Valutazione della Sostenibilità Tecnico-Economica e Ambientale dell'Industrializzazione delle Tecnologie di Recupero dei Materiali Critici per le Batterie a Ioni di Litio Esauste in Veicoli Elettrici = Techno-Economic and Environmental Sustainability Assessment of the Industrialization of Critical Material Recovery Technologies for Spent EV Lithium-Ion Batteries

Negli anni più recenti, con la crescente crescita dei veicoli elettrici (EV), la gestione dello smaltimento delle batterie a ioni di litio (LIB) è diventata una questione dal punto di vista ambientale ed economico. Queste batterie sono ricche di materiali critici, elementi che non solo sono disponibili in quantità limitata, ma che presentano anche delle barriere a causa di fattori geopolitici e ambientali. Il loro riciclaggio non è più solo un obiettivo ambientale, ma è diventato essenziale per garantire la sicurezza a lungo termine delle catene di approvvigionamento delle materie prime. Questa tesi si concentra sul recupero e il riutilizzo di queste batterie attraverso tecniche idrometallurgiche, combinando la ricerca di laboratorio con l'analisi di scalabilità industriale. La parte iniziale dello studio indaga le conseguenze ambientali dello smaltimento improprio delle batterie e offre un'analisi dettagliata della loro composizione interna, con particolare attenzione al trattamento della "black mass". Prosegue poi mettendo a confronto i due principali approcci di riciclaggio, la pirometallurgia e l'idrometallurgia, sottolineandone i rispettivi vantaggi e limiti, ed esplorando al contempo come i sistemi ibridi possano integrare entrambi. Vengono esaminate strategie innovative quali il pretrattamento a microonde, la lisciviazione con acidi organici e il recupero su base biologica. Le sezioni centrali della tesi delineano un flusso di lavoro idrometallurgico completo, che copre le fasi dalla lisciviazione alla separazione solido-liquido e all'essiccazione. Questa sequenza viene analizzata attraverso una lettura "industriale" del processo, supportata da dati sperimentali. Vengono evidenziati vari scenari di processo costruiti su una serie macchinari coerenti con il sistema studiato. Le loro prestazioni vengono misurate attraverso una serie di indicatori chiave di prestazione (KPI, Key Performance Indicator), che riflettono l'efficienza tecnica, i costi e l'impatto ambientale. Per determinare il percorso di processo più praticabile, viene effettuata una valutazione qualitativa multicriterio utilizzando il modello WSM. Questo strumento decisionale consente un confronto strutturato degli scenari per identificare la soluzione più equilibrata e scalabile. Lo scopo di questo documento è quello di offrire una soluzione pratica all'industrializzazione del riciclaggio sostenibile delle batterie agli ioni di litio, allineando la fattibilità tecnica ai principi dell'economia circolare.