Evaluación De Un Proceso Físico Para La Liberación De Los Metales Contenidos En Pilas Gastadas

EVALUACIÓN DE UN PROCESO FÍSICO PARA LA LIBERACIÓN DE LOS METALES CONTENIDOS EN PILAS GASTADAS

Brian Leite, Alai Santamaria, José Daniel Sardinha

Mini-proyecto de Ingeniería Química
Dirigido por
Carlos Romero
Termodinámica y Fenómenos de Transporte
Pedro Delvasto
Ciencia de los Materiales

RESUMEN

Este trabajo tiene como objetivo cuantificar un lote de pilas recolectadas con lafinalidad de establecer el procedimiento físico de liberación más apropiado para recuperar los componentes metalíferos tóxicos que contiene el tipo de pila más común en el mercado. Para ello se realizó una caracterización de un lote de 300Kg por el método de cuarteo, con el cual se determinó que las pilas alcalinas tamaño AA y AAA son las más comunes. Para el proceso de separación se implementóun proceso manual y uno mecánico, donde se concluyó que el proceso mecánico resultaría más conveniente para lograr el objetivo.

INTRODUCCIÓN

Cálculos conservadores señalan que cada año se tiran aproximadamente 35.500 toneladas de pilas y baterías en el mundo, de las cuales al menos el 30 por ciento constituye materiales tóxicos. A pesar de esto, las pilas no reciben el manejo especial queameritan, lo que hace que terminen lixiviando sus compuestos causando así la contaminación de tierras y aguas (Greenpeace, 2005). De manera que las pilas constituyen un problema ambiental en constante crecimiento, debido al ritmo de vida actual de la población, obligándonos así a encontrar una manera rápida y eficiente de atacar el problema. Pero no sólo la conservación del ambiente puede serla motivación en encontrar esta solución, ya que los materiales de los cuales están compuestas las pilas son costosos en el mercado y podrían obtenerse beneficios económicos con su re-aprovechamiento. De esta manera se plantea el desarrollo de lo que comúnmente se conoce bajo el término de minería urbana, la cual es una actividad dedicada a revivir las riquezas provenientes de los residuos, conel fin de extraer los metales raros de los aparatos en desuso y abandono, para finalmente con ellos crear alternativas para el abastecimiento de materiales de uso industrial (“Minería urbana”, 2012). Dicho concepto es muy aplicado en países como Japón en la reutilización de metales raros provenientes de la basura electrónica. En el caso de las pilas usadas, se podría asignar un valor agregado aciertos componentes de éstas, como el usar parte del cinc recuperado de las mismas, como cinc alimenticio en ciertos cereales.

FUNDAMENTOS TEÓRICOS

Este marco teórico se divide en varios puntos: las pilas, los cuarteos, los procesos de las operaciones unitarias involucradas en la separación del material catódico y anódico de las pilas y el cálculo del porcentaje de recuperación.
Las pilaseléctricas son elementos que convierten la energía que se produce en una reacción química en energía eléctrica. Sus aplicaciones se reducen fundamentalmente a la alimentación de dispositivos electrónicos (Alcalde,2010).
Para construir un elemento básico de una pila, basta con introducir dos electrodos de diferentes metales en un electrólito. Al hacer esto aparece entre los electrodos unatensión eléctrica que depende de la naturaleza de los metales utilizados como electrodos y de la composición y concentración del electrólito (Alcalde,2010).
Se pueden construir pilas combinando diferentes metales en sus electrodos. Las más comunes son (Alcalde,2010):
- Pilas tipo Leclanché o de cinc/carbón (Zn/C): Son las pilas comunes también denominadas “pilas secas”. Son las de menor precio y seusan principalmente en aparatos sencillos y de poca potencia.
- Pilas alcalinas o de cinc/dióxido de manganeso (Zn/MnO2): Usan hidróxido de potasio como electrólito y cinc metálico como ánodo. Son de larga duración. La mayoría de ellas vienen blindadas con el fin de evitar el derramamiento del electrólito.
- Pilas de litio (Li/MnO2): Producen tres veces más energía que las pilas alcalinas,...