Tratamiento y Reciclaje de Baterías de Plomo-Ácido.pdf

Olaya Castao Coto

Tratamiento y Recuperacin de Residuos

Grado en Ingeniera Qumica

TRATAMIENTO Y RECICLAJE DE BATERAS DE PLOMO-CIDO

NDICE

Introduccin

Toxicidad de las bateras plomo-cido fuera de uso

Gestin de las bateras plomo-cido fuera de uso

Etiquetado y embalaje

Recoleccin

Almacenamiento

Transporte

Reciclaje

INTRODUCCIN COMPONENTES

Solucin de agua destilada y H2SO4 Electrolito

Compuesto de materia activa y rejillas

Dos electrodos

Elemento estructural que soporta la materia activa Rejillas

Colocados entre electrodos de polaridad opuesta evitar cortocircuito

Separadores

Contiene los componentes internos Carcasa

Acoplar elctricamente los elementos internos Conectores

Bornes a los cuales se conecta el circuito externo Terminales

INTRODUCCIN

Batera cargada:

Electrodo positivo: dixido de plomo

Electrodo negativo: plomo.

Ese plomo puede contener otros elementos qumicos: antimonio, arsnico, cadmio, entre otros.

Los electrodos pueden presentar materiales expansivos: sulfato de bario, negro de humo y lignina

Batera descargada:

Electrodo positivo: dixido de plomo sulfato de plomo. (Reduccin)

Electrodo negativo: plomo elemental sulfato de plomo. (Oxidacin)

El proceso qumico libera gases (H2 y O2) ventilacin necesaria

Batera cargada Batera descargada

INTRODUCCIN

Electrodos alternados (uno positivo y otro negativo).

Tpico: 13-15 electrodos alineados y aislados.

Ms utilizadas. Bajo coste

TOXICIDAD DE LAS BATERAS PLOMO-CIDO FUERA DE USO

COMPUESTOS CON PLOMO

Composicin en peso: 65 75%

Contaminacin en niveles bajos:

Disminucin de inteligencia

Reduccin de capacidad de concentracin

Afecta al lenguaje y a la memoria

Contaminacin en niveles altos:

Lesiones crnicas graves en el sistema nervioso central

Deterioro general de la salud inhibe generacin de glbulos rojos.

Nios y mujeres embarazadas especialmente susceptibles

Suelos: esterilidad de campos de cultivo

Agua: desestabilizacin qumica (pH, composicin...), alteracin de ecosistemas

No incinerar. No depositar en suelos descontroladamente.


CIDO SULFRICO Composicin en peso: 15 25%

Altamente nocivo

Contacto drmico: quemaduras

Ingestin: daos en el tracto gastrointestinal

Vapores desprendidos: irritacin de vas respiratorias edema pulmonar

Daa la vida acutica y los suelos alteracin del pH de los acuferos y deteriora los ecosistemas

No depositar en el suelo. No verter en alcantarillas

EBONITA Caucho vulcanizado

Presente en la caja de la batera

Aade resistencia qumica y mecnica a la caja

Colabora en el aislamiento elctrico

Azufre (10%) lo convierte en un residuo peligroso. Incineracin con otros residuos vapores de SO2 (gas altamente txico)

No incinerar

Debe separarse del polipropileno depsito o recuperacin de ebonita


PVC (POLICLORURO DE VINILO) Composicin de los separadores de la batera.

Alto poder cancergeno

No incinerar emisin de gases con alto contenido en cloro (nocivos)

Debe separarse de la batera reciclaje

POLIPROPILENO (PP), POLIETILENO (PE), ACERO Y VIDRIO Menor toxicidad. Gestin correcta

Reciclaje de PP

Envo a un vertedero del resto de materiales (pequeas cantidades)


Residuo peligroso Gestin segn los procedimientos especificados en las leyes relativas a residuos (legislaciones propias en cada gobierno autonmico pero similares entre s basadas en las directrices dadas por las autoridades medioambientales europeas)

Elevado dao ecolgico por una pequea cantidad de bateras mal gestionada ya que una sola contiene:

10 kg de contenido en plomo

2 kg de dlon de cido sulfrico

Cantidad considerable de plsticos contaminantes

Tanto el reciclaje como la recogida, el transporte y el almacenamiento deben realizarse de manera eficaz y respetuosa con el medio ambiente

GESTIN DE BATERAS PLOMO-CIDO FUERA DE USO

EMBALAJE Y ETIQUETADO DE BATERAS PLOMO-CIDO FUERA DE USO

ETIQUETADO

Resistente a la accin del tiempo

Colocado sobre una superficie visible

Prdida o deterioro sustitucin o reparacin

Indicaciones:

Caractersticas de peligrosidad del residuo

Proceso en que se origin el residuo

Cdigo de identificacin correspondiente al residuo: plomo o compuestos de plomo II.13; soluciones cidas o cidos en forma slida II.16

Fecha de emplazamiento en el sitio de almacenamiento

EMBALAJE

Antes de embalar: verificar que no existan daos (perforaciones en sus cajas o tapas) y que todos los tapones de ventilacin estn cerrados para evitar posteriores derrames.

1. Film paletizador (plstico)

2. Cajas portabateras (plstico o fibra de vidrio)

3. Bins plsticos

EMBALAJE Y ETIQUETADO DE BATERAS PLOMO-CIDO FUERA DE USO

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RECOLECCIN DE LAS BATERAS PLOMO-CIDO FUERA DE USO

Centros de acopio de bateras plomo-cido en desuso:

Se almacenan hasta 50 unidades

Suelo impermeable y sin grietas. Permite fcil limpieza y evitar filtraciones

Sealizacin fcilmente visible existencia de material txico y corrosivo

Existencia de plan de contingencia para el manejo de derrames

Los lugares de venta deben ser puntos obligatorios de recoleccin de los productos en desuso.

Las bateras plomo-cido en desuso deben:

Entrega de bateras plomo-cido en desuso a personas autorizadas por el Ministerio de Medio Ambiente o por las autoridades encargadas de la delegacin ambiental respectiva

RECOLECCIN DE LAS BATERAS PLOMO-CIDO FUERA DE USO

Apilarse no daarse unas con otras

Estar cubiertas bajo techo, protegidas del contacto con humedad, materiales oxidantes o corrosivos.

No exponerse a temperaturas mayores de 60 oC

Tener suficiente ventilacin evitar la concentracin de gases txicos

ALMACENAMIENTO DE LAS BATERAS PLOMO-CIDO FUERA DE USO

Minimizacin de los riesgos de derrames accidentales

Mezcla de residuos incompatibles riesgo de fuego, explosiones, reacciones violentas, y generacin de gases inflamables o txicos, entre otros.

Evitar el contacto con agua y soluciones acuosas (soluciones alcalinas, oxidantes y reductores fuertes) y con anticongelantes, aguarrs y aceites usados.

Evitar el contacto del electrolito con materiales combustibles (riesgo de fuego) y con metales (liberacin de hidrgeno gas: inflamable y explosivo)

Inspeccin (al menos: semanal) identificar filtraciones y derrames

Almacenamiento sobre pallets o superficies con pendiente permite detectar derrames rpidamente

ALMACENAMIENTO DE LAS BATERAS PLOMO-CIDO FUERA DE USO

Derrames pequeos

Neutralizacin Bicarbonato de sodio

Cal

Absorcin

Arena seca

Tierra

Vermiculita

Material no combustible

Riesgo potencial de incendio (condiciones de ventilacin inadecuadas o produccin de cortocircuitos o chispas acumulacin de gases):

Contar con extintores de polvo qumico seco

Instruir y entrenar al personal sobre la manera de usar los extintores en caso de emergencia

Establecer la prohibicin de fumar

Riesgo de salpicaduras accidentales de cido sobre la piel o en los ojos existencia de duchas y lavaojos de emergencia

Perodo de almacenamiento: no puede exceder de 6 meses (salvo autorizacin especial)

TRANSPORTE DE LAS BATERAS PLOMO-CIDO FUERA DE USO

Principal problema: Electrolito puede derramarse

Solucin:

Fijar bateras al vehculo por los medios adecuados evitar durante el viaje todo movimiento que pueda cambiar su orientacin o daarlas.

Espacios vacos rellenos de madera u otro material adecuado.

Bloquear movimiento de pallets con escuadras metlicas o de madera

En ocasiones, es inevitable el desplazamiento de las bateras de sus posiciones originales:

Transporte de bateras dentro de contenedores sellados, resistentes al impacto y que impidan derrames del electrolito


El transporte es realizado por un transportista autorizado. Debe contar con autorizacin sanitaria y estar capacitado para asegurar que la operacin se lleve a cabo de un modo adecuado y que se puedan enfrentar posibles emergencias

Responsabilidades del transportista

Entregar carga de RP en el sitio de destino fijado

Existencia de rtulos en el vehculo referidos al transporte

de sustancias peligrosas

Inspeccionar vehculo y examinar condiciones generales del vehculo

y la integridad de la carga

Portar Hojas de Seguridad de Transporte de RP y Documento de

Control y Seguimiento

Los vehculos deben tener el equipamiento necesario para hacer frente a cualquier accidente o problema de derrame

El personal involucrado en el transporte debe: Conocer debidamente el manejo de ese equipo Recibir equipo de proteccin personal (guantes y botas de neopreno) y

saber cmo utilizarlo en caso de accidente. Estar capacitado en procedimientos de emergencia (incendio, derrames

y quemaduras de la piel). Saber cmo ponerse en contacto con los equipos de emergencias y

autoridades competentes.


RECICLAJE DE LAS BATERAS PLOMO-CIDO FUERA DE USO

Muchos de los componentes recuperados se utilizan en la fabricacin de nuevas bateras

Por ejemplo, el plstico recuperado se emplea para las carcasas, al igual que el plomo recuperado se utiliza como tal en bateras nuevas.

Muy importante el reciclaje de estas bateras

Se ha producido un descenso del uso de plomo

Las reservas mineras de plomo se les estima una vida de entre 30 y 40 aos

Ser la actividad productora de plomo refinado de mayor capacidad. Definir las directrices del mercado del plomo

1. Drenaje Extraccin del H2SO4 del

electrolito. Debe realizarse

exclusivamente en instalaciones de eliminacin que cuenten con la respectiva autorizacin sanitaria.

Actividad peligrosa para la salud humana y para el medio ambiente

Requiere herramientas, equipos de seguridad especiales y personal capacitado.

DRENAJE

TRITURADOR

TRATAMIENTO DEL CIDO

CRIBA HMEDA


2. Trituracin

Triturador rotativo (molino de bolas): Impacto de esferas fragmentacin de las bateras usadas.

Garantiza la fcil separacin de distintos componentes (placas de plomo, conectores, cajas de plstico)

3. Separacin de diversos componentes

Tamizado

Residuos finos y pasta de electrodo

Triturado Separacin por

gravedad

Metales

Separacin por gravedad

Ebonita

Polipropileno

Fraccin pesada

Fraccin ligera

Fraccin pesada

Fraccin ligera


4. Procesamiento de la pasta de plomo y del cido electroltico.

Desulfuracin de las pastas de sulfato de plomo combinndolas con carbonato de sodio: sulfato de plomo xido de plomo.

Reduce la formacin de escoria y la cantidad de dixido de azufre que se emite a la atmsfera

Es caro y, aunque es muy ecolgico, supone la generacin de nuevos residuos

Otros agentes desulfurizadores : xido de hierro y piedra caliza

En otras ocasiones, no se realiza la desulfuracin: sulfato de plomo y agente endurecedor directamente al horno de fundicin.


4. Procesamiento de la pasta de plomo y del cido electroltico.

Tratamientos del cido electroltico:

Neutralizacin con hidrxido de sodio hidrxido de plomo y sulfato de sodio diluido en agua

Conversin en sulfato sdico (sin diluir) fabricacin de vidrio y textiles o como aditivo volumtrico o estabilizador en detergente para la ropa

Mediante extraccin lquido-lquido cido sin plomo (electrolito de bateras o venta)

Con carbonato de sodio o carbonato clcico sulfato de sodio o yeso (se purifica venta a la industria del cemento o construccin)

Qumico: conversin en fertilizante agrcola con el agregado de amonaco

5. Reduccin del plomo. Despus de fragmentar mezcla de diversas sustancias (plomo metlico,

xido de plomo, sulfato de plomo y otros metales como calcio, cobre, antimonio, arsnico, estao y, en ocasiones, plata)

Aislamiento de plomo metlico: Procesos pirometalrgicos Procesos hidrometalrgicos

Obtencin de plomo duro o antimonial (baja pureza)

6. Refinacin del plomo. Eliminacin de casi la totalidad de cobre, antimonio, arsnico y estao Obtencin de plomo suave por fundicin del plomo crudo Pureza igual o superior al 99.97% lingotes de plomo refinado y

aleaciones de plomo Refinacin del plomo

Procesos pirometalrgicos Procesos hidrometalrgicos


Proceso pirometalrgico (fusin o reduccin)

La fraccin metlica y los compuestos de plomo de los procesos de desulfurizacin y neutralizacin se agregan al horno y se funden con agentes de fundicin y reduccin

Calor suministrado con: petrleo, gas, carbn de coque, electricidad, etc.

Temperatura necesaria para fundir el plomo metlico de las placas y las rejillas:

7. Reciclado del plstico

Piezas lavadas y secadas de polipropileno planta de reciclaje de plsticos

Produccin de comprimidos plsticos (cajas de batera)

Fundicin y extrusin de las piezas

Reciclaje de plsticos

Las lminas separadoras de polietileno se separan del flujo de polipropileno reciclarse o complemento del combustible.


http://www.olajedatos.com/documentos/baterias_plomo.pdf

http://www3.cec.org/islandora/es/item/2323-practices-and-options-environmentally-sound-management-spent-lead-acid-batteries-es.pdf

https://upcommons.upc.edu/pfc/bitstream/2099.1/3095/1/31396-1.pdf

file:///C:/Users/usuario/Downloads/ANEXO2_Gestion_tratamiento_%20bater%C3%ADas_vehiculo_electrico%20e%20h%C3%ADbrido.pdf

http://www.sinia.cl/1292/articles-47018_recurso_1.pdf

https://law.resource.org/pub/ec/ibr/ec.nte.2533.2011.pdf

BIBLIOGRAFA

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