BR112016013377B1

BR112016013377B1 - METHOD OF RECYCLING USED OR REJECTED PORTABLE ELECTRIC BATTERY CELLS

Info

Publication number: BR112016013377B1
Application number: BR112016013377-3A
Authority: BR
Inventors: Picard Lionel; Garnier Jean-Pierre
Original assignee: Eco' Ring; Fiday Gestion
Filing date: 2013-12-10
Publication date: 2025-01-28

Abstract

MÉTODO PARA RECICLAR AS BATERIAS ELÉTRICAS PORTÁTEIS UTILIZADAS OU REJEITADAS. A invenção refere-se a um método para reciclar as células das baterias elétricas usadas ou rejeitadas do tipo portátil, que incluem compostos recicláveis, tais como ferro, zinco, manganês, cobre e carbono fixo e volátil, e metais pesados e compostos perigosos. O método é caracterizado pelo fato das células das baterias utilizadas ou rejeitadas serem introduzidas como uma carga dentro de um forno para a fusão de metal do tipo ferro fundido (1, 40, 44), tal como um forno de cúpula, um forno de arco livre ou um forno de indução , onde um dispositivo (16, 23) para purificar os gases para capturar e remover os elementos nocivos, tais como mercúrio, cloretos ou mesmo fluoretos e moléculas pesadas, tais como dioxinas, furanos e as substâncias aromáticas são providas no percurso de descarga dos gases quentes a jusante do forno de fusão. O invento pode ser usado para reciclar as células das baterias usadas ou rejeitadas.METHOD FOR RECYCLING USED OR REJECTED PORTABLE ELECTRIC BATTERIES. The invention relates to a method for recycling cells of used or rejected portable electric batteries, which include recyclable compounds such as iron, zinc, manganese, copper and fixed and volatile carbon, and heavy metals and hazardous compounds. The method is characterized in that the cells of the used or rejected batteries are introduced as a charge into a furnace for melting metal of the cast iron type (1, 40, 44), such as a cupola furnace, a free arc furnace or an induction furnace, where a device (16, 23) for purifying the gases to capture and remove harmful elements such as mercury, chlorides or even fluorides and heavy molecules such as dioxins, furans and aromatic substances is provided in the discharge path of the hot gases downstream of the melting furnace. The invention can be used to recycle used or discarded battery cells.

Description

[001] MÉTODO DE RECICLAGEM DE CÉLULAS DE BATERIAS ELÉTRICAS PORTÁTEIS UTILIZADAS OU REJEITADAS A invenção refere-se a um método para reciclar células de baterias elétricas portáteis usadas ou rejeitadas, tais como as salinas, alcalinas, células de botão de tamanho pequeno, que incluem componentes recicláveis, tais como ferro, zinco, manganês, carbono, cobre e os metais pesados e compostos perigosos orgânicos/organo-metálicos como o mercúrio, níquel, chumbo, prata, breu, cloretos ou até mesmo fluoretos.[001] METHOD FOR RECYCLING USED OR REJECTED PORTABLE ELECTRIC BATTERY CELLS The invention relates to a method for recycling used or rejected portable electric battery cells, such as saline, alkaline, small-sized button cells, which include recyclable components such as iron, zinc, manganese, carbon, copper and heavy metals and hazardous organic/organometallic compounds such as mercury, nickel, lead, silver, pitch, chlorides or even fluorides.

[002] A invenção também se refere a um sistema para a realização deste método.[002] The invention also relates to a system for carrying out this method.

[003] Sabe-se que as células de bateria portáteis usadas representam umproblema ambiental considerável, uma vez que constituem um desperdício, e, de acordo com decreto número 2012-617, a partir de 02-05-2012, da Diretiva Européia 2006/66 CE, é obrigatória a sua reciclagem, em vez de rejeitá-las ou incinerá-las, com uma taxa de reciclagem mínima de 50%. O montante colocado no mercado anual pode ser avaliado em 30.000 toneladas na França e cerca de 200.000 toneladas métricas na União Européia.[003] It is known that used portable battery cells represent a considerable environmental problem, since they constitute waste, and, according to decree number 2012-617, from 02-05-2012, of the European Directive 2006/66 EC, it is mandatory to recycle them, instead of rejecting or incinerating them, with a minimum recycling rate of 50%. The amount placed on the annual market can be estimated at 30,000 tons in France and around 200,000 metric tons in the European Union.

[004] Um método para reciclar os materiais contidos em células de baterias já é conhecido, um assim chamado método por via pirometalúrgica, por meio de um forno elétrico, com um arco livre, o que permite a recuperação de alguns elementos metálicos contidos nas células das baterias com a produção concomitante de um lingote metálico do tipo ferro-manganês-níquel-cobre, de uma escória de silício-cálcio rica em manganês tipicamente de 15 a 40%, e de um pó de fusão rico em Zn, tipicamente mais do que 50% de Zn contido.[004] A method for recycling the materials contained in battery cells is already known, a so-called pyrometallurgical method, by means of an electric furnace, with a free arc, which allows the recovery of some metallic elements contained in the battery cells with the concomitant production of a metallic ingot of the iron-manganese-nickel-copper type, of a silicon-calcium slag rich in manganese typically from 15 to 40%, and of a melt powder rich in Zn, typically more than 50% Zn contained.

[005] Outro método conhecido, um assim chamado método por uma via mecânica, consiste na moagem das células das baterias, e, em seguida, separar as frações ferrosas por uma via magnética como aparas e a fração não desviada para a reciclagem subsequente. Neste último caso, os elementos recuperados na fração não desviada estão numa forma pulverulenta e suficientemente pastosa liberando um cheiro forte de amônia por causa das misturas de eletrólitos das pilhas alcalinas e pilhas de solução salina, o que pode tornar a sua utilização subsequente mais difícil de ser aplicada.[005] Another known method, a so-called mechanical method, consists of grinding the battery cells, and then separating the ferrous fractions by a magnetic route as chips and the non-diverted fraction for subsequent recycling. In the latter case, the elements recovered in the non-diverted fraction are in a powdery and sufficiently pasty form releasing a strong ammonia smell due to the mixtures of electrolytes from alkaline batteries and saline solution batteries, which can make their subsequent use more difficult to apply.

[006] Estes métodos de reciclagem exigem um investimento significativo de capital. Além disso, os produtos da reciclagem não são utilizados in situ, e têm que ser condicionados, e depois revendidos para usuários externos, o que leva a custos adicionais de logística e embalagem, bem como a liberação de gases com efeito estufa.[006] These recycling methods require significant capital investment. Furthermore, the recycled products are not used on-site, and have to be conditioned and then resold to external users, which leads to additional logistics and packaging costs, as well as the release of greenhouse gases.

[007] Mas, sobretudo, estes métodos nem sempre permitem resolver o problema colocado por elementos nocivos contidos nas células de baterias, como o mercúrio, dióxido de manganês, compostos de metal níquel e óxidos-hidróxidos, chumbo, prata, breu, cloretos ou mesmo fluoretos, bem como os muito poderosos catalisadores de dioxinas bem conhecidos, tais como finos de metal óxido-hidróxido (caso de manganês contido), cloretos (caso do cloreto de zinco) e finos de carbono contidos (tanto o grafite ou o carbono orgânico, tal como breu) num ramo de reciclagem a quente.[007] But above all, these methods do not always allow to solve the problem posed by harmful elements contained in battery cells, such as mercury, manganese dioxide, nickel metal compounds and oxide-hydroxides, lead, silver, pitch, chlorides or even fluorides, as well as the very powerful well-known dioxin catalysts, such as metal oxide-hydroxide fines (in the case of manganese content), chlorides (in the case of zinc chloride) and carbon fines contained (both graphite or organic carbon, such as pitch) in a hot recycling branch.

[008] O objetivo da invenção é propor um método e um sistema para levar a cabo este método, o qual supera os inconvenientes que acabam de serem mencionados.[008] The aim of the invention is to propose a method and a system for carrying out this method, which overcomes the drawbacks just mentioned.

[009] A fim de atingir este objetivo, o método de acordo com a invenção é caracterizado pelo fato das células das baterias usadas serem introduzidas como uma carga dentro de um forno de fusão para a produção de ferro fundido, tal como um forno de cúpula, um forno de arco ou um forno de indução, de modo a reciclar mais metal e elementos carbonados diretamente a partir da célula da bateria para a produção de ferro fundido e um dispositivo para a purificação dos gases para a captura e reciclagem de zinco de uma forma separativa, capturando os elementos nocivos, tais como o mercúrio e neutralizar os mecanismos perversos da formação de dioxinas e furanos providos nos dutos para a descarga de gases quentes a jusante do forno de fusão.[009] In order to achieve this objective, the method according to the invention is characterized in that the used battery cells are introduced as a charge into a melting furnace for the production of cast iron, such as a cupola furnace, an arc furnace or an induction furnace, so as to recycle further metal and carbonaceous elements directly from the battery cell for the production of cast iron and a device for the purification of gases for the capture and recycling of zinc in a separative way, capturing harmful elements such as mercury and neutralizing the perverse mechanisms of the formation of dioxins and furans provided in the ducts for the discharge of hot gases downstream of the melting furnace.

[0010] De acordo com uma característica da invenção, o método é caracterizado pelo fato de um forno de fusão ser utilizado como um forno de cúpula, um forno de arco livre, um forno de indução, para a produção de metal do tipo ferro fundido contendo manganês carregado no forno de cúpula com sucata de ferro e outros componentes de carga, e uma quantidade de células de baterias usadas ou rejeitadas introduzidas com as cargas para dentro do forno de fusão de modo que a quantidade de manganês contido nestas células de baterias corresponde à quantidade de manganês, que tem de ser introduzido no forno de fusão em adição ao manganês contido na sucata de ferro para se obter o teor de manganês necessário para o teor de ferro fundido.[0010] According to a feature of the invention, the method is characterized in that a melting furnace is used, such as a cupola furnace, a free arc furnace, an induction furnace, for the production of manganese-containing cast iron type metal, which is charged into the cupola furnace with scrap iron and other charge components, and a quantity of used or rejected battery cells is introduced with the charges into the melting furnace so that the quantity of manganese contained in these battery cells corresponds to the quantity of manganese which has to be introduced into the melting furnace in addition to the manganese contained in the scrap iron to obtain the manganese content required for the cast iron content.

[0011] De acordo com uma outra característica da invenção, o método é caracterizado pelo fato do consumo de novas matérias-primas ser vantajosamente reduzido, tais como ferro, carbono, cobre nas cargas, dependendo da quantidade de cada um deles contidas nas células das baterias usadas ou rejeitadas.[0011] According to another characteristic of the invention, the method is characterized by the fact that the consumption of new raw materials is advantageously reduced, such as iron, carbon, copper in the loads, depending on the quantity of each of them contained in the cells of the used or rejected batteries.

[0012] Ainda de acordo com outra característica da invenção, o método é caracterizado pelo fato dos fumos quentes que saem do forno de fusão estarem sujeitos a operações de filtração em (14,21) para a redução da concentração das poeiras contidas nos gases para um valor inferior a 0,5 mg/Nm3 e, em seguida, para deixar passar os gases através de um leito de carvão ativo, sulfurado ou não, para a ligação do mercúrio e as moléculas pesadas, tais como dioxinas, furanos e substâncias aromáticas de modo que os fumos descarregados para a atmosfera (em 25) tenham um teor de mercúrio menor do que 2μg/ Nm3 e de dioxina menor do que 0,1 ng/Nm3.[0012] Still according to another characteristic of the invention, the method is characterized by the fact that the hot fumes leaving the melting furnace are subjected to filtration operations in (14, 21) to reduce the concentration of dust contained in the gases to a value lower than 0.5 mg/Nm3 and then to allow the gases to pass through a bed of active carbon, sulphurized or not, to bind mercury and heavy molecules such as dioxins, furans and aromatic substances so that the fumes discharged into the atmosphere (in 25) have a mercury content lower than 2μg/Nm3 and a dioxin content lower than 0.1 ng/Nm3.

[0013] De acordo com ainda uma outra característica da invenção, o método é caracterizado pelo fato de que durante as operações de filtração (em 14, 21) as poeiras ricas em zinco, são recuperadas, com vantagem, com mais de 20% de zinco.[0013] According to yet another characteristic of the invention, the method is characterized by the fact that during the filtration operations (at 14, 21) the zinc-rich dusts are advantageously recovered with more than 20% zinc.

[0014] De acordo com ainda uma outra característica da invenção, o método é caracterizado pelo fato de um leito de carvão ativo, sulfurado ou não, na forma de grânulos com uma área superficial específica de 300 a 1500 m2/g ser utilizado.[0014] According to yet another characteristic of the invention, the method is characterized by the fact that a bed of active carbon, sulfurized or not, in the form of granules with a specific surface area of 300 to 1500 m2/g is used.

[0015] De acordo com ainda uma outra característica da invenção, o método é caracterizado pelo fato de que para a reciclagem de células de baterias usadas ou rejeitadas, é usado um forno de cúpula.[0015] According to yet another feature of the invention, the method is characterized by the fact that for the recycling of used or rejected battery cells, a dome furnace is used.

[0016] De acordo com ainda uma outra característica da invenção, o método é caracterizado pelo fato de que é utilizado um forno de arco livre ou um forno de indução para a reciclagem de células de baterias utilizadas ou rejeitadas.[0016] According to yet another feature of the invention, the method is characterized by the fact that a free arc furnace or an induction furnace is used for recycling used or rejected battery cells.

[0017] A instalação para a realização do processo é caracterizada pelo fato de compreender um forno de fusão do metal e de uma disposição para o tratamento de fumos do forno, a fim de reduzir o teor de poeiras de mercúrio e de moléculas pesadas de dioxina, furano e tipo aromático nos gases descarregados para a atmosfera a valores respectivamente inferiores a 0,01 mg/Nm3, 2 μg/Nm3 e menos de 0,1 μg/Nm3.[0017] The installation for carrying out the process is characterized by the fact that it comprises a metal melting furnace and a provision for treating furnace fumes in order to reduce the content of mercury dust and heavy molecules of dioxin, furan and aromatic type in the gases discharged into the atmosphere to values respectively lower than 0.01 mg/Nm3, 2 μg/Nm3 and less than 0.1 μg/Nm3.

[0018] De acordo com uma característica da invenção, a instalação para a aplicação do método é caracterizada pelo fato da disposição para o tratamento dos fumos compreender um cartucho de tratamento de gás equipado com um leito de carvão ativo, sulfurado ou não, em grânulos para captação de mercúrio e moléculas pesadas de dioxina, furano e do tipo aromático.[0018] According to a characteristic of the invention, the installation for applying the method is characterized by the fact that the arrangement for treating the fumes comprises a gas treatment cartridge equipped with a bed of active carbon, sulphurized or not, in granules for capturing mercury and heavy molecules of dioxin, furan and aromatic type.

[0019] De acordo com uma outra característica da invenção, a instalação para a aplicação do método é caracterizada pelo fato da disposição para o tratamento dos fumos compreender dispositivos de filtragem para reduzir a concentração de poeiras nos gases para um valor inferior a 0,5 mg/Nm3, na entrada do leito de carvão ativo.[0019] According to another characteristic of the invention, the installation for applying the method is characterized in that the arrangement for treating the fumes comprises filtering devices to reduce the concentration of dust in the gases to a value lower than 0.5 mg/Nm3, at the inlet of the active carbon bed.

[0020] De acordo com ainda uma outra característica da invenção, a instalação para a aplicação do método é caracterizada pelo fato do cartucho compreender a montante do leito de carvão ativo, um dispositivo de redução da temperatura dos fumos a serem passados através do leito de carvão num valor menor do que 60°C.[0020] According to yet another characteristic of the invention, the installation for applying the method is characterized by the fact that the cartridge comprises, upstream of the active carbon bed, a device for reducing the temperature of the fumes to be passed through the carbon bed to a value lower than 60°C.

[0021] De acordo com ainda uma outra característica da invenção, a instalação para a aplicação do método é caracterizada pelo fato do dispositivo para a diminuição da temperatura ser um trocador de calor.[0021] According to yet another characteristic of the invention, the installation for applying the method is characterized by the fact that the device for reducing the temperature is a heat exchanger.

[0022] De acordo com ainda uma outra característica da invenção, a instalação para a aplicação do método é caracterizada pelo fato do forno de fusão ser um forno de cúpula para a produção de ferro fundido.[0022] According to yet another characteristic of the invention, the installation for applying the method is characterized in that the melting furnace is a cupola furnace for the production of cast iron.

[0023] De acordo com ainda uma outra característica da invenção, a instalação para a aplicação do método é caracterizada pelo fato do forno de fusão ser um forno de arco ou um forno de indução para a produção de ferro fundido.[0023] According to yet another characteristic of the invention, the installation for applying the method is characterized in that the melting furnace is an arc furnace or an induction furnace for the production of cast iron.

[0024] A invenção será melhor compreendida e outros objetivos, características, detalhes e vantagens da mesma serão mais claramente evidentes na descrição explicativa que se segue dada com referência às figuras esquemáticas anexas apenas como um exemplo, que ilustra diversas formas de realização da invenção.[0024] The invention will be better understood and other objects, features, details and advantages thereof will be more clearly evident in the following explanatory description given with reference to the attached schematic figures merely as an example, which illustrate various embodiments of the invention.

[0025] - A FIG. 1 mostra o diagrama de blocos de uma primeira forma de realizaçãoda invenção usando um forno de cúpula para a produção de ferro fundido;[0025] - FIG. 1 shows the block diagram of a first embodiment of the invention using a cupola furnace for the production of cast iron;

[0026] - A FIG. 2 mostra o diagrama de blocos de uma segunda forma de realizaçãoda invenção usando um forno de arco livre na produção de ferro fundido, e[0026] - FIG. 2 shows the block diagram of a second embodiment of the invention using a free arc furnace in the production of cast iron, and

[0027] - A FIG. 3 mostra uma terceira forma de realização da invenção usando umforno de indução para a produção de ferro fundido.[0027] - FIG. 3 shows a third embodiment of the invention using an induction furnace for the production of cast iron.

[0028] Como um exemplo não exclusivo, em primeiro lugar, o método de reciclagem para as células de bateria elétricas, principalmente as células de baterias portáteis alcalinas e salinas, usadas ou rejeitadas, ou seja, dos materiais contidos nestas células de bateria, serão descritos a seguir, envolvendo o uso de um forno de fusão para a produção de ferro fundido, como o ferro fundido lamelar ou grafite esferoidal, num tipo de forno de cúpula com corrente de ar quente ou frio. Mas o invento também pode ser aplicado a outros tipos de fornos de fusão, na produção de ferro fundido, tais como fornos de indução ou fornos de arco livres, com o propósito de reciclar os elementos contidos nas células de baterias elétricas.[0028] As a non-exclusive example, firstly, the recycling method for electric battery cells, mainly alkaline and saline portable battery cells, used or rejected, i.e. of the materials contained in these battery cells, will be described below, involving the use of a melting furnace for the production of molten iron, such as lamellar cast iron or spheroidal graphite, in a cupola type furnace with hot or cold air current. But the invention can also be applied to other types of melting furnaces, in the production of molten iron, such as induction furnaces or free arc furnaces, for the purpose of recycling the elements contained in the cells of electric batteries.

[0029] Como mostrado esquematicamente na Fig. 1, um forno de cúpula designado pela referência 1, compreende um tambor de forma geral cilíndrica 2, no topo do qual, isto é, no lado de cima 3, as cargas de metal contendo sucata de ferro, ferro fundido recuperado, coque, ligas de ferro, fundentes, dosados e pesados de antemão por meio de funis de dosagem, não mostrados, são esvaziados. Ao pé do forno de cúpula, em 5 é visto a saída da fração de metal, como ferro fundido líquido e em 6, por cima da saída de ferro fundido líquido, é vista uma saída através da qual a fração mineral é extraída como escória que contém impurezas minerais da carga e os seus fluxos liquefeitos e que permanecem à tona acima do ferro fundido.[0029] As shown schematically in Fig. 1, a cupola furnace designated by reference 1 comprises a generally cylindrical drum 2, into the top of which, i.e. on the upper side 3, metal charges containing iron scrap, recovered cast iron, coke, ferrous alloys, fluxes, dosed and weighed beforehand by means of dosing funnels, not shown, are emptied. At the foot of the cupola furnace, at 5, the outlet of the metal fraction, as liquid cast iron, is seen, and at 6, above the liquid cast iron outlet, an outlet is seen through which the mineral fraction is extracted as slag containing mineral impurities of the charge and their liquefied fluxes and remaining afloat above the molten iron.

[0030] Para a cúpula do forno 1 são adicionados um dispositivo de pós-combustão 8 que produz os fumos quentes da própria combustão do monóxido de carbono resultante da reação química entre o dióxido de carbono e o coque no tambor do forno de cúpula, e um trocador de calor 10, que envia ar quente em 11 para dentro do forno de cúpula, obtido por aquecimento do ar frio introduzido no trocador em 12. O ar é aquecido pelos fumos quentes provenientes do dispositivo de pós-combustão 8. Os gases quentes que saem do trocador 10 atravessam uma estação de filtração primária 14, a fim de chegar a um cartucho de tratamento de gás 16, que é uma característica essencial do invento e será descrita mais adiante em detalhes.[0030] To the furnace dome 1 are added a post-combustion device 8 that produces the hot fumes from the combustion of carbon monoxide itself resulting from the chemical reaction between carbon dioxide and coke in the drum of the dome furnace, and a heat exchanger 10, which sends hot air at 11 into the dome furnace, obtained by heating the cold air introduced into the exchanger at 12. The air is heated by the hot fumes coming from the post-combustion device 8. The hot gases leaving the exchanger 10 pass through a primary filtration station 14 in order to reach a gas treatment cartridge 16, which is an essential feature of the invention and will be described in detail later.

[0031] No que diz respeito às células de bateria utilizadas que a invenção propõe reciclar, elas contêm metais recicláveis, notadamente ferro Fe, por exemplo, numa quantidade de 15-25%, zinco Zn numa quantidade de 15-30%, manganês Mn numa quantidade de 12-30%, carbono fixo C e orgânicos numa quantidade de 15-32%, algumas percentagens de cobre Cu, de níquel Ni, de potássio K e o restante em eletrólitos incluindo água.[0031] As regards the used battery cells that the invention proposes to recycle, they contain recyclable metals, notably iron Fe, for example, in an amount of 15-25%, zinc Zn in an amount of 15-30%, manganese Mn in an amount of 12-30%, fixed carbon C and organics in an amount of 15-32%, some percentages of copper Cu, of nickel Ni, of potassium K and the remainder in electrolytes including water.

[0032] De acordo com a invenção, na sua aplicação aos fornos de cúpula, a quantidade de células de baterias usadas carregadas no forno de cúpula é baseada no teor de manganês necessário para o ferro fundido na saída do forno. Geralmente, a maioria dos ferros fundidos produzidos por fornos de cúpula contém entre 0,5% e 1% de manganês e até 10% para os tipos especiais de ferro fundido.[0032] According to the invention, in its application to cupola furnaces, the quantity of battery cells used charged in the cupola furnace is based on the manganese content required for the molten iron at the furnace outlet. Generally, most cast irons produced by cupola furnaces contain between 0.5% and 1% manganese and up to 10% for special types of cast iron.

[0033] Até agora, este manganês é comprado, na maior parte do tempo como um material de ferro manganês nobre. Agora, se a sucata de ferro, que uma fundição comprar para as cargas, tiver um teor de manganês de 0,3%, é necessário portanto, adicionar 0,4% de manganês, por exemplo, a fim de fabricar um ferro fundido com 0,7% de manganês.[0033] Until now, this manganese has been purchased most of the time as a noble ferromanganese material. Now, if the iron scrap that a foundry buys for its charges has a manganese content of 0.3%, it is therefore necessary to add 0.4% manganese, for example, in order to produce a cast iron with 0.7% manganese.

[0034] No caso da invenção, este manganês comprado é totalmente substituído pelo manganês provido pelas células de baterias usadas. Os outros componentes recicláveis, isto é, o ferro Fe, cobre Cu, e carbono C, contidos nas células de baterias e, por conseguinte, introduzidos no forno de cúpula com as células de baterias dão a possibilidade de redução, no entanto, estes componentes nas cargas tradicionais não incluem quaisquer células de baterias. Os outros metais contidos nas células das baterias como quantidades residuais, como níquel Ni, cobalto Co, contribuem para a qualidade do ferro fundido como um agente fertilizante. No caso de zinco Zn, este último é recuperado nas poeiras de filtragem dos fumos, realizado principalmente no dispositivo de filtração primário 14. A concentração de zinco contido nas poeiras, passa em seguida, através do tratamento das células das baterias, a partir de uma concentração de algumas porcentagens a várias dezenas de porcentagens, permitindo uma reciclagem muito mais econômica destas poeiras, notadamente se comparadas em colocá-las em um aterro sanitário. No caso do potássio K, este último é vantajosamente recuperado de uma parte da escória, devido à diminuição do ponto de fusão e, por conseguinte, a poupança de energia e, por outro lado nas poeiras do filtro primário, como cloreto de potássio, como um agente para capturar e neutralizar cloro. É importante ressaltar que a fração de potássio contida nas poeiras também lhe dará a possibilidade de economia de energia, reduzindo o seu ponto de fusão durante a sua reciclagem, notadamente no método Waelz que é dedicado à produção de óxidos de zinco.[0034] In the case of the invention, this purchased manganese is entirely replaced by the manganese provided by the used battery cells. The other recyclable components, i.e. iron Fe, copper Cu, and carbon C, contained in the battery cells and therefore introduced into the cupola furnace with the battery cells give the possibility of reduction, however, these components in traditional loads do not include any battery cells. The other metals contained in the battery cells as residual quantities, such as nickel Ni, cobalt Co, contribute to the quality of the cast iron as a fertilizing agent. In the case of zinc Zn, the latter is recovered in the dust from the filtration of the fumes, carried out mainly in the primary filtration device 14. The concentration of zinc contained in the dust then passes, through the treatment of the battery cells, from a concentration of a few percentages to several tens of percentages, allowing a much more economical recycling of this dust, notably compared to placing it in a landfill. In the case of potassium K, the latter is advantageously recovered from part of the slag, due to the lowering of its melting point and therefore energy savings, and on the other hand from the primary filter dust, as potassium chloride, as an agent for capturing and neutralizing chlorine. It is important to note that the potassium fraction contained in the dust will also give it the possibility of energy savings by reducing its melting point during its recycling, notably in the Waelz method which is dedicated to the production of zinc oxides.

[0035] Na saída da filtração primária, os gases processados contendo vestígios de metais pesados voláteis, tais como mercúrio Hg ou mesmo de moléculas orgânicas pesadas de dioxina ou tipo aromático são tratados pelo cartucho de tratamento 16.[0035] At the primary filtration outlet, the processed gases containing traces of volatile heavy metals such as mercury Hg or even heavy organic molecules of dioxin or aromatic type are treated by the treatment cartridge 16.

[0036] O cartucho de tratamento de gás 16 posicionado a montante do dispositivo de filtração primária 14 compreende no sentido do fluxo dos fumos, sucessivamente, um trocador de calor 18, conectado a uma torre refrigerada a ar 19 (ou qualquer outro dispositivo de arrefecimento equivalente), um dispositivo de filtração secundária 21 e um leito de carvões ativos, sulfurados ou não 23. Os fumos, perfeitamente limpos, deixando o leito 21 são descarregados para a atmosfera através da chaminé 25.[0036] The gas treatment cartridge 16 positioned upstream of the primary filtration device 14 comprises, in the direction of the flue flow, successively, a heat exchanger 18, connected to an air-cooled tower 19 (or any other equivalent cooling device), a secondary filtration device 21 and a bed of active carbons, sulphurized or not 23. The fumes, perfectly clean, leaving the bed 21 are discharged into the atmosphere through the chimney 25.

[0037] No sistema de acordo com a invenção, os gases quentes que saem do forno de fusão e/ou o sistema de pós-combustão tem uma temperatura compreendida entre 800°C e 1000°C. Na saída do trocador de calor 10, os fumos têm uma taxa de fluxo de 50 a 100 kNm3/h (no exemplo mencionado) e uma temperatura compreendida entre 120°C e 250°C. Na entrada do dispositivo de filtração primária 14, esta temperatura é de 80°C a 200°C. O dispositivo de filtração primária inclui, como um exemplo, uma área superficial igual a 500 a 3000 m2 e opera com uma diferença de pressão Δp entre o ar sujo e a caixa de ar purificado, que é igual a 80 a 200 mmCE. As poeiras que fluem para fora, simbolizadas por setas, são ricas em zinco, o conteúdo das quais são consideravelmente maiores do que 20% e para um estiramento de taxa de fluxo de mais do que 50 kg/h.[0037] In the system according to the invention, the hot gases leaving the melting furnace and/or the post-combustion system have a temperature of between 800°C and 1000°C. At the outlet of the heat exchanger 10, the fumes have a flow rate of 50 to 100 kNm3/h (in the example mentioned) and a temperature of between 120°C and 250°C. At the inlet of the primary filtration device 14, this temperature is 80°C to 200°C. The primary filtration device includes, as an example, a surface area equal to 500 to 3000 m2 and operates with a pressure difference Δp between the dirty air and the purified air box, which is equal to 80 to 200 mmCE. The dust flowing out, symbolized by arrows, is rich in zinc, the content of which is considerably greater than 20% and for a stretch flow rate of more than 50 kg/h.

[0038] No cartucho de tratamento 16, na entrada do trocador 18, a temperatura dos fumos está compreendida entre 50 e 180°C e a concentração de poeiras é inferior a 5 mg/Nm3. A água fria que é enviada para o trocador 18 através da torre de refrigeração do ar 19 em 31, a uma temperatura que varia de 5 a 36°C e a temperatura da água quente enviada de volta através do trocador para a torre 19 é da ordem de 5 a 50°C. A torre de arrefecimento recebe ar frio em 30 e descarrega o ar quente em 32. A temperatura dos fumos entre o trocador de calor 18 e o dispositivo de filtração secundária é inferior a 65°C. O dispositivo de filtração possui uma área superficial de 500 a 2500 m2 e a diferença de pressão entre o ar sujo e a caixa de ar limpo Δp varia 40-100 mmCE. As poeiras que fluem em 34 são ricas em zinco. O teor de zinco é muito maior do que 20% e para um estiramento da taxa de fluxo é de algumas centenas de gramas por hora.[0038] In the treatment cartridge 16, at the inlet of the exchanger 18, the temperature of the fumes is between 50 and 180°C and the dust concentration is less than 5 mg/Nm3. The cold water that is sent to the exchanger 18 through the air cooling tower 19 at 31, has a temperature ranging from 5 to 36°C and the temperature of the hot water sent back through the exchanger to the tower 19 is in the order of 5 to 50°C. The cooling tower receives cold air at 30 and discharges the hot air at 32. The temperature of the fumes between the heat exchanger 18 and the secondary filtration device is less than 65°C. The filtration device has a surface area of 500 to 2500 m2 and the pressure difference between the dirty air and the clean air box Δp ranges from 40-100 mmCE. The dusts flowing at 34 are rich in zinc. The zinc content is much higher than 20% and at a stretch the flow rate is a few hundred grams per hour.

[0039] Entre o dispositivo de filtração secundária 21 e o leito de carvão ativo 23, a temperatura dos fumos tem de ser inferior a 60°C e a quantidade de poeiras presentes nos gases deve ser inferior a 0,5 mg/Nm3. No que diz respeito ao leito de carvão ativo 23, que inclui grânulos com um comprimento de 2 a 9 mm para um diâmetro de 1 a 3 mm com um grau de uma área superficial específica de 100 a 1500 m2/g. Este leito de carvão ativo liga o mercúrio Hg e as moléculas pesadas, tais como dioxinas, furanos e substâncias aromáticas. Os gases que fluem para fora através da chaminé 25 têm uma temperatura inferior a 60°C, um teor de dioxinas de menos do que 0,1 ng/Nm3, um teor de poeiras de menos do que 0,1 mg/Nm3, um teor de mercúrio Hg menor do que 2 mcg/Nm3 e um teor de SOx de menos do que 50 mg/Nm3.[0039] Between the secondary filtration device 21 and the activated carbon bed 23, the temperature of the fumes must be less than 60°C and the amount of dust present in the gases must be less than 0.5 mg/Nm3. As regards the activated carbon bed 23, it includes granules with a length of 2 to 9 mm for a diameter of 1 to 3 mm with a degree of a specific surface area of 100 to 1500 m2/g. This activated carbon bed binds mercury Hg and heavy molecules such as dioxins, furans and aromatic substances. The gases flowing out through the chimney 25 have a temperature of less than 60°C, a dioxin content of less than 0.1 ng/Nm3, a dust content of less than 0.1 mg/Nm3, a mercury Hg content of less than 2 mcg/Nm3, and a SOx content of less than 50 mg/Nm3.

[0040] Verifica-se a partir da descrição que acaba de ser feita, que a invenção baseia-se na reciclagem total de manganês contido nas células das baterias. Assim, dependendo da necessidade de manganês no teor de ferro fundido a ser produzido, a quantidade total de manganês a ser carregado no forno de cúpula é calculada por um lado, e, o teor de manganês contido no ferro da carga de sucata, um nível que é menor do que o teor almejado, por outro lado. A diferença entre a quantidade total de manganês necessária e a quantidade de manganês contido na carga da sucata de ferro é computada. Esta diferença forma a correção da diferença no manganês, que deverá ser adicionado. E, em seguida, a partir desta diferença, a quantidade de células de baterias a serem colocadas nas cargas é calculada, dependendo do teor de manganês específico das células das baterias. Sobre este assunto, sabendo-se que uma graduação sempre dá um mínimo e/ou máximo na taxa da composição, as células das baterias têm, individualmente, um teor de manganês de 12 a 30% em peso, a média preferencialmente surge no sentido de 20 a 22%. Essas faixas levam em conta que essa média muda toda vez com as tecnologias dos produtores de células de baterias, seu país de origem da produção e do atraso para o retorno à reciclagem do produto no final de sua vida útil.[0040] It is clear from the description just given that the invention is based on the total recycling of manganese contained in the battery cells. Thus, depending on the manganese requirement in the molten iron content to be produced, the total quantity of manganese to be charged to the cupola furnace is calculated on the one hand, and the manganese content contained in the iron of the scrap charge, a level which is lower than the target content, on the other hand. The difference between the total quantity of manganese required and the quantity of manganese contained in the iron scrap charge is computed. This difference forms the correction for the difference in manganese which must be added. And then, from this difference, the quantity of battery cells to be placed in the charges is calculated, depending on the specific manganese content of the battery cells. On this subject, knowing that a graduation always gives a minimum and/or maximum in the composition rate, the battery cells have, individually, a manganese content of 12 to 30% by weight, the average preferably appears in the direction of 20 to 22%. These ranges take into account that this average changes each time with the technologies of the battery cell producers, their country of origin of production and the delay in returning the product for recycling at the end of its useful life.

[0041] Quanto aos outros materiais das cargas, as quantidades destes materiais que estão contidos nas células das baterias também são levados em conta.[0041] As for the other materials in the fillers, the amounts of these materials that are contained in the battery cells are also taken into account.

[0042] Por exemplo, na produção de ferro fundido, carbono do tipo de antracito ou coque deve ser carregado, tipicamente na ordem de 100 a 200 kg/T, em comparação com as cargas de metal, por um lado por carbonizar o metal e por outro lado para produzir a energia necessária para a fusão. Para a carga de carbono, o carbono fixo e volátil contido nas células das baterias é levado em conta para o ajuste do nível de carbono carregado, quer seja na forma de antracito ou coque.[0042] For example, in the production of cast iron, carbon of the anthracite or coke type must be charged, typically in the order of 100 to 200 kg/T, compared to the metal charges, on the one hand to carbonize the metal and on the other hand to produce the energy necessary for fusion. For the carbon charge, the fixed and volatile carbon contained in the battery cells is taken into account for adjusting the level of carbon charged, whether in the form of anthracite or coke.

[0043] Em seguida um exemplo de computação e modo de operação de acordo com a invenção vai ser dado. É claro, isto é um exemplo não exclusivo. A fundição de ferro fundido tem a intenção de produzir um teor de manganês de no mínimo 0,7%. O ferro de sucata que se adquire para as cargas tem um teor de manganês de 0,3%. Deste modo, uma correção deve ser feita e por conseguinte, a adição de um mínimo de 0,4% de manganês a fim de obter o teor desejado, isto é, 4 kg de manganês por tonelada de material metálico carregado.[0043] In the following, an example of computation and mode of operation according to the invention will be given. Of course, this is a non-exclusive example. The cast iron foundry intends to produce a manganese content of at least 0.7%. The scrap iron purchased for the charges has a manganese content of 0.3%. Therefore, a correction must be made and therefore the addition of a minimum of 0.4% manganese in order to obtain the desired content, i.e. 4 kg of manganese per ton of charged metal material.

[0044] A quantidade de células de baterias equivalente a 4 kg de manganês é calculada, isto é, dependendo do teor mínimo de 20% da média da massa, numa quantidade de 20 kg de células de baterias a serem carregadas com uma tonelada de sucata de ferro.[0044] The quantity of battery cells equivalent to 4 kg of manganese is calculated, i.e. depending on the minimum content of 20% of the mass average, in a quantity of 20 kg of battery cells to be charged with one ton of iron scrap.

[0045] No que se refere ao carbono, para um cálculo de carga que dá a necessidade de 150 kg de carbono/tonelada T de sucata de ferro, estando ciente que, em massa, as células de baterias contém 15 a 32% de carbono, enquanto que os 20 kg de células de baterias fornecerão cerca de 4 kg de carbono, um montante a ser deduzido dos 150 kg. Os operadores ou os robôs de carregamento para o carbono terão que modificar as suas instruções a partir de 150 kg a 146 kg/tonelada de sucata de ferro carregada.[0045] As regards carbon, for a load calculation that gives the need for 150 kg of carbon/tonne T of iron scrap, being aware that, by mass, the battery cells contain 15 to 32% carbon, while the 20 kg of battery cells will provide about 4 kg of carbon, an amount to be deducted from the 150 kg. Operators or robots loading for carbon will have to modify their instructions from 150 kg to 146 kg/tonne of iron scrap loaded.

[0046] As células de baterias incluem componentes que são particularmente perigosos, como o mercúrio, mesmo se ele estiver presente numa pequena quantidade. Além disso, outros compostos presentes nas células das baterias de ZnCl2, KCl, alcatrão, carbono em pó, compostos de metal numa forma finamente dividida, tais como óxidos de manganês ou hidróxidos, revelam-se catalisadores poderosos para a formação de dioxinas, ou mesmo HAP (hidrocarbonetos aromáticos policíclicos) durante um aumento gradual da temperatura durante o processo de fusão.[0046] Battery cells include components that are particularly dangerous, such as mercury, even if it is present in a small amount. In addition, other compounds present in battery cells such as ZnCl2, KCl, tar, powdered carbon, metal compounds in a finely divided form, such as manganese oxides or hydroxides, prove to be powerful catalysts for the formation of dioxins, or even PAHs (polycyclic aromatic hydrocarbons) during a gradual increase in temperature during the melting process.

[0047] É a presença destes compostos ou composições químicas, que requerem a presença do dispositivo de tratamento de gás 16, o qual é um dispositivo sofisticado e realiza a purificação.[0047] It is the presence of these compounds or chemical compositions that require the presence of the gas treatment device 16, which is a sophisticated device and performs the purification.

[0048] Na sequência será descrita a operação da instalação de acordo com a invenção e a sequência de passos do método.[0048] The operation of the installation according to the invention and the sequence of steps of the method will be described below.

[0049] No sistema com um forno de cúpula com a corrente de ar quente ou frio de acordo com a invenção, os gases quentes são canalizados através de um dispositivo de captura superior ou lateral no forno de cúpula. Os gases são conduzidos através da tubulação selada com ventilação natural e/ou forçada, por exemplo por meio do trocador 12 da figura única. Uma primeira filtração é realizada no dispositivo de filtração primária 14, a fim de ter o nível de pó contido na saída do filtro primário, para menos do que 5 mg/Nm3, tipicamente a uma temperatura de 60 a 200°C. Depois do tratamento dos fumos no filtro primário 14, eles são arrefecidas a uma temperatura inferior a 60°C pelo trocador 18 em um circuito fechado, em especial sem qualquer injeção de água, ou quaisquer destas formas (vapor, gotas, etc.), para contrair a veia de ar. Os gases são novamente filtrados num segundo filtro, isto é, o dispositivo de filtração secundário 21 para se ter o nível de poeiras contidas passando para menos de 0,5 mg/Nm3. Em seguida, a purificação dos gases é finalizada fazendo com que eles passem através do filtro com carvão ativo sulfurado 23, o qual se liga ao mercúrio e as moléculas pesadas da dioxina, furano e tipo aromático sobre o carvão ativo. Na saturação do leito do carvão ativo, medido pela sua queda de pressão de entrada-saída, este último é retirado de modo a ser, em seguida, despoluído e regenerado, de modo a ser reutilizado na mesma aplicação.[0049] In the system with a cupola furnace with hot or cold air flow according to the invention, the hot gases are channeled through an upper or lateral capture device in the cupola furnace. The gases are led through sealed piping with natural and/or forced ventilation, for example by means of the exchanger 12 of the single figure. A first filtration is carried out in the primary filtration device 14 in order to have the level of dust contained at the outlet of the primary filter to less than 5 mg/Nm3, typically at a temperature of 60 to 200°C. After treatment of the fumes in the primary filter 14, they are cooled to a temperature of less than 60°C by the exchanger 18 in a closed circuit, in particular without any injection of water, or any of its forms (steam, drops, etc.), to contract the air vein. The gases are filtered again in a second filter, i.e. the secondary filtration device 21, to reduce the dust content to less than 0.5 mg/Nm3. The gas purification is then completed by passing them through the filter with sulphurised activated carbon 23, which binds to the mercury and heavy molecules of dioxin, furan and aromatics on the activated carbon. When the activated carbon bed is saturated, measured by its inlet-outlet pressure drop, the latter is removed so that it can then be depolluted and regenerated, so that it can be reused in the same application.

[0050] Deve-se notar que a purificação dos gases no filtro secundário é imperativa, no que diz respeito às poeiras, a fim de evitar o entupimento das porosidades dos carvões ativos e preservar o seu tempo de vida. Este tempo de vida seria de 2 a 6 meses, sem qualquer filtro secundário, mas será de vários anos por meio de um filtro secundário.[0050] It should be noted that the purification of gases in the secondary filter is imperative, as far as dust is concerned, in order to avoid clogging of the porosities of the active carbons and preserve their lifespan. This lifespan would be 2 to 6 months without any secondary filter, but will be several years by means of a secondary filter.

[0051] A temperatura dos gases à entrada do filtro com carvão ativo não deve exceder 60°C. Por padrão, por um lado, os carvões ativos correm o risco de auto- aquecimento com o descontrole de reações até a possível e completa destruição do filtro, e, por outro lado, a eficiência das capturas de mercúrio, por causa da sua baixa concentração, e das moléculas pesadas que exigem esta baixa temperatura de gás.[0051] The temperature of the gases at the inlet of the filter with activated carbon must not exceed 60°C. By default, on the one hand, the activated carbons run the risk of self-heating with the uncontrolled reactions up to the possible and complete destruction of the filter, and, on the other hand, the efficiency of mercury capture, due to its low concentration, and the heavy molecules that require this low gas temperature.

[0052] Com estes dispositivos de tratamento de gás, descargas atmosféricas, em seguida, têm os seguintes valores muito baixos já indicados acima: para o mercúrio, menos do que alguns microgramas/Nm3, para as dioxinas de 10 a 1.000 vezes menor do que o padrão de 0,1 ng/Nm3 e para as poeiras, muito menos do que 0,01 mg/Nm3.[0052] With these gas treatment devices, atmospheric discharges then have the following very low values already indicated above: for mercury, less than a few micrograms/Nm3, for dioxins 10 to 1,000 times lower than the standard 0.1 ng/Nm3 and for dusts, much less than 0.01 mg/Nm3.

[0053] Assim, a invenção não só permite a reciclagem de células de baterias usadas ou rejeitadas, mas assegura também uma purificação quase completa dos gases processados.[0053] Thus, the invention not only allows the recycling of used or discarded battery cells, but also ensures an almost complete purification of the processed gases.

[0054] A invenção não recorre a qualquer estrutura particular em termos de pessoal operacional no local já existente, por um lado e, por outro lado, é substituída por materiais já consumidos e transformados no seu custo de funcionamento direto.[0054] The invention does not use any particular structure in terms of operational personnel on the already existing site, on the one hand, and on the other hand, it is replaced by materials already consumed and transformed at their direct operating cost.

[0055] A invenção garante uma significativa redução de custos para a fundição. De fato, a substituição de muitas matérias-primas das cargas (Fe, C, Mn, Cu) e o enriquecimento do zinco Zn dos pós tornando-os recicláveis, gera economias significativas dos compostos como segue, por tonelada de células de baterias consumidas com os preços atuais dos materiais na data do depósito da patente:- Manganês: aproximadamente 200 kg em 1 euros/kg, ou seja, 200 euros;- Ferro: aproximadamente 200 kg a 0,3 euros/kg, ou seja, 60 euros;- Carbono: aproximadamente 200 kg a 0,35 euros/kg, ou seja, 70 euros;- Zinco: redução de custos mediante descarga das poeiras de fusão pelo enriquecimento do Zn, ou seja, 85 euros;- Cobre: aproximadamente 10 kg a 5,5 euros/kg, ou seja, 55 euros.- Finalmente, a parada da injeção de reagente para dentro do filtro primário, no caso em que ele existe, para capturar as dioxinas, cerca de 25 euros.[0055] The invention ensures a significant cost reduction for foundry. In fact, the replacement of many raw materials in the charges (Fe, C, Mn, Cu) and the enrichment of the powders with zinc (Zn), making them recyclable, generates significant savings in the following compounds, per tonne of battery cells consumed at the current prices of the materials at the time of filing the patent:- Manganese: approximately 200 kg at 1 euro/kg, i.e. 200 euros;- Iron: approximately 200 kg at 0.3 euro/kg, i.e. 60 euros;- Carbon: approximately 200 kg at 0.35 euro/kg, i.e. 70 euros;- Zinc: cost reduction by discharging the melting dust by enriching it with Zn, i.e. 85 euros;- Copper: approximately 10 kg at 5.5 euro/kg, i.e. 55 euros.- Finally, the cessation of the injection of reagent into the primary filter, if present, to capture dioxins, approximately 25 euros.

[0056] Isto é, um total de produção de valor da ordem de 450 a 500 Euros/tonelada de células de baterias a partir da qual os custos diretos da ordem de 80 a 100 euros/tonelada de células de baterias deve ser subtraído e, portanto, um ganho líquido da ordem de 370 a 400 euros/T de células de baterias sem destruição total e manutenção da instalação proposta para o tratamento de gases e os custos comerciais de animação ambiental e de rastreabilidade do ramo de reciclagem.[0056] That is, a total value production of the order of 450 to 500 Euros/tonne of battery cells from which direct costs of the order of 80 to 100 Euros/tonne of battery cells must be subtracted and therefore a net gain of the order of 370 to 400 Euros/T of battery cells without total destruction and maintenance of the proposed installation for the treatment of gases and the commercial costs of environmental animation and traceability of the recycling branch.

[0057] A tabela a seguir dá-se o balanço dos materiais reciclados por meio da invenção. [0057] The following table gives the balance of materials recycled by means of the invention.

[0058] O invento foi aqui descrito antes, a título d e exemplo, numa forma de realização que envolve a utilização, de um forno para a fusão de metal, como um forno de cúpula para a produção de ferro fundido. No entanto, a invenção não está limitada a um forno de cúpula e a reciclagem das células das baterias utilizadas ou rejeitadas, pode também ser realizada usando-se outros fornos para a fusão de ferro fundido, tal como um forno de arco livre ou um forno de indução, como mostrado nas Figs. 2 e 3, desde que no percurso para a descarga dos fumos quentes, entre o forno e a chaminé, sejam providos o dispositivo de filtração primária 14 e o cartucho de tratamento de gás 16 que aparece no sistema de reciclagem incluindo o forno de cúpula, de acordo com a Fig. 1.[0058] The invention has been described hereinbefore, by way of example, in an embodiment involving the use of a metal melting furnace such as a cupola furnace for the production of cast iron. However, the invention is not limited to a cupola furnace and the recycling of used or discarded battery cells may also be carried out using other cast iron melting furnaces such as a free arc furnace or an induction furnace as shown in Figs. 2 and 3, provided that in the path for the discharge of the hot fumes between the furnace and the chimney the primary filtration device 14 and the gas treatment cartridge 16 appearing in the recycling system including the cupola furnace according to Fig. 1 are provided.

[0059] É importante notar que o nível de reciclagem dos materiais das células de baterias elétricas utilizadas ou rejeitadas, como descrito na invenção é excepcionalmente elevada e muito maior do que a ditada na diretiva européia 2006/66 CE.[0059] It is important to note that the level of recycling of materials from used or discarded electric battery cells as described in the invention is exceptionally high and much higher than that dictated by European Directive 2006/66 EC.

[0060] A FIG. 2 mostra o diagrama de blocos do sistema, com um forno de arco. Este forno com uma configuração conhecida per se, é designado pela referência 40. Os números de referência 41 e 42 designam o líquido contido no laboratório do forno de arco e a tubulação para a extração dos gases quentes diretamente a partir do forno em si arrefecido com água. Os gases quentes que fluem para fora do forno de arco, a montante do dispositivo de filtração primário 14 têm, no exemplo ilustrado, uma taxa de fluxo compreendida entre 20 e 100 kNm3/h e uma temperatura inferior a 260°C. Os gases quentes são depois tratados e purificados pela passagem através do dispositivo de filtração primário 14 e o cartucho de tratamento de gás 16, utilizado no âmbito da utilização do forno de cúpula da Fig. 1.[0060] FIG. 2 shows the block diagram of the system with an arc furnace. This furnace, with a configuration known per se, is designated by reference 40. Reference numerals 41 and 42 designate the liquid contained in the arc furnace laboratory and the piping for extracting the hot gases directly from the furnace itself cooled with water. The hot gases flowing out of the arc furnace upstream of the primary filtration device 14 have, in the illustrated example, a flow rate of between 20 and 100 kNm3/h and a temperature of less than 260°C. The hot gases are then treated and purified by passing through the primary filtration device 14 and the gas treatment cartridge 16 used in the use of the cupola furnace of Fig. 1.

[0061] A Fig. 3 apresenta o diagrama de blocos de um forno de indução com o qual estão associados, para a aplicação do método para reciclar as células das baterias utilizadas ou rejeitadas, o dispositivo de filtração primário 14 e o cartucho de tratamento 16. Na Fig. 3, o forno de indução é designado pela referência geral 44, os números de referência 45 e 46 designam o líquido e o chapéu chinês. Os vapores quentes que saem do forno de indução a montante do dispositivo de filtração primário 14 tem uma taxa de fluxo de 10 a 60 kNm3/h e a uma temperatura inferior a 260°C.[0061] Fig. 3 shows the block diagram of an induction furnace with which the primary filtration device 14 and the treatment cartridge 16 are associated for the application of the method for recycling used or discarded battery cells. In Fig. 3, the induction furnace is designated by the general reference 44, the reference numerals 45 and 46 designate the liquid and the Chinese hat. The hot vapors leaving the induction furnace upstream of the primary filtration device 14 have a flow rate of 10 to 60 kNm3/h and a temperature of less than 260°C.

[0062] A reciclagem das células das baterias utilizadas ou rejeitadas em fornos de arco ou em fornos de indução para a produção de ferro fundido, de acordo com as disposições da invenção, é possível por meio do dispositivo de filtração e do cartucho de tratamento de gás, que dão a possibilidade de remover os elementos nocivos, tais como mercúrio e moléculas pesadas, tais como dioxinas, furanos e aromáticos antes da descarga dos fumos para a atmosfera através da chaminé 25.[0062] The recycling of battery cells used or rejected in arc furnaces or induction furnaces for the production of cast iron, according to the provisions of the invention, is possible by means of the filtration device and the gas treatment cartridge, which make it possible to remove harmful elements such as mercury and heavy molecules such as dioxins, furans and aromatics before the discharge of the fumes into the atmosphere through the chimney 25.

Claims

1. METHOD OF RECYCLING USED OR REJECTED PORTABLE ELECTRIC BATTERY CELLS, which recycles used or rejected electric battery cells selected from the group consisting of saline, alkaline and button battery cells, which include recyclable components including iron, zinc, manganese and copper, characterized by introducing used or rejected battery cells as a charge into a furnace for smelting metals, which is a cupola furnace, a free arc furnace and an induction furnace, together with scrap iron containing manganese, carbon and other charge components, by capturing and removing harmful elements including mercury, zinc and heavy molecules including dioxins and aromatic substances in a gas purification device through which gases are discharged from the furnace, by producing molten iron having a predetermined manganese content; by selecting a quantity of the used or rejected batteries introduced into the furnace, so that the manganese content in the molten iron produced corresponds to the quantity of manganese existing in the rejected or used battery cells introduced plus the manganese content existing in the scrap iron introduced.

2. METHOD OF RECYCLING USED OR REJECTED PORTABLE ELECTRIC BATTERY CELLS to produce manganese-containing molten iron in a smelting furnace which is one of a cupola furnace, a free arc furnace and an induction furnace for producing metal, characterized by introducing manganese-containing iron scrap and other charge components of said smelting furnace together with a predetermined additional quantity of manganese, wherein the quantity of additional manganese is the manganese that is contained in the used or rejected electric battery cells including recyclable components comprising iron, zinc, manganese and copper and wherein the quantity of used or rejected battery cells is selected so that the quantity of manganese that is contained in said used or rejected battery cells corresponds to the quantity of additional manganese.

3. METHOD FOR RECYCLING USED OR REJECTED PORTABLE ELECTRIC BATTERY CELLS, which recycles used or rejected electric battery cells selected from the group including saline, alkaline and button cell battery cells, which comprise recyclable components including iron, zinc, manganese and copper, characterized by introducing used or rejected battery cells as a charge into a furnace for melting metal, which is a cupola furnace, a free arc furnace and an induction furnace, together with scrap iron containing manganese, carbon and other charge components, by capturing and removing harmful elements including mercury, zinc, chlorides and fluorides, dioxins and aromatic substances in a gas purification device through which the gases are discharged from the furnace, and by introducing said battery cells as a charge component together with a quantity of carbon allowing to recover all the manganese contained in the battery cells and in the scrap iron in the molten iron produced.

4. METHOD FOR RECYCLING USED OR REJECTED PORTABLE ELECTRIC BATTERY CELLS, according to any of claims 1 to 3, characterized in that it subjects the passage of hot gases through a bed of activated carbon (23) in granules, sulphurized or not, with a specific surface of 300 to 1500 m2/g, for the binding of mercury and heavy molecules so that the fumes discharged into the atmosphere (in 25) have a mercury content between 0 and 2 g/Nmμ3 and dioxins between 0 and 0.1 ng/Nm3.

5. METHOD FOR RECYCLING USED OR REJECTED PORTABLE ELECTRIC BATTERY CELLS, according to any one of claims 1 to 4, characterized by the use of a dome furnace (1) for recycling used or rejected battery cells.

6. METHOD FOR RECYCLING USED OR REJECTED PORTABLE ELECTRIC BATTERY CELLS, according to any one of claims 1 to 4, characterized by the use of a free arc furnace (40) or an induction furnace (44) for recycling used or rejected battery cells.