ES3055776T3 - Recycling method for treating used batteries, in particular rechargeable batteries and battery processing installation - Google Patents

Abstract

La invención se refiere a una planta de procesamiento de baterías para tratar baterías, en particular baterías de litio usadas, que comprende: (a) una unidad de conminución (18) para triturar las baterías (10) de modo que se obtenga material de conminución (24), y (b) un dispositivo de inactivación en forma de un dispositivo de secado (26) para inactivar el material de conminución (24), en donde (c) un sistema de vacío está conectado al dispositivo de secado (26) para generar un vacío en el dispositivo de secado (26) de al menos 300 hPa, (d) el dispositivo de secado (26) está diseñado para secar a una temperatura de como máximo 80 °C, y (e) la unidad de conminución es parte de un dispositivo de conminución que tiene un contenedor en el que está dispuesta la unidad de conminución, y (f) el dispositivo de conminución tiene una válvula de alimentación que está conectada a un dispositivo de suministro de gas inerte para suministrar gas inerte al interior del dispositivo de conminución. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN

[0002] Procedimiento de reciclaje para tratar baterías usadas, en particular baterías recargables e instalación de procesamiento de baterías

[0003] La invención se refiere a un procedimiento para tratar baterías usadas, en particular baterías de litio usadas, por ejemplo baterías de iones de litio.

[0004] Según un segundo aspecto, se refiere la invención a una instalación de procesamiento de baterías para tratar baterías usadas, en particular para tratar baterías de litio usadas, según el preámbulo de la reivindicación 8. Por el documento US 2005/0241943A1 se conoce un procedimiento para reprocesar baterías usadas, en el cual las baterías se calientan antes de una etapa de trituración, con lo cual se destruyen componentes de plástico de las baterías. Un inconveniente de un tal proceder es que los componentes que quedan de las baterías pueden estar contaminados con productos de degradación del plástico.

[0005] Por el documento DE 102012024876 A1 se conoce un sistema para trasladar celdas electrolíticas críticas en cuanto al transporte, que primeramente se trituran bajo gas inerte y a continuación se espolvorean con un polvo de desactivación, para impedir un autoencendido del material electroquímicamente activo. Un inconveniente de ello es que el material que resulta tiene a pesar de ello un potencial de peligro relativamente alto y que el propio polvo de espolvorear significa un riesgo de exposición y que no puede excluirse la formación de una atmósfera inflamable y explosiva en el recipiente de transporte.

[0006] Por el documento DE 102011110083 A1 se conoce un procedimiento para recuperar material activo a partir de una celda galvánica, en el que las celdas galvánicas primeramente se trituran mecánicamente, a continuación se realiza un secado preliminar y a continuación se clasifican. Finalmente se descompone el aglutinante en un horno. Un tal equipo es muy adecuado para reciclar eficientemente grandes cantidades de elementos galvánicos. No obstante, esta instalación tiene una estructura relativamente compleja para el funcionamiento con carga parcial. Además se ha comprobado que pueden formarse compuestos organofluorados así como fluoruro de hidrógeno, ambos de alta toxicidad, que sólo pueden eliminarse con un gran coste.

[0007] En el documento WO 2010/102377 A1 se describe un procedimiento en el que las baterías a reciclar, por ejemplo baterías de litio, se calientan en un horno rotatorio y se aspiran los gases que se forman. Un inconveniente de este procedimiento es que el electrolito no se puede recuperar bien y se forman grandes cantidades de fluoruro de hidrógeno así como compuestos organofluorados.

[0008] En el documento de publicación posterior WO 2016/174156 A1 se describe un procedimiento en el que las baterías usadas primeramente se desactivan descentralizadamente y se introducen en un recipiente de transporte. Tras el transporte del material triturado a un punto central de procesamiento, se reprocesan los fragmentos de celdas desactivados.

[0009] La invención tiene como objetivo básico reducir los inconvenientes correspondientes al estado de la técnica. La invención soluciona el problema mediante un procedimiento con las características de la reivindicación 1. Según un segundo aspecto, soluciona la invención el problema mediante una instalación de procesamiento de baterías con las características de la reivindicación 8.

[0010] Una ventaja de la invención es que mediante el secado se extrae tal cantidad de electrolito del material triturado que ya no es posible una reacción electroquímica o bien sólo en una medida despreciablemente pequeña. Además no se forma ninguna fase de gases inflamable o explosiva sobre los fragmentos de batería, ya que los mismos se extrajeron ya, en particular los carbonatos orgánicos de bajo punto de ebullición del electrolito. El material triturado es por lo tanto en muy gran medida inerte y puede transportarse o reprocesarse con seguridad, en particular cuando se envasa al vacío.

[0011] Otra ventaja adicional es que para inactivar el material triturado no se necesita añadir material adicional. Esto reduce la complejidad al reprocesar baterías, reduce el peso del material triturado inactivado y aumenta la pureza en las siguientes etapas de separación y reciclado. En particular en etapas de reprocesamiento hidrometalúrgicas que pueden seguir a continuación, es ventajosa una elevada pureza del producto sin que se introduzcan iones ajenos.

[0012] Además es ventajoso que puede excluirse la formación de fluorofosfatos, fluoruro de hidrógeno, monóxido de carbono, dibenzodioxinas y dibenzofuranos polifluorados, óxidos de nitrógeno, fluoruro de carbonilo y/o ácido cianhídrico en una cantidad relevante. Los fluorofosfatos son a menudo fuertes neurotóxicos, cuya formación ha de evitarse con seguridad. Además queda asegurado que debido al bajo contenido en electrolito, no puede llegarse a una progresiva formación de calor autoalimentada activada por una reacción electroquímica. Se ha comprobado que pueden formarse fluoruro de hidrógeno y fluorofosfatos en cantidad importante ya a temperaturas relativamente bajas superiores a 80 °C.

[0013] Es ventajoso además que la eliminación del electrolito pueda realizarse con poco coste energético. Además puede reciclarse el electrolito en gran medida.

[0014] La condensación del electrolito vaporizado, prevista según una forma de realización preferida, da lugar además a un reciclaje de baterías de litio con bajas emisiones.

[0015] Con la instalación de procesamiento de baterías correspondiente a la invención pueden lograrse cuotas de reciclado de material superiores al 80 %, lo cual no puede lograrse con las instalaciones actuales.

[0016] En el marco de la presente descripción se entiende bajo secado en particular la eliminación de al menos un disolvente de la sal conductora. En particular se realiza el secado de forma tal que se retira el ester dimetílico de ácido carbónico y/o etil metil ester de ácido carbónico en al menos un 90 % en peso.

[0017] Bajo una batería de litio se entiende en particular un acumulador en el que la reacción electroquímica implica el litio y/o iones de litio y/o un compuesto de litio.

[0018] Bajo una instalación de procesamiento de baterías se entiende en particular también una instalación de procesamiento de acumuladores para procesar acumuladores.

[0019] Bajo recipiente de transporte se entiende en particular un embalaje de transporte. Con preferencia se cierra el embalaje de transporte mediante soldadura al vacío. Es muy adecuada como embalaje de transporte en particular la película compuesta de aluminio.

[0020] Bajo la unidad de trituración se entiende en particular un equipo que durante el funcionamiento tritura las baterías. Por ejemplo la unidad de trituración es

[0021] (i) una unidad de trituración a presión, en la cual las baterías se aplastan entre dos superficies de herramienta,

[0022] (ii) una unidad de trituración por golpeo, en la cual las baterías se apoyan sobre una superficie de herramienta y se desintegran mediante golpes con una segunda herramienta móvil,

[0023] (iii) una unidad de trituración por cizalla, en la cual las baterías se trituran mediante dos superficies de herramienta que se mueven en sentidos contrarios,

[0024] (iv) una unidad de trituración por corte, en la cual las baterías se cortan en dos partes mediante dos cuchillas y/o

[0025] (v) una trituración por impacto, en la cual las baterías se arrojan contra una pared, impactan contra una herramienta móvil o bien chocan dos partículas entre sí.

[0026] Evidentemente puede actuar la unidad de trituración también mediante dos o más de los mecanismos de trituración citados.

[0027] La unidad de trituración es ,según una forma de realización preferida, parte de un equipo de trituración que tiene un recipiente, en el cual está situada la unidad de trituración.

[0028] Las temperaturas y presiones indicadas se refieren a la temperatura de la atmósfera en el correspondiente equipo. Así ha de entenderse en particular bajo la característica de que el secado se realiza a una presión de como máximo 300 hPa y como máximo a 80 ºC, que la temperatura en la atmósfera de la secadora es como máximo de 80 ºC. Es irrelevante el que la temperatura pueda ser mayor localmente.

[0029] Las baterías pueden someterse a un vacío antes de la trituración, con lo cual se vaporizan al menos partes de los electrolitos, disipándose el gas que se forma bien mediante una válvula de seguridad en el acumulador o bien se destruye la batería mediante la diferencia de presiones entre el entorno exterior y la presión interna, con lo cual puede salir electrolito que se vaporiza. Puesto que el electrolito suele encontrarse entre capas de electrodos enrolladas o apiladas estrechamente así como prensadas y el separador y se encuentra en sus poros y existe unido con otros componentes de las baterías, puede costar mucho tiempo esta forma de proceder. Es por lo tanto a menudo más favorable y significa una forma de realización preferida de la invención que las baterías se trituren mecánicamente, por ejemplo mediante corte, cizalla, acción de impactos, desintegración y/o aplastamiento. Así se dispone para la transición del material a la fase gaseosa de una superficie límite mayor.

[0030] Con preferencia se realiza el secado durante al menos un 50 % del tiempo de secado a una presión de como máximo 30 hPa. Alternativa o adicionalmente es la presión mínima en el secado como máximo 50 hPa. Así se elimina una fracción muy elevada del electrolito. Bajo la presión mínima se entiende en particular la presión atmosférica mínima en el equipo de secado, que reina durante al menos un minuto.

[0031] El secado se realiza simultáneamente con la trituración. Con otras palabras, se aplica a un equipo de trituración en el cual se trituran las baterías, un vacío con una presión de como máximo 300 hPa. Es ventajoso al respecto que la energía mecánica aportada al triturar favorece la vaporización de los electrolitos. Por lo tanto puede prescindirse de aportar al material triturado energía de calentamiento adicional para vaporizar el electrolito (aun cuando esto es posible y está incluido en la invención). Además puede prescindirse de enfriar el material triturado durante la trituración (aun cuando esto es posible y está incluido en la invención). La unidad de trituración provoca además una circulación del material triturado, lo cual acelera el secado.

[0032] Es favorable que el secado se realice agitando y/o haciendo circular el material triturado. Así se separan entre sí los elementos galvánicos formados por ánodo, separador y cátodo. Se evita que se obstaculice la vaporización debido a láminas que se adhieran entre sí. Se aporta energía mecánica para separar láminas colectoras de la electricidad y el recubrimiento y el calor de rozamiento resultante aporta al sistema el calor de vaporización. Antes de triturarlas, con preferencia se desmontan las baterías usadas. Es decir, que grandes sistemas de baterías se desmontan en sus componentes más pequeños, los módulos o pilas se desmontan o incluso las celdas, que contienen material activo electroquímicamente, se separan de la electrónica de control. La electrónica de control incluye por ejemplo componentes semiconductores y/o sensores y sirve para el control de la carga de las baterías. El secado se realiza bajo vacío. Según su forma más amplia, soluciona la invención el problema mediante un procedimiento de tipo genérico, en el cual se ha elegido un vacío tan grande que se llega por debajo de la presión de vapor del dimetilester de ácido carbónico a 80 ºC, en particular a 70 ºC. No obstante es especialmente favorable que el secado se realice bajo una presión de como máximo 300 hPa, en particular como máximo de 100 hPa. A presiones tan bajas se vaporizan componentes esenciales de la mayoría de los electrolitos, en particular el dimetilester de ácido carbónico y el etilmetilester de ácido carbónico ya a temperaturas inferiores a 80 ºC. Las bajas temperaturas tienen la ventaja de que se obstaculiza la formación de fluoruro de hidrógeno y compuestos órganofluorados. Ambos significan un peligro potencial para la instalación de procesamiento de baterías así como para el entorno. Es por lo tanto favorable evitar su aparición.

[0033] El secado se realiza a una temperatura inferior a la temperatura de descomposición. Bajo la temperatura de descomposición se entiende en particular la temperatura mínima para la cual, tras mantener el material triturado a esta temperatura durante una hora, al menos un 80 % en masa del aglutinante de las baterías de litio se ha descompuesto en componentes gaseosos. La temperatura de descomposición puede medirse al aumentar sucesivamente la temperatura del material triturado y detectarse cuándo se produce una pérdida de masa, en particular debido a la formación de gas originada por una descomposición del aglutinante y se cumple el criterio indicado. Dado el caso debe realizarse el ensayo cada vez con una nueva muestra de material triturado varias veces aumentando cada vez la temperatura.

[0034] Según una forma de realización preferida, incluye el procedimiento la condensación de los gases formados en el secado. Esto se realiza con preferencia a la presión ambiental, siendo posible una desviación de ± 50 hPa. Es favorable que la temperatura al realizar la condensación sea de al menos 0 ºC. Esto reduce la potencia frigorífica a aplicar e impide la formación de hielo. Con preferencia la potencia de refrigeración es de al menos 4 kW y como máximo 40 kW referido a una tonelada por hora de baterías procesadas. Alternativamente la temperatura al realizar la condensación es inferior a 0 ºC, con lo cual se extrae de la atmósfera agua mediante la formación de hielo. Es posible que el condensador tenga dos o más zonas con distinta temperatura. Con preferencia la temperatura en una de ambas zonas es entonces tan alta que no se forma hielo en absoluto y en la otra zona tan baja que se separa el agua como hielo.

[0035] Es favorable que la temperatura al realizar la condensación sea como máximo de 50 ºC, con preferencia como máximo 30 ºC, en particular como máximo 20 ºC. De esta manera se recuperan casi por completo los carbonatos orgánicos de las baterías. Además apenas se forman gases de escape y el consumo de energía para la condensación es bajo.

[0036] La trituración de las baterías se realiza con preferencia de forma tal que al menos un 90 % en peso de los componentes del material triturado tienen una dimensión para tamiz de como máximo 50 mm, en particular como máximo de 30 mm, con preferencia como máximo de 20 mm. Bajo esto hay que entender que un 90 % en peso de los componentes atraviesan un tamiz que tiene una anchura de malla de 50 mm (o bien otra anchura indicada en cada caso). Mediante una tal trituración se evitan microcortocircuitos y aumenta así la seguridad del transporte, del almacenamiento y del procesamiento a continuación.

[0037] Es favorable que el secado se realice bajo una atmósfera en la cual la presión parcial del agua sea inferior a 50 Pa, en particular inferior a 10 Pa. Una presión parcial de agua inferior origina una baja tasa de reacción de compuestos de litio para formar hidróxido de litio y con ello una baja formación de hidrógeno. Esto impide la formación de mezclas hidrógeno-oxígeno inflamables y contribuye a la seguridad de la instalación.

[0038] Es favorable además que la presión parcial del oxígeno en el secado sea como máximo de 30 milibar, en particular como máximo de 10 milibar. La reacción de oxígeno con componentes oxidables de las baterías se evita así en gran medida. Es posible alcanzar la baja presión parcial de oxígeno mediante una reducida presión al realizar el secado. Alternativa o adicionalmente puede realizarse el secado en una atmósfera de gas inerte.

[0039] Según una forma de realización preferida, incluye el procedimiento las etapas de una detección continua de una concentración de vapor de agua al realizar la trituración y/o al realizar el secado y de una reducción de la concentración de vapor de agua cuando se sobrepasa un valor de umbral predeterminado. Bajo la concentración de vapor de agua se entiende en particular una proporción de vapor de agua referida a la totalidad de los componentes de la atmósfera. En particular se entiende bajo la concentración del vapor de agua también una presión parcial del vapor de agua. La reducción de la concentración de vapor de agua puede incluir por ejemplo una reducción de la presión y/o una aportación de gas inerte. El valor de umbral para la concentración de vapor de agua se ha elegido con preferencia de forma tal que por debajo del valor de umbral es imposible una formación de cantidades apreciables de fluoruro de hidrógeno por descomposición de la sal conductora, por ejemplo LiPF<6>, así como una reacción del agua con litio metálico en medida apreciable. Estos criterios se cumplen para un punto de congelación de -40 ºC. Es posible, pero no necesario, que la concentración de vapor de agua se mida directamente, por ejemplo mediante espectroscopia, en particular espectroscopia de infrarrojos. Por ejemplo es posible también que se averigüe la suma de las concentraciones de gas inerte, oxígeno y compuestos orgánicos y se suponga que el resto está compuesto por vapor de agua.

[0041] Según otra forma de realización preferida, incluye el procedimiento las etapas de una detección continua de una concentración de oxígeno al realizar la trituración y/o al realizar el secado y de una reducción de la concentración de oxígeno cuando se sobrepasa un nivel de umbral predeterminado. Bajo la concentración de oxígeno se entiende en particular una proporción de oxígeno referida a la totalidad de los componentes de la atmósfera. En particular se entiende también bajo la concentración de oxígeno una presión parcial de oxígeno. La reducción de la concentración de oxígeno puede incluir por ejemplo una reducción de la presión y/o una aportación de gas inerte. El valor de umbral para la concentración de oxígeno se ha elegido con preferencia de forma tal que por debajo del valor de umbral sea imposible una explosión. Es posible, pero no necesario que la concentración de oxígeno se mida directamente, por ejemplo mediante una sonda Nernst, una sonda Lambda, con sensores paramagnéticos o con una sonda de resistencia. Por ejemplo es posible también que las concentraciones del oxígeno se determinen mediante la medición de gases unidos en el aire con oxígeno, como por ejemplo dióxido de carbono, presuponiéndose que el oxígeno existe en la misma proporción de mezcla respecto al gas medido que en el aire.

[0042] En particular incluye el procedimiento las etapas

[0043] i. durante el secado, vigilancia continua de la concentración de carbonatos orgánicos en la atmósfera del equipo de secado y

[0044] ii. finalización del secado sólo cuando se quede por debajo de un límite inferior de explosión.

[0045] El límite inferior de explosión es la concentración en componentes orgánicos para la cual rige que tras llenar un recipiente con material triturado en el aire a 23 ºC bajo 1013 hPa y 80 % de humedad del aire, un encendido no origina explosión alguna, pero sí una mayor concentración. Si aún no se está por debajo de este límite de explosión, prosigue el secado.

[0047] La concentración en gas inerte se ajusta con preferencia en al menos 90 % en peso, en particular al menos 95 % en peso, con preferencia al menos 97 % en peso. La medición de la concentración se realiza por ejemplo espectroscópicamente.

[0049] Alternativa o adicionalmente se capta un parámetro de progreso, que describe el progreso del secado y el secado finaliza cuando el parámetro de progreso alcanza un valor de umbral predeterminado del parámetro de progreso. Al comienzo del secado el parámetro de progreso es pequeño y crece al avanzar el secado. Un equivalente a ello es el caso de que el parámetro de progreso sea grande al comienzo del secado y descienda al progresar el secado.

[0050] Por ejemplo el parámetro de progreso es la concentración en electrolitos gaseosos en el gas aspirado. Es posible, pero no necesario, que para ello se mida directamente la concentración en electrolitos gaseosos, en particular carbonatos orgánicos, por ejemplo mediante espectroscopio, en particular espectroscopio de infrarrojos. Alternativa o adicionalmente es posible que el parámetro de progreso sea el flujo de condensado (medido por ejemplo en volumen, masa, peso o cantidad de material por unidad de tiempo) en componentes del gas condensados en un condensador eventualmente existente. Alternativamente a su vez, el parámetro de progreso es la presión en el recipiente de secado o el flujo de gas procedente del recipiente de secado. Para una potencia constante de la bomba, depende la presión con una buena aproximación sólo del progreso del secado y de la temperatura del material triturado. Cuando el electrolito se ha vaporizado en gran medida, desciende la presión. Además desciende el flujo de gas.

[0052] Directamente se reprocesa el material triturado tras el secado. En particular no se introduce el material triturado tras el secado en un recipiente de transporte. Según la invención se transporta el material triturado tras el secado mediante un transportador de transporte continuo o discontinuo para el procesamiento posterior por ejemplo a un equipo separador. En particular el transportador está unido de manera estanca el polvo con el secador. Ejemplos de transportadores de transporte continuo son transportadores de cadena tubular estancos al polvo, con preferencia con dos correderas de salida regulables, cintas transportadoras, tolvas de transporte, tornillos sin fin de transporte, transportadores de cangilones o transportadores semicontinuos.

[0054] Se prefiere un procedimiento en el que el secado del material triturado finalice sólo cuando tras finalizar el secado no pueda formarse ya ninguna mezcla de gases inflamable o explosiva sobre el material triturado que se ha cargado y/o cuando el material triturado está tan seco que en el recipiente de transporte o durante el reprocesamiento puede resultar una mezcla de gases inflamable o explosiva. Bajo la característica de que el secado finaliza cuando tras finalizar el secado no puede formarse ninguna mezcla de gases inflamable o explosiva sobre el material triturado que se ha cargado, se entiende en particular que en un recipiente de transporte en forma de un recipiente de 50 litros, que se ha llenado hasta la mitad (referido a su volumen) con el material triturado, no se forma ninguna mezcla de gases inflamable en el plazo de una semana a 50 ºC y 1013 hPa. En ensayos previos se averigua si el criterio se cumple. Si se forma una mezcla de gases inflamable, debe alargarse el secado y/o realizarse a una presión inferior. Los ensayos previos se repiten hasta que se ha determinado una duración del secado y/o una presión de secado en la que se cumple la característica en un conjunto de pruebas de tres recipientes de transporte para los tres recipientes de transporte.

[0055] El material triturado se sigue secando hasta que el contenido en electrolito en el material triturado es tan pequeño que es imposible una reacción electroquímica. En otras palabras el contenido en electrolito es inferior a un valor de umbral, habiéndose elegido el valor de umbral tal que la tensión de la celda cuando se queda por debajo de dicho valor de umbral ha descendido a como máximo la cuarta parte. Este valor de umbral se determina por ejemplo determinando la tensión de la celda de una batería en función del contenido en electrolito. Poco antes de alcanzar el valor de umbral cae bruscamente la tensión de la celda, es decir, que la misma desciende en al menos un 75 %. Cuando se queda por debajo del valor de umbral, contiene la batería tan poco electrolito que en buena aproximación ya no es posible ninguna reacción electroquímica.

[0056] Con preferencia se seca el material triturado hasta que una cantidad de 50 kilogramos de material triturado contenido compactado en un recipiente de 50 litros, muestra una formación de calor tan pequeña o bien ninguna tal que una fuga térmica, es decir, una reacción en cadena inducida térmicamente, queda excluida para al menos los próximos dos meses y tal que una eventual formación de gas además es tan pequeña que transcurridas dos semanas no resulta ninguna sobrepresión cuando al comienzo reina una depresión de 500 hPa.

[0057] Es favorable que el material triturado se seque hasta que el contenido del electrolito en componentes orgánicos que son volátiles a 50 ºC es de como máximo 3 % en peso, como máximo en particular 2 % en peso, con especial preferencia como máximo 1,5 % en peso.

[0058] Con preferencia se realiza el secado hasta que el contenido acumulado en carbonatos orgánicos de los electrolitos, los cuales son volátiles a 80 °C, es inferior al 3 %, en volumen en la atmósfera situada sobre el material triturado. En particular se continúa realizando el secado hasta que el contenido en dimetilester de ácido carbónico sea inferior al 4 % en volumen, en particular al 3 % en volumen y/o el contenido en ciclohexilbenzol sea inferior al 1 % en volumen, en particular al 0,5 % en volumen.

[0059] Según una forma de realización preferida, se mueve el producto triturado en el equipo de secado, en particular al extraerlo del equipo de secado, mediante un mecanismo agitador. El mecanismo agitador puede ser la unidad de trituración, pero ello no es necesario. El mecanismo agitador sirve en particular para impedir obstrucciones y/o para la absorción de energía térmica en el material triturado y/o la separación de láminas apiladas, con lo cual no se obstaculiza estéricamente la vaporización del electrolito. Además provoca la absorción de energía mecánica un desprendimiento al menos parcial del recubrimiento respecto a las láminas colectoras de corriente. De esta manera se forma una superficie adicional libre de los fragmentos de recubrimiento, que favorece el secado y la subsiguiente separación entre recubrimiento y láminas. Con preferencia tiene el mecanismo agitador una potencia de al menos 1 kW por m<3>de volumen de secador. Es favorable que el mecanismo agitador tenga al menos una lámina agitadora, que está dispuesta tal que mueve el material triturado hacia arriba.

[0060] Con preferencia se aporta mediante el mecanismo agitador más del 35 %, en particular al menos un 50 % de un calor de vaporización necesario para secar en material triturado. En otras palabras, en el caso ideal no es necesario un calentador adicional para calentar el material triturado. Si existe un tal calentador, su potencia es con preferencia inferior a la potencia del mecanismo agitador. La aportación de energía al material triturado mediante el mecanismo agitador tiene la ventaja de que se produce una separación por ejemplo de recubrimiento y lámina de sustrato y otros componentes de la batería.

[0061] El mecanismo agitador tiene con preferencia una potencia de al menos 1 kW por cada metro cúbico de volumen del equipo de secado.

[0062] Con preferencia tiene el equipo de secado un calentador, que obtiene el calor de la evacuación de calor de la al menos una bomba de vacío y/o del condensador. Mediante la condensación del electrolito en el condensador aparece calor de condensación. En el condensador puede reinar por lo tanto una temperatura de al menos 60 ºC. El calor se transmite por ejemplo mediante un fluido transmisor del calor, en particular un gas o un líquido. Por ejemplo se utiliza el fluido transmisor del calor para calentar una pared exterior del equipo de secado.

[0063] La trituración y el secado se realizan en un sólo recipiente, en particular el equipo de trituración. En otras palabras, se realizan la trituración y el secado bajo depresión simultáneamente en un recipiente. Al respecto es ventajoso que la energía mecánica que se aporta para la trituración y que se transforma en energía térmica, se tome al vaporizar el electrolito y así se evacúe. Así por un lado se impide un calentamiento excesivo del material triturado y por otro lado puede prescindirse de un calentador para el secado.

[0064] Es favorable que el vacío de una presión absoluta de como máximo 300 hPa se genere mediante un eyector. Los eyectores son, en particular, cuando se elige adecuadamente el medio eyectado, en gran medida insensibles frente a gases agresivos a bombear. Es favorable que el medio eyectado, que es un líquido, tenga un valor de pH de al menos 8, en particular de al menos 9, por ejemplo de al menos 12. En este caso pueden descomponerse componentes no deseados del gas que se evacúa por bombeo o bien reaccionar para formar sustancias menos nocivas. Así puede descomponerse por ejemplo el dimetilester de ácido carbónico y/o etil metil ester de ácido carbónico mediante una reacción de saponificación. Un posible fluoruro de hidrógeno contenido en el medio eyectado puede transformarse en el medio básico en una reacción ácido-base para formar una sal inocua.

[0065] Con preferencia contiene el medio eyectado una sustancia que precipita el flúor. Por ejemplo puede contener el medio eyectado carbonato de sodio, carbonato potásico o carbonato de calcio. Las sales que se forman en la reacción con un compuesto fluorado, en particular fluoruro de hidrógeno, se separan con preferencia en particular por filtrado o sedimentación. De esta manera se evita, al menos en gran medida, que el fluoruro de hidrógeno u otros compuestos fluorados venenosos puedan enviarse al entorno.

[0066] Con preferencia se realiza el secado a una temperatura de como máximo 80 ºC. En este caso apenas se forma fluoruro de hidrógeno. Esto aumenta la vida útil de la instalación de procesamiento de baterías y reduce el peligro para el medio ambiente.

[0067] Según una forma de realización preferida, incluye el procedimiento las etapas de condensación de partes integrantes del electrolito mediante enfriamiento y/o aumento de la presión, con lo cual se forma un condensado del electrolito. Por ejemplo se realiza la condensación en un lugar que en cuanto al flujo de gas se encuentra entre el secador y la bomba de vacío. Los gases procedentes del secador deben por lo tanto en este caso atravesar primeramente un condensador antes de llegar a la bomba de vacío. Esto da lugar a que el electrolito en forma gaseosa que se encuentra en el gas que se forma al secar, se separe al menos en una parte predominante en el condensador antes de que el gas restante llegue a la bomba. Así puede recuperarse electrolito. Además se reduce el flujo de gas a través de la bomba de vacío, lo cual alarga su vida útil y reduce su consumo de energía.

[0068] Según una forma de realización preferida, incluye el procedimiento alternativamente la etapa de la purificación del gas mediante absorción de los componentes orgánicos volátiles en un filtro de carbón activo antes o después de la unidad de compresor.

[0069] Con preferencia incluye el procedimiento correspondiente a la invención alternativa o adicionalmente la etapa de una purificación del gas que se forma en el secado, antes de que el mismo llegue a la bomba de vacío. Esto puede realizarse por ejemplo también atravesando el gas un filtro de carbón activo y/o un filtro que contiene sustancias que reaccionan con el fluoruro de hidrógeno, por ejemplo una sal de calcio como carbonato cálcico o una sal de potasio como carbonato potásico.

[0070] Con preferencia se realiza un secado de alta temperatura, en el que el aglutinante se descompone, de forma tal que los gases de descomposición que resultan no se mezclan con los gases que resultan en el secado de baja temperatura. Es posible realizar el secado de alta temperatura y el secado de baja temperatura a presiones diferentes. Por ejemplo puede realizarse el secado de alta temperatura a la presión normal.

[0071] Bajo el material activo se entiende la sustancia que durante el funcionamiento de las baterías reacciona electroquímicamente. Bajo el sustrato para el material activo se entiende en particular una lámina de sustrato sobre la que se ha aplicado el material activo en forma de partículas. Por ejemplo puede ser la lámina de sustrato una lámina de aluminio o una aleación de aluminio. El aglutinante es la sustancia que une el material activo con el sustrato, por ejemplo contiene el aglutinante fluoruro de polivinilideno.

[0072] Es favorable que al triturar las baterías se añada nitrógeno líquido. Esto enfría la máquina trituradora y el material triturado y desplaza además oxígeno y vapor de agua de la atmósfera.

[0073] Es favorable que la trituración se realice en el punto de rocío de - 40 ºC y/o a una presión parcial de hidrógeno de como máximo 40 hPa, en particular como máximo de 15 hPa.

[0074] Según una forma de realización preferida, incluye el procedimiento las etapas de una separación de partes duras y/o una separación de material activo del sustrato, en particular mediante una segunda etapa de trituración y/o clasificación por chorro de aire, con lo cual resulta una fracción de material activo y una fracción de sustrato y un embalaje separado de la fracción de material activo y la fracción de sustrato en los correspondientes embalajes de transporte. Es favorable que estos embalajes de transporte estén realizados estancos al aire. Mediante la separación entre fracción de material activo y fracción de sustrato es posible un transporte por lo general sin necesidad de autorizaciones. Otra ventaja adicional es que tales fracciones separadas sólo significan un peligro menor.

[0075] La extracción del material triturado del recipiente de transporte se realiza con preferencia bajo vacío y/o bajo gas protector.

[0076] Es posible, pero no es necesario que el material triturado se introduzca en el recipiente de transporte bajo vacío. Es favorable que el recipiente de transporte sea un recipiente al vacío, en particular un recipiente al vacío evacuado, con lo cual en el recipiente de transporte reina tras cerrarlo una depresión o vacío. Alternativamente puede llenarse el recipiente de transporte con un gas inerte.

[0077] Según una forma de realización preferida, se ejecuta el procedimiento de forma tal que se quede por debajo de una presión de 100 hPa durante al menos un minuto.

[0078] En una instalación de procesamiento de baterías están dispuestos la unidad de separación y el equipo de secado en un contenedor estándar común. Esto tiene la ventaja de que la instalación de procesamiento de baterías puede transportarse con especial facilidad.

[0079] El equipo de secado está diseñado para secar el material triturado durante un tiempo hasta que un contenido en electrolito sea tan pequeño que resulte imposible una reacción electroquímica. Cuando funciona el equipo de secado en funcionamiento de carga, lo cual es una forma de realización posible, se realiza el secado por ejemplo durante un periodo de tiempo predeterminado. Alternativa o adicionalmente se mide continuamente el contenido en sustancias orgánicas como por ejemplo en carbonatos orgánicos, en la atmósfera en el equipo de secado y finaliza el secado cuando la concentración quede por debajo de un umbral predeterminado.

[0080] Según una forma de realización preferida, incluye la instalación de procesamiento de baterías, en particular la instalación de vacío, un condensador, que está diseñado para condensar componentes orgánicos de la atmósfera en el secador, en particular carbonatos orgánicos, por ejemplo carbonato de dimetilo, carbonato de etilmetilo y/o carbonato de etileno. El condensador puede también denominarse equipo de condensación o licuador. Con preferencia está dispuesto el condensador, en la dirección del flujo del material, detrás de una bomba de vacío, mediante la cual se evacúa el secador. Es favorable que el condensador esté enfriado, con preferencia hasta una temperatura de como máximo 90 ºC, con preferencia como máximo de 80 ºC, en particular como máximo de 70 ºC. Para mantener reducido el coste de la refrigeración, se enfría el condensador, siempre que se enfríe, hasta una temperatura de al menos -10 ºC, en particular de al menos 10 ºC.

[0081] Es favorable que el equipo de secado disponga de un mecanismo agitador, por ejemplo un agitador de ancla o un agitador de varilla, cuyas barras agitadoras pueden estar montadas transversalmente respecto a un eje del agitador. Alternativa o adicionalmente es el mecanismo agitador un mecanismo agitador externo, que mueve el secador como un conjunto.

[0082] La instalación de procesamiento de baterías tiene una instalación de vacío, que está conectada con el equipo de secado para generar un vacío en el equipo de secado. Es especialmente favorable que también la instalación de vacío esté dispuesta en el contenedor estándar. El contenedor estándar es con preferencia un contenedor según la norma ISO 668, con preferencia un contenedor de 40 pies o un contenedor de 20 pies.

[0083] Por ejemplo incluye la instalación de vacío un eyector, en el que se utiliza un medio eyector para generar la depresión.

[0084] La unidad de trituración está dispuesta en el equipo de secado. En otras palabras, existe en este caso un recipiente en el cual por un lado se trituran las baterías y por otro lado se seca el material triturado. Ambos procesos discurren simultáneamente y bajo el vacío. En este caso puede prescindirse de un mecanismo agitador.

[0085] Con preferencia incluye la instalación de procesamiento de baterías un dispositivo separador del metal duro y/o un dispositivo separador de la fracción ligera, un dispositivo que divide, en particular un dispositivo clasificador, para separar material activo del sustrato, en particular mediante una segunda etapa de trituración y/o clasificación por chorro de aire, con lo cual resultan una fracción de material activo y una fracción de sustrato y con preferencia un segundo equipo de llenado para llenar separadamente con la fracción de material activo y la fracción de sustrato. Es favorable que este equipo de llenado este diseñado para llenar bajo depresión y/o bajo gas inerte, pero con preferencia de manera estanca frente al polvo.

[0086] Bajo un equipo separador del metal duro se entiende en particular un equipo para separar fragmentos de componentes periféricos del sistema operativo, de la cubierta de las celdas de la batería y de los contactos eléctricos. Por ejemplo incluye el equipo separador del metal duro un equipo separador magnético y/o clasificador, en particular un clasificador de flujo transversal y/o un clasificador en zigzag. Bajo un equipo separador se entiende en particular un equipo para separar la lámina separadora.

[0087] El equipo separador de la fracción ligera incluye con preferencia un clasificador en zigzag y/o un separador de aire, siendo favorable que el aire se conduzca en el circuito. Esto reduce la exposición al polvo del entorno con polvo nocivo para la salud.

[0088] Con preferencia están dispuestos el segundo equipo de llenado y los equipos separadores en un contenedor estándar común, por ejemplo en el primer contenedor estándar antes descrito, o en un segundo contenedor estándar. Es favorable que el contenedor esté encapsulado de manera estanca al polvo.

[0089] Con preferencia incluye la instalación de procesamiento de baterías una compuerta entre la unidad de trituración y el equipo de inactivación, en particular el equipo de secado. Por ejemplo se trata de una compuerta de rueda celular o de una corredera plana. Mediante la compuerta se reduce la entrada de gas en el equipo de inactivación, en particular en el equipo de secado. La compuerta está diseñada con preferencia como compuerta dosificadora. Así puede evacuarse la unidad de inactivación durante el funcionamiento de la unidad trituradora.

[0090] Cuando se realizan la trituración y el secado en recipientes diferentes, tiene la instalación de procesamiento de baterías con preferencia un equipo de transporte estanco al polvo, en particular estanco al gas, que une entre sí el equipo triturador y el equipo de secado. Se considera que un equipo de transporte es estanco al polvo en particular cuando llegan del equipo de transporte al entorno como máximo un 5 % en peso de todas las partículas con un diámetro de al menos 0,1 micrómetros.

[0091] Para reducir el tiempo de secado entre el comienzo y la finalización del secado, es favorable que el equipo de secado contenga un calentador. El calentador puede ser un calentador conductivo o uno convectivo, que con preferencia aporta el calor de compresión de las bombas y el calor de condensación al secador.

[0092] Se ha comprobado que la calidad del electrolito recuperado es especialmente alta cuando el equipo de secado tiene al menos una bomba de vacío que funciona en seco, con preferencia exclusivamente bombas de vacío que funcionan en seco.

[0093] La potencia de la bomba de la instalación de vacío es , para 300 hPa, al menos cinco veces el volumen del espacio interior del equipo de secado por cada hora. De esta manera puede mantenerse corto el tiempo de secado. El tiempo de secado puede reducirse además cuando - tal como está previsto según una forma preferida de la invención - el equipo de secado tiene al menos dos bombas de vacío, que se diferencian en su flujo volumétrico a 400 hPa y una presión mínima que puede alcanzarse como máximo. Así tiene una de ambas bombas de vacío con preferencia una elevada potencia de flujo volumétrico (medida en litros por segundo a 400 hPa), pero una inferior presión mínima. La presión mínima que puede alcanzarse como máximo es la presión más pequeña que puede lograrse con la bomba. Al respecto es posible utilizar las bombas en su zona de trabajo óptima. Las primeras bombas en la dirección del flujo del material garantizan un elevado flujo volumétrico para bajas presiones, mientras que las bombas situadas a continuación comprimen flujos volumétricos más pequeños frente a la presión del entorno.

[0094] Por ejemplo tiene la instalación de vacío al menos una bomba de émbolo giratorio que corre en seco y/o al menos una bomba de vacío de tornillo que funciona en seco.

[0095] La unidad de trituración tiene con preferencia un tamiz en el fondo para limitar el tamaño máximo del material triturado. Esto facilita el reprocesamiento del material triturado y reduce el peligro de un calentamiento posterior con autoencendido del material triturado debido a cortocircuitos de fragmentos de batería. Con preferencia tiene el tamiz del fondo una amplitud de malla de como máximo 35 mm.

[0096] Para aportar gas inerte al equipo de secado tiene el mismo con preferencia una válvula de admisión, que está conectada con un equipo de suministro de gas inerte para aportar gas inerte a un espacio interior del equipo de secado. En particular se aporta gas inerte licuado , es decir, gaseoso a 22 ºC y 1,013 hPa, con una temperatura de como máximo - 30 ºC. Para el mismo fin tiene el equipo de trituración alternativa o adicionalmente una válvula de entrada, que está conectada con un equipo de suministro de gas inerte para aportar gas inerte a un espacio interior del equipo de trituración. El equipo de suministro de gas inerte está realizado con preferencia para aportar gas inerte licuado.

[0097] Para medir una concentración de oxígeno, en particular para determinar si se ha sobrepasado un límite de explosión, tiene la unidad de trituración un dispositivo de detección de oxígeno, para detectar una concentración de oxígeno en la unidad de trituración.

[0098] La instalación de procesamiento de baterías puede tener un equipo de combustión para la combustión térmica y catalítica de componentes gaseosos del electrolito. El mismo está dispuesto con preferencia en la dirección del flujo del material detrás del condensador y/o delante de una abertura para el gas de escape. Así no se sueltan componentes del electrolito a través de la abertura para el gas de escape al entorno.

[0099] Con preferencia tiene la instalación de procesamiento de baterías un dispositivo de eliminación de partículas para eliminar partículas del flujo de gas extraído del equipo de secado. El dispositivo de eliminación de partículas puede incluir por ejemplo un ciclón y/o un filtro y/o carbón activo.

[0100] Con preferencia se aspiran los gases que se forman en el secado y/o se ejecuta el movimiento mediante el mecanismo agitador de forma tal que se aspira al menos un 50 % en peso del material de recubrimiento del material triturado.

[0101] Según una forma de realización preferida, tiene la instalación de procesamiento de baterías un condensador para condensar electrolito gaseoso aspirado desde el secador, estando dispuesto en la dirección del flujo de material entre el equipo de secado y el condensador y/o la al menos una bomba un separador de partículas.

[0102] Con preferencia tiene la instalación de procesamiento de baterías un equipo de transporte estanco al gas y/o estanco al polvo, que conecta entre sí el equipo de trituración y el equipo de secado.

[0103] Con preferencia tiene la instalación de procesamiento de baterías una compuerta, dispuesta antes de la unidad de trituración para aportar las baterías y/o un separador de partículas, dispuesto en la dirección del flujo de material entre el equipo de secado y el condensador.

[0104] Con preferencia incluye el equipo de secado un calentador, que obtiene el calor con preferencia a partir de la evacuación del calor de las bombas de vacío y/o del condensador.

[0105] A continuación se describirá la invención más en detalle en base a los dibujos adjuntos. Al respecto muestra figura 1 un diagrama secuencial de un procedimiento correspondiente a la invención,

[0106] figura 2 una sección transversal a través de una instalación de procesamiento de baterías correspondiente a la invención y

[0107] figura 3 una sección transversal a través de otros componentes opcionales de una instalación de procesamiento de baterías correspondiente a la invención,

[0108] figura 4 muestra un diagrama secuencial de un procedimiento correspondiente a la invención según una segunda forma de realización.

[0109] La figura 1 muestra un diagrama secuencial de un procedimiento correspondiente a la invención. Primeramente se descargan en una unidad de descarga 12 baterías 10.1,10.2, ..., en particular sistemas de baterías compuestos por varios módulos de baterías o pilas de baterías, que a su vez están compuestos por varias celdas de batería. A continuación sigue en una estación de desmontaje 14 el desmontaje de las baterías 10, cuando ello es necesario, porque los sistemas de baterías por el contrario por razones geométricas o gravimétricas no pueden introducirse en la unidad de trituración. Para ello se abren los sistemas de baterías y se desmontan en tal medida que los módulos/pilas se retiran individualmente. Dado el caso pueden separarse también las celdas de la electrónica de control. Las subunidades que resultan (módulos/pilas) y/o las celdas 16.1, 16.2, se conducen a una unidad de trituración 18, que por ejemplo incluye una cuchilla de rotor con un rotor y un triturador con estatores o con varios rotores, o bien un molino de corte con un rotor y varios rotores.

[0110] La unidad de trituración 18 tritura las baterías 10 bajo gas protector 20, que por ejemplo se toma de una botella de gas protector. Alternativa o adicionalmente puede introducirse dosificadamente nitrógeno líquido procedente de una fuente de nitrógeno líquido 19. El gas protector puede ser por ejemplo nitrógeno, un gas noble, dióxido de carbono, gas hilarante u otro, con preferencia un gas no venenoso.

[0111] Al realizar la trituración resulta material triturado 24, que se aporta a un equipo de inactivación en forma de un equipo de secado 26. Entre la unidad de trituración 18 y el equipo de secado 26 está dispuesta una compuerta 28, que es estanca en tal medida que el equipo de presión 26 en una buena aproximación está separado de manera estanca al gas de la unidad de trituración 18.

[0112] El equipo de secado 26 está conectado con una instalación de vacío 29, que tiene una bomba de vacío 30 y que genera un vacío. En el equipo de secado 26 reina una presión p<26>de p<26>aprox 100 hPa, temporalmente inferior a 50 hPa. Señalemos que en el marco de la presente descripción se entiende bajo una bomba de vacío en particular de forma muy general un equipo que genera un vacío. Al respecto es posible y se prefiere, pero no es necesario, que la bomba de vacío funcione a la vez como compresor, con lo cual puede aportar gas bajo una presión superior a la presión del entorno.

[0113] En el caso mostrado en la figura 1, la bomba de vacío es un compresor, que aspira y comprime gas 31 que se encuentra en el equipo de secado 26. Alternativa o adicionalmente puede tener la instalación de vacío 29 un eyector, en el que un chorro en forma de un líquido se conduce a elevada velocidad a través de una tobera de Venturi. El chorro es alcalino y tiene un valor de pH de al menos pH 13 y es por ejemplo una solución de hidróxido potásico al 10 %.

[0114] La instalación de vacío 29 incluye un equipo de purificación del gas 32, que está situado entre el equipo de secado 26 y la bomba de vacío 30 y que en el presente caso incluye un condensador 34 y/o un filtro de carbón activo 36. El condensador funciona a una temperatura de -10 ºC, con lo cual el ester dimetílico de ácido carbónico y el ester etilmetílico de ácido carbónico se condensan y se aportan a un recipiente de condensado 38. Además se congela un agua eventualmente existente. Una válvula de control 40 está diseñada para abrir cuando la presión p<26>es demasiado alta y para cerrar cuando el circuito de la bomba y el recipiente de secado deben desacoplarse. Con preferencia se mueve el material a secar durante el secado. Esto puede realizarse agitando mediante un mecanismo agitador 41, como un agitador de ancla o un agitador de varilla con barras montadas perpendicularmente al eje de agitación. Alternativamente mediante un recipiente de secado que se mueve. Mediante el secado del material triturado resulta material triturado 42 inactivado, que se aporta a un equipo de llenado 44. Allí se introduce el material triturado 42 desactivado bajo vacío y/o bajo gas protector en un recipiente de transporte 46. El recipiente de transporte 46 es con preferencia estanco al gas. Es posible, pero no necesario, que el recipiente de transporte 46 se llene antes de la evacuación con gas inerte, con lo cual el mismo se encuentra bajo presión normal. Alternativamente es posible también que el recipiente de transporte se cierre y transporte bajo vacío. Es posible que alternativamente al recipiente de transporte se elija una lámina soldada al vacío, por ejemplo una lámina compuesta de aluminio.

[0115] Mediante una tubería de enjuagado 48 se aporta a la unidad de trituración 18 gas protector 20 desde la bomba de vacío 30. Cuando la bomba de vacío 30 funciona, como en el presente caso, que representa una forma de realización preferida, adicionalmente como compresor, se puede aspirar el gas protector a una botella de gas a presión 50. Alternativa o adicionalmente puede emitirse el gas protector 20, dado el caso una vez purificado, al entorno.

[0116] La figura 2 muestra esquemáticamente una sección transversal a través de una instalación de procesamiento de baterías 52 correspondiente a la invención (véase la figura 1), que tiene un contenedor estándar 54, en el cual están dispuestos la unidad de trituración 18, el equipo de secado 26 y el equipo de llenado 44. Detrás de la unidad de trituración 18 está dispuesto un primer transportador 56 estanco al gas, que por ejemplo incluye un transportador de tornillo o un transportador de cadena tubular. El primer transportador 56 transporta el material triturado 24 al equipo de secado 26, que está conectado con el equipo generador de vacío, que no puede verse en la figura 2. En la dirección del flujo de material detrás del equipo de secado 26, está dispuesto un segundo transportador 58, que con preferencia igualmente está diseñado estanco al gas y que puede incluir un transportador de tornillo o un transportador de cadena tubular. El segundo transportador transporta el material triturado 42 inactivado al equipo de llenado 44.

[0117] La figura 3 muestra unidades opcionales existentes en la presente forma de realización de la instalación de procesamiento de baterías 52 correspondiente a la invención (véase la figura 1), que incluye un triturador de desmenuzamiento 64, así como un clasificador 62. El triturador de desmenuzamiento 60 contiene equipo de vaciado del recipiente de transporte 64, mediante el cual puede tomarse material triturado inactivado 42 del recipiente de transporte 46. El triturador de desmenuzamiento 60 genera material desmenuzado 66, que se aporta al clasificador 62. El clasificador puede ser por ejemplo un clasificador en zigzag.

[0118] Con preferencia incluye la instalación de procesamiento de baterías 52 un triturador, que con preferencia se encuentra en el flujo de material antes del equipo clasificador 74 y que contiene una herramienta de trituración que corre con rapidez, siendo una velocidad periférica del rotor mayor de 1 m/s, con preferencia mayor de 10 m/s. Este triturador tritura el material que se tritura y lo somete a esfuerzos mecánicos de forma tal que el recubrimiento electroquímicamente activo se suelta del sustrato, al menos parcialmente. La existencia de un tal triturador es una característica general preferida de una instalación de procesamiento de baterías correspondiente a la invención. En el clasificador se forman una fracción ligera con lámina separadora y un material de recubrimiento fino y una fracción de material pesado con láminas de sustrato (de aluminio y de cobre) con recubrimiento más grande que se adhiere fácilmente. Ambas fracciones se aportan a respectivos tamices para su separación a continuación en recubrimiento y láminas separadoras o bien recubrimiento y laminas metálicas. Las fracciones que resultan se procesan a continuación separadamente.

[0119] El material desmenuzado 66 se aporta al clasificador 62 mediante un tercer transportador 68. Un cuarto transportador 70 conduce material clasificado 72, en particular el material de la fracción ligera y el material de la fracción pesada, que abandona el clasificador 62, a uno o a dos equipos clasificadores 74. El equipo clasificador 74 incluye con preferencia un clasificador de chorro de aire, que funciona a la vez como equipo separador en el caso de la fracción pesada para separar el material activo del sustrato. En el caso de la fracción ligera se separa el material activo del separador. Mediante la separación resulta una fracción de material activo 76 que se introduce en un receptáculo de transporte 78.

[0120] Se forma además una fracción de sustrato (material pesado) 80 y una fracción de separador (material ligero), que en la presente forma de realización se aporta con un quinto transportador 82 de una unidad de llenado 84, que introduce la fracción de sustrato 80 en un recipiente 86. La unidad de llenado 84 es junto con una segunda unidad de llenado 88 parte de un segundo equipo de llenado.

[0121] La figura 4 muestra un diagrama de flujo de una segunda instalación de procesamiento de baterías 52 correspondiente a la invención, que tiene dos equipos de secado 26.1, 26.2. Cada uno de los equipos de secado 26.1 ,26.2 tiene un respectivo mecanismo agitador 41.1, 41.2. En la dirección del flujo del material antes de la unidad de trituración 18 se encuentra una compuerta 27, que en el presente caso está diseñada como compuerta dosificadora y con la cual puede llenarse la unidad de trituración 18 sin que la atmósfera gaseosa del triturador se mezcle con aire del entorno. En la dirección de flujo del material detrás de la unidad de trituración 18 se encuentra una compuerta 28, que en el presente caso está diseñada como compuerta dosificadora y mediante la cual pueden cargarse individual o simultáneamente los equipos de secado 26.1, 26.2.

[0122] Cada uno de los mecanismos agitadores 41.1, 41.2 tiene una potencia de al menos 4 kW, en el presente caso 5 kW/m<3>de volumen de secador. La energía mecánica aportada se transmite al material triturado 24 contenido en el correspondiente equipo de secado 26.1, 26.2. Una parte de la energía mecánica origina la separación de partes integrantes del material triturado, por ejemplo una separación entre material de recubrimiento y lámina de sustrato. La parte predominante de la potencia mecánica se transforma no obstante en energía calorífica. Esta energía calorífica es absorbida por el electrolito que se vaporiza, que aún es parte integrante del material triturado 24. Los gases que se forman en los equipos de secado 26.i (i= 1, 2) se purifican primeramente de partículas arrastradas mediante un equipo de eliminación de partículas 90. Las partículas se recogen en un recipiente 92 o bien se reprocesan directamente. El equipo de eliminación de partículas 90 puede ser por ejemplo un filtro y/o un ciclón. En la dirección del flujo detrás del equipo de eliminación de partículas 90 está dispuesta una bomba de vacío 30. Es favorable que en la dirección del flujo del gas detrás de la bomba de vacío 30 o bien en paralelo a la misma, esté dispuesta al menos una segunda bomba de otra clase.

[0123] Detrás de la bomba de vacío 30 está dispuesto el condensador 34, en el cual reina una presión p<34>. La presión p<34>se corresponde esencialmente con la presión del entorno, es decir, que por ejemplo se desvía como máximo en 100 hPa de la presión del entorno. Puesto que la presión p<34>es bastante mayor que la presión p<26>en los equipos de secado 26.1, 26.2, se condensan en particular los esteres de ácido carbónico, en particular dimetilcarbonato, propilencarbonato, dietilcarbonato, carbonato de etileno y etilmetilcarbonato. El calor de condensación que resulta se evacúa mediante refrigeración. Al respecto es posible que el condensador se enfríe hasta una temperatura T<34>, que se diferencia en menos de 20 grados Kelvin de la temperatura del entorno Tumg. Esto tiene la ventaja de que el coste energético para el secado del material triturado 24 es relativamente bajo y a la vez puede recuperarse mucho electrolito.

[0124] En la dirección de flujo del material detrás del condensador 34, puede estar dispuesto un filtro de carbón activo 36, pero ello no es necesario. Es posible además que en la dirección del flujo detrás del condensador 34 esté dispuesto un equipo de oxidación 94, mediante el cual se oxidan catalítica o térmicamente los restos que quedan de material oxidable, en particular de componentes orgánicos del electrolito, con lo cual puede emitirse al entorno sin peligro el gas saliente del equipo de oxidación 94.

[0125] Es posible que la instalación de procesamiento de baterías 52 tenga un equipo de llenado 44, mediante el cual el material triturado 24 que se ha secado pueda introducirse en forma del material triturado inactivo 42 en un recipiente de transporte 46. Pero también es posible que la instalación de procesamiento de baterías 52 no disponga de un tal equipo de llenado 44.

[0126] Los equipos de secado 26.1, 26.2 (también es posible que la instalación de procesamiento de baterías disponga en esta forma de realización solamente de un equipo de secado 26) tienen cada uno una compuerta de salida 96.1, 96.2 en forma de una compuerta de dosificación y desvío. El material de trituración inactivo 42 se almacena transitoriamente por ejemplo en un silo 98 o bien directamente se aporta a un separador de material pesado 100. El separador de material pesado 100 está diseñado para separar material con una densidad de al menos 2,6 gramos por centímetro cúbico, en particular componentes de aluminio y/o de hierro.

[0127] A continuación se sigue triturando el material que queda en un triturador 102 y a continuación se clasifica en un clasificador 62 en material ligero 108 (separador y material de recubrimiento) y material pesado 110 (láminas de sustrato y material de recubrimiento). Ambas fracciones se clasifican 74.1, 74.2. Se forman láminas de aluminio y cobre recuperables en el recipiente 88.3, una fracción del separador en el recipiente 88.1, así como material de recubrimiento puro en los recipientes 88.4 y 88.2, que debido a su gran pureza puede reelaborarse a continuación en etapas de proceso metalúrgicas.

[0128] Lista de referencias

[0129] 10 batería

[0130] 12 unidad de descarga

[0131] 14 estación de desmontaje

[0132] 16 celda

[0133] 18 unidad de trituración

[0134] 19 fuente de nitrógeno líquido

[0135] 20 gas protector

[0136] 22 botella de gas protector

[0137] 24 material triturado

[0138] 26 equipo de secado

[0139] 27 compuerta antes del triturador

[0140] 28 compuerta

[0141] 29 instalación de vacío

[0142] 30 bomba de vacío

[0143] 31 gas

[0144] 32 equipo purificador del gas

[0145] 34 condensador

[0146] 36 filtro de carbón activo

[0147] 38 recipiente del condensado

[0148] 40 válvula de control

[0149] 41 mecanismo agitador

[0150] 42 material triturado inactivo

[0151] 44 equipo de llenado

[0152] 46 recipiente de transporte

[0153] 48 tubería de enjuagado

[0154] 50 botella de gas a presión

[0155] 52 instalación de procesamiento de baterías

[0156] 54 contenedor estándar

[0157] 56 primer transportador

[0158] 58 segundo transportador

[0159] 60 triturador de desmenuzamiento

[0160] 62 clasificador

[0161] 64 dispositivo de vaciado del recipiente de transporte

[0162] 66 material desmenuzado

[0163] 68 tercer transportador

[0164] 70 cuarto transportador

[0165] 72 material clasificado

[0166] 74 equipo clasificador

[0167] 76 fracción de material activo

[0168] 78 contenedor de transporte

[0169] 80 fracción de sustrato

[0170] 82 quinto transportador

[0171] 84 unidad de llenado

[0172] 86 recipiente

[0173] 88 otra unidad de llenado

[0174] 90 equipo de eliminación de partículas

[0175] 92 recipiente

[0176] 94 equipo de oxidación

[0177] 96 compuerta de salida

[0178] 98 silo

[0179] 100 separador de material pesado

[0180] 102 triturador

[0181] 108 material ligero

[0182] 110 material pesado

[0183] p presión

Claims (15)

1. REIVINDICACIONES

1. Procedimiento para tratar baterías de litio (10) usadas, con las etapas:

(a) Trituración de las baterías (10), con lo cual se obtiene material triturado (24) y

(b) inactivación del material triturado (24) mediante secado, con lo cual se obtiene un material triturado inactivado (42),

(c) realizándose el secado a una presión de como máximo 300 hPa y como máximo 80 ºC y secándose el material triturado (24) hasta que no se forma ninguna fase gaseosa inflamable o explosiva sobre el material triturado.

(d) aplicándose al equipo de trituración, en el que se trituran las baterías, un vacío con una presión de como máximo 300 hPa,

(e) no añadiéndose ningún material adicional para la inactivación y

(f) no introduciéndose el material triturado inactivado (42) tras el secado en un recipiente de transporte y/o reprocesándose directamente.

2. Procedimiento según la reivindicación 1,

caracterizado porqueal realizar e secado se impide la formación de fluoruro de hidrógeno.

3. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes,

caracterizado porla etapa: Condensación de los gases que se forman al realizar el secado a la presión del entorno y/o a una temperatura superior a 0 ºC y como máximo de 50 ºC.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes,

caracterizado porqueel material triturado (42), tras el secado, se transporta mediante un transportador que realiza el transporte continua o discontinuamente a un equipo separador.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes,

caracterizado porqueen el material triturado (42) se separa material activo del sustrato mediante un equipo separador, con lo cual se forman una fracción de material activo y una fracción de sustrato.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes,

caracterizado porque

- el secado se realiza durante al menos un 50% del tiempo de secado a una presión de como máximo 30 hPa y/o

- una presión mínima durante el secado es como máximo de 50 hPa.

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes,

caracterizado porque

- los gases que se forman durante el secado se aspiran y/o

- el movimiento se realiza mediante el mecanismo agitador de forma tal que se aspira al menos un 50 % en peso del material de recubrimiento del material triturado (42).

8. Instalación de procesamiento de baterías para tratar baterías de litio (10) usadas con:

(a) una unidad de trituración (18) para triturar las baterías (10), con lo cual se obtiene material triturado (24) y (b) un equipo de inactivación para inactivar el material triturado (24),

caracterizado porque

(c) la instalación de procesamiento de baterías está diseñada para inactivar el material triturado (24) mediante secado,

(d) una instalación de vacío está conectada con el equipo de secado (26) para generar un vacío en el equipo de secado (26) de al menos 300 hPa y está diseñada para secar el material triturado (24) hasta que un contenido en electrolito del material triturado (24) es tan bajo que no se forma ninguna fase de gas inflamable o explosiva sobre el material triturado,

(e) el equipo de secado (26) está diseñado para secar a una temperatura de como máximo 80 ºC y

(f) la unidad de trituración (18) está dispuesta en el equipo de secado.

9. Instalación de procesamiento de baterías según la reivindicación 8,

caracterizada porun condensador para condensar electrolito gaseoso aspirado del secador,

estando dispuesto un separador de partículas en la dirección del flujo de material entre el equipo de secado y el condensador y/o la al menos una bomba.

10. Instalación de procesamiento de baterías según una de las reivindicaciones 8 a 9,

caracterizada porquela misma está diseñada para inactivar el material triturado (42) sin añadir material adicional.

11. Instalación de procesamiento de baterías según una de las reivindicaciones 8 a 10,

caracterizada por

- una compuerta, dispuesta delante de la unidad de trituración (18) para aportar las baterías (10) y/o - un separador de partículas, dispuesto en la dirección del flujo del material entre el equipo de secado (26) y el condensador.

12. Instalación de procesamiento de baterías según una de las reivindicaciones 8 a 11,

caracterizada porqueel equipo de secado incluye un calentador, que obtiene el calor con preferencia de la evacuación de calor de las bombas de vacío y/o del condensador.

13. Instalación de procesamiento de baterías según una de las reivindicaciones 8 a 12,

caracterizada porqueel equipo de secado tiene al menos una bomba de vacío que funciona en seco.

14. Instalación de procesamiento de baterías según la reivindicación 13,

caracterizada porqueel equipo de secado tiene dos bombas de vacío , que se diferencian en su flujo volumétrico a 400 hPa y en su presión mínima que puede alcanzarse como máximo.

15. Instalación de procesamiento de baterías según una de las reivindicaciones 8 a 14,

caracterizada porquela unidad de trituración tiene un tamiz del fondo para limitar el tamaño máximo del material triturado.