Universidade Fernando Pessoa FCT Jorge Miguel Pereira n

Universidade Fernando Pessoa FCT Jorge Miguel Pereira n. º 6034 4º Ano – Resíduos Sólidos Engenharia do Ambiente Reciclagem de baterias Universidade Fernando Pessoa Resíduos Sólidos

Objectivo: o Este trabalho consiste numa breve apresentação da constituição das baterias com o intuito de explicitar como proceder à sua reciclagem. Reciclagem de baterias Universidade Fernando Pessoa Resíduos Sólidos 2

Caracterização das baterias o Uma bateria permite acumular energia, conservá-la e restitui-la mais tarde. Assim, uma bateria representa uma fonte autónoma de electricidade. o Existem duas categorias principais de baterias: n Baterias primárias; n Baterias secundárias. Reciclagem de baterias Universidade Fernando Pessoa Resíduos Sólidos 3

Baterias Primárias o As baterias primárias são aquelas que produzem electricidade sem necessidade de serem carregadas por uma outra fonte de alimentação externa. Produzem a sua energia a partir de uma reacção electroquímica, geralmente irreversível, o que as inutiliza. As combinações usadas nas baterias primárias são: alcalina, carbono-zinco ou cloro-zinco, lítio, óxido de prata, zinco-ar ou mercúrio. Reciclagem de baterias Universidade Fernando Pessoa Resíduos Sólidos 4

Baterias Secundárias o As baterias secundárias são aquelas que necessitam de ser carregadas por uma fonte de alimentação externa antes de produzir electricidade; o Uma bateria secundária pode ser carregada e descarregada várias vezes, podendo armazenar muito mais energia do que uma bateria primária; o São possíveis várias combinações químicas, pertencentes à família do “chumbo-ácido”. As baterias chumbo-ácido representam cerca de 60% das baterias vendidas em todo o mundo e apresentam a grande vantagem de ser facilmente recicladas. Reciclagem de baterias Universidade Fernando Pessoa Resíduos Sólidos 5

Tipos de Baterias o Baterias chumbo-ácido abertas: representam a forma mais comum das baterias chumbo ácido. A desvantagem reside no facto de ser necessário o enchimento com água em intervalos regulares. o Baterias chumbo-ácido estanques: permitem a recombinação dos gases produzidos durante o seu funcionamento reduzindo, assim, as perdas de água. Estas baterias duram muito tempo e têm elevadas capacidades. Reciclagem de baterias Universidade Fernando Pessoa Resíduos Sólidos 6

Tipos de Baterias (cont. ) o Baterias de níquel-cádmio: funcionam com temperaturas muito baixas e recarregam-se sobre correntes muito fortes reduzindo, desta forma, o tempo de recarga. São robustas e apropriadas para ambientes hostis. o Baterias de lítio: são leves, fornecem muita energia e duram muito tempo, normalmente mais de 10 anos. Uma outra grande vantagem consiste no facto de poderem funcionar numa grande gama de temperaturas entre -40ºC e +80ºC. Reciclagem de baterias Universidade Fernando Pessoa Resíduos Sólidos 7

Comparação das especificidades de alguns tipos de baterias Energia específica (Wh/kg) Energia e densidade (Wh/kg) Potência especifica (W/kg) Ciclo de vida Tempo de recarregamento (Horas) Rendimento energético (%) Matérias recicláveis (%) Chumboácido actual 33 30 130 400 8 até 17 65 97 Perspectivas para as Chumboácido 42 93 (Wh/L) 240 800 <5 - 100 Níquel. Cádmio 57 56 2000 8 65 99 Níquel. Ferro 55 50 100 2000 4 até 8 60 99 (fonte: www. ceeeta. pt/downloads/pdf/Armazenamento. pdf) Reciclagem de baterias Universidade Fernando Pessoa Resíduos Sólidos 8

Sendo: o Energia específica, em Wh, o total de energia que a bateria pode fornecer por unidade de massa, para uma determinada taxa de descarga. o Densidade energética, em Wh, o total de energia que a bateria pode fornecer por unidade de volume para uma determinada taxa de descarga. o Ciclo de vida o número de vezes que a bateria pode estar descarregada e carregada durante a sua vida útil. Quando a bateria não consegue apresentar uma carga superior a 80% da carga nominal, considera-se o seu ciclo de vida terminado. Reciclagem de baterias Universidade Fernando Pessoa Resíduos Sólidos 9

Metais pesados contidos nas baterias o Mercúrio o Cádmio o Chumbo o Lítio o Níquel o Zinco o Cobalto e compostos o Bióxido de Manganês Reciclagem de baterias Universidade Fernando Pessoa Resíduos Sólidos 10

Efeitos dos metais pesados (fonte: www. reciclarepreciso. hpg. ig. com. br/pilhasbaterias. htm) o Mercúrio: Distúrbios renais e neurológicos (irritabilidade, timidez e problemas de memória), mutações genéticas, e alterações no metabolismo e deficiências nos órgãos sensoriais (tremores, distorções da visão e da audição). o Cádmio: Agente cancerígeno, teratogénico e pode causar danos ao sistema nervoso. Acumula-se, principalmente, nos rins, fígado e nos ossos; provoca dores reumáticas e miálgicas, distúrbios metabólicos que levam à osteoporose, disfunção renal e cancro. o Chumbo: Gera perda de memória, dor de cabeça, irritabilidade, tremores musculares, lentidão de raciocínio, alucinação, anemia, depressão, insónia, paralisia, salivação, náuseas, vómitos, cólicas, atrofia e perturbações visuais, e hiperactividade. Reciclagem de baterias Universidade Fernando Pessoa Resíduos Sólidos 11

Efeitos dos metais pesados (cont. ) o Lítio: afecta o sistema nervoso central, tendo como consequência o o a turvação da visão, ruídos nos ouvidos, vertigens, debilidade e tremores; Níquel: provoca dermatites, distúrbios respiratórios, gengivites, sabor metálico, efeitos carcinogénicos, cirrose e insuficiência renal; Zinco: provoca vómitos e diarreias; Cobalto e compostos: causam conjuntivite, bronquite e asma. Bióxido de manganês: usado nas pilhas alcalinas, provoca anemia, dores abdominais, vómitos, crises nervosas, dores de cabeça, seborreia, impotência, tremor nas mãos, perturbação emocional. Reciclagem de baterias Universidade Fernando Pessoa Resíduos Sólidos 12

o Devido às pressões políticas e à legislação ambiental que regulamentam o destino das baterias em diversos países do mundo, desta forma, desenvolveram-se processos com o intuito de promover a reciclagem destes materiais. Reciclagem de baterias Universidade Fernando Pessoa Resíduos Sólidos 13

Legislação o Decreto-Lei n. º 62/2001, de 19 de Fevereiro. Estabelece o regime jurídico a que fica sujeita a gestão de pilhas e acumuladores e a gestão de pilhas e acumuladores usados, assumindo como primeira prioridade a prevenção da produção destes resíduos, seguida da reciclagem ou outras formas de valorização. o Portaria n. º 572/2001, de 6 de Junho. Programa de acção relativo a acumuladores de veículos, industriais e similares por forma a dar prossecução ao art. 5º do DL n. º 62/2001. Reciclagem de baterias Universidade Fernando Pessoa Resíduos Sólidos 14

Reciclagem - Processos Reciclagem de material descartável (%), 1997 - 2001 o Os processos de reciclagem de baterias podem seguir três linhas distintas (Frenay, J. e Feron, S. , 1990 ): n n n Operações de tratamento de minérios; Hidrometalúrgica; Pirometalúrgica. 100 75 50 25 0 Baterias chumbo -ácido Latas de alumínio Papel Garrafas Outros de vidro (fonte: www. batterycouncil. org) Reciclagem de baterias Universidade Fernando Pessoa Resíduos Sólidos 15

Processo Hidrometalúrgico o A via hidrometalúrgica apresenta-se como a forma ambientalmente mais favorável para recuperar metais pesados presentes em misturas de vários metais, pois produz poucos resíduos gasosos, controlados e de baixa perigosidade, bem como quantidades pequenas de efluentes líquidos (Zhang et al. , 1998). Reciclagem de baterias Universidade Fernando Pessoa Resíduos Sólidos 16

Processo Hidrometalúrgico o O processo hidrometalúrgico, baseia-se em várias operações unitárias que, exploram as diferenças de solubilidade de um determinado soluto em relação a um determinado solvente. Desta forma, usando solventes imiscíveis com diferentes afinidades para um determinado soluto, consegue-se, partindo de uma solução de um conjunto de solutos, isolar cada um destes numa nova solução (Zhang et al. , 1998). Reciclagem de baterias Universidade Fernando Pessoa Resíduos Sólidos 17

Processo Pirometalúrgico o O processo pirometalúrgico consiste no aquecimento das pilhas dentro de um forno fechado, onde o metal na forma de hidróxido perde água e transforma-se em óxido, que depois é decomposto em metal na forma de vapor e em oxigénio. O forno tem apenas uma saída para uma câmara fria, onde o metal sofre condensação e solidificação. Assim, este metal já pode ser vendido para a produção de outra pilha. E, na câmara quente, fica uma liga metálica, normalmente de níquel-ferrocobalto, que pode ser usada para reduzir aço inoxidável. (fonte: geocities. yahoo. com. br/voceusou/cap 5. html) Reciclagem de baterias Universidade Fernando Pessoa Resíduos Sólidos 18

Conclusão o A maior das dificuldades na execução do trabalho prende-se com a falta de informação e consistência da mesma do ponto de vista de referências mais idóneas justificando-se, desta forma, a recorrência excessiva a sites da Internet. o Vai-se verificando, em Portugal, os primeiros passos no sentido de prestar atenção à problemática inerente da geração deste tipo de resíduos. o Os processos mais utilizados na reciclagem de baterias são o hidrometalúrgico e o pirometalúrgico, embora exista ainda um longo caminho a percorrer no sentido da exploração eficaz destes procedimentos. Reciclagem de baterias Universidade Fernando Pessoa Resíduos Sólidos 19

Bibliografia o FRENAY, J. & FERON, S. , Domestic Battery Recycling in Western Europe, In: Second International Symposium in Recycling of Metals and Engineered Materials, Ed, By 8 J, H, L, Van Linden, D, L, Stewart Jr, , Y, Sahai The Minerals, Metals & Materials Society, 1990, 639 -647. o Zhang, P. ; Yokoyama, T. ; Itabashi, O. ; Wakui, Y. ; Suzuki, T. ; Inoue, K. (1998). Hidrometallurgical process for recovery of metal values from spent nickel-metal hydride secondary batteries, Hydrometallurgy 50, págs. 61 -75. Reciclagem de baterias Universidade Fernando Pessoa Resíduos Sólidos 20

Universidade Fernando Pessoa FCT Jorge Miguel Pereira n. º 6034 4º Ano – Resíduos Sólidos Engenharia do Ambiente Reciclagem de baterias Universidade Fernando Pessoa Resíduos Sólidos