Mineração sustentável: recuperação de matérias-primas críticas de baterias usando tecnologias ambientalmente amigáveis

• Processo: 20/00493-0
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de janeiro de 2022
• Data de Término da vigência: 31 de dezembro de 2024
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Química
• Acordo de Cooperação: Ministério das Relações Exteriores e de Cooperação Internacional da Itália (MAECI)
• Pesquisador responsável: Jorge Alberto Soares Tenório
• Beneficiário: Jorge Alberto Soares Tenório
• Instituição Sede: Escola Politécnica (EP). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Município da Instituição Sede: São Paulo
• Pesquisadores associados: Amilton Barbosa Botelho Junior ; Denise Crocce Romano Espinosa ; Giorgio Bertanza ; João Paulo Bassin ; Jorge Luís Coleti ; Marcela dos Passos Galluzzi Baltazar ; Sabrina Sorlini
• Assunto(s): Sustentabilidade Reciclagem Mineração urbana Baterias de íon-lítio Veículos elétricos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Baterias de carro elétrico | Reciclagem | Reciclagem e mineração urbana

Resumo

O escopo do presente projeto é a reciclagem de baterias de íon de lítio para recuperação de materiais críticos. Os metais alvo são cobalto e lítio; além disso, a recuperação de cobre, magnésio, elementos de terras raras, níquel, vanádio, alumínio e grafite também deve ser explorada, a fim de alcançar a economia circular para a produção sustentável. A metodologia inclui o desenvolvimento de uma técnica de desmontagem para evitar explosões, processo de moagem, uma caracterização química completa, como mineralogia e composição química, experimentos de lixiviação e biolixiviação e separação seletiva por meio de técnicas de troca iônica. A cinética e a termodinâmica serão estudadas usando modelos matemáticos, por exemplo, modelo de núcleo retrátil e software termodinâmico, como FactSage, HSC e HydraMedusa. Serão exploradas resinas quelantes e extração por solvente para separar seletivamente os metais alvo da solução de lixiviação. A avaliação do ciclo de vida do processo de reciclagem será realizada e sua viabilidade econômica será investigada. (AU)

Publicações científicas

(19)

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

GUIMARAES, L. F.; BOTELHO JUNIOR, A. B.; ESPINOSA, D. C. R.. Sulfuric acid leaching of metals from waste Li-ion batteries without using reducing agent. MINERALS ENGINEERING, v. 183, p. 14-pg., 2022-06-15. (20/00493-0, 19/11866-5)

VASCONCELOS, DAVID DA SILVA; TENORIO, JORGE ALBERTO SOARES; BOTELHO JUNIOR, AMILTON BARBOSA; ESPINOSA, DENISE CROCCE ROMANO. Circular Recycling Strategies for LFP Batteries: A Review Focusing on Hydrometallurgy Sustainable Processing. METALS, v. 13, n. 3, p. 28-pg., 2023-03-01. (19/11866-5, 21/14842-0, 20/00493-0)

GUIMARAES, LUCAS FONSECA; BOTELHO JUNIOR, AMILTON BARBOSA; ESPINOSA, DENISE CROCCE ROMANO. The Characterization of Li-ion Batteries and the Importance of the Recycling Processes. JOM, v. N/A, p. 10-pg., 2023-07-06. (19/11866-5, 21/14842-0, 20/00493-0)

MARTINS, LIVIA SALLES; ROVANI, SUZIMARA; BOTELHO JUNIOR, AMILTON BARBOSA; ROMANO ESPINOSA, DENISE CROCCE. Sustainable Approach for Critical Metals Recovery through Hydrometallurgical Processing of Spent Batteries Using Organic Acids. Industrial & Engineering Chemistry Research, v. 62, n. 44, p. 11-pg., 2023-10-24. (21/14842-0, 20/00493-0, 19/11866-5)

BOTELHO JUNIOR, AMILTON BARBOSA; LIMA DALVI, GUILHERME DE FREITAS; CAVALCANTE, VINICIUS SMITH; MIYASHITA, ANA CAROLINA; SOARES TENORIO, JORGE ALBERTO; ROMANO ESPINOSA, DENISE CROCCE. Supported Liquid Membranes for Separation of Critical Raw Metals. TMS 2025 154TH ANNUAL MEETING & EXHIBITION SUPPLEMENTAL PROCEEDINGS, v. N/A, p. 9-pg., 2025-01-01. (23/01032-5, 20/00493-0, 21/14842-0, 19/11866-5)

GUIMARAES, LUCAS FONSECA; TENORIO, JORGE ALBERTO SOARES; VACCARI, MENTORE; ESPINOSA, DENISE CROCCE ROMANO; BOTELHO JUNIOR, AMILTON BARBOSA. Characterization of Lithium-Ion Batteries from Recycling Perspective towards Circular Economy. MINERALS, v. 14, n. 9, p. 21-pg., 2024-09-01. (21/14842-0, 20/00493-0, 19/11866-5, 23/01032-5)

LIMA, ANASTASSIA MARIAH NUNES DE OLIVEIRA; DA LUZ, VILSON CONRADO; ESPINOSA, DENISE CROCCE ROMANO; GOBO, LUCIANA ASSIS; KUMOTO, ELIO AUGUSTO; BOTELHO JUNIOR, AMILTON BARBOSA; TENORIO, JORGE ALBERTO SOARES. Electrodialysis as a route for separating metals from NCA-type automotive lithium-ion batteries. JOURNAL OF CLEANER PRODUCTION, v. 527, p. 12-pg., 2025-09-25. (23/01032-5, 20/00493-0, 21/14842-0, 19/11866-5)

BOTELHO, A. B.; DA SILVA, M. D. C. R.; CAMARGO, P. S. S.; MUNCHEN, D. D.; CENCI, M. P.; BERTUOL, D. A.; VEIT, H. M.; TENORIO, J. A. S.; ESPINOSA, D. C. R.. Electronic waste in emerging countries: current scenario of generation, policies, and recycling technologies regarding the coronavirus pandemic. INTERNATIONAL JOURNAL OF ENVIRONMENTAL SCIENCE AND TECHNOLOGY, v. N/A, p. 20-pg., 2023-08-06. (19/11866-5, 21/14842-0, 20/00493-0)

DIAS, MARIA EDUARDA DE MELO GOLCALVES; TENORIO, JORGE ALBERTO SOARES; ESPINOSA, DENISE CROCCE ROMANO; BOTELHO JUNIOR, AMILTON BARBOSA. Recycling of Li-Ion Batteries: Recovery of Critical Metals by Hydrometallurgy. JOM, v. N/A, p. 12-pg., 2025-08-25. (20/00493-0, 23/01032-5, 21/14842-0, 19/11866-5)

LIMA, ANASTASSIA MARIAH NUNES DE OLIVEIRA; ESPINOSA, DENISE CROCCE ROMANO; GOBO, LUCIANA ASSIS; KUMOTO, ELIO AUGUSTO; BOTELHO JUNIOR, AMILTON BARBOSA; TENORIO, JORGE ALBERTO SOARES. Study of the behaviour of cations in leaching of NCA lithium-ion batteries by electrodialysis. ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY, v. N/A, p. 12-pg., 2025-01-28. (19/11866-5, 23/01032-5, 20/00493-0, 21/14842-0)

GARJULLI, FRANCO; DE CARVALHO, THAMYRES CARDOSO; TENORIO, JORGE ALBERTO SOARES; COLETI, JORGE LUIS; ESPINOSA, DENISE CROCCE ROMANO. Recycling Spent Cobalt Oxide Catalysts to Obtain Metallic Cobalt: A Study of Two-Step Reduction Kinetics. JOURNAL OF SUSTAINABLE METALLURGY, v. N/A, p. 15-pg., 2025-01-24. (19/11866-5, 20/00493-0)

CHEJE MACHACA, DARWIN MICHELL; BOTELHO JR, AMILTON BARBOSA; DE CARVALHO, THAMYRES CARDOSO; TENORIO, JORGE ALBERTO SOARES; ESPINOSA, DENISE CROCCE ROMANO. Hydrometallurgical processing of chalcopyrite: A review of leaching techniques. INTERNATIONAL JOURNAL OF MINERALS METALLURGY AND MATERIALS, v. 31, n. 12, p. 19-pg., 2024-12-01. (21/14842-0, 20/00493-0, 19/11866-5, 23/01032-5)

BOTELHO, AMILTON BARBOSA, JR.; DA SILVA, DAVID VASCONCELOS; NUNES DE OLIVEIRA LIMA, ANASTASSIA MARIAH; DE OLIVEIRA, RAFAEL PIUMATTI; GOBO, LUCIANA ASSIS; KUMOTO, ELIO AUGUSTO; FERRARESE, ANDRE; SOARES TENORIO, JORGE ALBERTO; ROMANO ESPINOSA, DENISE CROCCE. LAREX-Tupy Process: Recycling of Li-Ion Batteries from Electric Vehicles by Hydrometallurgical Route Towards Circular Economy. TMS 2024 153RD ANNUAL MEETING & EXHIBITION: SUPPLEMENTAL PROCEEDINGS, v. N/A, p. 8-pg., 2024-01-01. (19/11866-5, 23/01032-5, 20/00493-0, 21/14842-0)

PREMATHILAKE, DILSHAN SANDARUWAN; GUIMARAES, LUCAS FONSECA; ROMANO ESPINOSA, DENISE CROCCE; SOARES TENORIO, JORGE ALBERTO; VACCARI, MENTORE; BOTELHO JUNIOR, AMILTON BARBOSA. Advancing hydrometallurgical recycling of spent lithium-ion batteries: an AI-based readiness and sustainability assessment. RSC SUSTAINABILITY, v. 3, n. 11, p. 17-pg., 2025-09-23. (21/14842-0, 19/11866-5, 20/00493-0)

PREMATHILAKE, DILSHAN SANDARUWAN; AMBAYE, TEKLIT GEBREGIORGIS; BOTELHO JR, AMILTON BARBOSA; LIMA, ANA TERESA MACAS; ESPINOSA, DENISE CROCCE ROMANO; VACCARI, MENTORE. Comparative environmental and economic assessment of emerging hydrometallurgical recycling technologies for Li-ion battery cathodes. SUSTAINABLE PRODUCTION AND CONSUMPTION, v. 51, p. 18-pg., 2024-10-03. (21/14842-0, 20/00493-0, 19/11866-5, 23/01032-5)

PREMATHILAKE, DILSHAN SANDARUWAN; BOTELHO JUNIOR, AMILTON BARBOSA; TENORIO, JORGE ALBERTO SOARES; ESPINOSA, DENISE CROCCE ROMANO; VACCARI, MENTORE. Designing of a Decentralized Pretreatment Line for EOL-LIBs Based on Recent Literature of LIB Recycling for Black Mass. METALS, v. 13, n. 2, p. 34-pg., 2023-02-01. (19/11866-5, 21/14842-0, 20/00493-0, 12/51871-9)

BOTELHO JUNIOR, AMILTON BARBOSA; TENORIO, JORGE ALBERTO SOARES; ESPINOSA, DENISE CROCCE ROMANO. Separation of Critical Metals by Membrane Technology under a Circular Economy Framework: A Review of the State-of-the-Art. PROCESSES, v. 11, n. 4, p. 24-pg., 2023-04-01. (19/11866-5, 21/14842-0, 20/00493-0)

BOTELHO JUNIOR, AMILTON BARBOSA; MIYASHITA, ANA CAROLINA; SOARES TENORIO, JORGE ALBERTO; ROMANO ESPINOSA, DENISE CROCCE. Separation of Critical Metals Using Supported Liquid Membranes PTFE-Cyanex 272. RARE METAL TECHNOLOGY 2024, v. N/A, p. 8-pg., 2024-01-01. (21/14842-0, 20/00493-0, 19/11866-5, 23/01032-5)

MARTINS, FLAVIO PINHEIRO; ALMARAZ, SOFIA DE-LEON; BOTELHO JUNIOR, AMILTON BARBOSA; AZZARO-PANTEL, CATHERINE; PARIKH, PRITI. Hydrogen and the sustainable development goals: Synergies and trade-offs. RENEWABLE & SUSTAINABLE ENERGY REVIEWS, v. 204, p. 11-pg., 2024-08-04. (21/14842-0, 20/00493-0, 19/11866-5, 23/01032-5)