APLICAÇÃO DA SEPARAÇÃO ELETROSTÁTICA NA RECICLAGEM DE RESÍDUOS POLIMÉRICOS E BATERIAS DE ÍON DE LÍTIO

• Main Author: Silveira, André Vicente Malheiros da
• Other Authors: Bertuol, Daniel Assumpção
• Format: Others
• Language: Portuguese
• Published: Universidade Federal de Santa Maria 2016
• Subjects: Separação eletrostática; Polímeros; Baterias de íon de lítio; Reciclagem; Processamento mecânico; Electrostatic separation; Polymer; Lithium ion batteries; Recycling; Mechanical processing; CNPQ::ENGENHARIAS
• Online Access: http://repositorio.ufsm.br/handle/1/8806

Fundação de Amparo a Pesquisa no Estado do Rio Grande do Sul === The increasing industrial development results in a large consumption of products and materials. Among them, stand out the polymeric materials, due to their versatility and low cost, and electrical and electronic equipment (EEE), such as mobile phones and their batteries. In this scenario, an efficient and environmentally friendly recycling technology has a great importance. Therefore, this study presents an alternative to the mechanical recycling of these wastes. The separation of the polymeric mixtures was performed using the triboelectrostatic separation process. The components of lithium-ion batteries were recovered by a corona electrostatic separation process. In polymeric waste processing, the methodology employed was the characterization, washing, drying, comminution, secondary washing, secondary drying, tribocharging and electrostatic separation of the different polymeric blends (HDPE / PP, LDPE / PP and PET / PVC). The variables studied were the tribocharging mechanism, the relative humidity, the tribocharging residence time, the angle of the deflector, the distance of the static electrode, the electrode voltage and the rotation of the roll. In lithium ion batteries waste processing, the methodology employed was the characterization, comminution, drying, particle size separation and electrostatic separation. The selected parameters were the electrodes voltage, cylinder rotation, the distance of the static electrode and the angle of the deflector of the collector. For the polymeric waste processing the best results were: low relative humidity, tribocharging residence time of 5 minutes, angle of the deflector of 2.5 °, the distance of the static electrode of 3 cm, voltage of 30 kV and speed rotation 10 rpm. With these parameters, was obtained the recovery of 92.8% of PP (purity of 95.7%) and 95.9% of HDPE (purity of 93.1%). In the separation of PP and LDPE, was obtained a PP recovery of 90.2% (purity 93.8%) and a LDPE recovery of 94.2% (purity of 90.8%). Also, was achieved a recovery of 96.8% of PET (purity of 95.9%), and recovery of 95.9% for PVC (purity of 96.8%). For lithium ion batteries waste processing the best conditions were: rotation speed of 20 rpm, voltage of 25 kV, distance of the static electrode 6 cm and angle of the deflector 0 °. Through this process, was obtained a conductive fraction with 98.98% of metals content and a nonconductive fraction with 99.6% of polymer. The characterization of the batteries showed the batteries heterogeneity, being the electrostatic separation efficient to the different models tested. Therefore, the application of electrostatic separation is a promising method and efficient to recycling of polymer waste and lithium ion batteries waste. The studied process enabled a significant recovery of the components with a high purity. === O crescente desenvolvimento industrial acarreta em um grande consumo de produtos e materiais. Entre eles, destacam-se os materiais poliméricos, devido à sua versatilidade e baixo custo, e os equipamentos elétricos e eletrônicos (EEE), tais como os telefones celulares e suas baterias. Nesse cenário, tecnologias de reciclagem eficientes e ambientalmente aceitáveis tem uma grande importância. Diante disso, o presente trabalho apresenta uma alternativa para a reciclagem mecânica destes diferentes resíduos. A separação das misturas poliméricas foi realizada através do processo de separação triboeletrostática. Já os diferentes componentes das baterias de íon de lítio foram recuperados por um processo de separação eletrostática por efeito corona. No processamento dos resíduos poliméricos, a metodologia empregada consistiu na caracterização, lavagem, cominuição, lavagem e secagem secundária, tribocarregamento e separação eletrostática das diferentes misturas poliméricas (PEAD/PP, PEBD/PP e PET/PVC). As variáveis estudadas foram o mecanismo de tribocarregamento, a umidade relativa do ar, tempo de tribocarregamento, ângulo do defletor, distância do eletrodo de atração, tensão dos eletrodos e a rotação do rolo. No processamento das baterias de íon de lítio, realizaram-se a caracterização das baterias, cominuição, secagem, separação granulométrica e separação eletrostática. Os parâmetros selecionados foram a tensão dos eletrodos, rotação do rolo, distância do eletrodo de atração e o ângulo do defletor do coletor. Para o processamento dos resíduos poliméricos os melhores resultados foram: umidade relativa do ar de ± 42%, tempo de tribocarregamento de 5 minutos, ângulo do defletor de 2,5°, distância do eletrodo de atração de 3 cm, tensão de 30 kV e velocidade de rotação de 10 rpm. Com esses parâmetros, obteve-se a recuperação de 92,8% de PP (pureza de 95,7%) e 95,9% de PEAD (pureza de 93,1%). Na separação de PP e PEBD, obteve-se uma recuperação de PP de 90,2% (pureza de 93,8%), e uma recuperação de PEBD de 94,2% (pureza de 90,8%). Também, conseguiu-se uma recuperação de 96,8% de PET (pureza de 95,9%), e de 95,9% de PVC (pureza de 96,8%). Para a reciclagem de baterias de íon de lítio as melhores condições foram: velocidade de rotação de 20 rpm, tensão de 25 kV, distância do eletrodo de atração de 6 cm e ângulo do defletor de 0°. Através deste processamento, obteve-se uma fração condutora com 98,98% de metais e uma fração não condutora com 99,6% de polímeros. A caracterização das baterias demonstrou uma heterogeneidade desse tipo de resíduo, sendo o processo de separação eletrostática eficiente para os diferentes modelos testados. Sendo assim, a aplicação da separação eletrostática se mostrou um método eficiente e promissor para a reciclagem de resíduos poliméricos e de resíduos de baterias de íon de lítio. O processo estudado possibilitou a obtenção de uma expressiva recuperação dos componentes com uma alta pureza.