Riciclo delle batterie esauste: studio e analisi del processo di precipitazione dell'idrossido di Cobalto = Recycling of spent batteries: study and analysis of the Cobalt hydroxide precipitation process

Negli ultimi decenni, l’interesse nelle batterie a ioni litio è cresciuto in maniera esponenziale a causa delle innumeroveli applicazioni nelle quali possono essere impiegate. Le eccezionali proprietà di tali batterie, come alta densità energetica, stabilità termica e ottima sicurezza, unite alla volontà di intraprendere la strada della transizione energetica, hanno portato ad un vertiginoso aumento della domanda a livello globale. Tuttavia, questo incremento dell’utilizzo delle batterie comporta diverse problematiche che devono essere prese in considerazione. Tra le principali criticità, alcune delle più significative sono la scarsa disponibilità di materie prime e le considerevoli quantità di batterie esauste che sono previste nei prossimi anni. È noto, infatti, che i metalli impiegati come materiale attivo dei catodi, come il Cobalto, sono risorse limitate e oggetto di forti tensioni geopolitiche a livello internazionale. Per queste ragioni, è necessario sviluppare dei processi di riciclo delle batterie e di recupero selettivo dei metalli. Tra le diverse tipologie, uno dei metodi più utilizzati è il processo idrometallurgico, il quale prevede una serie di lavorazioni per trattare gli elettrodi e trasformarli in una polvere, definita “black mass”. Questa viene successivamente dissolta in una soluzione , dalla quale si otterrano gli idrossidi metallici attraverso un processo di precipitazione selettiva. In questo elaborato verrà trattato il recupero del Cobalto proveniente da una “black mass” di una batteria “LCO” sfruttando la precipitazione dell’idrossido di Cobalto in ambiente basico. Nella prima parte, verranno descritte le attuali tecnologie sfruttate per il processo di recupero, con un approfondimento sul processo idrometallurgico e sul ruolo dell’operazione di “leaching”. In secondo luogo, invece, verranno esaminati i diversi fenomeni che avvengono durante il processo e i meccanismi che si instaurano, specificando i diversi fattori che influenzano la cristallizzazione. Nella parte sperimentale, verrà presentata la metodologia adottata nell’esecuzione delle prove di laboratorio, descrivendone nel dettaglio la procedura e le condizioni operative. In conclusione, verranno confrontati, analizzati e presentati i risultati ottenuti.