Ahondar más: los nuevos métodos de reciclaje del cobalto posibilitan un futuro más ecológico
Las tecnologías modernas, desde las baterías de vehículos eléctricos a los aerogeneradores, los paneles solares y los teléfonos inteligentes, dependen del cobalto, una materia prima versátil e indispensable, para estimular el progreso. La transición hacia una economía hipocarbónica está aumentando con rapidez la demanda de cobalto, lo que lo convierte en un material fundamental para lograr un futuro sostenible. Pero ¿de dónde procede el cobalto? Si bien Europa posee importantes reservas de minerales que contienen cobalto, los métodos mineros convencionales no son sostenibles. Por este motivo, Europa importa cerca del 65 % de sus necesidades de cobalto (alrededor de 10 000 toneladas al año) de países africanos y solo el 35 % se produce a partir de fuentes secundarias como, por ejemplo, el reciclaje de pilas gastadas, superaleaciones y metales duros. El proyecto CROCODILE, financiado con fondos europeos, está marcando el camino hacia una cadena de suministro del cobalto sostenible y segura. «Las tecnologías avanzadas para la recuperación inteligente de cobalto permiten extraer cobalto de fuentes primarias y secundarias de forma eficiente, lo que reduce la dependencia del cobalto importado y promueve una economía circular gracias a la recuperación de cobalto a partir de residuos», comenta la doctora Lourdes Yurramendi, coordinadora del proyecto.
Recuperación sostenible de cobalto a partir de fuentes primarias
«El cobalto se puede lixiviar de fuentes primarias mediante la biolixiviación en las actividades mineras», explica Yurramendien. Este método consiste en la extracción de cobalto de minerales lateríticos mediante el empleo de organismos vivos. Las bacterias utilizan la energía obtenida de la oxidación de óxidos de hierro, minerales arcillosos u óxidos de manganeso (que son los minerales primarios del cobalto) para transformar el metal insoluble en una forma soluble como el sulfato de cobalto. Además de lograr una mayor tasa de recuperación de cobalto y reducir la necesidad de fundición a alta temperatura en comparación con los métodos primarios tradicionales, el lixiviado se puede procesar después para obtener cobalto metálico puro.
Transformación de la recuperación secundaria de cobalto: un planteamiento sinérgico
El concepto técnico de CROCODILE para fuentes secundarias se basó en la integración de varias tecnologías de ingeniería química novedosas con soluciones de pretratamiento físico avanzado. Por ejemplo, en el caso de las baterías de iones de litio desechadas, el primer método de pretratamiento es fundamental para descomponer las estructuras complejas que contienen una mezcla de compuestos de cobalto y grafito (masa negra) en compuestos más simples. A continuación, estos compuestos se separan del flujo de residuos con un tratamiento solvometalúrgico, que implica el empleo de soluciones de disolvente eutéctico profundo (DES, por sus siglas en inglés) en el proceso de lixiviación. La solución resultante con los metales disueltos se somete después a otros procesos de refinado químico, a saber: extracción líquido-líquido con líquidos iónicos (IL, por sus siglas en inglés) y electrodeposición para aislar y purificar el metal de interés que, en el caso del proyecto CROCODILE, es el cobalto. «Una de las lecciones aprendidas en el tratamiento de la masa negra de las baterías de iones de litio es que, además del cobalto, se pueden extraer otros metales como el níquel, el manganeso y el litio, que deben valorizarse. El reciclaje de todos los disolventes empleados en el proceso (DES e IL), así como la reutilización de la masa negra residual resultante de la etapa de lixiviación, es fundamental para garantizar la viabilidad económica del proceso», puntualiza Yurramendi. «En el marco del proyecto CROCODILE, se creó un sistema metalúrgico móvil viable pionero basado en tecnologías hidrometalúrgicas y electroquímicas avanzadas, que permiten extraer cobalto de flujos de residuos de masa negra», agrega Yurramendi. El sistema móvil piloto construido en el proyecto puede producir cerca de 6 kg de cobalto metálico al día. La evaluación del ciclo de vida y los estudios de costes revelan que este proceso podría permitir la producción de cobalto a escala industrial mediante su optimización y ampliación. La innovadora ruta integrada de CROCODILE no solo ofrece al mercado una solución para reducir la dependencia del cobalto importado, sino que además promueve una cadena de suministro sostenible y la recuperación de residuos.
Palabras clave
CROCODILE, cobalto, fuentes secundarias, fuentes primarias, biolixiviación, baterías de iones de litio, masa negra, pirometalurgia, hidrometalurgia, disolvente eutéctico profundo, líquidos iónicos
