRX) de carbonato de lítio puro obtido a partir da bateria de íon-lítio usada.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[028] A presente invenção será agora descrita em detalhes com referência aos desenhos que acompanham, em que um modo de execução preferencial da invenção é exibido. Esta invenção pode, porém, ser executada de várias formas diferentes e não deve ser interpretada como sendo limitada ao modo de execução aqui estabelecido. Em vez disso, o modo de execução é fornecido de modo que esta revelação seja minuciosa, e transmitirá completamente o escopo da invenção para aqueles habilidosos na técnica. A Figura 1 elucida o processo e o método para a recuperação de metais valiosos a partir de baterias de íon-lítio usadas sem o uso substancial de soluções químicas. O processo depende principalmente de separação física dos metais sem comprometimento da qualidade dos produtos e subprodutos recuperados. O processo da presente invenção compreende as seguintes etapas de: i) Trituração a úmido das baterias; ii) Flotação seguida de peneiramento a úmido para a separação de metais, eletrólito e matriz de plástico/polímero; iii) Filtração para a separação de pó metálico misturado a partir de íon-lítio; iv) Enriquecimento de teor de cobalto em óxido de cobalto livre de lítio por secagem e calcinação; v) Purificação de óxido de cobalto por lavagem ácida diluída; vi) Separação magnética para a remoção de placa de circuito impressa e aço da matriz de cobre e alumínio; e vii) Recuperação de lítio como carbonato de lítio por precipitação do licor de lavagem da etapa (iii). Os dois estágios de lavagem do pó negro misturado resultaram na separação satisfatória de cobalto e lítio. Lítio no licor de lavagem foi precipitado com o uso de solução saturada de carbonato de sódio, enquanto o cobalto e o teor orgânico no resíduo foram separados através de calcinação seguida por separação magnética. As etapas principais do processo são descritas em detalhes a seguir: i) Trituração a úmido de baterias usadas: Nesta etapa, LIBs usadas são inseridas em um triturador na presença de água bem acima do nível da bateria, de modo que a água atue como um agente de depuração e como um controlador de temperatura. A trituração a úmido é executada em temperatura ambiente (30±5°C). O triturador é projetado de forma a alcançar um tamanho após trituração inferior a 10 mm. O triturador é preferencialmente um triturador de eixo duplo com um sistema de aspersão de água e corte de tipo cisalhamento é utilizado. ii) Trituração a úmido é seguida por uma etapa de flotação e peneiramento: Nesta etapa, a pasta proveniente do triturador contendo plástico/matriz de Teflon flota na água e é removida. As partículas da pasta, de um tamanho inferior a 300 mícrons, são passadas por uma peneira (malha tamanho 50). A peneira retém metais como folhas de cobre, invólucro de alumínio e PCBs, os quais são então coletados. iii) Filtração para a separação de pó metálico misturado a partir de íon-lítio: Nesta etapa, a pasta contendo partículas de tamanho inferior a 300 mícrons é filtrada através de uma prensa de filtro. O filtrado contém íon de lítio dissolvidos. O resíduo ou bolo de filtro obtido após a filtração contém íons de cobalto em conjunto com algumas impurezas metálicas e matriz orgânica. iv) Enriquecimento de teor de cobalto em óxido de cobalto livre de lítio por secagem e calcinação: Nesta etapa para remover matriz orgânica do bolo obtido na etapa iii, o material é seco e depois calcinado acima de 900 °C. A etapa de enriquecimento requer exposição a alta temperatura especificamente para cobalto metálico e isto não causa nenhum dano a outros metais. v) Purificação de óxido de cobalto por lavagem ácida diluída: Nesta etapa, o material calcinado acima é tratado com uma solução de ácido clorídrico diluída em pH entre 2,0 a 3. vi) Separação magnética para a remoção de PCBs, cobre e matriz de alumínio: Nesta etapa, a partir da mistura de PCBs, Cobre e Alumínio obtido na etapa (ii), PCBs são separados pela utilização de um separador magnético. A parte magnética contém PCBs e a parte não- magnética contém Cobre e Alumínio. vii) Recuperação de lítio como carbonato de lítio por precipitação do licor de lavagem da etapa (iii): Nesta etapa, o licor de lavagem obtido na etapa (iii) é tratado com solução saturada de carbonato de sódio para aumentar o pH e mantê-lo entre 11-11,5 a uma temperatura de 90 a 100 °C por 4 horas. Desta forma, na maioria dos modos de execução preferidos da presente invenção, propõe-se um processo para a recuperação de metais valiosos a partir de baterias de íon-lítio usadas compreendendo as etapas de: a) trituração das baterias de íon-lítio em partículas de um tamanho preferível, i.e. 10 mm, em água, com nível de água bem acima do nível das baterias sendo trituradas, para se obter uma pasta e plástico e matriz de Teflon triturados; b) remoção do plástico e da matriz de Teflon que flotam na água na etapa a); c) peneiramento a úmido da pasta obtida na etapa a) através de uma peneira com tamanho de malha mínimo de 50 para separar partículas de vários tamanhos; em que partículas mais grossas contendo cobre, alumínio e placas de circuito de proteção da pasta peneirada contendo sólidos são retidas pela peneira e coletadas, e as partículas mais finas contendo lítio e cobalto são agregadas; d) filtração do agregado contendo lítio e cobalto da etapa c) através de uma prensa de filtro para se obter um licor de lavagem contendo lítio e um resíduo contendo cobalto, impurezas metálicas e matriz orgânica; e) secagem do resíduo da etapa d) e calcinação do resíduo seco a 900 °C para se obter óxido de cobalto; f) lavagem e filtração do óxido de cobalto da etapa e) com solução de ácido clorídrico diluída em uma faixa de pH de 2,0 a 3,0 para se obter óxido de cobalto puro e filtrado; g) tratamento do licor de lavagem da etapa d) com solução saturada de carbonato de sódio em uma faixa de pH de 11 a 11,5 e a uma temperatura variando entre 80 a 120 °C por 3-6 horas para se obter precipitado de carbonato de lítio e sobrenadante.

[029] Em um modo de execução adicional, as peças mais grossas da etapa c) do processo são processadas usando-se um separador magnético para segregar a parte magnética compreendendo placas de circuito de proteção da parte não-magnética compreendendo cobre e alumínio.

[030] Em outro modo de execução, o processo proposto fornece óxido de cobalto com pureza de 97% com teor de cobalto superior a 76% e nível de impureza inferior a 2%.

[031] Em outro modo de execução, o processo proposto fornece carbonato de lítio com pureza de 98% com teor de lítio superior a 18% e nível de impureza inferior a 0,5%.

EXEMPLOS

[032] A invenção será agora ilustrada pelos seguintes exemplos não-limitantes.

[033] Exemplo 1: Um lote (Lote 1) de 10 Kg de baterias móveis usadas (Samsung - 2100mAh) foi tomado e processado conforme o processo especificado na presente invenção. Inicialmente, a trituração a úmido das baterias usadas foi realizado seguido por flotação, resultando na remoção de aproximadamente 0,58 Kg de materiais plásticos e de polímeros. Os materiais são, então, peneirados através de malha 50, em que a mistura (aproximadamente 2,32 Kg) de PCBs e metais como cobre, alumínio são retidos e coletados.

[034] A pasta contendo partículas de tamanho inferior a 300 mícrons é sujeitada a filtração. Após a filtração, o bolo pesando aproximadamente 5,78 Kg (peso seco) e o filtrado (aproximadamente 30 litros), contendo metais de lítio dissolvidos, são obtidos.

[035] A mistura (aproximadamente 2,32 Kg) de PCB, alumínio e cobre foi, então, separada magneticamente, que fornece aproximadamente 0,109 Kg de PCB's para o processo de recuperação de ouro. A quantidade remanescente (aproximadamente 2,21 Kg) de mistura foi sujeitada a uma separação de densidade (utilizando ar), o que leva à separação de alumínio (1,5 Kg) e cobre (0,7 Kg) seletivamente.

[036] O bolo (5,78 Kg) obtido na etapa de filtração foi calcinado a 900 °C por pelo menos 9 horas. Após a calcinação, o resíduo de aproximadamente 1,38 Kg é obtido, o qual foi adicionalmente purificado por agitação do mesmo com ácido clorídrico diluído (pH 2-3) por 2 horas, seguida por filtração e secagem. O bolo purificado obtido contém aproximadamente 1,35 Kg de pó de óxido de cobalto puro.

[037] O filtrado (aproximadamente 30 litros) foi agitado com aproximadamente 3,6 litros de solução saturada de carbonato de sódio a 90-100 °C por pelo menos 4 horas, resultando na precipitação de lítio como carbonato de lítio. A pasta precipitada foi filtrada, lavada com água quente e secada para se obter carbonato de lítio puro (aproximadamente 1,13 Kg).

[038] Exemplo 2: Outro lote (Lote 2) de 10 Kg de baterias móveis usadas (Samsung - 2600mAh) foi tomado e processado. Na primeira etapa, as baterias foram trituradas em ambiente úmido e sujeitadas à etapa de flotação, o que resultou na remoção de aproximadamente 0,85 Kg de materiais plásticos e de polímero. Os materiais foram, então, peneirados com o uso de peneira de malha tamanho 50, em que a mistura (aproximadamente 3,37 Kg) de PCBs e metais como cobre, alumínio foram retidos e coletados.

[039] A pasta contendo partículas de tamanho inferior a 300 mícrons é sujeitada a filtração. Após a filtração, o bolo pesando aproximadamente 4,55 Kg (peso seco) e o filtrado (aproximadamente 30 litros), contendo metais de lítio dissolvidos, são obtidos.

[040] A mistura (aproximadamente 3,37 Kg) de PCB e metais como cobre, alumínio foi, então, separada magneticamente, o que fornece aproximadamente 0,109 Kg de PCB's para o processo de recuperação de ouro. A quantidade remanescente (aproximadamente 3,26 Kg) de mistura foi sujeitada a uma separação de densidade (utilizando ar), o que leva à separação de alumínio (1,68 Kg) e cobre (0,7 Kg) seletivamente.

[041] Por outro lado, o bolo (4,55 Kg) obtido após a etapa de filtração foi calcinado a 900 °C por 9 horas para se obter aproximadamente 1,41 Kg de pó calcinado. O pó calcinado obtido foi adicionalmente purificado por agitação do mesmo com ácido clorídrico diluído (pH 2-3) por 2 horas seguida por filtração e secagem. O bolo purificado obtido do Lote 2 contém aproximadamente 1,37 Kg de pó de óxido de cobalto puro.

[042] O filtrado (aproximadamente 30 litros) foi agitado com aproximadamente 3,6 litros de solução saturada de carbonato de sódio a 90-100 °C por pelo menos 4 horas, resultando na precipitação de lítio como carbonato de lítio. A pasta precipitada foi filtrada, lavada com água quente e secada para se obter carbonato de lítio puro (aproximadamente 1,04 Kg).

[043] Os produtos obtidos no processo acima foram analisados por MP-AES (espectrometria de emissão atômica com plasma induzido por micro-ondas) e as análises foram apresentadas nas Tabelas 1 e 2.

[044] Tabela 1 Análise Química de óxido de cobalto (%).

[045] Tabela 2: Análise química de carbonato de lítio (%).

[046] O padrão de difração de raio-X (DRX) dos mesmos produtos (óxido de cobalto e carbonato de lítio) caracterizou-se pelo uso de um difratômetro de pó (Bruker, D8 Advance).

[047] Os maiores picos a valores 2θ (36,86), (42,82) e (62,17) correspondem aos valores hkl (111), (200) e (220), respectivamente são de óxido de Cobalto (Figura 2). É uma estrutura de tipo cúbico e o padrão está em boa concordância com o cartão JCPDS No. 43-1004. Os outros dois picos a valores 2θ (18,21) e (18,34) devem-se a vestígios de LiCo02, o que se confirmou novamente a partir da análise química do óxido de cobalto obtido (Tabela 1).

[048] Com relação à Figura 3, o padrão de difração (DRX) de carbonato de lítio puro obtido a partir de bateria de íon-lítio usada é elucidado. Os maiores picos a valores 2θ (21,32), (30,61), (31,80) e (36,95) correspondem aos valores hkl (110), (202), (002) e (311), respectivamente. O carbonato de lítio possui estrutura de tipo monoclínico e descobriu-se o padrão em boa concordância com o cartão JCPDS No. 22-1141.

[049] A pureza dos produtos obtidos durante os processos foi analisada por Espectrometria de Emissão Atômica com Plasma Induzida por Microondas (MP-AES). A pureza de óxido de cobalto obtido foi de aproximadamente 97% e a de carbonato de lítio descobriu-se ser de 98%.

[050] Os detalhes das etapas do processo e a quantidade de metais recuperados estão sumarizados na Tabela 3.

[051] Tabela 3: Sumário do processo.

Claims

1) “PROCESSO PARA A RECUPERAÇÃO DE METAIS VALIOSOS A PARTIR DE BATERIAS DE ÍON-LÍTIO USADAS”, caracterizado por compreender as etapas de: A) triturar as baterias de íon-lítio em partículas de um tamanho preferido, em água, com níveis de água bem acima do nível das baterias sendo trituradas para se obter uma pasta fluida, plástico triturado e matriz de Teflon; B) remover o plástico e a matriz de Teflon que flutuam na água na etapa A; C) peneiramento a úmido da pasta fluida obtida na etapa A através de uma peneira com tamanho de malha cinquenta para separar partículas de tamanhos variados, em que partículas mais grossas contendo cobre, alumínio e módulos de circuito de proteção formam uma pasta fluida contendo sólidos que são retidos pela peneira e coletados, e partículas mais finas contendo lítio e cobalto são agregadas; D) filtragem do agregado contendo lítio e cobalto da etapa C através de uma prensa de filtro para se obter um licor de lavagem contendo lítio e um resíduo contendo cobalto, impurezas metálicas e matriz orgânica; E) secagem do resíduo da etapa D e calcinação do resíduo seco a 900 °C para se obter óxido de cobalto; F) lavagem e filtragem do óxido de cobalto da etapa E com uma solução de ácido diluído a uma escala pH de 2,0 a 3,0 para se obter óxido e filtrado de cobalto puro; G) tratamento do licor de lavagem da etapa D com uma solução saturada de carbonato de sódio na escala pH de 11 a 11,5 e temperatura variando de 80 a 120 °C por 3-6 horas para se obter precipitado de carbonato de lítio e sobrenadante.

2) “PROCESSO PARA RECUPERAÇÃO DE METAIS VALIOSOS A PARTIR DE BATERIAS DE ÍON-LÍTIO USADAS”, de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o tamanho preferido de partículas obtidas através da trituração é 10mm.

3) “PROCESSO PARA RECUPERAÇÃO DE METAIS VALIOSOS A PARTIR DE BATERIAS DE ÍON-LÍTIO USADAS”, de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as partículas mais grossas da etapa C são processadas usando-se um separador magnético para segregar uma parte magnética contendo módulo de circuito de proteção de uma parte não magnética compreendendo cobre e alumínio.

4) “PROCESSO PARA RECUPERAÇÃO DE METAIS VALIOSOS A PARTIR DE BATERIAS DE ÍON-LÍTIO USADAS”, de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o sobrenadante da etapa G e o filtrado da etapa F são subsequentemente misturados e processados usando-se a repetição das etapas D a G.

5) “PROCESSO PARA RECUPERAÇÃO DE METAIS VALIOSOS A PARTIR DE BATERIAS DE ÍON-LÍTIO USADAS”, de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a solução de ácido diluído é, preferencialmente, uma solução de ácido clorídrico.

6) “PROCESSO PARA RECUPERAÇÃO DE METAIS VALIOSOS A PARTIR DE BATERIAS DE ÍON-LÍTIO USADAS”, de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o óxido de cobalto obtido na etapa F tem uma pureza de 97% com um teor de cobalto maior do que 76%.

7) “PROCESSO PARA RECUPERAÇÃO DE METAIS VALIOSOS A PARTIR DE BATERIAS DE ÍON-LÍTIO USADAS”, de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o óxido de cobalto obtido na etapa F tem um nível de impureza metálica abaixo de 2%.

8) “PROCESSO PARA RECUPERAÇÃO DE METAIS VALIOSOS A PARTIR DE BATERIAS DE ÍON-LÍTIO USADAS”, de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o carbonato de lítio obtido na etapa G tem uma pureza de 98% com um teor de lítio de mais de 18%.

9) “PROCESSO PARA RECUPERAÇÃO DE METAIS VALIOSOS A PARTIR DE BATERIAS DE ÍON-LÍTIO USADAS”, de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o carbonato de lítio obtido na etapa G tem um nível de impureza metálica abaixo de 0,5%.