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Dispositivo de preparación de muestras Litech – Logotipo – Preparación y tamizado de muestras
Baterías viejas Reciclaje de baterías: vista de la masa negra después de la trituración. Procesamiento de materiales de baterías de iones de litio.

Reciclaje de baterías: trituración, separación y procesamiento de la masa negra.

Preparación mecánica de muestras y desarrollo de procesos para baterías de iones de litio.

En el reciclaje de baterías, el procesamiento mecánico es un paso crucial para obtener una fracción intermedia utilizable —la denominada masa negra— a partir de baterías de iones de litio usadas. Los pasos típicos del proceso incluyen la descarga segura, el desmontaje, la trituración, el tamizado, la separación magnética y la separación de las fracciones de aluminio, cobre, plástico y material activo. Para laboratorios, plantas piloto y desarrollo de procesos, son esenciales tamaños de partícula reproducibles, flujos de material definidos y una división de muestras limpia. LITech respalda esta cadena de procesos con máquinas para la molienda previa a la trituración, la molienda fina y la preparación de muestras representativas.

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Beneficios prácticos del reciclaje y procesamiento de baterías.

La trituración controlada de baterías usadas crea las condiciones necesarias para realizar análisis fiables, desarrollar procesos seguros y recuperar de forma económica materias primas esenciales. Se utiliza para obtener materia prima para procesos hidrometalúrgicos, caracterizar flujos de materiales, diseñar plantas piloto y ampliar los procesos de reciclaje desde el laboratorio hasta la planta piloto o la producción a gran escala.

Datos de materiales para el reciclaje de baterías

El enfoque principal se centra en baterías de iones de litio usadas provenientes de la producción, la electrónica, el almacenamiento de energía o la electromovilidad. El material presenta una estructura heterogénea y, según la composición química de la celda, contiene materiales activos, láminas metálicas, plásticos, residuos de electrolitos y componentes de la carcasa. La composición química de la celda, la energía residual, la composición de las partículas, el contenido de metal y el producto final deseado son factores particularmente relevantes para el diseño del proceso de reprocesamiento.

PropiedadValor
Caso de usoReprocesamiento mecánico de baterías de iones de litio usadas
Términos alternativosReciclaje de baterías de iones de litio, reciclaje de iones de litio, procesamiento de masa negra
Ingredientes típicosCeldas, módulos, rechazos de producción, baterías electrónicas, baterías para vehículos eléctricos
Materiales reciclables relevantesLitio, níquel, cobalto, manganeso, cobre, aluminio, grafito
Sustancias acompañantes esencialesPlásticos, películas separadoras, materiales de carcasa, residuos de electrolitos
Carácter materialHeterogéneo, multicomponente, que contiene metales y polímeros.
Propiedad crítica del procesoEnergía residual y riesgo para la seguridad antes de la trituración.
Características relevantes para la separaciónTamaño de grano, densidad, magnetizabilidad, composición del material
El objetivo del procesamiento mecánicoDisolución de los compuestos y producción de fracciones definidas o masa negra.
IndirectaLa composición y el comportamiento dependen en gran medida de la química y la estructura celular.

¿Cómo funciona el reciclaje de baterías en el procesamiento mecánico?

Antes de la recuperación del metal, las baterías se descargan de forma segura y, según el diseño del proceso, se preclasifican o desmontan. A continuación, se realiza una trituración controlada. El objetivo es descomponer los componentes del material y permitir una separación precisa. En etapas posteriores, los componentes más gruesos de la carcasa y las láminas se separan de la fracción más fina del material activo. Esta fracción fina se conoce comúnmente en el mercado como masa negra y sirve como materia prima para los procesos de recuperación hidrometalúrgica o pirometalúrgica.

Paso del procesoObjetivoMáquina o método típicoResultado típico
Descarga y preparación segurasReduzca el riesgo antes del reprocesamiento.Descarga, preclasificación, desmontajeEstado inicial seguro para el proceso
PretrituraciónReducir componentes grandes a un tamaño manejable.Trituradora de mandíbulas o trituración previa adecuadaFracción gruesa definida
Conminución primariaDesbloqueando los materiales compuestosHammermühleLiberación de material activo, así como de fracciones metálicas y plásticas.
Tamizado y clasificaciónSeparar las fracciones según el tamaño del grano.Máquina de tamizado o tamizado analíticoFracciones gruesas y finas
Separación magnéticaSeparación de componentes ferromagnéticosseparador magnéticofracción que contiene hierro separada
Fraccionamiento de la fracción finaEnriquecer la masa negraTamizado y pasos de separación adicionalesFracción fina que contiene material activo
Molienda fina para análisisLlevar la muestra de laboratorio a resolución analíticaMolino de discos vibratoriosMuestra fina reproducible
División y homogeneización de muestrasObtenga una submuestra representativa.Divisor de muestras rotatorioMuestra de laboratorio comparable y reproducible

Parámetros típicos del proceso de reprocesamiento de baterías

Los parámetros exactos dependen en gran medida del formato de la celda, la química, el concepto de seguridad y el producto objetivo. Para ensayos de laboratorio y planta piloto, el tamaño de la alimentación, el tamaño de partícula objetivo, el rendimiento, las etapas de separación y la representatividad deseada de la muestra son particularmente importantes. La siguiente tabla muestra valores de referencia típicos para la preparación mecánica y la preparación de muestras.

ParámetroRango típico o valor de referencia
Tamaño de la alimentación antes de la trituración primariaHasta aproximadamente 30 mm para fracciones preparadas
Tamaño de partícula objetivo de la fracción fina mecánicaAproximadamente de 0,5 a 2 mm
Conminución mecánica de alto rendimientoDepende del laboratorio a la planta piloto, desde la escala experimental hasta varios cientos de kg/h.
Requisitos de seguridadSolo después de una descarga segura y un concepto de seguridad adecuado.
Criterios de separación importantesTamaño del grano, densidad, magnetizabilidad, tipo de material
Muestra fina analíticaDependiendo del método, es posible obtener una molienda con la finura analítica necesaria.
División de muestrasSe requiere una muestra representativa y reproducible.
Objetivo del procesoProducción de masa negra, fraccionamiento, caracterización de materiales, desarrollo de procesos

Variantes y alternativas en el reciclaje de baterías

Mecánica en seco frente a metalurgia posterior

El procesamiento mecánico sirve principalmente para descomponer los materiales compuestos y generar fracciones para las etapas posteriores de recuperación. La recuperación del metal propiamente dicha se realiza generalmente mediante procesos hidrometalúrgicos o pirometalúrgicos. La etapa mecánica influye directamente en la pureza, la homogeneidad y la eficiencia económica de los procesos subsiguientes.

Laboratorio frente a planta piloto

En el laboratorio, la atención se centra en la preparación reproducible de muestras, la caracterización de materiales y el desarrollo de procesos. En plantas piloto o a escala industrial, el rendimiento, la manipulación fiable de materiales y el fraccionamiento estable son primordiales.

Producción directa de masa negra frente a fraccionamiento selectivo

En función del objetivo, el proceso puede diseñarse para la producción más eficiente posible de masa negra o para la posterior separación de láminas metálicas, contenido de hierro, carcasas y material activo.

¿Qué máquinas son adecuadas para el reciclaje de baterías?

Para el desbaste y la trituración preliminar de componentes de baterías duros o quebradizos, son adecuadas máquinas de procesamiento robustas como trituradoras de mandíbulas o molinos de martillos. Un molino de discos es útil para la molienda fina y rápida de fracciones de muestra secas y definidas hasta alcanzar la finura analítica. Si el objetivo principal son los componentes resistentes, fibrosos o que contienen película, un molino de corte puede ser una alternativa adecuada. Para obtener resultados de laboratorio reproducibles, también se recomienda la división representativa de la muestra, por ejemplo, con un divisor de muestras rotatorio.

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Para materiales duros, quebradizos y resistentes.

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Molienda hasta < 20 µm

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Divisor de muestras LITech

Divisor de muestras rotatorio

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Cuestiones técnicas sobre el reciclaje de baterías y la misa negra

Utilice LITech AI para consultas sobre procesamiento mecánico, masa negra, etapas de separación, tamaños de partícula objetivo, máquinas adecuadas y procedimientos de laboratorio típicos en el reciclaje de baterías de iones de litio.

Preguntas frecuentes sobre el reciclaje de baterías

La masa negra es una fracción fina que contiene metales y materiales activos provenientes del reciclaje de baterías de iones de litio. Dependiendo de la composición química de la celda, contiene, entre otros elementos, litio, níquel, cobalto, manganeso y grafito.

El proceso de trituración descompone los materiales compuestos, aumenta la superficie y permite la separación del material activo, las láminas metálicas, los plásticos y los componentes de la carcasa.

Los procesos típicos incluyen la descarga segura, el desmontaje o la preselección, la trituración, el tamizado, la separación magnética, el fraccionamiento y la división de muestras.

Una trituradora de mandíbulas es adecuada para componentes duros y quebradizos. Un molino de martillos se utiliza con frecuencia para la trituración de alto rendimiento en etapas cercanas al proceso.

Para la producción de una fracción fina o masa negra, se suelen buscar tamaños de partícula en el rango de los milímetros inferiores. El tamaño objetivo exacto depende de la composición química de la batería, el concepto de separación y el procesamiento posterior.

Solo las submuestras representativas proporcionan valores analíticos fiables. Esto es especialmente importante porque los materiales de las baterías son heterogéneos y contienen diversas fracciones.

Un molino de corte resulta útil cuando el objetivo principal son componentes resistentes, fibrosos o que contienen películas, como plásticos o separadores.

La masa negra resultante o la fracción fina definida se procesa posteriormente, generalmente mediante métodos hidrometalúrgicos o pirometalúrgicos, para recuperar metales valiosos.

Klaus Ebenauer

Ing. Klaus Ebenauer

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