Dissolução verde de baterias níquel metal-hidreto para recuperação seletiva de metal crítico

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Souza, Debora Castro de
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Viçosa; Agroquímica
• Palavras-chave em Português: Baterias de níquel-hidreto metálico; Lixiviação; Economia circular; Agroquímica
• Link de acesso: https://locus.ufv.br//handle/123456789/29529; https://doi.org/10.47328/ufvbbt.2022.382

Resíduos de baterias níquel metal-hidreto (NiMH) são ótimos candidatos para a mineração urbana visando a obtenção de metais de alto valor econômico e críticos, pois possuem terras raras, cobalto e níquel. Buscando explorar esta fonte secundária para reintrodução desses metais na cadeia produtiva, neste trabalho foi investigado o potencial de aplicação de ácidos orgânicos para lixiviação do material do cátodo e do ânodo de baterias NiMH (denominado massa negra). A lixiviação com ácidos orgânicos é importante do ponto de vista da saúde e meio ambiente pois são menos tóxicos, além de serem de mais fácil degradação. Além disso, por serem menos oxidantes que os tradicionais ácidos inorgânicos podem-se obter certa seletividade no processo de lixiviação. Neste sentido, os experimentos foram conduzidos objetivando obter uma lixiviação seletiva, principalmente para o metal crítico cobalto, trabalhando com baixas concentrações e ácidos mais benignos para à saúde e o meio ambiente. Uma amostra de 23 baterias de NiMH inicialmente foi caracterizada qualitativamente através da análise de fase por XRD, junto a análise morfológica e ao mapeamento elementar por SEM-EDS e em seguida investigou-se o potencial de lixiviação utilizando-se ácido acético, lático, metanossulfônico, cítrico e tartárico variando a concentração do ácido, temperatura e tempo de lixiviação na presença ou não de peróxido de hidrogênio. As condições ótimas para melhor seletividade de cobalto foram solução de ácido acético 2 mol L -1 , razão sólido:líquido sendo 1:10, à temperatura de 25 °C por 180 min com a adição de H 2 O 2 30 % (v/v). A porcentagem de lixiviação máxima alcançada para os metais avaliados, nessas condições, foi 17, 57, 2,5, 10 e 6,5 % (m/m) para Ni, Co, Mn, La e Ce, respectivamente, sendo o fator de seletividade para Co igual a 0,154. A cinética de lixiviação foi mais bem descrita pelo modelo de núcleo não reagido, no qual o processo é controlado pela reação do ácido lixiviante através da difusão do filme formado na superfície das partículas de massa negra. Palavras-chave: Economia circular. Baterias Níquel metal-hidreto. Lixiviação seletiva.