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plantea propuestas para el reciclaje de pilas primarias y secundarias

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Answer 1

Los métodos hidrometalúrgicos consisten en la disolución parcial o total de metales en agua con ácidos o bases fuertes y extracción selectiva de metales para su uso como materia prima en la industria metalúrgica [1]. Las etapas de este proceso son:

Molienda: trituración de la masa de pilas previa selección y limpieza.
Separación: tamizado que separa el polvo fino, separación magnética de materiales ferromagnéticos, como la carcasa de hierro, y de no ferromagnéticos, como las piezas de cinc, y separación neumática del papel y el plástico.
Lixiviación: separación de los metales en la fracción de polvos finos, mediante tratamiento ácido y posterior neutralización para separar sales metálicas.
Enriquecimiento: concentración de soluciones pobres por extracción líquido-líquido mediante disolventes orgánicos y al mismo tiempo purificación alcalina.
Purificación: separación de sustancias acompañantes e impurezas por extracción sólido-líquido y/o precipitación (en forma de hidróxidos o sulfuros, cementación).
Obtención: separación electrolítica del metal con ánodos insolubles (Zn, Cu).
Refinación: separación electrolítica del metal con ánodos solubles (Cu, Pb) [2].
En los procesos indicados pueden aparecer las siguientes emisiones y materias brutas de relevancia ambiental:

Agua residual: puede haber cantidades mayores o menores de metales pesados tóxicos para el ser humano y para las plantas.
Residuos de lixiviación: contienen compuestos metálicos contaminantes.
Gases de escape: niebla ácida y ácido sulfúrico aparecen en la electrólisis de obtención. Vapores que contienen metales, por ejemplo, en hornos con ánodo de cobre bruto. Disolventes orgánicos, por ejemplo, xerosina en la extracción líquido-líquido en el proceso de enriquecimiento.
Fango de ánodos: en el fango aparecen metales y compuestos metálicos, por ejemplo, plata o plomo.
Electrolito evacuado: contiene compuestos metálicos disueltos de hierro, níquel, cinc, arsénico y cobalto [1].

Técnicas pirometalúrgicas

Bajo la denominación de métodos pirometalúrgicos están aquellos que involucran la transformación y separación de componentes a partir de un tratamiento térmico del residuo en medio reductor (combustión con coque) y separación de los metales volátiles. Los procesos pirometalúrgicos son relativamente simples pero no versátiles y consumen grandes cantidades de energía en comparación con las técnicas hidrometalúrgicas [3]. Las etapas de un proceso pirometalúrgico son:

Calcinación: desulfuración parcial o completa (calcinación total) del material de alimentación.
Calcinación sinterizante: quemado del azufre con entrada de aire (transformación de los sulfuros en óxidos metálicos y gas SO2) con aglomeración simultánea del producto calcinado para la carga en hornos de cuba.
Rotación del horno: enriquecimiento de óxido metálico mediante volatilización controlada (Zn).
Fusión: separación de ganga (escorias); obtención de sulfuros metálicos de alto valor por combustión parcial del contenido de azufre o reducción de óxidos metálicos (PbO, ZnO) bajo combustión de coque con aportación de aire.
Soplado: transformación de sulfuro metálico en metal en el convertidor.
Refinación pirometalúrgica: eliminación, en las mezclas metálicas fundidas, del oxígeno, azufre, impurezas y metales acompañantes, por precipitación intermetálica, laboreo de escorias y/o volatilización.
Empobrecimiento de escorias: procesamiento térmico de las escorias para obtener componentes metálicos [4].
En los procesos citados se producen numerosas emisiones y residuos:

Gases de escape de diferente origen: polvo primario del material de alimentación; polvo de metales volátiles (plomo, cinc, cadmio, mercurio y sus compuestos (condensados después de enfriamiento), o sustancias gaseosas como SO2, HCl, HF, CO, CO2.
Agua residual de circuitos de refrigeración y de lavados de gas de escape.
Escorias finales con contenidos metálicos residuales, sulfatos y sulfuros.
Desprendimiento del horno con contenido de plomo, cadmio, mercurio.
Por otro lado, cuando la tecnología para el reciclado de componentes no está disponible o involucra costos muy elevados, se utilizan procesos físico-químicos para disminuir significativamente la movilidad de los metales pesados. Estas técnicas incluyen: estabilización por agregado de agentes químicos que forman compuestos insolubles con los metales, confinamiento en envases herméticos, encapsulamiento con cemento, vitrificación a altas temperaturas, entre otras. Una vez tratado el residuo, generalmente se dispone en vertedero. Cuando se utiliza encapsulamiento con cemento, es recomendable colocar las pilas en un envase hermético con agregado de un reactivo básico para neutralizar los productos de alteración ácidos para preservar la estructura frente a ataques químicos [1]. En la Tabla 1 se muestran estos procesos de reciclado, de modo general, para cada tipo de pilas y baterías, según las fuentes de la EPBA.