Metodologias verdes para recuperação de metais a partir de baterias de lítio descartadas

Abstract

O descarte inadequado de baterias de íons lítio (LIBs) representa um risco ambiental significativo. A reciclagem dessas baterias desponta como uma alternativa de menor impacto ambiental, capaz de reduzir esses riscos, recuperar seletivamente metais estratégicos como cobre e cobalto, diminuir a dependência da mineração e impulsionar a economia circular. Neste estudo, desenvolveram-se metodologias hidrometalúrgicas para a extração e separação seletiva de metais presentes em LIBs descartadas, utilizando lixiviantes ecológicos e Sistemas Aquosos Bifásicos (SABs). No Capítulo 1, investigou-se a lixiviação com ácido sulfúrico e sua associação com SABs na separação dos metais. A otimização do processo foi realizada por meio de planejamentos fatoriais e Box-Behnken, considerando variáveis como temperatura, tempo, concentração do ácido, razão sólido/líquido e concentração de peróxido de hidrogênio. O sistema formado com polietilenoglicol 1.500 g.mol-¹ e 8-hidroxiquinolina apresentou alto desempenho, permitindo a recuperação de 89,0% do cobre, enquanto 73,3% do cobalto permaneceu na fase inferior, demonstrando a viabilidade do processo em pH 11. No Capítulo 2, avaliou-se uma abordagem de menor agressividade ambiental, substituindo o ácido sulfúrico por aminoácidos como agentes lixiviantes. Entre os aminoácidos testados (alanina, glicina e prolina), a glicina apresentou maior eficiência na extração simultânea de cobre e cobalto. A otimização foi conduzida por planejamentos fatoriais fracionário e Doehlert, considerando variáveis como concentração de aminoácido, razão sólido/líquido, temperatura e tempo. O SAB contendo Triton X-100 e 8-hidroxiquinolina mostrou elevada seletividade, com recuperação de 96,6% de cobre e 19,6% de cobalto na quarta etapa da extração sequencial, e 80,0% de cobalto com apenas 1,0% de cobre na quinta etapa. Os resultados confirmam a viabilidade do uso de aminoácidos como lixiviantes verdes e a eficiência dos SABs na separação seletiva de metais, tornando o processo mais seguro do ponto de vista ambiental. A substituição de lixiviantes convencionais por agentes menos agressivos, aliada ao uso de SABs, representa um avanço na reciclagem de LIBs. Os dados obtidos oferecem base técnica para futuras aplicações industriais, consolidando essa abordagem como uma alternativa viável para a recuperação de metais estratégicos e mitigação dos impactos ambientais associados ao descarte dessas baterias.