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riciclo batterie Li-ion (idromet black mass)

Li-ion battery recycling (hydromet black mass)

Filiera riciclo Li-ion (~0.5 Mt/y crescente): pretrattamento meccanico (discarica/shredding inerte) -> black mass, leaching H2SO4+H2O2 -> liscivia, SX/precipitazione selettiva -> Li2CO3 + NiSO4 + CoSO4 recuperati. Mercato strategico EU CRMA.

IRI
chem:liIonRecyclingPipeline
Unit Operation
3
Operazioni chimiche
1 (con reazione)
Operazioni fisiche
2
CO₂eq cumulato
3.30 kg/kg
Produzione globale
0.5 Mt/anno
Impatto CO₂ globale
2 Mt CO₂/anno
Sezioni: diagramma unit operation reazioni ruoli sostanze condizioni energia supply chain SPARQL

Diagramma di flusso

flowchart LR battShreddingPretreat["deattivazione + shredding inerte batterie"] blackMassLeaching["lisciviazione H2SO4 + H2O2 black mass"] metalSXPrecipitation["SX/precipitazione recupero Ni/Co/Li"] battShreddingPretreat --> blackMassLeaching blackMassLeaching --> metalSXPrecipitation in_spentLiIonBattery(["batteria Li-ion esausta (EoL)"]):::input in_spentLiIonBattery --> battShreddingPretreat out_blackMass(["black mass (polvere ricca Li/Ni/Co/Mn)"]):::output battShreddingPretreat --> out_blackMass in_blackMass(["black mass (polvere ricca Li/Ni/Co/Mn)"]):::input in_blackMass --> blackMassLeaching in_sulfuricAcid(["acido solforico"]):::input in_sulfuricAcid --> blackMassLeaching in_hydrogenPeroxide(["perossido di idrogeno"]):::input in_hydrogenPeroxide --> blackMassLeaching out_blackMassLeach(["liscivia black mass (H2SO4)"]):::output blackMassLeaching --> out_blackMassLeach in_blackMassLeach(["liscivia black mass (H2SO4)"]):::input in_blackMassLeach --> metalSXPrecipitation in_sodaAsh(["carbonato di sodio"]):::input in_sodaAsh --> metalSXPrecipitation out_recoveredLithium(["Li2CO3 da riciclo"]):::output metalSXPrecipitation --> out_recoveredLithium classDef input fill:#e8f4ff,stroke:#06c classDef output fill:#e8ffe8,stroke:#0a7

Unit Operation

🧪 = ha reazione bilanciata · ⚙️ = solo fisica

OperazioneConsumaProduceCatalizzatoreEquipmentCO₂eqResa
⚙️ deattivazione + shredding inerte batterie batteria Li-ion esausta (EoL)black mass (polvere ricca Li/Ni/Co/Mn) —shredder batterie (atm inerte) 0.8—
🧪 lisciviazione H2SO4 + H2O2 black mass black mass (polvere ricca Li/Ni/Co/Mn), acido solforico, perossido di idrogenoliscivia black mass (H2SO4) —leacher idrometallurgico 1.5—
⚙️ SX/precipitazione recupero Ni/Co/Li liscivia black mass (H2SO4), carbonato di sodioLi2CO3 da riciclo —colonne SX 1.0—

Reazioni chimiche bilanciate

OperazioneEquazione bilanciataΔH
lisciviazione H2SO4 + H2O2 black mass LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2 + H2SO4 + H2O2 -> Li+ + Ni2+ + Co2+ + Mn2+ + 2 SO4(2-) + O2 + 2 H2O (semplificata) -250.0 kJ/mol

Ruolo delle sostanze in questa filiera

🟦 materia prima (4)
🟩 prodotto finale (1)
🟨 sottoprodotto (2)
▫️ intermedio (2)

Condizioni operative

OperazioneTemperaturaPressioneAtmosfera
deattivazione + shredding inerte batterie 20–40 °CatmN2
lisciviazione H2SO4 + H2O2 black mass 60–90 °C1.0–2.0 atmacidic
SX/precipitazione recupero Ni/Co/Li 40–70 °Catmair

Input energetici

OperazioneFormaEnergia specifica
deattivazione + shredding inerte batterie electric0.5 MJ/kg
lisciviazione H2SO4 + H2O2 black mass thermal1.5 MJ/kg

Supply chain inter-filiera

⬅ Materie prime/intermedi forniti da altre filiere

Esplora con SPARQL

Query di esempio sui ruoli delle sostanze in questa filiera:

PREFIX chem: <https://ontology.siletto.it/chem-pipeline#>
SELECT ?role ?substance WHERE {
  ?substance chem:playsRole ?ra .
  ?ra chem:role ?role ; chem:inPipeline chem:liIonRecyclingPipeline .
} ORDER BY ?role

Vedi altri esempi SPARQL.

Dereferenziabile: chem:liIonRecyclingPipeline · ontologia completa · TTL sorgente