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Previous issue date: 2013-08-01 / This study was carried out in order to gain a qualitative understanding of one of the fundamental processes of pyrometallurgical recovery of Pbfrom the inorganic scraps of lead-acid batteries by the reduction of PbSO4to lead and connected reactions. Within a program of experiments concerning solid-solid reactions and, at high temperatures, solid-liquid or, at times, reactions involving gases, the work described here was an initial qualitative attempt to reveal the possible reaction mechanisms of the reduction of PbSO4 to Pb and the related reactions that can occur taking into account the composition of the lead-acid battery inorganic scraps (Pb and its possible alloys, PbO2, PbO e PbSO4). Since the pyrometallurgical processes includes the addition of C, Fe in filings and, in some cases, powered Na2CO3, the study was centered on the various possible reactions between these components and those of the scraps, with an emphasis on the PbSO4component. For this purpose, the various pure products then binary, ternary and quaternary mixtures were successively studied, to obtain information by comparing the results. The techniques used were thermogravimetry (TG) and differential thermal analysis (DTA) in the range 200o C to 1200 o C (this last temperature is the highest attained in industrial pyrometallurgicall process). The results showed several undescribed phenomena. The PbO can evaporate at higher temperatures. The presence of C facilitates the lowering of the PbSO4 thermal decomposition temperature. It also diminishes considerably the rate of PbO evaporating by favoring decomposition of PbO to Pb as has been previously suggested in the literature, but until now without experimental confirmation. Finally, the results do not permit a definite conclusion about the roles of Fe or Na2CO3. This is may be because in this study it was not to perform sufficient analytical identification measurements. Nevertheless, from the results, it is clear that the Fe is oxidized to an oxide iron at low temperatures (near 400o C) and it is this oxide which participates in the reactions at higher temperatures. On the other hand, the Na2CO3 is melted and immediately decomposed at about 800- 850o C. Thus, it will be in this conclusion when it takes put in the process. / O presente trabalho descreve estudos feitos com o objetivo de entender qualitativamente um dos processos fundamentais de recuperação pirometalúrgica da sucata inorgânica de baterias chumbo-ácido relacionados com a redução do PbSO4e suas reações. Dentro de um programa de pesquisas tanto das reações entre sólidos, como entre sólidos e líquidos, a altas temperaturas, onde também podem participar gases do meio reacional, na presente dissertação se busca estudar, em uma primeira aproximação, qualitativamente, os possíveis mecanismos reacionais do processo de transformação do PbSO4 em Pb e as reações relacionadas que podem ocorrer tendo-se em conta a composição da parte inorgânica da sucata de bateria chumbo-ácido (Pb e suas possíveis ligas, PbO PbO2, PbO e PbSO4). Tendo-se em conta que o processo pirometalúrgicoinclue a adição de C, Fe em limalhas e, em alguns casos, Na2CO3 em pó, as reações foram centradas nas diferentes possibilidades de reações entre esses componentes e aqueles presentes na sucata centrando-se no PbSO4. Para a realização desta metodologia sobre o que ocorre entre estes reagentes e o PbSO4 no intervalo entre 200°C até 1200°C, os vários produtos puros e em misturas particuladas binárias, ternárias e quaternárias foram estudados sucessivamente para a obtenção de informações por comparação. Como técnicas simples de análise qualitativa utilizou-se, neste estágio do projeto de pesquisa, e também como únicas técnicas na dissertação aqui apresentada, a termogravimetria (TG) e a análise térmica diferencial a altas temperaturas (DTA). Um dos resultados mais importantes revelou que o C é o aditivo reacional que possui mais influência sobre os processos ocorridos com o PbSO4 em altas temperaturas atuando sistematicamente na diminuição da temperaturas de decomposição deste sulfato. Além disso, os resultados não permitiram chegar a uma conclusão definitiva sobre os papéis do Fe e Na2CO3 no processo porém, ficou claro que o Fe se oxida em temperaturas baixas (aproximadamente 400º C) e o óxido formado participa das reações em altas temperaturas e que o Na2CO3 fundido se decompõe entre 800 850º C.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/904 |
| Date | 01 August 2013 |
| Creators | Santin, Betânia de Oliveira |
| Contributors | D'Alkaine, Carlos Ventura |
| Publisher | Universidade Federal de São Carlos, Programa de Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, UFSCar, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSCAR, instname:Universidade Federal de São Carlos, instacron:UFSCAR |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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