Beneficiamento de cobalto a partir de baterias esgotadas de íon-lítio

Abstract

A tecnologia aplicada em aparelhos celulares fez que fossem produzidos equipamento mais leves, com maior rapidez em seu sistema operacional e uma quantidade enorme de aplicações. Tudo isso atrai muito os consumidores, que trocam com mais frequência seus aparelhos celulares por novos e modernos, gerando um descarte significativo de todos os seus componentes e dentre eles as baterias de íon-lítio. O cobalto está presente em quantidades significativas nessas baterias e por ser um metal de alto valor agregado é assunto de estudo no presente trabalho. Este trabalho tem como objetivo propor um método alternativo aos já existentes para a recuperação de cobalto das baterias esgotadas de íon-lítio, mediante o processamento mecânico e separação a úmido de materiais. Realizaram-se três testes para estudar a influência do tipo e marca das baterias e a taxa de alimentação na moagem no moinho de martelos. Os resultados obtidos mostram que não há influência da marca e tipo de baterias na recuperação de cobalto no concentrado obtido, mas o fluxo de alimentação influi diretamente nas recuperações e no teor de cobalto no concentrado. Com um maior fluxo de alimentação se terá uma maior recuperação de cobalto com um maior teor. O cobalto encontra-se principalmente no material fino menor de 1 mm, onde a presença de cobre é mínima e nos materiais mais grossos a presença de cobalto é mínima, enquanto o cobre apresenta-se em maior quantidade. Os resultados demonstram que é possível obter um concentrado de cobalto com recuperações acima de 80% a custo relativamente baixo utilizando apenas métodos de processamento mecânico. Além disso, as análises químicas quantitativas apresentam resultados promissores quando o concentrado é lixiviado, onde a proporção de cobalto metálico é acima de 70% dos elementos dissolvidos.

The technology applied in mobile phones turned them lighter and their operational systems faster, among other improvements. The consumers are attracted to these gadgets, and for this reason cell phones are replaced every time most often for more modern ones, resulting in a significantly increase in the discharge of all their components, including the ion-lithium batteries. Cobalt is present in great amount in these type of batteries, and due to its high added value, it is the object of study in the present work. The purpose of this research is to come up with an alternative method to recover cobalt from wasted ion-lithium batteries by mechanical processes and humid separation of materials. Three tests were conducted to study the influence of different types and brands of batteries and also the feeding time during the hammer mill grinding process. The obtained results show that there is no influence of type and brand of batteries in the recovery of cobalt, but the time and flux feeding in the hammer mill has a direct influence in the content of cobalt found in the final concentrate. A higher feeding flux resulted in a superior recovery of cobalt with a higher grade. Cobalt is found mainly in the thin material with particle size smaller than 1 mm, where the presence of cooper is minimum. On the other hand the content of cobalt is minimum within the coarse material, where cooper is found in higher amounts. The results demonstrated that it is possible to obtain a cobalt concentrate with recoveries up to 80 % with relatively low cost operations using solely methods of mechanical processes. Furthermore, the quantitative chemical analysis bring forward promising results when the concentrate is leached, as the proportion of metallic cobalt is up the 70% of the dissolved elements.