Rota hidrometalúrgica para reciclagem de baterias de NiMH de veículos elétricos híbridos.

• Ano de defesa: 2025
• Autor(a) principal: Sánchez Piloto, Daniel
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Baterias de NiMH; Circular economy; Critical metals; Economia circular; Hidrometalurgia; Hydrometallurgy; NiMH batteries; Reciclagem; Recycling; Veículos elétricos híbridos
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3137/tde-05112025-080258/

A crescente demanda por materiais críticos, associada à sua disponibilidade limitada, tornou essencial a reciclagem para garantir a segurança no abastecimento. Nesse contexto, o presente trabalho teve como objetivo desenvolver uma rota para reciclagem de baterias de NiMH de veículos elétricos híbridos com foco na recuperação de materiais críticos. O pack de baterias foi desmantelado, e os módulos foram descarregados e caracterizados. Em seguida, três módulos passaram pela etapa de cominuição e processamento físico, envolvendo técnicas de peneiramento, atrição, separação em meio denso e separação magnética. O estudo da lixiviação foi realizado com a corrente de produto (M2) onde foram concentrados os elementos terras raras (ETRs), o Ni e o Co, e avaliou-se o tipo do ácido (H2SO4, H3PO4, C6H8O7 e C2H5NO2) e a influência da variação da concentração, a temperatura, a relação sólido-líquido (S/L) e o tempo de reação. O H2SO4 foi definido como o melhor agente lixiviante, obtendo-se porcentagens de lixiviação de 100% para os ETRs, 97,7% para Ni e 99,2% para Co, em concentração de 2,0mol/L, a 25°C, S/L 1/7,5 e 60min. Na sequência, foram precipitados 95,2% de La, 97,2% de Ce, 96,7% de Nd, 98,7% de Pr e 12,3% de Y, na forma de sulfatos duplos, em pH 1,0, a 25°C e 60min, com pureza superior a 99%. O Mn foi removido (100%) por ozonização (pH 1,0, a 25°C), enquanto 87,6% do Al e 100% do Fe foram precipitados em pH 3,5, a 80°C e 120min. A extração de 100% do Y e 50,4% de Zn ocorreu com Cyanex 272 20%, A/O 1/1, a 25°C e 15min. O Ni e o Co foram separados após 2 contatos também com Cyanex 272 20%, em pH 5,5 a 60°C. O 96,4% do Co foi precipitado como oxalato em pH 2,0 a 25°C e 120min com pureza de 99%, enquanto o 99,8% do Ni foi precipitado em pH 8,5 a 25°C e 120min como uma mistura de carbonato e hidróxido de Ni, com pureza de 97%. As eficiências de recuperação da rota foram de 90% para Ni e Co, de 95% a 98% para La, Ce, Nd e Pr, e 27% para Y. O escalonamento da rota (2kg da corrente M2, 15L de solução) resultou em porcentagens de recuperação similares aos obtidos em escala de laboratório 94% de Ni, 90% de Co, 93% a 97% de La, Ce, Nd e Pr, e 22% de Y, mostrando a reprodutibilidade da rota desenvolvida.