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Estudo e estimação de parâmetros de um modelo eléctrico de bateria

Matos, Marino Ricardo Santos January 2010 (has links)
Tese de mestrado integrado. Engenharia Electrotécnica e de Computadores. Universidade do Porto. Faculdade de Engenharia. 2011
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Reciclagem de baterias de íons de lítio por processamento mecânico

Costa, Rodrigo Calçada da January 2010 (has links)
A crescente produção de equipamentos eletrônicos, como computadores, câmeras digitais e, especialmente, aparelhos celulares tem provocado um descarte cada vez maior desses equipamentos em função da introdução de outros com maior tecnologia no mercado. Com isso, a quantidade de sucata eletrônica presente no lixo comum tem crescido de maneira acentuada. Por esse motivo, têm-se pesquisado tecnologias que possibilitem a reciclagem desse material. Para isso, é preciso conhecê-lo detalhadamente. O presente trabalho, portanto, faz uma caracterização detalhada sobre as baterias descartadas de íons de lítio e propõe uma rota de reciclagem com processos exclusivamente mecânicos. Na primeira parte, as baterias foram desmembradas e seus componentes classificados e pesados. Seus componentes foram analisados com relação a sua composição química e quantificados. Para a caracterização de cada um dos componentes dos eletrodos, foi usada a técnica de difração de raios-X. A quantificação desses componentes foi realizada através das análises de fotometria de chama, espectroscopia de absorção atômica e análise termogravimétrica. Os resultados indicaram presença de lítio, cobalto, cobre e alumínio, que são metais importantes do ponto de vista econômico, reforçando a importância de se desenvolver uma rota de reciclagem para este tipo de resíduo. Além disso, foi encontrada matéria orgânica (polímeros e grafite), que pode ser usada para geração de energia ou encaminhada para um processo de reciclagem. Na segunda etapa do trabalho, foram estudadas três rotas diferentes de processamento desses materiais, visando à recuperação do LiCoO2. Na rota 1, a sequência de etapas usadas foi: moagem em moinho de martelos – moagem em moinho de facas – separação magnética. Na rota 2, houve a substituição da moagem em moinho de facas pela separação granulométrica. Já na rota 3, foi adicionada uma etapa de secagem do material após a moagem em moinho de martelos. Antes, contudo, foi feito um estudo dos fatores que poderiam influenciar o processo, tais como velocidade da esteira do separador magnético e taxa de alimentação e tamanho das partículas. Dos testes preliminares realizados, as condições que obtiveram melhores resultados para a aplicação no processo foram: velocidade de rotação da esteira do separador magnético equivalente a 40rpm, taxa de alimentação de 10g/min e tempo de operação do jogo de peneiras igual a 30 minutos. Os resultados obtidos mostraram que as rotas estudadas, considerando a metodologia utilizada, são boas alternativas para serem usadas como prétratamento na reciclagem de baterias, separando até 97% do LiCoO2. / The increasing production of electronic equipment such as computers, digital cameras and, especially, cell phones, has caused a growing in disposal of these equipments by the introduction of new ones on the market with more technology. Thus, the amount of electronic waste in the landfills has grown sharply. Therefore, technologies have been researched to enable recycling of the material. But for this, one must know it in detail. This work, therefore, makes a detailed characterization of discarded lithium ion batteries and proposes a recycling route with mechanical processes exclusively. In the first stage, the batteries were dismantled and their components were classified and weighed. Its components were analyzed according to its chemical composition and quantified. For the characterization of each component of the electrodes was used X-ray diffraction. The quantification of these components has been done through flame photometry, atomic absorption spectroscopy and thermogravimetric analysis. The results showed a large quantity of lithium, cobalt, copper and aluminum, metals that are important economically, stressing the importance of developing a recycling route for this kind of waste. In addition, a considerable amount of organic material (polymers and graphite) was found and can be used for power generation or sent to a recycling process. In the second stage, three different routes of processing these materials were studied, aiming the recovery of the LiCoO2. In route 1, the sequence of steps used was: milling in hammer mill - milling in knife mill - magnetic separation. In route 2, the granulometric separation was added and the milling in knife mill stage was removed. In route 3, was added a drying step after milling in hammer mill. Before, however, some factors that could influence the process were studied, such as treadmill speed and feed rate of the magnetic separator and time of particle size separation. of preliminary tests, the conditions which obtained best results were: speed of rotation of the magnetic separator mat equivalent to 40rpm, feed rate equal to 10g/min and operating time of particle size saparation equal to 30 minutes. The results showed the studied routes, considering the methodology used, appear as a good alternative to be used as a pretreatment in the recycling of batteries, separating up to 97% of the desired material.
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Beneficiamento de cobalto a partir de baterias esgotadas de íon-lítio

Matos Mandujano, José Fidel January 2013 (has links)
A tecnologia aplicada em aparelhos celulares fez que fossem produzidos equipamento mais leves, com maior rapidez em seu sistema operacional e uma quantidade enorme de aplicações. Tudo isso atrai muito os consumidores, que trocam com mais frequência seus aparelhos celulares por novos e modernos, gerando um descarte significativo de todos os seus componentes e dentre eles as baterias de íon-lítio. O cobalto está presente em quantidades significativas nessas baterias e por ser um metal de alto valor agregado é assunto de estudo no presente trabalho. Este trabalho tem como objetivo propor um método alternativo aos já existentes para a recuperação de cobalto das baterias esgotadas de íon-lítio, mediante o processamento mecânico e separação a úmido de materiais. Realizaram-se três testes para estudar a influência do tipo e marca das baterias e a taxa de alimentação na moagem no moinho de martelos. Os resultados obtidos mostram que não há influência da marca e tipo de baterias na recuperação de cobalto no concentrado obtido, mas o fluxo de alimentação influi diretamente nas recuperações e no teor de cobalto no concentrado. Com um maior fluxo de alimentação se terá uma maior recuperação de cobalto com um maior teor. O cobalto encontra-se principalmente no material fino menor de 1 mm, onde a presença de cobre é mínima e nos materiais mais grossos a presença de cobalto é mínima, enquanto o cobre apresenta-se em maior quantidade. Os resultados demonstram que é possível obter um concentrado de cobalto com recuperações acima de 80% a custo relativamente baixo utilizando apenas métodos de processamento mecânico. Além disso, as análises químicas quantitativas apresentam resultados promissores quando o concentrado é lixiviado, onde a proporção de cobalto metálico é acima de 70% dos elementos dissolvidos. / The technology applied in mobile phones turned them lighter and their operational systems faster, among other improvements. The consumers are attracted to these gadgets, and for this reason cell phones are replaced every time most often for more modern ones, resulting in a significantly increase in the discharge of all their components, including the ion-lithium batteries. Cobalt is present in great amount in these type of batteries, and due to its high added value, it is the object of study in the present work. The purpose of this research is to come up with an alternative method to recover cobalt from wasted ion-lithium batteries by mechanical processes and humid separation of materials. Three tests were conducted to study the influence of different types and brands of batteries and also the feeding time during the hammer mill grinding process. The obtained results show that there is no influence of type and brand of batteries in the recovery of cobalt, but the time and flux feeding in the hammer mill has a direct influence in the content of cobalt found in the final concentrate. A higher feeding flux resulted in a superior recovery of cobalt with a higher grade. Cobalt is found mainly in the thin material with particle size smaller than 1 mm, where the presence of cooper is minimum. On the other hand the content of cobalt is minimum within the coarse material, where cooper is found in higher amounts. The results demonstrated that it is possible to obtain a cobalt concentrate with recoveries up to 80 % with relatively low cost operations using solely methods of mechanical processes. Furthermore, the quantitative chemical analysis bring forward promising results when the concentrate is leached, as the proportion of metallic cobalt is up the 70% of the dissolved elements.
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Beneficiamento de cobalto a partir de baterias esgotadas de íon-lítio

Matos Mandujano, José Fidel January 2013 (has links)
A tecnologia aplicada em aparelhos celulares fez que fossem produzidos equipamento mais leves, com maior rapidez em seu sistema operacional e uma quantidade enorme de aplicações. Tudo isso atrai muito os consumidores, que trocam com mais frequência seus aparelhos celulares por novos e modernos, gerando um descarte significativo de todos os seus componentes e dentre eles as baterias de íon-lítio. O cobalto está presente em quantidades significativas nessas baterias e por ser um metal de alto valor agregado é assunto de estudo no presente trabalho. Este trabalho tem como objetivo propor um método alternativo aos já existentes para a recuperação de cobalto das baterias esgotadas de íon-lítio, mediante o processamento mecânico e separação a úmido de materiais. Realizaram-se três testes para estudar a influência do tipo e marca das baterias e a taxa de alimentação na moagem no moinho de martelos. Os resultados obtidos mostram que não há influência da marca e tipo de baterias na recuperação de cobalto no concentrado obtido, mas o fluxo de alimentação influi diretamente nas recuperações e no teor de cobalto no concentrado. Com um maior fluxo de alimentação se terá uma maior recuperação de cobalto com um maior teor. O cobalto encontra-se principalmente no material fino menor de 1 mm, onde a presença de cobre é mínima e nos materiais mais grossos a presença de cobalto é mínima, enquanto o cobre apresenta-se em maior quantidade. Os resultados demonstram que é possível obter um concentrado de cobalto com recuperações acima de 80% a custo relativamente baixo utilizando apenas métodos de processamento mecânico. Além disso, as análises químicas quantitativas apresentam resultados promissores quando o concentrado é lixiviado, onde a proporção de cobalto metálico é acima de 70% dos elementos dissolvidos. / The technology applied in mobile phones turned them lighter and their operational systems faster, among other improvements. The consumers are attracted to these gadgets, and for this reason cell phones are replaced every time most often for more modern ones, resulting in a significantly increase in the discharge of all their components, including the ion-lithium batteries. Cobalt is present in great amount in these type of batteries, and due to its high added value, it is the object of study in the present work. The purpose of this research is to come up with an alternative method to recover cobalt from wasted ion-lithium batteries by mechanical processes and humid separation of materials. Three tests were conducted to study the influence of different types and brands of batteries and also the feeding time during the hammer mill grinding process. The obtained results show that there is no influence of type and brand of batteries in the recovery of cobalt, but the time and flux feeding in the hammer mill has a direct influence in the content of cobalt found in the final concentrate. A higher feeding flux resulted in a superior recovery of cobalt with a higher grade. Cobalt is found mainly in the thin material with particle size smaller than 1 mm, where the presence of cooper is minimum. On the other hand the content of cobalt is minimum within the coarse material, where cooper is found in higher amounts. The results demonstrated that it is possible to obtain a cobalt concentrate with recoveries up to 80 % with relatively low cost operations using solely methods of mechanical processes. Furthermore, the quantitative chemical analysis bring forward promising results when the concentrate is leached, as the proportion of metallic cobalt is up the 70% of the dissolved elements.
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Reciclagem de baterias de íons de lítio por processamento mecânico

Costa, Rodrigo Calçada da January 2010 (has links)
A crescente produção de equipamentos eletrônicos, como computadores, câmeras digitais e, especialmente, aparelhos celulares tem provocado um descarte cada vez maior desses equipamentos em função da introdução de outros com maior tecnologia no mercado. Com isso, a quantidade de sucata eletrônica presente no lixo comum tem crescido de maneira acentuada. Por esse motivo, têm-se pesquisado tecnologias que possibilitem a reciclagem desse material. Para isso, é preciso conhecê-lo detalhadamente. O presente trabalho, portanto, faz uma caracterização detalhada sobre as baterias descartadas de íons de lítio e propõe uma rota de reciclagem com processos exclusivamente mecânicos. Na primeira parte, as baterias foram desmembradas e seus componentes classificados e pesados. Seus componentes foram analisados com relação a sua composição química e quantificados. Para a caracterização de cada um dos componentes dos eletrodos, foi usada a técnica de difração de raios-X. A quantificação desses componentes foi realizada através das análises de fotometria de chama, espectroscopia de absorção atômica e análise termogravimétrica. Os resultados indicaram presença de lítio, cobalto, cobre e alumínio, que são metais importantes do ponto de vista econômico, reforçando a importância de se desenvolver uma rota de reciclagem para este tipo de resíduo. Além disso, foi encontrada matéria orgânica (polímeros e grafite), que pode ser usada para geração de energia ou encaminhada para um processo de reciclagem. Na segunda etapa do trabalho, foram estudadas três rotas diferentes de processamento desses materiais, visando à recuperação do LiCoO2. Na rota 1, a sequência de etapas usadas foi: moagem em moinho de martelos – moagem em moinho de facas – separação magnética. Na rota 2, houve a substituição da moagem em moinho de facas pela separação granulométrica. Já na rota 3, foi adicionada uma etapa de secagem do material após a moagem em moinho de martelos. Antes, contudo, foi feito um estudo dos fatores que poderiam influenciar o processo, tais como velocidade da esteira do separador magnético e taxa de alimentação e tamanho das partículas. Dos testes preliminares realizados, as condições que obtiveram melhores resultados para a aplicação no processo foram: velocidade de rotação da esteira do separador magnético equivalente a 40rpm, taxa de alimentação de 10g/min e tempo de operação do jogo de peneiras igual a 30 minutos. Os resultados obtidos mostraram que as rotas estudadas, considerando a metodologia utilizada, são boas alternativas para serem usadas como prétratamento na reciclagem de baterias, separando até 97% do LiCoO2. / The increasing production of electronic equipment such as computers, digital cameras and, especially, cell phones, has caused a growing in disposal of these equipments by the introduction of new ones on the market with more technology. Thus, the amount of electronic waste in the landfills has grown sharply. Therefore, technologies have been researched to enable recycling of the material. But for this, one must know it in detail. This work, therefore, makes a detailed characterization of discarded lithium ion batteries and proposes a recycling route with mechanical processes exclusively. In the first stage, the batteries were dismantled and their components were classified and weighed. Its components were analyzed according to its chemical composition and quantified. For the characterization of each component of the electrodes was used X-ray diffraction. The quantification of these components has been done through flame photometry, atomic absorption spectroscopy and thermogravimetric analysis. The results showed a large quantity of lithium, cobalt, copper and aluminum, metals that are important economically, stressing the importance of developing a recycling route for this kind of waste. In addition, a considerable amount of organic material (polymers and graphite) was found and can be used for power generation or sent to a recycling process. In the second stage, three different routes of processing these materials were studied, aiming the recovery of the LiCoO2. In route 1, the sequence of steps used was: milling in hammer mill - milling in knife mill - magnetic separation. In route 2, the granulometric separation was added and the milling in knife mill stage was removed. In route 3, was added a drying step after milling in hammer mill. Before, however, some factors that could influence the process were studied, such as treadmill speed and feed rate of the magnetic separator and time of particle size separation. of preliminary tests, the conditions which obtained best results were: speed of rotation of the magnetic separator mat equivalent to 40rpm, feed rate equal to 10g/min and operating time of particle size saparation equal to 30 minutes. The results showed the studied routes, considering the methodology used, appear as a good alternative to be used as a pretreatment in the recycling of batteries, separating up to 97% of the desired material.
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Filmes finos de oxidos de vanadio como catodos de microbaterias recarregadas DE Litio

Lourenço, Airton 12 April 1998 (has links)
Orientadores: Antonio Celso Fonseca de Arruda, Anette Gorenstein / Tese (doutorado) - Universidade Estadaul de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-24T15:33:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lourenco_Airton_D.pdf: 6913883 bytes, checksum: d97b497a89687436ab590f29a57546bd (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: Baterias de lítio na forma de filmes finos (microbaterias) vem sendo pesquisadas ja há alguns anos. Este trabalho teve como principal objetivo estudar e otimizar as propriedades de um novo material de catodo. Desta forma, filmes finos de óxido de vanádio foram preparados por sputtering reativo em diferentes condições de deposição, com vistas à sua utilização como catodos de microbaterias recarregáveis de lítio. A influência das condições de preparação na performance eletroquímica do material catódico foi discutida principalmente em termos das suas propriedades mecânicas, microestrutura e composição. Essas propriedades foram determinadas por nanoindentação, difração de raios-X e Retroespalhamento de Rutherford. As amostras foram caracterizadas eletroquimicamente conjuntamente com a determinação da variação da tensão mecânica imposta ao conjunto filme-substrato devido ao processo de intercalação iônica. Os materiais foram otimizados quanto à capacidade de carga, reversibilidade, e propriedades mecânicas. Amostras com parâmetros de crescimento otimizados foram utilizadas na montagem de microbaterias para testes de ciclabilidade e ensaios de vida útil. As microbaterias apresentaram boa cinética de intercalação (DLi= 2,89 X 10-13cm2S-l),com capacidade de carga entre 27 e 45uAhcm-2,resultado este acima (50%) do resultado encontrado na literatura para o mesmo design de dispositivo. Quando submetidas a ensaios de vida útil, mostrou boa performance e estabilidade até 100 ciclos de carga/descarga / Abstract: In the last few years, intensive research has been dedicated to the development of lithium batteries in thin film form (microbatteries). This work had as main objective to study and to optimize the properties of a new cathode material. Therefore, vanadium oxide thin films prepared by reactive sputtering in different deposition conditions were studied as a potential cathode material for rechargeable lithium microbatteries. The influence of the preparation conditions in the electrochemical performance was discussed mainly in terms of its mechanical properties, microstructure and composition. The nanoindentation technique, X-ray diffraction and Rutherford Backscattering Spectrometry studied those properties. The samples were electrochemically characterized by a galvanostatic technique, simultaneously with the mechanical stress variation induced by the intercalation/deintercalation process. Parameters as charge capacity, reversibility, and mechanical properties were the guidelines to optimize the cathode deposition parameters. Optimized samples were used to assemble microbatteries for cyclability tests and device useful life. The microbatteries presented good intercalation kinetics (DLi= 2.89 X10-13cm2S-l),with charge capacity between 27 and 45uAh cm-2. These results are better (50%) than the ones found in the literature for the same device design. The microbattery showed good performance and stability until 100 charge/discharge cycles / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutor em Engenharia Mecânica
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Preparação e caracterização da poli(o-metoxianilina) dopada com acidos funcionalizados e sua utilização em aplicaçõesde interesse tecnologico

Gazotti Junior, Wilson Antonio 23 July 2018 (has links)
Orientador: Marco-Aurelio De Paoli / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-23T16:37:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 GazottiJunior_WilsonAntonio_D.pdf: 6748921 bytes, checksum: 8bf2fedf8de932dd0548762fed26363c (MD5) Previous issue date: 1998 / Doutorado
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Filmes finos de óxido de níquel litiado

Urbano, Alexandre 12 June 2002 (has links)
Orientador: Annette Gorenstein / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-03T02:09:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Urbano_Alexandre_D.pdf: 2929890 bytes, checksum: a3e448bbb113069e90e3db0047ef4e47 (MD5) Previous issue date: 2002 / Resumo: Neste trabalho filmes finos de óxido de níquel litiado foram estudados. O objetivo maior foi avaliar a potencialidade destes materiais como catodo em microbateria de íon lítio e elemento ópticamente ativo em dispositivos Os filmes foram depositados por "magnetron R.F. sputtering" variando-se a potência de R.F. com e sem a presença de oxigênio na câmara durante o processo de deposição. Foram investigadas a influência destas variáveis nas propriedades estruturais de curto e longo alcance, a estrutura eletrônica, composição, bem como as propriedades eletroquímicas e optoeletroquímicas As análises espectroscópicas mostraram que o estado de oxidação do metal de transição depende das condições de deposição, bem como o ordenamento a curto alcance. O estado de oxidação do níquel variou entre +2 e +3, conforme a variação dos parâmetros de deposição. Na amostra depositada sob 50W de potência e 9sccm de fluxo de oxigênio, o níquel apresentou o maior grau de oxidação (+3), apresentando também maior conformidade, no número e distâncias entre os vizinhos do níquel, com o composto de referência LiNiO2 estequiométrico e cristalino. Observou-se, em todas as amostras a presença de uma contaminação superficial com carbonato de lítio (Li2CO3). Apesar da presença desta camada contaminante, os filmes exibiram atividade eletroquímica e eletrocrômica. As análises optoeletroquímicas revelaram que a maior variação de transmitância (para ë =632,8nm) foi de 70% para amostras depositadas sob alta potência de R.F. (150W) e com fluxo de oxigênio (9 sccm) na câmara de deposição. A eficiência eletrocrômica, para estas amostras, foi de 28 cm 2 .C -1 . Com vistas à aplicação como eletrodo para microbaterias concluiu-se que os melhores parâmetros de deposição são: baixa potência de R.F.(50W) na presença de oxigênio na câmara durante o crescimento do filme (fluxo 9 sccm). A capacidade de carga do eletrodo foi de 30 µAh.µm -1 sob corrente de 1 µA / Abstract: In this work, lithiated nickel oxide thin films were studied. The main objective was to evaluate the potenciality of these materials as cathodes for lithium-ion microbatteries and optically active element in electrochromic devices. The films were deposited by R.F.magnetron sputtering, under different R.F. powers with or without the presence of oxygen during the deposition process. The influence of the deposition conditions on the short and long range structural properties, on the electronic structure and composition as well as on the electrochemical and optoelectrochemical behaviour was investigated. The spectroscopic analysis showed that the oxidation state of the transition metal and the short range order depends on the deposition condition. The nickel oxidation state varied between 2+ and 3+. For the sample deposited at low power (50 W) and high O2 flow (9 sccm), this oxidation state attained its highest value, showing also a better conformity in the number and distances among neighbouring atoms. For all samples, a contaminant superficial layer of lithium carbonate (Li2CO3) was evidenced. In spite of this layer, the films presented electrochemical and electrochromic activity. The optoelectrochemical analysis showed that the highest transmittance change (at ë =632,8nm) was 70% for samples deposited at high O2 flow. The electrochromic efficiency for these samples was 28 cm 2 .C -1 . In what concerns the use of the materials as electrode for microbatteries, it was concluded that the best deposition parameters are: low R.F. power (50W) with oxygen in the deposition chamber during film growth (9 sccm O2 flow). The charge capacity of this electrode was 30 µAh.µm -1 under a constant current of 1 µA / Doutorado / Física / Doutor em Ciências
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Beneficiamento de cobalto a partir de baterias esgotadas de íon-lítio

Matos Mandujano, José Fidel January 2013 (has links)
A tecnologia aplicada em aparelhos celulares fez que fossem produzidos equipamento mais leves, com maior rapidez em seu sistema operacional e uma quantidade enorme de aplicações. Tudo isso atrai muito os consumidores, que trocam com mais frequência seus aparelhos celulares por novos e modernos, gerando um descarte significativo de todos os seus componentes e dentre eles as baterias de íon-lítio. O cobalto está presente em quantidades significativas nessas baterias e por ser um metal de alto valor agregado é assunto de estudo no presente trabalho. Este trabalho tem como objetivo propor um método alternativo aos já existentes para a recuperação de cobalto das baterias esgotadas de íon-lítio, mediante o processamento mecânico e separação a úmido de materiais. Realizaram-se três testes para estudar a influência do tipo e marca das baterias e a taxa de alimentação na moagem no moinho de martelos. Os resultados obtidos mostram que não há influência da marca e tipo de baterias na recuperação de cobalto no concentrado obtido, mas o fluxo de alimentação influi diretamente nas recuperações e no teor de cobalto no concentrado. Com um maior fluxo de alimentação se terá uma maior recuperação de cobalto com um maior teor. O cobalto encontra-se principalmente no material fino menor de 1 mm, onde a presença de cobre é mínima e nos materiais mais grossos a presença de cobalto é mínima, enquanto o cobre apresenta-se em maior quantidade. Os resultados demonstram que é possível obter um concentrado de cobalto com recuperações acima de 80% a custo relativamente baixo utilizando apenas métodos de processamento mecânico. Além disso, as análises químicas quantitativas apresentam resultados promissores quando o concentrado é lixiviado, onde a proporção de cobalto metálico é acima de 70% dos elementos dissolvidos. / The technology applied in mobile phones turned them lighter and their operational systems faster, among other improvements. The consumers are attracted to these gadgets, and for this reason cell phones are replaced every time most often for more modern ones, resulting in a significantly increase in the discharge of all their components, including the ion-lithium batteries. Cobalt is present in great amount in these type of batteries, and due to its high added value, it is the object of study in the present work. The purpose of this research is to come up with an alternative method to recover cobalt from wasted ion-lithium batteries by mechanical processes and humid separation of materials. Three tests were conducted to study the influence of different types and brands of batteries and also the feeding time during the hammer mill grinding process. The obtained results show that there is no influence of type and brand of batteries in the recovery of cobalt, but the time and flux feeding in the hammer mill has a direct influence in the content of cobalt found in the final concentrate. A higher feeding flux resulted in a superior recovery of cobalt with a higher grade. Cobalt is found mainly in the thin material with particle size smaller than 1 mm, where the presence of cooper is minimum. On the other hand the content of cobalt is minimum within the coarse material, where cooper is found in higher amounts. The results demonstrated that it is possible to obtain a cobalt concentrate with recoveries up to 80 % with relatively low cost operations using solely methods of mechanical processes. Furthermore, the quantitative chemical analysis bring forward promising results when the concentrate is leached, as the proportion of metallic cobalt is up the 70% of the dissolved elements.
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Reciclagem de baterias de íons de lítio por processamento mecânico

Costa, Rodrigo Calçada da January 2010 (has links)
A crescente produção de equipamentos eletrônicos, como computadores, câmeras digitais e, especialmente, aparelhos celulares tem provocado um descarte cada vez maior desses equipamentos em função da introdução de outros com maior tecnologia no mercado. Com isso, a quantidade de sucata eletrônica presente no lixo comum tem crescido de maneira acentuada. Por esse motivo, têm-se pesquisado tecnologias que possibilitem a reciclagem desse material. Para isso, é preciso conhecê-lo detalhadamente. O presente trabalho, portanto, faz uma caracterização detalhada sobre as baterias descartadas de íons de lítio e propõe uma rota de reciclagem com processos exclusivamente mecânicos. Na primeira parte, as baterias foram desmembradas e seus componentes classificados e pesados. Seus componentes foram analisados com relação a sua composição química e quantificados. Para a caracterização de cada um dos componentes dos eletrodos, foi usada a técnica de difração de raios-X. A quantificação desses componentes foi realizada através das análises de fotometria de chama, espectroscopia de absorção atômica e análise termogravimétrica. Os resultados indicaram presença de lítio, cobalto, cobre e alumínio, que são metais importantes do ponto de vista econômico, reforçando a importância de se desenvolver uma rota de reciclagem para este tipo de resíduo. Além disso, foi encontrada matéria orgânica (polímeros e grafite), que pode ser usada para geração de energia ou encaminhada para um processo de reciclagem. Na segunda etapa do trabalho, foram estudadas três rotas diferentes de processamento desses materiais, visando à recuperação do LiCoO2. Na rota 1, a sequência de etapas usadas foi: moagem em moinho de martelos – moagem em moinho de facas – separação magnética. Na rota 2, houve a substituição da moagem em moinho de facas pela separação granulométrica. Já na rota 3, foi adicionada uma etapa de secagem do material após a moagem em moinho de martelos. Antes, contudo, foi feito um estudo dos fatores que poderiam influenciar o processo, tais como velocidade da esteira do separador magnético e taxa de alimentação e tamanho das partículas. Dos testes preliminares realizados, as condições que obtiveram melhores resultados para a aplicação no processo foram: velocidade de rotação da esteira do separador magnético equivalente a 40rpm, taxa de alimentação de 10g/min e tempo de operação do jogo de peneiras igual a 30 minutos. Os resultados obtidos mostraram que as rotas estudadas, considerando a metodologia utilizada, são boas alternativas para serem usadas como prétratamento na reciclagem de baterias, separando até 97% do LiCoO2. / The increasing production of electronic equipment such as computers, digital cameras and, especially, cell phones, has caused a growing in disposal of these equipments by the introduction of new ones on the market with more technology. Thus, the amount of electronic waste in the landfills has grown sharply. Therefore, technologies have been researched to enable recycling of the material. But for this, one must know it in detail. This work, therefore, makes a detailed characterization of discarded lithium ion batteries and proposes a recycling route with mechanical processes exclusively. In the first stage, the batteries were dismantled and their components were classified and weighed. Its components were analyzed according to its chemical composition and quantified. For the characterization of each component of the electrodes was used X-ray diffraction. The quantification of these components has been done through flame photometry, atomic absorption spectroscopy and thermogravimetric analysis. The results showed a large quantity of lithium, cobalt, copper and aluminum, metals that are important economically, stressing the importance of developing a recycling route for this kind of waste. In addition, a considerable amount of organic material (polymers and graphite) was found and can be used for power generation or sent to a recycling process. In the second stage, three different routes of processing these materials were studied, aiming the recovery of the LiCoO2. In route 1, the sequence of steps used was: milling in hammer mill - milling in knife mill - magnetic separation. In route 2, the granulometric separation was added and the milling in knife mill stage was removed. In route 3, was added a drying step after milling in hammer mill. Before, however, some factors that could influence the process were studied, such as treadmill speed and feed rate of the magnetic separator and time of particle size separation. of preliminary tests, the conditions which obtained best results were: speed of rotation of the magnetic separator mat equivalent to 40rpm, feed rate equal to 10g/min and operating time of particle size saparation equal to 30 minutes. The results showed the studied routes, considering the methodology used, appear as a good alternative to be used as a pretreatment in the recycling of batteries, separating up to 97% of the desired material.

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