Publicação

Recuperação de zinco e manganês de pilhas domésticas esgotadas por hidrometalurgia

Detalhes bibliográficos
Resumo:	A acumulação contínua de resíduos perigosos, onde se incluem as pilhas domésticas esgotadas, constitui um problema muito importante do ponto de vista ambiental. O processamento destes resíduos corresponde a uma tarefa de grande dificuldade técnica e económica, devido à complexidade dos materiais envolvidos. No âmbito da química verde, a investigação de um processo de tratamento adequado para pilhas domésticas esgotadas é fundamental na melhoria da qualidade do meio Ambiente, pois promove a desactivação e valorização de um resíduo mediante a reciclagem de metais de valor /tóxicos nele contidos. O processo hidrometalúrgico proposto e desenvolvido neste trabalho consistiu num conjunto integrado de operações unitárias de processamento físico e químico (lixiviação ácida), com vista à recuperação dos metais de valor Zinco e Manganês. Uma vez que não se conhecia no País qualquer estudo de caracterização dos tipos de pilhas domésticas esgotadas e face ao vazio proveniente quer dos produtores/importadores, quer de fontes bibliográfico/científicas, realizou-se uma tipificação completa deste tipo de resíduos produzidos pelo Município de Lisboa. As operações de processamento físico efectuadas consistiram essencialmente no desmantelamento, fragmentação, crivagem e separação magnética, de forma a separara sucata (essencialmente aço) do material dos eléctrodos (essencialmente constituída por óxidos de zinco e manganês, para além da grafite). Uma vez processado, todo o material foi caracterizado através de técnicas de análise química qualitativa (Fluorescência de Raios-X, Dispersiva de Energias) e quantitativa (Espectrometria de Absorção Atómica), análise morfológica e estrutural (Microscopia Electrónica de Varrimento e Difracção de Raios-X). Dos resultados obtidos concluiu-se que 57% do material das pilhas domésticas corresponde ao cátodo, 16% ao ânodo, 25,5% é material ferroso (invólucro, bornes e conector de aço nas pilhas alcalinas) e grafite (presente no material de eléctrodo e no conector das pilhas salinas), e 1,5% é plástico. A operação de processamento químico foi a lixiviação, efectuada com uma solução de ácido sulfúrico (H2SO4). Para avaliar as recuperações de zinco e manganês, variando a concentração do agente lixiviante, a relação líquido/sólido (L/S) e a presença/ausência de um agente redutor (Fe0, Zn0, sucata das pilhas e H2O2), estudou-se como variável dependente o rendimento de lixiviação. Utilizou-se a metodologia dos planos factoriais com análise da variância para optimizar estatisticamente esta operação unitária. Pelos resultados obtidos registaram-se rendimentos máximos de lixiviação de Zn e Mn apenas na presença de espécies de ferro (Fe0 e sucata de pilhas), chegando a atingir os 100% e 90%, respectivamente. Dos ensaios realizados quantificou-se a relevância estatística dos efeitos que cada variável independente possuía sobre os rendimentos de Zn e Mn, verificando-se que a variável que apresentou maior efeito foi o agente redutor, seguido da relação L/S igual a 20L/kg e por último a concentração de reagente ácido.
Autores principais:	Guerra, Raquel Alexandra Neves Galvão
Assunto:	Química Teses de mestrado
Ano:	2008
País:	Portugal
Tipo de documento:	dissertação de mestrado
Tipo de acesso:	acesso restrito
Instituição associada:	Universidade de Lisboa
Idioma:	português
Origem:	Repositório da Universidade de Lisboa

Descrição
Resumo:	A acumulação contínua de resíduos perigosos, onde se incluem as pilhas domésticas esgotadas, constitui um problema muito importante do ponto de vista ambiental. O processamento destes resíduos corresponde a uma tarefa de grande dificuldade técnica e económica, devido à complexidade dos materiais envolvidos. No âmbito da química verde, a investigação de um processo de tratamento adequado para pilhas domésticas esgotadas é fundamental na melhoria da qualidade do meio Ambiente, pois promove a desactivação e valorização de um resíduo mediante a reciclagem de metais de valor /tóxicos nele contidos. O processo hidrometalúrgico proposto e desenvolvido neste trabalho consistiu num conjunto integrado de operações unitárias de processamento físico e químico (lixiviação ácida), com vista à recuperação dos metais de valor Zinco e Manganês. Uma vez que não se conhecia no País qualquer estudo de caracterização dos tipos de pilhas domésticas esgotadas e face ao vazio proveniente quer dos produtores/importadores, quer de fontes bibliográfico/científicas, realizou-se uma tipificação completa deste tipo de resíduos produzidos pelo Município de Lisboa. As operações de processamento físico efectuadas consistiram essencialmente no desmantelamento, fragmentação, crivagem e separação magnética, de forma a separara sucata (essencialmente aço) do material dos eléctrodos (essencialmente constituída por óxidos de zinco e manganês, para além da grafite). Uma vez processado, todo o material foi caracterizado através de técnicas de análise química qualitativa (Fluorescência de Raios-X, Dispersiva de Energias) e quantitativa (Espectrometria de Absorção Atómica), análise morfológica e estrutural (Microscopia Electrónica de Varrimento e Difracção de Raios-X). Dos resultados obtidos concluiu-se que 57% do material das pilhas domésticas corresponde ao cátodo, 16% ao ânodo, 25,5% é material ferroso (invólucro, bornes e conector de aço nas pilhas alcalinas) e grafite (presente no material de eléctrodo e no conector das pilhas salinas), e 1,5% é plástico. A operação de processamento químico foi a lixiviação, efectuada com uma solução de ácido sulfúrico (H2SO4). Para avaliar as recuperações de zinco e manganês, variando a concentração do agente lixiviante, a relação líquido/sólido (L/S) e a presença/ausência de um agente redutor (Fe0, Zn0, sucata das pilhas e H2O2), estudou-se como variável dependente o rendimento de lixiviação. Utilizou-se a metodologia dos planos factoriais com análise da variância para optimizar estatisticamente esta operação unitária. Pelos resultados obtidos registaram-se rendimentos máximos de lixiviação de Zn e Mn apenas na presença de espécies de ferro (Fe0 e sucata de pilhas), chegando a atingir os 100% e 90%, respectivamente. Dos ensaios realizados quantificou-se a relevância estatística dos efeitos que cada variável independente possuía sobre os rendimentos de Zn e Mn, verificando-se que a variável que apresentou maior efeito foi o agente redutor, seguido da relação L/S igual a 20L/kg e por último a concentração de reagente ácido.