Se trata de un proceso que combina hidrometalurgia y electrodiálisis. Según los especialistas de la Universidad de Málaga, “los experimentos arrojaron una recuperación selectiva en el catolito de 62 % de litio y 33 % de cobalto”.

Por Roberto Andrés para Sustentartv

Recuperación de Litio

Un grupo de ingenieros de la Universidad de Málaga ha propuesto “una técnica experimental innovadora que combina extracción hidrometalúrgica con celdas electrodialíticas para la recuperación selectiva de litio (Li) y cobalto (Co) a partir de desechos de baterías de iones de litio”. Los experimentos se centraron en el óxido de litio-cobalto (LiCoO2), “pero la técnica tiene el potencial de aplicarse a diferentes tipos de desechos de cátodos de baterías gastadas”.

“A los 6 días de tratamiento se extrajo el 33 % del cobalto y el 62 % del litio”, señalan en su estudio el grupo de ingenieros. “El 16 % del cobalto y el 30 % del litio se transportaron al compartimento del catolito. Además, aproximadamente el 68 % del cobalto en el compartimento del catolito se encontró electrodepositado sobre la superficie del cátodo”, indicaron.

El estudio, titulado Recovery of Li and Co from LiCoO2 via Hydrometallurgical–Electrodialytic Treatment y publicado el pasado 30 de marzo en la revista Applied Sciences, del Instituto de Publicación Digital Multidisciplinario (MDPI), estuvo a cargo de María del Mar Cerrillo González, María Villen Guzman, Carlos Vereda Alonso, Cesar Gomez Lahoz, José Miguel Rodríguez Maroto y Juan Manuel Paz García, del Departamento de Ingeniería Química de la Universidad de Málaga, Estado Español.

Las baterías de iones de litio (LIB) son hoy los dispositivos de almacenamiento y suministro de energía más consumidos para la electrónica portátil. Por su alta densidad de energía, largo ciclo de vida, alta eficiencia de ida y vuelta, rango de temperatura de operación, recarga rápida y baja tasa de autodescarga, estas baterías se convierten en la mejor opción para el desarrollo de la movilidad eléctrica y el almacenamiento de energía de fuentes renovables.

Sin embargo, algunos de sus componentes, como el cobalto, el fósforo y el grafito natural, están clasificados como “materias primas críticas” (CRM) debido a su alto riesgo de suministro e importancia económica. Debido a esto, las tecnologías de reciclaje para cualquier residuo que contenga este tipo de componentes están en el centro de atención de cualquier plan de desarrollo serio.

“Hoy en día, la mayoría de las tecnologías de reciclaje de baterías se centran en la recuperación de cobalto, ya que se considera el cuello de botella en la industria de las baterías, dejando la recuperación de litio en un segundo plano”, asegura Villén Guzmán junto a sus compañeros. “Sin embargo, el aumento en el mercado de LIB puede colocar al litio en la lista de materiales críticos para 2030”.

Por otro lado, además del riesgo de la cadena de suministro, algunos de los materiales utilizados en las baterías de iones de litio representan una amenaza para el medioambiente, por ejemplo, las emisiones de gas fluoruro de los incendios de baterías o la contaminación acuosa de los metales en el cátodo. Esta amenaza ambiental también motiva el desarrollo de iniciativas de reciclaje.

Hoy son 50 las empresas que reciclan este tipo de baterías, la mayoría ubicadas en China, Corea del Sur, Europa y América del Norte, y han desarrollado procesos a escala industrial aplicando técnicas como la pirometalurgia (fundición a alta temperatura), la hidrometalurgia (lixiviación química ácida), y la biometalurgia (actividad microbiana). La principal limitación de estas técnicas es que el litio se pierde en la escoria y tienen un alto consumo de energía y reactivos químicos.

Como proceso innovador, los ingenieros de Málaga propusieron un método hidrometalúrgico-electrodialítico combinado. “En la técnica combinada, la cantidad de solución de lixiviación se reduce a medida que se genera ácido mediante electrólisis. Al mismo tiempo, el uso de membranas de intercambio iónico y la posibilidad de galvanoplastia permite una separación selectiva de los metales objetivo”. La electrodiálisis se ha utilizado con éxito para remediar suelo contaminado, lodos de aguas residuales y sedimentos de puertos.