Remoção de metais pesados em resíduos sólidos: o caso das baterias de celular

Abstract

No presente trabalho, estudou-se a recuperação de níquel, cádmio e cobalto presentes em baterias recarregáveis, através de técnicas hidrometalúrgicas. Experimentos de lixiviação, realizados à temperatura de 25ºC e com relação sólido/líquido de 1/10, mostraram que podem ser obtidos rendimentos de lixiviação acima de 90% para os metais desejados em 2h de ensaio e trabalhando-se com uma solução contendo ácido sulfúrico e ácido nítrico, nas respectivas concentrações de 2mol/L e 0,5mol/L. Em seguida, foi estudada a separação seletiva dos metais por extração por solventes. Nessa etapa, realizada a 25ºC e com uma relação fase aquosa/fase orgânica de 1/1, estudou-se a influência do pH sobre a seletividade dos extratantes D2EHPA e CYANEX 272 na extração de cada metal em questão. Verificou-se que em pH 2,5, trabalhando-se com o extratante D2EHPA, consegue-se extrair 90% de cádmio, 10% de cobalto e não há extração de níquel. Para o extratante CYANEX 272, em pH 5,5, conseguem-se extrações acima de 95% do cádmio e do cobalto e, aproximadamente, 5% de extração de níquel. Portanto um esquema de separação envolveria o extratante D2EHPA para separar cádmio do níquel e do cobalto e, em seguida, o extratante CYANEX 272 seria usado para separar níquel e cobalto. Excelentes resultados foram obtidos mostrando a viabilidade do processo e da metodologia empregada.<br>This work sought to study cadmium, cobalt and nickel recovery from Ni-Cd batteries applying hydrometallurgical techniques. Leaching experiments were carried out at 25ºC for a 1/10 solid/liquid ratio. It was shown that leaching kinetics is faster if an oxidant is applied: over 90% metals extraction could be achieved for 2mol/L and 0.5mol/L sulfuric and nitric acid respectively in 2 hours. Moreover the metals could be selectively separated by solvent extraction. It was studied the effect of pH on the extraction of the tree metals using two different extractants (D2EHPA and CYANEX 272). The experiments were carried out at 25oC for a phase ratio (A/O) of 1. It was observed that loadings of 90% cadmium, 10% cobalt and 0% nickel could be obtained for D2EHPA at pH 2.5. Besides, CYANEX 272 uptakes 95% cadmium, 95% cobalt and 5% nickel at pH 5.5. Consequently D2EHPA can be applied to separate cadmium from cobalt and nickel. Following nickel and cobalt can be selectively obtained using CYANEX 272. The process proposed can be successfully applied to recovery heavy metals from Ni-Cd batteries

Recuperação de cádmio de baterias níquel-cádmio via extração seletiva com tributilfosfato (TBP)

“…Deve-se destacar que o íon Ni 2+ não foi significativamente extraído nas condições experimentais deste estudo. Outro ponto é a baixa extração do ferro (< 1% m/m), fato relevante, posto que este elemento costuma interferir nos processos de extração de metais divalentes com solventes orgânicos em meio ácido 33 . O cádmio foi quantitativamente extraído (99,9% m/m) desde que a concentração do TBP fosse ao menos 75% vol., já que o desempenho em soluções mais diluídas decresceu notavelmente, especialmente se apenas considerado o 1º estágio.…”

Solvent extraction for metal and water recovery from industrial wastes and effluents

“…For NiCd batteries, Cyanex 272 can easily separate Cd from Ni that are present in major proportion in this type of battery. For NiMH batteries, Co could be easily separated from Ni which remains in the aqueous solution but an additional previous extraction step using D2EHPA will be necessary to separate Cd and Co if NiCd and NiMH batteries are leached together (Souza et al, 2005). Finally, for the Li-ion batteries, Co and Li can be separated with Cyanex 272.…”