ES3059223T3 - Method for preparing batteries to be recycled, and preparation system - Google Patents

Abstract

La invención se refiere a un método para preparar baterías (100) para su reciclaje, que comprende al menos los siguientes pasos: - triturar una batería (100) proporcionada para su reciclaje con el fin de obtener material triturado (101), siendo la batería (100) proporcionada para su reciclaje y/o el material triturado (101) obtenido de la misma un pretratamiento térmico en una cámara de trituración (3a) calentándolo hasta una temperatura de trituración (TZ) inferior a 100 °C; - transferir el material triturado (101) a un recipiente de secado (4a) y tratar térmicamente el material triturado (101) elevando la temperatura ambiente real (TActual) y disminuyendo la presión ambiente real (pActual) en el recipiente de secado (4a) para calentar el material triturado (101) en el recipiente de secado (4a), donde la temperatura ambiente real (TActual) en el recipiente de secado (4a) se ajusta de manera que el material triturado (101) se caliente a no más de 200 °C, la presión ambiente real (pActual) en el recipiente de secado (4a) se ajusta de manera que tanto el disolvente de bajo punto de ebullición (LL) como el disolvente de alto punto de ebullición (LH) se separen por evaporación del material triturado (101) a la temperatura ambiente real establecida (TActual), y el disolvente de bajo punto de ebullición (LL) y el disolvente de alto punto de ebullición (LH) se descarguen del mismo recipiente de secado (4a) durante el tratamiento térmico del material triturado. material triturado (101); y - preparación mecánica del material triturado tratado térmicamente (101). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN

[0002] Procedimiento para el procesamiento de baterías a reciclar e instalación de procesamiento

[0003] La presente invención se refiere a un procedimiento para el procesamiento de baterías por reciclar, por ejemplo, baterías de iones litio, así como a una instalación de procesamiento para realizar el procedimiento.

[0004] Debido a la creciente demanda de baterías recargables (acumuladores), en particular, con celdas de batería de ioneslitio, tanto para pequeños dispositivos electrónicos independientes de la red (auriculares, teléfonos móviles, etc.), como para vehículos eléctricos (baterías de tracción) o vehículos convencionales (baterías de arranque), o como acumuladores de energía, por ejemplo, para instalaciones fotovoltaicas o como acumuladores intermedios para picos de energía, en el futuro se generarán mayores cantidades de baterías de Li, que deberán reciclarse cuando alcancen el final de su vida útil. Esto suele ocurrir al cabo de 8-10 años, cuando la capacidad de las baterías se ha degradado hasta el 80 % o menos.

[0005] Para el procesamiento de las baterías usadas se han diseñado y aplicado vías de reciclaje mecánico. En el marco de estos escenarios de procesamiento, normalmente se prevé una serie de procesos mecánicos, eléctricos y químicos o térmicos, que sirven para desmontar las baterías o las celdas de batería en sus componentes individuales, y a este respecto minimizar el potencial de peligro eléctrico que supone, en particular, el riesgo de incendios, explosiones y las emisiones de contaminantes resultantes. Entre los procesos eléctricos se incluye, en particular, una descarga previa de las baterías y entre los procesos mecánicos, en particular, un desmontaje previo, una trituración mecánica y una posterior clasificación con la correspondiente eliminación de los componentes obtenidos en cada caso.

[0006] Además, los procesos térmicos garantizan, en particular, que las sustancias químicas presentes en la batería por reciclar, en particular, los disolventes de un electrolito de las celdas de batería individuales u otras sustancias electroquímicamente activas, se evaporen o se inactiven, por ejemplo, mediante una etapa de secado preparatoria a la temperatura de secado adecuada. Tras este tratamiento previo térmico, estas sustancias electroquímicamente activas ya no suponen un mayor riesgo durante el procesamiento posterior. De forma complementaria, puede estar previsto como proceso térmico una pirólisis a temperaturas de descomposición muy elevadas de hasta 900 °C, en particular, para descomponer un aglutinante que contiene el material activo (litio) de la celda de batería y poder así recuperar el material activo. Esto se describe, a modo de ejemplo, en el documento DE 102011110083 B4. Sin embargo, este proceso de pirólisis también descompone otros disolventes electroquímicamente activos, lo que también significa que estos disolventes ya no pueden reciclarse posteriormente.

[0007] Un tratamiento previo térmico de las baterías usadas o de las celdas de batería individuales contenidas en estas para evaporar los disolventes del electrolito también se conoce a este respecto, por ejemplo, de la empresa ACCUREC/Mühlheim, según la cual un tratamiento previo térmico a temperaturas de secado de aproximadamente 200 °C se combina con un proceso de pirólisis en un horno de vacío. En el proceso de pirólisis, a temperaturas de descomposición de entre 400 °C y 500 °C, se convierte a este respecto toda la proporción orgánica de las baterías o celdas de batería (plásticos de la carcasa y del separador, electrolitos y otros componentes orgánicos) en gas de pirólisis y coque de pirólisis. Los componentes contaminados por el coque de pirólisis pueden limpiarse y separarse posteriormente en un proceso de procesamiento mecánico convencional mediante trituración mecánica y clasificación. La desventaja de este proceso es que la pirólisis en hornos rotativos o de pozo requiere temperaturas de descomposición muy altas, de modo que el proceso de pirólisis es relativamente complejo y costoso, y además genera olores desagradables. Además, la recuperación de componentes laminares de alta calidad del coque de pirólisis es difícil y el coque de pirólisis que queda después de la clasificación es caro de eliminar como residuo especial, lo que hace que todo el proceso de procesamiento sea menos rentable.

[0008] Para evitar esto, en el documento DE 102015207843 B4, por ejemplo, se prevé, en una disposición de procesamiento (planta de procesamiento de baterías) en un proceso continuo, triturar primero mecánicamente las baterías o las celdas de batería después de la descarga eléctrica y el desmontaje mecánico y, a continuación, inactivarlas mediante un proceso térmico de secado a través de una cinta transportadora, en donde se ajustan temperaturas de secado bajas de aproximadamente 80 °C o menos. A continuación, las baterías inactivadas se alimentan mediante otra cinta transportadora al procesamiento mecánico posterior en un proceso continuo.

[0009] La desventaja de este procedimiento es que solo permite separar los disolventes de baja evaporación o bajo punto de ebullición del electrolito en la celda de batería. Para poder eliminar también otros componentes del electrolito de las baterías trituradas, en el documento WO 2021/018372 A1 está previsto que, tras la inactivación de las baterías a 80 °C o menos, en una etapa adicional, el material triturado ya inactivado se transfiera a un recipiente adicional, en el que el material triturado ya inactivado se calienta a una temperatura de eliminación de electrolito superior a 100 °C, en particular, a más de 150 °C. De manera complementaria, se puede generar a este respecto un vacío, aunque esto no es imprescindible. Mediante este calentamiento adicional a más de 100 °C, también se eliminan los disolventes de alto punto de ebullición del electrolito. A continuación, se realiza una descomposición del material triturado con ácido sulfúrico concentrado, para eliminar el flúor del material triturado y obtener un material de descomposición, del que posteriormente se puede extraer al menos un componente metálico mediante un proceso químico húmedo.

[0010] En este sentido, es desventajoso que en el caso de las temperaturas de eliminación del electrolito indicadas en el documento WO 2021/018372 A1, que se ajustan en el recipiente adicional después de la inactivación, no se pueda garantizar que puedan eliminarse todos los disolventes de alto punto de ebullición del electrolito. Para separar cualquier disolvente de alto punto de ebullición, se necesitarían temperaturas de evaporación muy altas. Además, las sustancias que contienen plástico en el material triturado comienzan a fundirse a temperaturas tan altas, lo que altera el material triturado de forma indeseada.

[0011] Además, el procedimiento descrito en el documento WO 2021/018372 A1 es costoso, ya que el material triturado debe transferirse a varios recipientes, adaptados a cada etapa del proceso, para su inactivación previa y la posterior eliminación de los disolventes de alto punto de ebullición, y, por lo tanto, debe calentarse varias veces de manera correspondiente, lo que hace que el proceso sea costoso y lento. Las proporciones de disolventes que se evaporan en cada caso se descargan entonces de manera correspondiente también por separado una de otra de los distintos recipientes a través de diferentes conexiones de flujo, lo que es más costoso desde el punto de vista técnico de instalación.

[0012] En el documento EP 3312922 A1 está previsto descargar únicamente disolventes de bajo punto de ebullición, en donde a las temperaturas ambiente mencionadas inferiores a 80 °C y con las presiones ambiente mencionadas de como máximo 300 hPa, solo se garantiza la evaporación de los disolventes de bajo punto de ebullición. Sin embargo, no se describe explícitamente la evaporación y la descarga de los disolventes de alto punto de ebullición del secador para su posterior tratamiento de los gases de escape.

[0013] En el documento EP 3836290 A1 está previsto además tratar térmicamente las baterías ya antes de triturarlas y a este respecto, en una primera etapa del proceso, ajustar en el recipiente de secado una temperatura ambiente real de entre 160 °C y 200 °C y una presión ambiente real inferior a 1 kPa (10 mbar), para poder descargar los disolventes de alto punto de ebullición y bajo punto de ebullición de la batería y poder alimentarlos a un condensador. A continuación, en una segunda etapa del proceso, la temperatura se eleva aún más, hasta 600 °C, para poder separar otros productos de descomposición, como por ejemplo hidrocarburos.

[0014] En este sentido, es desventajoso que, por un lado, se necesiten temperaturas muy altas y, por otro, los disolventes se extraigan de las baterías que aún no se han triturado, lo que hace que el proceso sea menos eficaz y poco rentable en general. Por ejemplo, no se puede garantizar que los disolventes puedan escapar completamente de la batería, que en parte aún está cerrada, durante una etapa de secado previa a la trituración, ni que toda la batería pueda calentarse de manera uniforme y suficiente en la primera etapa del proceso para alcanzar con seguridad las temperaturas de ebullición correspondientes para evaporar el disolvente respectivo dentro de toda la batería. El documento US 2019260101A divulga un procedimiento para el tratamiento de baterías de litio usadas, en el que se inactiva el material triturado.

[0015] Por lo tanto, el objetivo de la presente invención es indicar un procedimiento o una instalación de procesamiento, con el que o con la que se puedan tratar las baterías por reciclar de forma sencilla o con un mínimo de tiempo y esfuerzo de diseño y con un bajo potencial de riesgo.

[0016] Según la invención, este objetivo se resuelve mediante un procedimiento y una instalación de procesamiento según las reivindicaciones independientes. Las reivindicaciones dependientes describen perfeccionamientos preferidos. Según la invención, en un procedimiento para el procesamiento de baterías por reciclar, en particular, baterías de iones litio, están previstas al menos las siguientes etapas:

[0018] -Proporcionar al menos una batería por reciclar, en donde esta se ha preparado preferiblemente ya de manera correspondiente, en particular, desmontada (por ejemplo, a nivel de módulo o a nivel de celda) y/o descargada;

[0019] -triturar la batería por reciclar, proporcionada para obtener material triturado, en donde esto se realiza preferiblemente en una cámara de trituración con gas inerte y una ligera presión negativa, en donde las baterías proporcionadas y/o el material triturado que se produce a partir de ellas se calientan en el contexto de un tratamiento previo térmico en la cámara de trituración ya a una temperatura de trituración de, por ejemplo, < 100 °C, en particular a entre 50 °C y 70 °C, lo que puede contribuir a aumentar la eficacia de la etapa de secado posterior;

[0021] -transferir el material triturado a un recipiente de secado y tratar térmicamente o secar el material triturado mediante el aumento de la temperatura ambiente real y la reducción de la presión ambiente real en el recipiente de secado, preferiblemente, en una atmósfera de gas inerte, para calentar el material triturado en el recipiente de secado y evaporar los disolventes contenidos en el material triturado, en donde la temperatura ambiente real en el recipiente de secado se ajusta según la invención de tal manera que el material triturado se caliente a no más de 200 °C, y la presión ambiente real en el recipiente de secado se ajusta de tal manera que, a la temperatura ambiente real ajustada, tanto los disolventes de bajo punto de ebullición como los disolventes de alto punto de ebullición se separen del material triturado mediante evaporación, en donde los disolventes de bajo punto de ebullición y los disolventes de alto punto de ebullición se descargan del recipiente de secado durante el tratamiento térmico del material triturado, al menos temporalmente juntos y/o al menos temporalmente fraccionados o separados entre sí o sucesivamente del mismo recipiente de secado; y a continuación

[0023] -procesar mecánicamente el material triturado tratado térmicamente o secado.

[0024] De manera ventajosa, durante el tratamiento térmico (principal) tiene lugar una adaptación específica de la presión ambiente real y la temperatura ambiente real en el recipiente de secado, de tal manera que las temperaturas ambiente reales en el recipiente de secado se puedan mantener tan bajas, que se pueda evitar la fusión de sustancias que contienen plástico en el material triturado, pero al mismo tiempo también se puedan separar los disolventes de alto punto de ebullición para minimizar el potencial de peligro para el procesamiento posterior. Debido al ajuste específico de la presión ambiente real, se puede trabajar en intervalos de temperatura que no afecten negativamente al proceso de tratamiento en esta etapa del tratamiento térmico ni en las siguientes.

[0025] A diferencia del procedimiento en el documento WO 2021/018372 A1, según la invención está previsto precisamente una especificación y un ajuste específicos y coordinados de una presión negativa en el recipiente de secado durante el tratamiento térmico, para poder garantizar la separación de todas las proporciones de disolventes en el electrolito, en particular, los disolventes de alto punto de ebullición, en el intervalo de temperatura mencionado de menos de 200 °C. Esto se basa en la idea de que las temperaturas de evaporación de los disolventes de alto punto de ebullición en el material triturado también disminuyen al descender la presión ambiente real. Por lo tanto, si se ajusta de forma específica una presión ambiente real más baja en el recipiente de secado, estos disolventes de alto punto de ebullición también pueden evaporarse ya a temperaturas ambiente reales inferiores a 200 °C. A este respecto, preferiblemente, se parte de que es suficiente llevar la temperatura ambiente real durante el tratamiento térmico en el recipiente de secado a una temperatura ambiente final predeterminada de entre 150 °C y 200 °C, preferiblemente a 150 °C. Dado que a estas temperaturas ambiente reales también se evaporan los disolventes de bajo punto de ebullición, todas las proporciones de disolventes separadas o evaporadas pueden extraerse, al menos temporalmente, juntas y/o al menos temporalmente fraccionadas (dependiendo de las condiciones ambientales) en un solo proceso de tratamiento térmico (principal) del mismo recipiente de secado y, a continuación, se pueden alimentar a un proceso de tratamiento de gases de escape separado. A este respecto, ha de entenderse por disolvente de alto punto de ebullición un disolvente que se evapora a presión atmosférica a una temperatura de ebullición superior a 150 °C, en particular, superior a 240 °C, mientras que un disolvente de bajo punto de ebullición se evapora con presión atmosférica a una temperatura de ebullición inferior a 150 °C, en particular, inferior a 130 °C.

[0026] Preferiblemente, a este respecto también está previsto que, durante el tratamiento térmico, entre la separación de los disolventes de bajo punto de ebullición y la separación de los disolventes de alto punto de ebullición, en cada caso mediante evaporación, no se extraiga el material triturado del recipiente de secado, para permitir una descarga de los disolventes de bajo punto de ebullición y de los disolventes de alto punto de ebullición del mismo recipiente de secado. Por tanto, en general, se reduce el gasto desde el punto de vista técnico de instalación o bien constructivo de una instalación de procesamiento, ya que la mayor parte del tratamiento térmico tiene lugar en un solo recipiente de secado, que está diseñado para este tratamiento térmico con el fin de descargar todas las proporciones de disolvente de bajo punto de ebullición y de alto punto de ebullición aún presentes y del que todas estas proporciones de disolventes evaporadas pueden extraerse temporalmente juntas y/o separadas entre sí. Por lo tanto, no es necesario un diseño separado de los componentes de la instalación, ni una eliminación separada desde el punto de vista de la técnica de la instalación de las proporciones de disolventes individuales y también otras sustancias resultantes. La separación, al menos proporcional, de los disolventes de bajo punto de ebullición en el tratamiento previo térmico ya durante la trituración es posible a este respecto con poco esfuerzo y sin necesidad de un recipiente adicional, lo que no afecta al proceso de trituración en esta zona de la instalación, sino que más bien minimiza el riesgo. Además, este tratamiento previo térmico permite aumentar la eficacia del proceso de separación posterior o del tratamiento térmico (principal) posterior en el recipiente de secado, en el que se evaporan también adicionalmente tanto las proporciones de disolventes de bajo punto de ebullición (restantes) como las de alto punto de ebullición. En particular, el tratamiento previo térmico durante el proceso de trituración permite que el agua presente en el material triturado se evapore ya en una fase temprana y, por lo tanto, afecte menos al proceso de tratamiento térmico posterior en el recipiente de secado. Los disolventes de bajo punto de ebullición separados en el tratamiento previo térmico también pueden extraerse y, por ejemplo, someterse a un tratamiento de gases de escape, por ejemplo, el mismo proceso de tratamiento de gases de escape al que también se alimentan los disolventes extraídos del recipiente de secado. Además, también se minimiza el esfuerzo técnico del proceso, ya que para la mayor parte del tratamiento térmico en un solo recipiente de secado separado no es necesario realizar múltiples ajustes de temperatura entre 150 °C y 200 °C (calentamiento y enfriamiento completos del recipiente de secado o del material triturado) ni múltiples tratamientos de presión (evacuación y ventilación completas del recipiente de secado) con trasvase intermedio del material triturado. Dado que la cámara de trituración funciona de todos modos con presión negativa y gas inerte, el esfuerzo técnico y de diseño adicional necesario para calentar el material triturado en el contexto del tratamiento previo térmico es bastante reducido. En este caso, el calentamiento del material triturado se consigue, por ejemplo, introduciendo un flujo de gas a la temperatura adecuada en la cámara de trituración y/o calentando el entorno de otra manera. Además, el trasvase posterior del material triturado de la cámara de trituración al recipiente de secado debe realizarse de todos modos.

[0027] Por lo tanto, la invención reduce tanto el esfuerzo constructivo como el esfuerzo técnico y temporal del proceso. En particular, a este respecto también está previsto que el material triturado se someta a un tratamiento térmico adicional en la cámara de trituración antes de transferirlo al recipiente de secado, y/o que el material triturado se someta a un tratamiento térmico en el recipiente de secado antes del procesamiento mecánico y se someta a un tratamiento previo térmico en la cámara de trituración.

[0028] Preferiblemente, está previsto además que la presión ambiente real en el recipiente de secado durante el tratamiento térmico del material triturado se reduzca a una presión ambiente final de entre 0,001 kPa (0,01 mbar) y 10 kPa (100 mbar), en particular, entre 3 kPa (30 mbar) y 10 kPa (100 mbar), preferiblemente, 3 kPa (30 mbar). Con presiones ambiente reales tan bajas en el recipiente de secado, las temperaturas de ebullición o temperaturas de evaporación de los disolventes aún presentes en el material triturado pueden reducirse a un valor tan bajo, que una temperatura ambiente real de como máximo 200 °C, preferiblemente, de aproximadamente 150 °C sea suficiente para separarlos o evaporarlos del material triturado.

[0029] Preferiblemente, puede estar previsto de manera complementaria que la presión ambiente real en el recipiente de secado se eleve temporalmente durante el tratamiento térmico del material triturado hasta una presión ambiente intermedia predeterminada, que se encuentra, por ejemplo, entre 50 kPa (500 mbar) y 100 kPa (1000 mbar), preferiblemente, a 100 kPa (1000 mbar), preferiblemente, a partir de la presión ambiente final ajustada previamente de entre 0,001 kPa (0,01 mbar) y 10 kPa (100 mbar), en particular entre 3 kPa (30 mbar) y 10 kPa (100 mbar), y que la presión ambiente real se reduzca de nuevo después de un tiempo de espera a partir de la presión ambiental intermedia, preferiblemente, a la presión ambiental final. Mientras tanto, la temperatura ambiente real en el recipiente de secado preferiblemente no se modifica, es decir, se mantiene correspondientemente alta.

[0030] Ventajosamente, al aumentar la presión, se «introducen» mientras tanto de nuevo moléculas de gas o aire en el recipiente de secado, de modo que el material triturado en el recipiente de secado, que posiblemente se haya vuelto a enfriar ligeramente debido al número ya reducido de moléculas de gas o aire a bajas presiones ambiente reales, pueda volver a calentarse durante el tiempo de espera. El aumento de presión se produce a este respecto mediante la introducción, por ejemplo, de nitrógeno u otro gas inerte, para no afectar al proceso de secado. Si a continuación se reduce de nuevo la presión ambiente real, la disminución de las temperaturas de ebullición puede provocar la separación o evaporación de las proporciones de disolventes. De este modo, se garantiza que los disolventes correspondientes se evaporen durante todo el tratamiento térmico en el recipiente de secado.

[0031] Para optimizar aún más este proceso, se puede prever preferiblemente que se realice múltiples veces este aumento temporal de la presión ambiente real en el recipiente de secado hasta la presión ambiente intermedia, por ejemplo, mediante la introducción de nitrógeno u otro gas inerte, y la posterior reducción de la presión ambiente real después del tiempo de espera durante el tratamiento térmico del material triturado en el recipiente de secado. De este modo, el proceso de evaporación se «estimula» repetidamente, como si se tratara de pulsos o se evita que el material triturado se enfríe hasta tal punto, que ya no se alcancen las temperaturas de ebullición o evaporación de los disolventes de alto punto de ebullición. De esta manera, se puede garantizar casi con total seguridad una separación o evaporación continua de los disolventes, de modo que, una vez finalizado el proceso de tratamiento térmico en el recipiente de secado, es muy probable que el material triturado solo presente un riesgo químico mínimo, ya que, en condiciones ideales, los disolventes se habrán evaporado por completo.

[0032] Preferiblemente, además está previsto que la presión ambiente real en el recipiente de secado durante el aumento de la temperatura ambiente real en el recipiente de secado solo se reduzca, cuando la temperatura ambiente real haya alcanzado la temperatura ambiente final predeterminada, por ejemplo, entre 150 °C y 200 °C, en donde se mantiene hasta entonces la presión ambiente real en el recipiente de secado a una presión atmosférica, es decir, en particular, a aproximadamente 100 kPa (1000 mbar), preferiblemente, en una atmósfera de gas inerte. Esto se basa en la idea de que la transferencia de energía o calor al material triturado es más lenta, cuanto menos moléculas de gas o aire haya en el recipiente de secado. Sin embargo, si la presión ambiente real no se reduce o las moléculas de gas y aire no se extraen del recipiente de secado hasta que el material triturado ya se haya calentado, puede realizarse un calentamiento más rápido del material triturado, lo que hace que el proceso de tratamiento térmico en el recipiente de secado sea más eficiente en general.

[0033] Como alternativa, también se puede prever que la presión ambiente real en el recipiente de secado se reduzca con un gradiente de presión predeterminado o predeterminable, mientras que la temperatura ambiente real en el recipiente de secado se lleva a la temperatura ambiente final predeterminada con un gradiente de temperatura, en donde el gradiente de presión es preferiblemente menor en relación con el gradiente de temperatura. Por lo tanto, la presión ambiente real solo se reduce lentamente (en comparación con el aumento de la temperatura ambiente real) al aumentar la temperatura ambiente real, de modo que al principio todavía hay suficientes moléculas de gas o aire disponibles en el recipiente de secado para calentar el material triturado.

[0034] Preferiblemente, está previsto además que el tratamiento térmico del material triturado en el recipiente de secado se realice de manera discontinua, en donde el material triturado por tratar térmicamente se transfiere para ello al recipiente de secado y, a continuación, el recipiente de secado se cierra herméticamente al vacío, hasta que el material triturado tratado térmicamente se alimenta al procesamiento mecánico.

[0035] Preferiblemente, también está previsto que el material triturado transferido al recipiente de secado se mezcle y/o se airee antes y/o durante y/o después del tratamiento térmico, preferiblemente, mediante un equipo de mezclado. De este modo, se consigue la ventaja de que durante el tratamiento térmico no se formen aglomerados y la temperatura ambiente real pueda actuar de manera uniforme sobre todo el material triturado. Además, las proporciones de disolvente libres evaporadas pueden pasar de manera óptima al gas de proceso y no quedan atrapadas en el material, lo que facilita la extracción conjunta o fraccionada de las proporciones de disolventes. Preferiblemente, a este respecto está previsto, además, que el equipo de mezclado se caliente, para evitar puentes térmicos en el recipiente de secado durante el proceso de tratamiento térmico.

[0036] Preferiblemente, está previsto además que, antes y/o durante el tratamiento térmico del material triturado, se introduzca un gas inerte en el recipiente de secado. De este modo, el proceso de tratamiento térmico puede realizarse de manera más controlada y se minimizan otros peligros durante el tratamiento térmico en el recipiente de secado. Según la invención, también está prevista una instalación de procesamiento, en particular, para realizar el procedimiento según la invención, en donde la instalación de procesamiento presenta al menos:

[0038] -Una zona de trituración con una cámara de trituración para el procesamiento de baterías proporcionadas, dado el caso preparadas, por reciclar para obtener material triturado, y también para el tratamiento térmico previo;

[0040] -una zona de secado para el tratamiento (principal) térmico del material triturado, con

[0041] -- un recipiente de secado para recoger el material triturado,

[0042] -- al menos un calentador dispuesto al menos parcialmente en el recipiente de secado o junto a este, para aumentar la temperatura ambiente real en el recipiente de secado, y

[0043] -- una bomba de vacío, que está conectada por flujo al recipiente de secado a través de las tuberías de presión correspondientes, para reducir una presión ambiente real en el recipiente de secado;

[0045] -una zona de procesamiento mecánico para el posterior procesamiento mecánico del material triturado tratado térmicamente y

[0047] -un equipo de control, que está diseñado para controlar el al menos un calentador y la bomba de vacío en la zona de secado de tal manera que el material triturado que se encuentra en el recipiente de secado se calienta y los disolventes contenidos en el material triturado puedan evaporarse, en donde el equipo de control está diseñado además, según la invención,

[0049] -para regular la temperatura ambiente real en el recipiente de secado de tal manera que el material triturado que se encuentra en él no se caliente a más de 200 °C y

[0051] -ajustar la presión ambiente real en el recipiente de secado de tal manera que, a la temperatura ambiente real ajustada, tanto los disolventes de bajo punto de ebullición como los disolventes de alto punto de ebullición puedan separarse del material triturado mediante evaporación, de modo que los disolventes de bajo punto de ebullición y los disolventes de alto punto de ebullición puedan descargarse del recipiente de secado durante el tratamiento térmico del material triturado, al menos temporalmente juntos y/o al menos temporalmente fraccionados o sucesivamente, sin embargo, desde el mismo recipiente de secado.

[0052] Preferiblemente, también está previsto que en el recipiente de secado esté prevista una abertura de entrada para introducir el material triturado y una abertura de salida para extraer el material triturado tratado térmicamente, en donde la abertura de salida está dispuesta en la parte inferior o en un lado inferior del recipiente de secado, de modo que el material triturado tratado térmicamente pueda extraerse del recipiente de secado en dirección vertical. De este modo, puede simplificarse un vaciado completo del recipiente de secado, ya que el material triturado se desplaza hacia abajo, hacia la abertura de salida, por la fuerza de la gravedad y/o una sobrepresión adicional en el recipiente de secado. Preferiblemente, está previsto además que en el recipiente de secado esté dispuesto un equipo de mezclado para mezclar y/o airear el material triturado durante el tratamiento térmico. De este modo, se consigue la ventaja de que durante el tratamiento térmico no se formen aglomerados en el recipiente de secado y la temperatura ambiente real pueda actuar de manera uniforme sobre todo el material triturado. Además, las proporciones de disolvente libres evaporadas pueden pasar de manera óptima al gas de proceso y no quedan atrapadas en el material, lo que facilita la extracción conjunta de las proporciones de disolventes. Preferiblemente, está previsto además, a este respecto, que el equipo de mezclado sea calefactable, para evitar puentes térmicos en el proceso de tratamiento térmico en el recipiente de secado.

[0053] Preferiblemente, también está previsto que el recipiente de secado esté conectado por flujo a un equipo de tratamiento de gases de escape de tal manera que los disolventes de bajo punto de ebullición y los disolventes de alto punto de ebullición separados durante el tratamiento térmico del material triturado puedan transferirse al menos temporalmente juntos y/o al menos temporalmente fraccionados desde el mismo recipiente de secado al equipo de tratamiento de gases de escape durante el tratamiento térmico del material triturado. Por lo tanto, los disolventes que se evaporan temporalmente al mismo tiempo o temporalmente por separado uno de otro en el mismo recipiente de secado se descargan a través de la misma conexión de flujo, sin que se produzca previamente una separación técnica del proceso.

[0054] Preferiblemente, está previsto además que entre el recipiente de secado y la bomba de vacío conectada por flujo al mismo esté dispuesta una válvula de control, en donde la válvula de control puede accionarse por el equipo de control de tal manera que la presión ambiente real en el recipiente de secado se aproxime a una presión ambiente teórica predeterminada. De esta manera, se puede realizar un ajuste de presión fácilmente controlable, por ejemplo, también en el marco de una regulación.

[0055] A continuación, se explica la invención con más detalle a partir de un ejemplo de realización. Muestran:

[0056] Figura 1 una vista esquemática de una instalación de procesamiento según la invención y

[0057] Figura 2 un diagrama de flujo de un procedimiento para el procesamiento de baterías por reciclar.

[0058] En la figura 1 se muestra de manera muy esquemática una instalación 1 de procesamiento para el procesamiento de baterías 100 por reciclar, en particular, baterías de iones litio. La instalación 1 de procesamiento se divide en una zona 2 de preparación, una zona 3 de trituración, una zona 4 de secado y una zona 5 de procesamiento mecánico, en donde las baterías 100 por reciclar recorren la disposición 1 de procesamiento en el orden mencionado o representado. En la zona 2 de preparación, las baterías 100 por reciclar se preparan para la trituración y el procesamiento mecánico, es decir, por ejemplo, se descargan y/o desmontan y/o se llevan a cabo otras etapas preparatorias. En particular, las baterías 100 por reciclar, cuando se suministran o se proporcionan, por ejemplo, en forma de módulos de baterías o pilas de baterías, se llevan al nivel de celda en la zona 2 de preparación.

[0059] En la siguiente zona 3 de trituración, las baterías 100 preparadas se trituran mecánicamente en una cámara 3a de trituración, en particular, en una atmósfera inerte y bajo una ligera presión negativa, de modo que se produce un material triturado 101. Esto se realiza, por ejemplo, mediante cizallamiento o trituración en una trituradora, o mediante aplastamiento o trituración, o mediante una solicitación por corte, cizallamiento y desgarro en combinación con flexión y torsión, por ejemplo, en un granulador. La cámara 3a de trituración se calienta a este respecto a una temperatura de trituración TZ de, por ejemplo, <100 °C, para evaporar, al menos parcialmente, en un tratamiento previo térmico, sobre todo agua y, dado el caso, también disolventes LS de bajo punto de ebullición en el material triturado 101 resultante y/o en las baterías 100 preparadas, lo que aumenta la eficacia del proceso de secado posterior.

[0060] En la zona 4 de secado contigua se encuentra un recipiente 4a de secado, en donde en el o junto al recipiente 4a de secado está dispuesto (al menos parcialmente) al menos un calentador 4b y el recipiente 4a de secado está conectado por flujo a una bomba 4c de vacío. El al menos un calentador 4b puede controlarse en función de una temperatura ambiente teórica Tteórica predeterminada por un equipo 8 de control, de tal manera que una temperatura ambiente real Treal en el recipiente 4a de secado se aproxime idealmente a la temperatura ambiente teórica Tteórica predeterminada. Esto puede realizarse, por ejemplo, en el contexto de un control de temperatura, en donde para ello está dispuesto en el recipiente 4a de secado un sensor 4e de temperatura, que puede detectar la temperatura ambiente real Treal actual en el recipiente 4a de secado.

[0061] La al menos una bomba 4c de vacío puede controlarse en función de una presión ambiente teórica pteórica predeterminada igualmente por el equipo 8 de control, de tal manera que la presión ambiente real preal en el recipiente 4a de secado se aproxime a la presión ambiente teórica pteórica predeterminada. Esto puede realizarse, por ejemplo, en el contexto de una regulación de presión, en donde para lo cual está dispuesto en el recipiente 4a de secado un sensor 4f de presión, que puede detectar la presión ambiente real preal actual en el recipiente 4a de secado. Sin embargo, también son concebibles otros métodos para ajustar la presión ambiente teórica predeterminada pteórica. Además, en una forma de realización, puede estar prevista entre el recipiente 4a de secado y la bomba 4c de vacío una válvula 4g de control controlable por el equipo 8 de control, a través de la cual se puede influir en la conexión de flujo formada entre la bomba 4c de vacío y el recipiente 4a de secado en función de la situación.

[0062] El material triturado 101 descargado de la zona 3 de trituración, que se ha sometido a tratamiento térmico previo puede alimentarse al recipiente 4a de secado a través de una abertura 6 de entrada y, tras un proceso de secado (tratamiento térmico principal), en el que se trata térmicamente el material triturado 101, puede extraerse de nuevo a través de una abertura 7 de salida. La abertura 7 de salida está dispuesta a este respecto, preferiblemente, en la parte inferior del recipiente 4a de secado, de modo que el material triturado 101 tratado térmicamente puede extraerse casi por completo del recipiente 4a de secado, ya que este cae verticalmente hacia abajo por el peso y/o una sobrepresión adicional en el recipiente 4a de secado. El proceso de secado o el proceso de tratamiento térmico (principal) en sí se realiza mediante un ajuste seleccionado adecuadamente de la temperatura ambiente real Treal o de la presión ambiente real preal en el recipiente 4a de secado, de modo que, como se explica con más detalle a continuación, se produce un tratamiento térmico del material triturado 101 en el mismo recipiente 4a de secado, con separación de los diferentes disolventes L.

[0063] Mediante un equipo 4d de mezclado dispuesto en el recipiente 4a de secado con una herramienta de mezclado correspondiente, el material triturado 101 puede mezclarse adicionalmente en el recipiente 4a de secado, en donde se calienta también el equipo 4d de mezclado de manera correspondiente, de modo que se evita la formación de puentes térmicos durante el tratamiento térmico en el recipiente 4a de secado. El equipo 4d de mezclado garantiza que el material triturado 101 se mantenga constantemente suelto y no se formen aglomerados. De este modo, tras el tratamiento térmico, puede extraerse a través de la abertura 7 de salida un material triturado 101 idealmente libre de aglomerados, con buena fluidez, con un grado de secado alto de manera uniforme. A continuación, este material triturado 101 bien secado puede llevarse a la zona 5 de procesamiento mecánico, en la que se realiza un procesamiento mecánico.

[0064] Para poder realizar dicho procesamiento mecánico con un material triturado 101 que solo presenta un bajo potencial de riesgo (químico), el proceso de secado o el proceso de tratamiento térmico (principal) tiene lugar utilizando los componentes de instalación descritos, como se muestra a modo de ejemplo en la figura 2.

[0065] En una etapa ST0 inicial, se prepara un material triturado 101 procesándose las baterías 100 por reciclar (preparadas o sin preparar) como se ha descrito anteriormente en la zona 3 de trituración, para obtener material triturado 101 y, a continuación, se someten a un tratamiento previo térmico (T < 100 °C). En una primera etapa ST1, el material triturado 101 proporcionado se introduce a través de la abertura 6 de entrada en el recipiente 4a de secado y, a continuación, el recipiente 4a de secado se cierra herméticamente al vacío, se lava con nitrógeno o gas 10 inerte, para poder mantener de forma segura la presión ambiente real preal en el recipiente 4a de secado bajo una atmósfera de gas inerte durante el tratamiento térmico (principal) posterior, que se realiza de forma discontinua.

[0066] En una segunda etapa ST2, el equipo 8 de control, que controla el proceso de secado o el proceso de tratamiento térmico en el recipiente 4a de secado, predetermina una temperatura ambiente teórica Tteórica y controla al menos un calentador 4b en función de esta. Como temperatura ambiente teórica Tteórica se predetermina, por ejemplo, una temperatura final TE de entre 150 °C y 200 °C, preferiblemente 150 °C. Además, el equipo 8 de control predetermina una presión ambiente teórica pteórica y controla la bomba 4c de vacío y/o la válvula 4g de control (si está presente) en función de esta. Como presión ambiente teórica pteórica se predetermina, por ejemplo, una presión final pE de entre 0,001 kPa (0,01 mbar) y 10 kPa (100 mbar), en particular, entre 3 kPa (30 mbar) y 10 kPa (100 mbar), preferiblemente, 3 kPa (30 mbar) (dependiendo de la bomba 4c de vacío utilizada).

[0067] El control del al menos un calentador 4b, la bomba 4c de vacío y/o la válvula 4g de control (si está presente) puede realizarse a este respecto de diferentes formas de realización, que se describen a continuación:

[0068] Según una primera forma de realización, el al menos un calentador 4b y la bomba 4c de vacío se controlan simultáneamente o en rápida sucesión, mientras que se forma una conexión de flujo entre la bomba 4c de vacío y el recipiente 4a de secado, para aproximarse a los valores teóricos predeterminados (Tteórica, pteórica). De este modo, el recipiente 4a de secado se calienta al descender la presión ambiente real preal y se produce una cierta transferencia de energía o calor al material triturado 101, de modo que este también se calienta, idealmente a la temperatura ambiente teórica Tteórica predeterminada.

[0069] Según una segunda forma de realización, está previsto que el equipo 8 de control controle al menos un calentador 4b, mientras que la bomba 4c de vacío permanece aún desconectada y/o la conexión de flujo entre el recipiente 4a de secado y la bomba 4c de vacío está interrumpida a través de la válvula 4g de control y, por lo tanto, aún no se genera presión negativa en el recipiente 4a de secado. Por lo tanto, la temperatura ambiente real Treal en el recipiente 4a de secado se eleva, preferiblemente, con un gradiente de temperatura dT elevado, mientras que la presión ambiente real preal permanece constante, en particular, a la presión atmosférica (aprox.100 kPa (1000 mbar)) en una atmósfera de gas inerte.

[0070] Tras transcurrir un tiempo determinado y/o después de que se haya determinado un aumento determinado de la temperatura ambiente real Treal en el recipiente 4a de secado por medio del sensor 4e de temperatura, el equipo 8 de control se encarga, en una primera etapa intermedia ST2.1, mediante el control correspondiente de la bomba 4c de vacío y/o de la válvula 4g de control (si está presente), de que se reduzca la presión ambiente real preal en el recipiente 4a de secado a la presión ambiente teórica pteórica, de manera que se ajuste la presión negativa deseada en el recipiente 4a de secado.

[0071] Mediante este procedimiento, puede optimizarse la transferencia de energía o calor al material triturado 101 en esta segunda forma de realización: Una reducción de la presión ambiente real preal hace que la transferencia de energía o calor al material triturado 101 sea cada vez más lenta, ya que el número de moléculas de gas o aire en el recipiente 4a de secado disminuye continuamente. Sin embargo, si la presión ambiente real preal solo se reduce cuando el material triturado 101 ya se ha calentado, el material triturado 101 puede llevarse a la temperatura ambiente teórica Tteórica deseada en menos tiempo.

[0072] En lugar de dejar la bomba 4c de vacío inicialmente aún desconectada y/o interrumpir completamente la conexión de flujo entre el recipiente 4a de secado y la bomba 4c de vacío a través de la válvula 4g de control (si está presente), mientras que la temperatura ambiente real Treal en el recipiente 4a de secado con un gradiente de temperatura dT correspondientemente alto, también puede estar previsto, que la presión ambiente real preal se reduzca simultáneamente (o con un ligero retraso) con un bajo gradiente de presión dp (bajo en relación con el gradiente de temperatura dT) en dirección a la presión ambiente teórica pteórica. Por lo tanto, la primera forma de realización se combina con la segunda forma de realización, en el sentido de que la presión ambiente real preal solo se reduce muy lentamente, cuando la temperatura ambiente real Treal aumenta rápidamente, de modo que al inicio del proceso de tratamiento térmico en el recipiente 4a de secado, con presiones ambiente reales preal aún elevadas (ligera presión negativa), se puede garantizar una buena transferencia de energía o calor desde el al menos un calentador 4b al material triturado 101 que se encuentra en el recipiente 4a de secado. Solo cuando el material triturado 101 ya se ha calentado lo suficiente, se alcanza entonces la presión ambiente teórica pteórica predeterminada.

[0073] Se puede ajustar un gradiente de presión dp bajo a este respecto, por ejemplo, mediante una válvula 4g de control, que también permite posiciones intermedias, por ejemplo, una válvula proporcional o una válvula de estrangulación. Sin embargo, la bomba 4c de vacío también puede funcionar con una válvula 4g de control completamente abierta (o sin una válvula 4g de control en la conexión de flujo) con una potencia correspondientemente más baja, para bombear con menos fuerza en el recipiente 4a de secado y lograr así un gradiente de presión dp bajo.

[0074] En todas las formas de realización mencionadas, la transferencia de energía o calor al material triturado 101 en el recipiente 4a de secado puede optimizarse, controlando el equipo 4d de mezclado por medio del equipo 8 de control durante el proceso de secado o el proceso de tratamiento térmico. De este modo, el material triturado 101 se mezcla o se airea durante el calentamiento, de modo que se puede realizar un secado uniforme o un tratamiento térmico sin que se formen aglomerados.

[0075] El equipo 8 de control predetermina tanto la presión ambiente deseada pteórica como la temperatura ambiente deseada Tteórica de forma específica y coordinada, de modo que en el proceso de secado o proceso de tratamiento térmico descritos en el recipiente 4a de secado, se pueda realizar una separación específica de determinados disolventes L del material triturado 101. Este hecho se basa en la idea de que en un electrolito, como componente de la batería 100 por reciclar en cada caso, están contenidos diferentes tipos de disolventes L que, incluso después de la trituración, siguen estando presentes en el material triturado 101. En particular, el electrolito contiene disolventes LH de alto punto de ebullición, por ejemplo, carbonato de etileno (EC), carbonato de propileno (PC), etc., así como disolventes LL de bajo punto de ebullición, por ejemplo, carbonato de dimetilo (DMC), carbonato de etilmetilo (EMC), carbonato de dietilo (DEC), etc., que se diferencian entre sí en cada caso por sus temperaturas de ebullición. Mientras que los disolventes LH de alto punto de ebullición indicados se evaporan a presión atmosférica a temperaturas ambiente reales Treal de 240 °C o superiores, se realiza una evaporación de los disolventes LL de bajo punto de ebullición indicados a presión atmosférica a temperaturas ambiente reales Treal de 130 °C o inferiores.

[0076] Ambas proporciones de disolventes (LL, LH) aumentarían el riesgo químico durante el posterior procesamiento mecánico, de modo que deben separarse previamente, lo que se realiza en el proceso de secado descrito o en el proceso de tratamiento térmico (principal) en el recipiente 4a de secado. Sin embargo, dado que a temperaturas ambiente reales Treal superiores a 240 °C, necesarias para la evaporación de los disolventes LH de alto punto de ebullición, las proporciones de plástico en el material triturado 101 se llevan a su límite de fluidez y, por lo tanto, comienzan a fundirse si el tiempo de tratamiento térmico es prolongado, deben evitarse temperaturas ambiente reales Treal tan elevadas en el proceso de secado o en el proceso de tratamiento térmico en el recipiente 4a de secado. Como se ha descrito anteriormente, el equipo 8 de control predetermina de forma específica temperaturas ambiente teóricas Ttéorica de entre 150 °C y 200 °C, a las que las proporciones de plástico no suelen alcanzar su límite de fluidez.

[0077] Para que los disolventes LH de alto punto de ebullición también puedan evaporarse a estas temperaturas ambiente teóricas Tteórica de entre 150 °C y 200 °C, se reduce al mismo tiempo la presión ambiente real preal. A este respecto, se aprovecha el hecho de que las temperaturas de ebullición de los disolventes LH de alto punto de ebullición se reducen al descender la presión ambiente real preal. La presión ambiente real preal puede reducirse tanto a este respecto, preferiblemente, hasta por debajo de 10 kPa (100 mbar), en particular, hasta aproximadamente 3 kPa (30 mbar), que los disolventes LH de alto punto de ebullición ya se evaporan a temperaturas ambiente reales Treal inferiores a 200 °C, por ejemplo, a 150 °C.

[0078] Dado que las temperaturas de ebullición de los disolventes LL de bajo punto de ebullición son ya a presión atmosférica inferiores a las predeterminadas de 150 °C a 200 °C, estos también se evaporan. Por consiguiente, al predeterminar de forma específica la temperatura ambiente teórica Ttéorica y la presión ambiente teórica ptéorica mediante el equipo 8 de control, se debe tener en cuenta principalmente aquel disolvente en el electrolito, que es más difícil de evaporar, ya que todos los disolventes más fáciles de evaporar se evaporan automáticamente con este. Mediante esta predeterminación específica y coordinada de la presión ambiente teórica pteórica y la temperatura ambiente teórica Tteórica, y el ajuste posterior en el recipiente 4a de secado, se puede lograr que todas las proporciones líquidas (relevantes) de disolventes (LL, LH) en el material triturado 101 cambien su estado físico de líquido a gaseoso, sin que al mismo tiempo las proporciones de plástico sólidas en el material triturado 101 alcancen su límite de fluidez.

[0079] Los disolventes de bajo punto de ebullición y de alto punto de ebullición LL, LH, que se evaporan entonces al menos temporalmente juntos y/o al menos temporalmente de manera sucesiva, pueden extraerse en una segunda etapa intermedia ST2.2 temporalmente en combinación entre sí y/o temporalmente fraccionados del mismo recipiente 4a de secado a través de la misma conexión de flujo y pueden alimentarse a un equipo 9 de tratamiento de gases de escape conectado por flujo al recipiente 4a de secado. En este puede realizarse a continuación un tratamiento de gases de escape.

[0080] Para optimizar aún más todo el proceso de secado o el proceso de tratamiento térmico en el recipiente 4a de secado, puede estar previsto de manera complementaria que la presión ambiente real preal en el recipiente 4a de secado se eleve de nuevo temporalmente mediante un control modificado correspondientemente de la bomba 4c de vacío y/o de la válvula 4g de control (si está presente) en una tercera etapa intermedia ST2.3, en donde para ello, por ejemplo, el equipo 8 de control predetermina temporalmente como presión ambiente teórica pteórica una presión ambiente intermedia pZ de, por ejemplo, 50 kPa (500 mbar) o más, manteniendo la temperatura ambiente teórica Tteórica entre 150 °C y 200 °C, preferiblemente 150 °C. El aumento de presión tiene lugar, a este respecto, introduciendo, por ejemplo, nitrógeno u otro gas inerte, para no interferir en el proceso de tratamiento térmico en el recipiente 4a de secado.

[0081] Mediante dicho aumento de presión, el número de moléculas de gas en el recipiente 4a de secado vuelve a aumentar temporalmente, de modo que la transferencia de energía o calor desde el al menos un calentador 4b al material triturado 101 mejora brevemente y el material triturado 101, que posiblemente se haya enfriado ligeramente entretanto, puede volver a calentarse. A continuación, tras un tiempo de espera tW, en una cuarta etapa intermedia ST2.4, puede predeterminarse de nuevo y ajustarse la presión ambiente final pE de entre 0,001 kPa (0,01 mbar) y 10 kPa (100 mbar), en particular entre 3 kPa (30 mbar) y 10 kPa (100 mbar), preferiblemente 3 kPa (30 mbar), como presión ambiente teórica pteórica, para reducir las temperaturas de ebullición de todas las proporciones de disolventes (LL, LH) en el material triturado 101 recalentado a la temperatura ambiente teórica Tteórica ajustada o por debajo de esta. Las etapas intermedias tercera y cuarta ST2.3, ST2.4 pueden repetirse varias veces durante el proceso de secado o el proceso de tratamiento térmico en el recipiente 4a de secado, en donde mediante esta modificación pulsada de la presión ambiente real preal, se «estimula» de nuevo la evaporación de los respectivos disolventes L y, de este modo, se permite una separación fiable de todas las proporciones de disolventes (LL, LH) en el material triturado 101. El proceso de secado descrito en el recipiente 4a de secado tiene lugar a este respecto durante un tiempo de tratamiento tB determinado, que puede depender de la forma de realización o de las etapas intermedias ST2.1, ST2.2, ST2.3, ST2.4 que se lleven a cabo. El tiempo de tratamiento tB se fija a este respecto de tal manera que, en las condiciones dadas, con las temperaturas ambiente reales Treal y las presiones ambiente reales preal existentes, se puede suponer que todos los disolventes L (LL, LH) contenidos en el material triturado 101 tienen la posibilidad de evaporarse lo más completamente posible. Si se prevé un pretratamiento térmico en la cámara 3a de trituración, el tiempo de tratamiento tB puede reducirse en determinadas circunstancias.

[0082] Una vez finalizado el proceso de secado o el proceso de tratamiento térmico en el recipiente 4a de secado tras el tiempo de tratamiento tB establecido, en una tercera etapa ST3, el recipiente 4a de secado se vuelve a llevar a la presión atmosférica y el material triturado 101 secado o tratado térmicamente y libre de disolventes se extrae por la abertura 7 de salida y se transfiere a la zona 5 de procesamiento mecánico para el procesamiento mecánico.

[0083] Lista de referencias

[0084] 1 instalación de procesamiento

[0085] 2 zona de preparación

[0086] 3 zona de trituración

[0087] 3a cámara de trituración

[0088] 4 zona de secado

[0089] 4a recipiente de secado

[0090] 4b calentador

[0091] 4c bomba de vacío

[0092] 4d equipo de mezclado

[0093] 4e sensor de temperatura

[0094] 4f sensor de presión

[0095] 4g válvula de control

[0096] 5 zona de procesamiento mecánico

[0097] 6 abertura de entrada

[0098] 7 abertura de salida

[0099] 8 equipo de control

[0100] 9 equipo de tratamiento de gases de escape

[0101] 10 gas inerte

[0102] 100 baterías por reciclar

[0103] 101 material triturado

[0104] dp gradiente de presión

[0105] dT gradiente de temperatura

[0106] L disolvente

[0107] LL disolvente de bajo punto de ebullición

[0108] LH disolventes de alto punto de ebullición

[0109] pE presión ambiente final

[0110] preal presión ambiente real

[0111] pteórica presión ambiente teórica

[0112] pZ presión ambiente intermedia

[0113] tB tiempo de tratamiento

[0114] TE temperatura ambiente final

[0115] Treal temperatura ambiente real

[0116] Tteórica temperatura ambiente teórica

[0117] TZ temperatura de trituración

[0118] tW tiempo de espera

[0119] ST1, ST2, ST2.1, ST2.2, ST2.3, ST2.4, ST3 etapas del procedimiento

Claims (13)

1. REIVINDICACIONES

1. Procedimiento para el procesamiento de baterías (100) por reciclar, en particular, baterías de iones litio, con al menos las siguientes etapas:

- Proporcionar al menos una batería (100) por reciclar;

- triturar la batería (100) por reciclar, proporcionada para obtener material triturado (101) (ST0), en donde la batería (100) por reciclar, proporcionada y/o el material triturado (101) obtenido a partir de ella se someten a tratamiento térmico previo en una cámara (3a) de trituración mediante un calentamiento hasta una temperatura de trituración (TZ) que es inferior a 100 °C;

- transferir el material triturado (101) a un recipiente (4a) de secado (ST1) y someter a tratamiento térmico el material triturado (101) mediante el aumento de la temperatura ambiente real (Treal) y la reducción de la presión ambiente real (preal) en el recipiente (4a) de secado (ST2) para calentar el material triturado (101) en el recipiente (4a) de secado y evaporar los disolventes (L) contenidos en el material triturado (101), en donde la temperatura ambiente real (Treal) en el recipiente (4a) de secado se ajusta de tal manera que el material triturado (101) se calienta hasta no más de 200 °C, en donde la temperatura ambiente real (Treal) en el recipiente (4a) de secado se lleva durante el tratamiento térmico del material triturado (101) a una temperatura ambiente final (TE) predeterminada de entre 150 °C y 200 °C, y la presión ambiente real (preal) en el recipiente (4a) de secado se ajusta de tal manera que, a la temperatura ambiente real (Treal) ajustada, tanto los disolventes de bajo punto de ebullición (LL) como los disolventes de alto punto de ebullición (LH) se separan del material triturado (101) mediante evaporación, en donde los disolventes de bajo punto de ebullición (LL) y los disolventes de alto punto de ebullición (LH) se descargan del mismo recipiente (4a) de secado durante el tratamiento térmico del material triturado (101) (ST2.2), en donde

-- la presión ambiente real (preal) en el recipiente (4a) de secado durante el aumento de la temperatura ambiente real (Treal) en el recipiente (4a) de secado solo se reduce cuando la temperatura ambiente real (Treal) en el recipiente (4a) de secado ha alcanzado la temperatura ambiente final (TE) predeterminada (ST2.1), en donde la presión ambiente real (preal) en el recipiente (4a) de secado se mantiene en este a una presión atmosférica, o

-- la presión ambiente real (preal) en el recipiente (4a) de secado se reduce con un gradiente de presión (dp), mientras que la temperatura ambiente real (Treal) en el recipiente (4a) de secado se lleva a la temperatura ambiente final (TE) predeterminada con un gradiente de temperatura (dT), en donde el gradiente de presión (dp) es menor en relación con el gradiente de temperatura (dT) y

- procesar mecánicamente el material triturado (101) tratado térmicamente (ST3).

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por que el material triturado (101) se somete a tratamiento previo térmico en la cámara (3a) de trituración y se somete a tratamiento térmico en el recipiente (4a) de secado antes del procesamiento mecánico (ST3).

3. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que los disolventes de bajo punto de ebullición (LL) y los disolventes de alto punto de ebullición (LH) durante el tratamiento térmico del material triturado (101) en el recipiente (4a) de secado se descargan al menos temporalmente juntos y/o al menos temporalmente separados uno de otro del mismo recipiente (4a) de secado (ST2.2).

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el material triturado (101) que se encuentra en el recipiente (4a) de secado no se extrae del recipiente (4a) de secado entre la separación de los disolventes (LL) de bajo punto de ebullición y la separación de los disolventes (LH) de alto punto de ebullición, para permitir una descarga de los disolventes (LL) de bajo punto de ebullición y de los disolventes (LH) de alto punto de ebullición del mismo recipiente (4a) de secado.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la presión ambiente real (preal) en el recipiente (4a) de secado durante el tratamiento térmico del material triturado (101) (ST2) se reduce a una presión ambiente final (pE) de entre 0,001 kPa (0,01 mbar) y 10 kPa (100 mbar), en particular, entre 3 kPa (30 mbar) y 10 kPa (100 mbar), preferiblemente, 3 kPa (30 mbar).

6. Procedimiento según la reivindicación 5, caracterizado por que la presión ambiente real (preal) en el recipiente (4a) de secado durante el tratamiento térmico del material triturado (101) (ST2) se eleva temporalmente a una presión ambiente intermedia (pZ) predeterminada (ST2.3), preferiblemente, a partir de la presión ambiente final (pE) previamente ajustada y la presión ambiente real (preal) se reduce de nuevo tras un tiempo de espera (tW) a partir de la presión ambiente intermedia (pZ) (ST2.4), preferiblemente, hasta la presión ambiente final (pE).

7. Procedimiento según la reivindicación 6, caracterizado por que la presión ambiente intermedia (pZ) se encuentra, por ejemplo, entre 50 kPa (500 mbar) y 100 kPa (1000 mbar), preferiblemente, a 100 kPa (1000 mbar).

8. Procedimiento según la reivindicación 6 o 7, caracterizado por que el aumento temporal de la presión ambiente real (preal) en el recipiente (4a) de secado hasta la presión ambiente intermedia (pZ) (ST2.3) y la posterior reducción de la presión ambiente real (preal) tras el tiempo de espera (tW) (ST2.4) durante el tratamiento térmico del material triturado (101) en el recipiente (4a) de secado (ST2) se realiza varias veces.

9. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la temperatura ambiente real (Treal) en el recipiente (4a) de secado se lleva a una temperatura ambiente final (TE) predeterminada de 150 °C durante el tratamiento térmico del material triturado (101) (ST2).

10. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el tratamiento térmico del material triturado (101) en el recipiente (4a) de secado (ST2) se realiza de manera discontinua, en donde el material triturado (101) por tratar térmicamente se transfiere para ello al recipiente (4a) de secado y, a continuación, el recipiente (4a) de secado se cierra herméticamente al vacío, hasta que el material triturado (101) tratado térmicamente se alimenta al procesamiento mecánico (ST3).

11. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el material triturado (101) transferido al recipiente (4a) de secado se mezcla y/o se airea antes y/o durante y/o después del tratamiento térmico, preferiblemente, mediante un equipo (4d) de mezclado.

12. Procedimiento según la reivindicación 11, caracterizado por que el equipo (4d) de mezclado se calienta al menos durante el tratamiento térmico en el recipiente (4a) de secado.

13. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que antes y/o durante el tratamiento térmico del material triturado (101) (ST2) se introduce un gas (10) inerte en el recipiente (4a) de secado.