Le lithium : Le recyclage

Si la ressource ne semble pas (encore) poser de problèmes à court ou moyen terme, il n’en reste pas moins vrai que la question du recyclage du lithium commence sérieusement à se poser, au moins pour des raisons de toxicité et d’inflammabilité des batteries au lithium rechargeables. Des brevets ont été déposés ou sont en cours de dépôt: signalons ici la société grenobloise Recupyl qui a été la première en 2005 à déposer un brevet et dernièrement, Véolia qui a mis au point un procédé et déposé des demandes de brevets il y a quelques mois. Umicore a également étudié en laboratoire la faisabilité de la récupération du lithium à partir des batteries. Si une toute nouvelle usine devrait démarrer en Mai 2011, elle ne traitera toutefois pas le lithium pour l’instant faute de rentabilité : le cours du lithium n’est pas encore assez haut pour se lancer dans cette opération complexe et les volumes à traiter encore insuffisants [[Les Echos (12/2010)]]. Une usine est également en cours de construction au Canada et une autre existe au Japon. Une étude [[A review of processes and technologies for the recycling of lithium-ion secondary batteries, J. Xu et al. / Journal of Power Sources 177 (2008) 512–527]] présente les méthodes de recyclage des batteries rechargeables au lithium qui se divisent en deux principales catégories :

• les processus physiques (séparation mécanique, traitement thermique, processus mécano-chimique, dissolution)
• les processus chimiques (lixiviation acide, biolixiviation, extraction par solvants, précipitation, procédé électrochimique)

Dans la pratique, le recyclage complet des batteries rechargeables au lithium requiert une combinaison des différents processus listés ci-dessus dans l’optique de recycler les principaux métaux rares recherchés. L’étude présente près d’une dizaine de ces procédés combinés.

|Zoom : la technologie de recyclage de la société Recupyl repose sur l’hydrométallurgie [[http://www.recupyl.fr/68-hydrometallurgie.html]]. Après une première étape de séparation mécanique des éléments constituants les piles, et de valorisation des éléments directement recyclables, les éléments non ferreux sont mis en solution (lixiviation), purifiés par réduction électrochimique (cémentation) et pour terminer, on procède à une séparation sélective des différents métaux majoritaires (cf. figure 7).|

Les procédés hydrométallurgiques permettent d’obtenir des degrés de pureté des métaux élevés; de plus, ils sont peu énergivores et ont une empreinte CO2 réduite tout en n’émettant pas de dioxine. A partir d’une tonne de batteries, Récupyl récupère :

• 130 kg de cobalt
• 290 kg d’acier inox
• 85 kg de lithium
• 80 kg de cuivre
• 240 kg de résidus (papier, plastiques)

Les résultats semblent très encourageants puisque le taux de recyclage des métaux contenus dans les piles lithium-ion grâce à cette technique avoisine les 98%.

Cependant, d’autres procédés semblent plus complexes à mettre en œuvre comme celui de la société américaine RetrievTech qui procède par cryogénie à -325°F pour le rendre inerte (cf. http://www.retrievtech.com/recycling/lithium-ion). En effet, contrairement à d’autres batteries, les batteries au lithium rechargeables sont susceptibles d’exploser lors du processus de recyclage à cause de l’oxydation radicale du lithium.

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