7/31/2019 Tratamiento de Pilas_SMP

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R E C I C L A D O Y R E U S O

TRATAMI ENTO DE P ILA

NIQUEL CADMIO

MANGANESO

MERCURIO

N M E R O D E A U L

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Las pilas y las bateras elctricas son una fuente de energa que se usa de manera comn

como forma alternativa de obtener corriente elctrica de una fuente no fija. La energa de una

pila proviene de la reaccin qumica de los compuestos presentes en ella y cuando pierde su

capa protectora quedan expuestos una serie de metales, entre los que figuran: zinc, cadmio,

plomo y mercurio.

Caractersticas de las pilas de Niquel-Cadmio (Ni-Cd), Manganeso(Mn) y

Mercurio(Hg)

Para conocer el impacto ambiental del manejo inadecuado de pilas es necesario conocer su

composicin qumica y los usos que tienen en el mercado. A continuacin se describen las

caractersticas generales de las pilas compuestas por Ni-Cd, Mn y Hg.

Pilas de niquel cadmio: Se considera un tipo de pila secundaria (recargable) y sedesechan en menor proporcin que las del tipo primario (carbn-zinc); se sabe que este

tipo de pilas puede sustituir hasta 300 pilas primarias (Castro, J. 2000), sin embargo sudesventaja consiste en la composicin de metales txicos que posee, as como la limitante

de que no todos los aparatos pueden usar este tipo de pilas.

En Mxico, las bateras de Ni-Cd empezaron a usarse a partir de los aos sesenta en

sectores especficos, posteriormente su uso se generaliz en el periodo de 1996 a 2002 en

la telefona celular, cuando se sustituyeron por tecnologas ms eficientes. Sus

aplicaciones actuales son en electrodomsticos y herramientas porttiles.

La composicin de la pila es de 18% de cadmio, 20% de nquel y el resto de hidrxido de

potasio. Los principales usos de este tipo de pilas son en artculos electrnicos (fijos y

porttiles), equipo de iluminacin y juguetes.

Pilas de manganeso: Debido a que el mayor volumen consumido de pilas son alcalinas yde carbn-zinc, el xido de manganeso contenido en ellas es el contaminante que se libera

en mayor cantidad. Este tipo de pilas no se recarga y debido a su duracin se dividen en

dos tipos: las pilas zinc-carbono (pilas secas, de corta duracin) y las alcalinas (de larga

duracin). Las pilas son de bajo costo y por esta razn es tambin el tipo de pila que ms

se encuentra entre los desechos.

La composicin de las pilas de C-Zn es: 17% de Zn, 29 % de xido de manganeso, 7% de

carbn, 0.01% de mercurio, 0.08% cadmio, cloruro de amonio como electrolito, cloruro de

zinc y plstico/lmina 26%.

La composicin de las pilas alcalinas son: 14% de Zn, 22% de dixido de manganeso, 2%

de carbn, 0.5 a 1% de mercurio, hidrxido de potasio como electrolito y plstico/lmina el

42% restante.

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Pilas de mercurio: Las pilas de xido de mercurio funcionan por la oxidacin del zinc enuna semicelda y la reduccin del xido de mercurio. Debido a la toxicidad del metal, la

produccin y distribucin de este tipo de pilas ha sido prohibida en varios pases. La mayor

parte de stas pilas se fabricaban como pilas de tipo botn similares a las pilas de litio.

La composicin de las pilas de mercurio es: 33% de xido de mercurio, 11% de zinc,

hidrxido de potasio como electrolito y plstico/lmina en un 29%.

Debido a la presentacin de la pila (botn) se utilizaba en relojes e instrumentos de

precisin.

Principales procesos para el tratamiento de pilas

Los principales procesos utilizados para reciclar pilas al finalizar su vida til se basan en

tcnicas hidrometalrgicas y pirometalrgicas. Los mtodos hidrometalrgicos consistenen la disolucin parcial o total de metales en agua con cidos o bases fuertes y extraccin

selectiva de metales para su uso como materia prima en la industria metalrgica. Las

etapas de este proceso son:

Molienda: consiste en la trituracin de la masa de pilas con una previa seleccin y

limpieza.

Separacin: consiste en el proceso de tamizado que separa el polvo fino y

posteriormente la separacin magntica de materiales ferromagnticos como la carcasa

de hierro y de no ferromagnticos como las piezas de zinc .

Lixiviacin: separacin de los metales en la fraccin de polvos finos, mediante

tratamiento cido y posterior neutralizacin para separar sales metlicas.

Enriquecimiento: concentracin de soluciones por extraccin lquido-lquido

mediante disolventes orgnicos y al mismo tiempo una purificacin alcalina.

Purificacin: consiste en la separacin de sustancias acompaantes e impurezas

por extraccin slido-lquido y/o precipitacin (en forma de hidrxidos o sulfuros,

cementacin).

Obtencin: separacin electroltica del metal con nodos insolubles (Zn, Cu).

Refinacin: separacin electroltica del metal con nodos solubles (Cu, Pb).

Entre los mtodos pirometalrgicos estn aquellos que involucran la transformacin yseparacin de componentes a partir de un tratamiento trmico del residuo en medio reductor(combustin con coque) y separacin de los metales voltiles. Los procesos pirometalrgicosson relativamente simples pero no verstiles y consumen grandes cantidades de energa encomparacin con las tcnicas hidrometalrgicas. Las etapas de un proceso pirometalrgicoson:

Calcinacin: calcinacin total del material de alimentacin.

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Rotacin del horno: enriquecimiento de xido metlico mediante volatilizacincontrolada (Zn).

Fusin: separacin de ganga (escorias); reduccin de xidos metlicos (PbO, ZnO)bajo combustin de coque con aportacin de aire.

Refinacin pirometalrgica: eliminacin, en las mezclas metlicas fundidas, deloxgeno, impurezas y metales acompaantes, por precipitacin intermetlica, laboreode escorias y/o volatilizacin.

Empobrecimiento de escorias: procesamiento trmico de las escorias para obtenercomponentes metlicos.

3.1.2. Reciclado de pilas nquel-cadmio

Los procesos que se usan actualmente para este tipo de pilas en pases desarrollados como

Estados Unidos, Japn o pases europeos consisten en tcnicas pirometalrgicas. Tenemos

como ejemplo la experiencia de SAFT, una importante industria mundial manufacturera depilas y bateras, que las recicla cuando se agotan para hacer nuevas pilas de la misma

caracterstica. En este proceso primero se realiza el desembalaje manual de las pilas. Se

obtienen as las placas de nquel que se usan en la produccin de acero; por otro lado se

separa el plstico y el electrodo restante de cadmio se somete a un proceso trmico a 900 C,

donde se produce la evaporacin de Cd, que se recupera posteriormente por condensacin.

Como residuo se obtiene hierro y nquel, que son enviados a la industria del acero para la

fabricacin del mismo. A diferencia de las bateras industriales, las pilas porttiles, antes de

someterse al proceso trmico pasan por un tratamiento piroltico. En el proceso de

desmantelamiento, el agua utilizada es tratada para evitar al mximo el impacto ambiental

nocivo.

3.1.3. Reciclado de mercurio y plata de pilas botn

El proceso consiste en liberar en forma de vapor el mercurio contenido en las pilas botn al

someterlas, en una cmara de vaco, a baja presin y alta temperatura. El mercurio vaporizado

pasa a una cmara de combustin, donde las partculas orgnicas se oxidan con oxgeno a

temperaturas de 800 C y posteriormente se condensa, mediante refrigeradores con aire

forzado en un circuito cerrado de agua. Finalmente se extrae el mercurio por simple

decantacin y se somete a un proceso de afino, ya sea en la propia planta o en plantas

externas.

Los residuos del horno se someten a una separacin magntica, obteniendo chatarra reciclable

y material no magntico, el cual es fundido obtenindose plata y escoria de tipo vtreo con

componentes potencialmente peligrosos. Esta operacin se puede realizar en la planta de

reciclaje de mercurio o en otras instalaciones especializadas en la recuperacin de metales de

los residuos del horno.

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