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.

O presente trabalho descreve a síntese e caracterização de nanopartículas bimetálicas de cobalto e platina, estabilizadas por líquidos iônicos, para aplicação como catalisadores em reações de hidrogenação de monóxido de carbono (Reação Fischer-Tropsch) para produção de hidrocarbonetos. A formação das nanopartículas bimetálicas foi realizada pela hidrogenação dos precursores de cobalto (Cobaltoceno) e platina (Pt2dba3) dissolvidos em líquidos iônicos derivados do cátion imidazólio. A hidrogenação resultou em nanopartículas magnéticas de CoPt3 com tamanho médio de 7,3 nm utilizando o líquido iônico BMI.N(Tf)2 e nanopartículas magnéticas de CoPt3/Pt com tamanho médio de 7,2 nm utilizando o líquido iônico BMI.PF6. Análises de redução a temperatura programada comprovaram que a presença da platina diminuiu a temperatura de redução do cobalto. Para nanopartículas de CoPt3 a temperatura de redução foi de aproximadamente 215 °C enquanto que para as nanopartículas de CoPt3/Pt a temperatura de redução foi de aproximadamente 125 °C. Os testes catalíticos para reações de FT foram realizados utilizando uma célula de DRIFT (Harrick high temperature reaction chamber) como reator batelada, com pressão constante de 20 bar de uma mistura padrão de hidrogênio e monóxido de carbono (H2/CO = 2/1) e temperatura de 230 °C. As análises por espectroscopia no infravermelho foram realizadas após 16 h de reação, e os produtos formados foram analisados por cromatografia gasosa. As análises por cromatografia apresentaram distribuição de produtos diferentes entre as nanopartículas. A distribuição de produtos formados na reação FT, utilizando nanopartículas de CoPt3, apresentou 70% de hidrocarbonetos pesados (a1 = 0,52, a2 = 0,72). Utilizando as nanopartículas de CoPt3/Pt a formação de hidrocarbonetos pesados foi de apenas 44% (a1 = 0,60, a2 = 0,67) A maior quantidade de produtos leves foi atribuída ao mecanismo de reação via inserção de carbenos, favorecido pela maior quantidade de platina em nanopartículas de CoPt3/Pt. A presença de carbenos na superfície do catalisador foi compravada por análises de espectroscopia no infravermelho após 16h de reação. Estudos de cinética transiente comprovaram a formação de espécies ativas de carbono na superfície das nanopartículas logo no início da reação, porém as nanopartículas de CoPt3/Pt exibiram um processo lento de ativação quando comparadas as nanopartículas de CoPt3. Para ambos os casos a obtenção das condições para o estado-estacionário da reação foram alcançadas em aproximadamente 40 min de reação. Portanto, foi comprovado que a platina diminui a temperatura de redução do cobalto em nanopartículas bimetálicas. Também pôde-se observar que a platina favorece o mecanismo via inserção de carbenos na reação FT aumentando a quantidade de produtos leves. / This work describes the synthesis and characterization of cobalt and platinum bimetallic nanoparticles stabilized by ionic liquid for the synthesis of hydrocarbons by Fischer Tropsch reaction. The formation of bimetallic nanoparticles was performed by hydrogenation of cobalt and platinum precursors (cobaltocene and Pt2dba3) dissolved in imidazolium ionic liquids. The hydrogenation resulted in magnetic CoPt3 nanoparticles with average size of 7.3 nm when BMI.N(Tf)2 was used and magnetic CoPt3/Pt nanoparticles with average size of 7.2 nm when using BMI.PF6. The results from temperature programmed reduction analysis indicated that the platinum appreciably lowered the reduction temperature of cobalt. For CoPt3 nanoparticles the reduction temperature was approximately 215 °C and for CoPt3/Pt nanoparticles the reduction temperature was approximately 125°C. Catalytic tests for the Fischer-Tropsch reaction were performed using a DRIFT cell (Harrick high temperature reaction chamber) as a batch reactor under controlled temperature and constant pressure (20 bar of a H2/CO mixture, 2/1 molar ratio). The infrared analysis was performed after 16 h of reaction, and the products were analyzed by gas chromatography (GC). The GC results showed different product distributions and different growth probability for the nanoparticles. The use of CoPt3 nanoparticles resulted in the formation of 70% of C11+ hydrocarbons (a1 = 0.52, a2 = 0.72). When using CoPt3/Pt, the formation was only 44% of C11+ hydrocarbons (a1 = 0.60, a2 = 0.67). These differences of product distributions were attributed to favor carbene insertion mechanism when using CoPt3/Pt nanoparticles in FT reaction. The chemical transient kinetics analysis proved the formation of atomic carbon reactive species on metal surfaces of both nanoparticles. However CoPt3/Pt nanoparticles presented a slow activation process when compared with CoPt3. The conditions for steady-state were achieved in approximately 40 min of FT reaction for both nanoparticles. Therefore, the presence of platinum appreciably lowered the reduction of cobalt in bimetallic nanoparticles and favor the carbene insertion mechanism in FT reaction.

Programa de Pós-Graduação em Ciências – Física de Materiais. Departamento de Física, Instituto de Ciências Exatas e Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto / Submitted by Maurílio Figueiredo (maurilioafigueiredo@yahoo.com.br) on 2016-02-16T13:38:36Z No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_ CaracterizaçãoEstruturalMorfológica.pdf: 4240107 bytes, checksum: 169ffc8f5d71f2220e09f6345bd3aca5 (MD5) / Approved for entry into archive by Gracilene Carvalho (gracilene@sisbin.ufop.br) on 2016-02-19T13:00:37Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_ CaracterizaçãoEstruturalMorfológica.pdf: 4240107 bytes, checksum: 169ffc8f5d71f2220e09f6345bd3aca5 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-02-19T13:00:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_ CaracterizaçãoEstruturalMorfológica.pdf: 4240107 bytes, checksum: 169ffc8f5d71f2220e09f6345bd3aca5 (MD5) Previous issue date: 2015 / Sais da família de Tutton compreendem cristais com fórmula química geral M2M’(XO4)2.6H2O onde, M=K, NH4, Rb, Cs, Tl, M’= Mg, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Cd, V, Cr, X=S e Se. Neste trabalho amostras da série isomórfica (NH4)2NixCo(1-x)(SO4)2.6H2O foram crescidas e caracterizadas com variações das concentrações de níquel e cobalto. Este tipo de material tem sido estudado devido a suas propriedades físicas e químicas ainda não compreendidas e por apresentarem potenciais aplicações tecnológicas. Neste estudo serão apresentados resultados de crescimento de cristais com 0 < x < 1 e resultados de medidas de difração de raios X para mono e policristais, análise térmica (termogravimetria e calorimetria térmica diferencial), espectroscopia de absorção no ultravioleta/visível, espectroscopia Raman, espectrometria de emissão óptica por plasma acoplado indutivamente e espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier. Pelo método de crescimento utilizado, evaporação isotérmica, bons monocristais foram obtidos em todo intervalo de composição. A análise dos difratogramas de cristais pó indicou mudanças estruturais das amostras submetidas a tratamentos térmicos. Os estudos de TG/DTA realizados revelaram um rico processo de decomposição em temperaturas entre 1000C e 7000C. A espectroscopia Raman e no infravermelho permitiram a análise vibracional das amostras. Para a espectroscopia de absorção no UV-Vis foram obtidos bons espectros e a análise química por ICP-AES permitiu investigar a eficiência do método de crescimento utilizado. ________________________________________________________________________________ / Tutton salts family comprises crystals with the general chemical formula M'2M'(XO4)2.6H2O where M = K, NH4, Rb, Cs, Tl, M' = Mg, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Cd, V, Cr, X = S and Se. In this work, samples of the isomorphic series (NH4)2NixCo(1-x)(SO4)2.6H2O were grown and characterized with variations of nickel and cobalt concentrations. This type of material has been studied due to their physical and chemical properties not yet understood and present a potential technological application. In this study crystal growth results with 0 < x < 1 will be presented, and results of X-ray diffraction measurements for mono and polycrystals, thermal analysis (thermogravimetry and differential thermal calorimetry), absorption spectroscopy, ultraviolet / visible, Raman spectroscopy, inductively coupled plasma – Atomic emission spectroscopy and Fourier transform infrared spectroscopy. By the growth method, isothermal evaporation, good single crystals were obtained in whole composition range. The analysis of the X-ray powdered crystals indicates structural changes of the samples under thermical treatment. Studies of TG / DTA carried out revealed a rich process of decomposition at temperatures between 100ºC and 700ºC. The Raman and infrared spectroscopy allowed vibrational analysis of samples. For absorption spectroscopy in the UV-Vis spectra were obtained and good chemical analysis by ICP-AES possible to investigate the efficiency of the growth method

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina. Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2016-01-08T17:22:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 82771.pdf: 4360619 bytes, checksum: 61c67691dd64ff0b562db05279c2e3cc (MD5) Previous issue date: 1991 / O objetivo do presente trabalho foi observar o comportamento cinético na redução por hidrogênio do óxido de cobalto II, III, CO3O4, produzido a partir de minério nacional, em um reator de leito fluidizado, em pequena escala, na faixa de temperatura de 310 - 790oC, visando avaliar a possibilidade de adaptação do sistema reativo para uma escala semi-industrial de produção de pó de cobalto. Além disso, a fluidização do Co3O4 foi acompanhada a temperatura ambiente, com o objetivo de determinar as condições ótimas do processo de fluidização. As constantes cinéticas obtidas (Kso = 0,0039 ± 0,0002 cm/s, e Ea = 5,0 ± 0,3 kcal/gmol) são comparáveis aos valores encontrados na literatura, referentes a redução do pós de Co3O por H2, com área de superfície específica de mesma grandeza, na mesma faixa de temperatura. Por fim, foi elaborada uma estimativa de ampliação de escala do sistema reativo para redução de Co3O4 por hidrogênio em leito fluidizado.

O presente trabalho descreve a síntese e caracterização de nanopartículas de cobalto estabilizadas por líquidos iônicos e a aplicação das mesmas como catalisadores em reações de hidrogenação de monóxido de carbono para produção de hidrocarbonetos. A síntese de hidrocarbonetos via monóxido de carbono e hidrogênio, conhecida como processo Fischer-Tropsch, vem sendo muito estudada para produção de diesel e bases de lubrificantes, pois é uma excelente opção como fonte alternativa de combustível. A formação de nanopartículas de cobalto foi realizada pela simples decomposição térmica de precursores de cobalto carbonila dissolvidos em líquidos iônicos derivados do cátion imidazólio. A decomposição resultou em nanopartículas magnéticas com tamanho médio de 4,5; 5,2; 7,7 e 10,7 nm para os líquidos iônicos BMI.BF4, DMI.BF4, BMI.N(Tf)2 e TDMI.N(Tf)2, respectivamente. Os testes catalíticos para reações de Fischer-Tropsch foram realizados utilizando uma célula de DRIFT (Harrick high temperature reaction chamber) como reator batelada, com monitoração da temperatura e pressão constante de 20 bar de uma mistura padrão de hidrogênio e monóxido de carbono (H2/CO = 2/1), a reação foi monitorada por infravermelho e os produtos formados foram extraídos com solvente orgânico e analisados por cromatografia gasosa. Observou-se misturas de hidrocarbonetos (C7 a C30), com alta probabilidade de crescimento da cadeia (ASF). Estudos encontrados na literatura relatam que nanopartículas com diâmetro de 5 a 8 nm, são ideais para catalisadores aplicados em processo Fischer-Tropsch. As análises de propriedades magnéticas mostraram que as nanopartículas apresentaram propriedades de superparamagnetismo, caracterísctico de partículas com momodomínio, e possuem grande potencial para aplicação em materiais de gravação magnética. Portanto, líquidos iônicos demonstraram excelentes propriedades de agentes estabilizantes para a síntese destes nanocatalisadores de cobalto, além de possuírem boas perspectivas de atuarem como suportes para as nanopartículas a serem utilizadas com catalisadores em procesos realizados em reatores contínuos. / This work describes the synthesis and characterization of ionic liquid stabilized cobalt nanoparticles and their application as catalysts for hydrocarbon synthesis from carbon monoxide. The synthesis of hydrocarbons using hydrogen and carbon monoxide, known as Fischer-Tropsch process, has been studied and employed for the production of fuels and lubricants. The formation of cobalt nanoparticles was performed by the simple thermal decomposition of the carbonyl cobalt precursors dissolved in imidazolium ionic liquids. The decomposition resulted in magnetic nanoparticles with average sizes of 4.5; 5.2; 7.7 and 10.7 nm for BMI.BF4, DMI.BF4, BMI.N(Tf)2 and TDMI.N(Tf)2 ionic liquids respectively. Catalytic tests were performed for the Fischer-Tropsch reaction using a DRIFT cell (Harrick high temperature reaction chamber) as a batch reactor with temperature control and constant pressure (20 bar of a H2/CO mixture, 2/1 molar ratio), and monitored by IR spectroscopy. The products were extracted with organic solvents and analyzed by GC. Anderson-Shulz-Flory parameter (ASF) indicated high chain growth probability for the hydrocarbon mixtures (C7 to C30) obtained. Previous studies show that nanoparticles with diameters of 5 to 8 nm are ideal for catalysts applied to the Fischer-Tropsch synthesis. The analysis of the magnetic properties showed that the nanoparticles formed present superparamagnetism, characteristic of monodomain particles. These nanoparticles present great potential for applications in magnetic recording materials. Therefore, ionic liquids showed excellent properties as stabilizing agents for the synthesis of these cobalt nanocatalysts. Moreover they are promising nanoparticle supports for the application as catalysts in slurry reactor processes.

Este trabalho descreve a síntese de β-diiminas de cobalto, homogêneas e heterogeneizadas e sua aplicação em reações de oligomerização do eteno. Inicialmente realizou-se a síntese dos ligantes β-diiminas variando-se os substituintes dos anéis aromáticos que foram analisados por CHN, IV, UV-Vis e RMN 1H. A partir destes ligantes sintetizaram-se os catalisadores homogêneos de cobalto(II), identificados por CHN. A heterogeneização dos complexos foi testada através da síntese dos materiais híbridos pelo método sol-gel. A síntese dos xerogeis foi realizada empregando-se 3-cloropropiltrimetoxisilano (CPTMS), tetraetilortosilicato (TEOS) e HF. Os materiais híbridos foram caracterizados pelas técnicas de CHN, IV, UV-Vis, TGA, MEV, Adsorção de N2 e Raios X. Aos materiais preparados procedeu-se a incorporação de cobalto, de onde se obtiveram os catalisadores de Co-β-diimina/sílica, onde o teor de metal foi obtido pela análise de ICP-OES. Os diversos complexos sintetizados foram testados em reações de oligomerização do eteno, usando como co-catalisador EASC, Al/Co = 1000, 30C, 10 atm, 60 mL de tolueno e 6 ou 2 μmol de precursor catalítico. Os produtos de oligomerização foram identificados por CG. Os catalisadores homogêneos se mostraram muito ativos e seletivos na oligomerização do eteno. Obtiveram-se atividades de até 122 x 103 mol (mol Co.h)-1. Os catalisadores se mostraram seletivos na obtenção das frações C4-C6, alcançando acima de 70 % de seletividade. Observou-se que os diferentes substituintes presentes nos anéis aromáticos dos ligantes -diiminas influenciam fortemente na atividade apresentada por cada precursor catalítico. O catalisador heterogêneo também se mostrou ativo e seletivo, apresentando atividade da ordem de 3 x 103 mol (mol Co.h)-1 e 100 % de seletividade para fração C4. / This work describes cobalt β-diimines as well it`s aplications as catalysts in homogeneous and heterogeneous ethene oligomerizations. The β-diimine ligand synthesis was performed by varying the substituents of the aromatic ligands rings, witch were analyzed by CHN, IR, UV-Vis and 1H NRM. The homogeneous cobalt(II) catalysts were synthesized from these ligands and identified by CHN. The heterogeneity of these complexes was tested through the synthesis of hybrid materials by the sol-gel method. The xerogel synthesis was performed employing 3-chloropropyltrimethoxysilane (CPTMS), tetraethylorthosilicate (TEOS) and HF. The hybrid materials were characterized by CHN, IR, UV-Vis, TGA, SEM, N2 Adsorption and X rays. To the prepared materials, cobalt incorporation was proceeded, from witch were obtained Co-β-diimina/sílica catalysts. Metal content was evaluated by ICP-OES analysis. The various catalysts synthesized were tested in ethylene oligomerizations, using EASC as co-catalyst, Al/Co = 1000, 30C, 10 atm, 60 mL of toluene and 6 or 2 μmol of catalyst precursor. The oligomerization products were identified by GC . Homogeneous catalysts displayed very high activities and seletivities in ethene oligomerization. The activities obtained were up to 50 x 103 mol (mol Co.h)-1 to 122 x 103 mol (mol Co.h)-1 The catalysts were selective in obtaining the C4-C6 fractions, reaching above 70% selectivity. It was observed that the different substituents present in the ligands aromatic rings of -diimine strongly influence the activity ratio of each catalyst precursor. The heterogeneous catalyst was also active and selective, with activity of approximately 3 x 103 mol ethene (mol Co.h)-1 and 100 % selectivity for C4 fraction.

O presente trabalho tem como objetivo a eletrodeposição de cobalto, metal que apresenta caráter magnético, sobre um substrato de silício (100) tipo “n”, tendo em vista que a eletrodeposição em um substrato semicondutor apresenta diferenças se comparada à eletrodeposição em um substrato metálico (condutor). Investigou-se a possível influência do nível de dopagem do semicondutor nas características do sistema eletroquímico e nos depósitos de cobalto. Para isto foram utilizadas amostras de Si (100) tipo “n”, de duas diferentes resistividades: <0,005Wcm e 50-100Wcm. Os depósitos de cobalto foram obtidos a partir de duas diferentes técnicas: potenciostática e galvanostática. Foram realizadas curvas de voltametria cíclica em solução contendo íon cobalto e em solução isenta do mesmo. Soluções de duas diferentes concentrações, 1mM e 10mM de CoSO4, foram utilizadas nos experimentos. Sacarina foi adicionada eventualmente à solução com o objetivo de refinar o tamanho dos núcleos de cobalto. A cinética de nucleação foi estudada utilizando os modelos teóricos para nucleação instantânea e progressiva propostos por Scharifker e Hills Tanto as curvas de voltametria cíclica quanto as cronopotenciométricas e cronoamperométricas apresentaram comportamento diferenciado quando da utilização de um eletrodo semicondutor com as duas diferentes resistividades. Através da utilização de um eletrodo metálico foi possível verificar as diferenças de comportamento existentes entre um eletrodo condutor e um semicondutor. Os depósitos de cobalto foram morfologicamente caracterizados por microscopia de força atômica e microscopia eletrônica de varredura. A superfície hidrogenada do silício, após a remoção do óxido de silício, foi observada por microscopia de força atômica. A técnica de difração de raios x foi utilizada para a verificação da estrutura do substrato e dos eletrodepósitos de cobalto. A caracterização magnética dos filmes de cobalto foi realizada por um magnetômetro de campo de gradiente alternado (AGFM). Os depósitos de cobalto obtidos potenciostaticamente apresentaram diferenças morfológicas quando obtidos sobre substrato de silício de diferentes resistividades. Apesar das diferenças morfológicas, as curvas de magnetização foram semelhantes. Com relação à microestrutura, houve a ocorrência de orientação preferencial e de ambas as fases do cobalto,hexagonal compacta e cúbica de face centrada. O aditivo sacarina alterou significativamente a morfologia, microestrutura e comportamento magnético dos depósitos. Depósitos galvanostáticos não apresentaram diferença morfológica significativa quando obtidos sobre silício de duas diferentes resistividades, porém, são morfologicamente diferentes dos depósitos potenciostáticos. A microestrutura destes depósitos apresentou predominância da fase amorfa. As curvas de magnetização também apresentaram diferenças das curvas obtidas para os depósitos potenciostáticos.

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.

Neste trabalho estudamos algumas propriedades supercondutoras de compostos hidratados de cobalto do tipo NaxCoO2 · yH2O. Estes compostos são formados por planos de CoO2, intercalados por planos de íons de Na e moléculas de H2O, formando uma rede triangular bidimensional pelos átomos de Co. Utilizando como modelo um hamiltoniano de Hubbard estendido, foram construídas as funções de Green normal e anômala no limite U → ¥ e na aproximação de campo médio. Nos restringimos ao caso paramagnético, e estudamos a supercondutividade do sistema considerando a possibilidade de diferentes simetrias para o parâmetro de ordem da fase supercondutora. Os resultados indicam a ocorrência de supercondutividade para determinadas regiões do número de partículas, em concordância qualitativa com os dados experimentais. / In this work we study some properties of hydrated cobalt oxide, NaxCoO2 · yH2O in the superconducting phase. This compound consists of CoO2 layers interlayered by Na ions and H2O molecules, resulting in a Co triangular lattice. Our theoretical model is the extended Hubbard Model and we obtain the normal and anomalous Green’s functions in the infinite U limit by using the mean field approximation. We consider the paramagnetic case and we analyse coupling between electrons with different symmetries, so obtaining the singlet and triplet superconducting order parameters. The superconducting phases showed in this work are in qualitative agreement with experimental results.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Física, 2011. / Submitted by Shayane Marques Zica (marquacizh@uol.com.br) on 2011-10-06T19:20:13Z No. of bitstreams: 1 2011_GustavoBregaAlcântara.pdf: 35635207 bytes, checksum: 4a57e191b71e8c6f839f0b9a2995656b (MD5) / Approved for entry into archive by Jaqueline Ferreira de Souza(jaquefs.braz@gmail.com) on 2011-10-14T12:17:19Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2011_GustavoBregaAlcântara.pdf: 35635207 bytes, checksum: 4a57e191b71e8c6f839f0b9a2995656b (MD5) / Made available in DSpace on 2011-10-14T12:17:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2011_GustavoBregaAlcântara.pdf: 35635207 bytes, checksum: 4a57e191b71e8c6f839f0b9a2995656b (MD5) / O objetivo deste trabalho é preparar e caracterizar novos nano compósitos híbridos formados por nano partículas de ferrita de cobalto e sistemas polieletrolíticostais como o poli(estireno sulfonato de sódio), o poli(3,4-etileno dioxitiofeno)/poli(ácido estireno sulfônico) e a polianilina, depositados por meio da técnica de automontagem camada por camada. O trabalho teve início com o estudo detalhado da cinética de adsorção das nanopartículas sobre substrato sólido, e sobre multicamadas de polieletrólitos durante a deposição de filmes ultrafinos in situ, utilizando a técnica de micro balança de quartzo. Em seguida os nano compósitos depositados por meio da técnica automontagem formando filmes de multicamadas, foram caracterizados visando investigar a morfologia e as propriedades magnéticas e elétricas. Observou-se que o processo de adsorção é um processo cinético espontâneo de primeira ordem e se torna mais lento à medida que a deposição das camadas se torna distante do substrato.Os dados obtidos por meio das medidas de micro balança de quartzo indicam também uma forte interação entre as nano partículas e o substrato/polieletrólito. O estudo dos filmes com estrutura de multicamadas polímero/nanopartículas depositados pela técnica de automontagem camada por camada mostra uma morfologia tipicamente globular das nano partículas predominante em toda a superfície do filme,sem segregação de fase. No estudo das propriedades elétricas dos filmes, observou-seque os nano compósitos se assemelham a um dielétrico e a análise dos seus espectros de impedância indiciou que eles podem apresentar propriedades diferenciadas,com respostas elétricas distintas para um mesmo analito, quando foram testados em arranjos de sensores químicos não específicos, como a língua eletrônica. _______________________________________________________________________________ ABSTRACT / This work deals with synthesis and characterization of new hybrid nanocompositescomprised by cobalt ferrite nanoparticles and polyelectrolyte systems such as sodium sulfonated polystyrene, poly (3,4-ethylenedioxythiophene):poly (styrenesulfonic acid) complex, and polyaniline deposited via the electrostatic layer-by-layer assembly technique. A detailed study of the kinetics of adsorption of nanoparticleson solid substrate, and on multi layers of polyelectrolytes during the in situ deposition of the ultrathin films using the quartz microbalance technique was previously performed. Then multi-bilayers films deposited by the layer-by-layer technique were characterized in order to investigate their morphology, magnetic and electrical properties. It was observed that the adsorption is a spontaneous first order kinetic process and becomes slower as the deposition of layers becomes further from the substrate. The data obtained by means of quartz microbalance measurements also indicate a strong interaction between nanoparticles and the substrate / polyelectrolyte. The study of films with multilayer structure of polymer / nanoparticle assembled by layer-by-layer technique shows a typical globular morphology of nanoparticles throughout the surface of the film without phase segregation. In the study of electricalproperties of the films, it was observed that the nanocomposites are similar to a dielectric material and an analysis of their impedance spectra indicate that they may have different properties with different electrical responses to a same analyte, when they were tested in arrays of non-selective chemical sensors, popularly known as electronic tongue.