Neste trabalho, buscou-se verificar a possibilidade de, com a utilização do processo eletrolítico, se obter dióxido de manganês a partir da reciclagem de pilhas e baterias exauridas, visto a grande demanda por produtos que utilizam esse mineral. Utilizou-se, para tanto, uma solução eletrolítica que continha os íons metálicos: Ca (270mg/L), Ni (3000 mg/L), Co (630 mg/L), Mn(115300 mg/L), Ti (400 mg/L) e Pb (20 mg/L) em meio de ácido sulfúrico, sintetizada, seguindo-se dados de pesquisa anterior. A produção do dióxido de manganês eletrolítico (DME) foi realizada galvanostaticamente, com a utilização de uma fonte estabilizada que monitorava o potencial do eletrodo de trabalho. Utilizaram-se, preliminarmente, um eletrodo de trabalho de chumbo e dois contra-eletrodos de grafite, à temperatura de 98 ºC (±2ºC) e densidade de corrente de 1,69 A.dm-2. Após a verificação preliminar da possibilidade de obtenção do DME, repetiu-se sistematicamente o processo, aplicando-se variações de densidade de corrente (0,61 A.dm-2 a 1,93 A.dm-2) e de pH (0,00 a 1,20). O material obtido com essas variações foi analisado através dos processos de espectrometria de fluorescência de raios-X, difração de raios-X, área superficial específica pelo método BET e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os melhores resultados quanto a eficiência de corrente, pureza e área superficial se obtiveram com densidade de corrente entre 1,02 A.dm-2 e 1,39 A.dm-2 e com pH 0,50. Em todos os experimentos, como comprova a análise de difração de raios-X, foi constatada a obtenção da variedade alotrópica -MnO2, uma das formas viáveis para utilização na fabricação de pilhas. Os resultados apontam para a viabilidade desse processo de reciclagem como alternativa diante da escassez de fontes naturais de MnO2 com características compatíveis com a aplicação em questão e como forma de diminuição da poluição ambiental causada pelo descarte de pilhas e baterias. / Considering the growing demand for products containing manganese in its composition, this work seeks to verify the possibility of using depleted batteries as a source of manganese applying the electrolytic process. It was used an electrolyte solution containing the metal ions: Ca (270mg / L), Ni (3000 mg / L), Co (630 mg / L), Mn (115300 mg / L), Ti (400 mg / L) and Pb (20 mg / L) in concentrated sulfuric acid, following data from previous research. The production of electrolytic manganese dioxide (EMD) was performed through galvanization using a stabilized source that monitored the potential of the working electrode. It was preliminary used an electrode of lead and two counter electrodes of graphite at a temperature of 98ºC (± 2ºC) and current density of 1.69A.dm-2. After preliminary verifying the possibility of obtaining electrolytic manganese dioxide (EMD), the process was systematically repeated, applying different current density (0.61A.dm-2 to 2.51A.dm-2) and pH (0.00 to 1.20). The material obtained at these variations was analyzed through the process of X-ray fluorescence spectrometry, X-ray diffraction, specific surface area (BET) and scanning electron microscopy (SEM). The best values referring to current efficiency, level of purity and specific surface area were obtained with the current density ranging between 1.02 A.dm-2 and 1.39 A.dm-2, and pH 0.50. In any of the tested electrolysis conditions the -MnO2 structure was obtained as evidenced by the diffraction of X-rays analysis. The results indicate the feasibility of this recycling process as an alternative before shortage of natural sources of MnO2 and as a means of reducing environmental pollution caused by the disposal of batteries.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:usp.br/oai:teses.usp.br:tde-11082010-145038 |
| Date | 17 December 2009 |
| Creators | Roriz, Elizabeth Rodrigues Rangel |
| Contributors | Tenório, Jorge Alberto Soares |
| Publisher | Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP |
| Source Sets | Universidade de São Paulo |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | Dissertação de Mestrado |
| Format | application/pdf |
| Rights | Liberar o conteúdo para acesso público. |
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