Investigação dos efeitos de impurezas orgânicas na eficiência de corrente da eletrólise de zinco e na qualidade dos depósitos metálicos

• Ano de defesa: 2013
• Autor(a) principal: Eder Lucio de Castro Martins
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Minas Gerais; UFMG
• Palavras-chave em Português: Materiais e de Minas; Engenharia Metalúrgica; Tecnologia mineral; Engenharia de minas; Eletrólise
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/1843/BUBD-AEAHFG

A presente dissertação de mestrado discute os efeitos de diversos compostos orgânicos, potenciais contaminantes da solução de alimentação da etapa de eletrólise de zinco, na (i) eficiência de corrente do processo e (ii) qualidade do depósito metálico. O interesse em melhorar a eficiência da eletrólise de zinco deve-se a uma busca constante por aumento de produtividade e redução do consumo de energia, o que contribui para a redução do custo de extração do metal. Inicialmente, compostos orgânicos utilizados no beneficiamento do minério silicatado de zinco (coletores e floculante) e utilizados em sistemas auxiliares (óleos de máquinas) foram selecionados. Nos ensaios de eletrólise, realizados nas condições industriais adotadas na usina da Votorantim Metais - Zinco, em Três Marias, soluções industrial e sintética foram utilizadas. Para o processo em batelada, observou-se que a presença de todos os orgânicos tanto na solução sintética quanto na industrial causou uma diminuição da eficiência de corrente da eletrólise, sendo o efeito mais significativo aquele apresentado para o composto Amina, um coletor de silicato de zinco utilizado na etapa de flotação. A adição de 100 mg/L de tal composto na solução industrial, por exemplo, causou a redução da eficiência de corrente de 91,15% para 54,35%. Para o processo contínuo, efeitos negativos também foram observados, porém, menos pronunciados. Este resultado pode estar associado à manutenção da concentração inicial de zinco durante os ensaios. Além desses efeitos no processo, a presença dos compostos orgânicos, em ambas as soluções, alterou consideravelmente a morfologia e estrutura dos depósitos de zinco. Efeitos como a formação de poros, redução do tamanho de grão do depósito e mudanças nas orientações preferenciais de crescimento dos cristais de zinco podem ser citados. Com relação às alternativas investigadas para melhorar o processo, o estudo da variação das concentrações de zinco e ácido sulfúrico na solução industrial indicou que é possível aumentar a eficiência de corrente elevando-se a concentração de zinco na solução. Neste caso, a seletividade de redução do íon metálico, em relação à reação de redução do íon hidrogênio, é maximizada.Os resultados da adição simultânea à solução industrial de aditivo (gelatina) e íons antimônio indicaram efeitos positivos na eficiência de corrente. Os melhores efeitos foram obtidos nas concentrações 4 mg/L de gelatina e 0,011 mg/L de íons Sb3+. Nesta condição, a eficiência de corrente aumentou de 91,57% para 92,43%.