Recuperação de metais em solução por redução catódica

• Autor(a) principal: Lourenço, Cristina Manuel Martinho de Ascensão
• Data de Publicação: 2010
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10400.6/3935
• topic: Metais pesados; Metais pesados - Recuperação catódica; Metais pesados - Técnicas electroquímicas; Metais pesados - Electrodeposição; Recuperação de metais - Reagentes; Domínio/Área Científica::Engenharia e Tecnologia::Engenharia Química

A aplicação de técnicas electroquímicas na área do ambiente é cada vez mais uma realidade. Uma das classes de poluentes mais perigosos é a dos metais pesados. Existem vários métodos para a separação e/ou recuperação de iões metálicos em solução para posteriormente serem reutilizados, recuperando assim o seu valor comercial e minimizando efeitos nocivos no ambiente. Pretende-se, neste trabalho, recuperar electroquimicamente os metais em solução, reduzindo-os, se possível, à forma metálica ou removendo-os noutra forma. Na primeira parte deste estudo foram realizadas remoções de alguns iões metálicos partindo de soluções modelo, contendo um só dos metais pesados e numa segunda parte a partir de uma solução dos 4 metais em estudo: Cu2+, Pb2+, Cd2+ e Zn2+. As concentrações dos metais em solução foram escolhidas tendo em conta os métodos de análise seleccionados, algumas limitadas pela solubilidade dos sais dos metais. Quantificou-se a percentagem de recuperação do metal consoante o potencial aplicado, quer por determinação da massa depositada sobre os eléctrodos quer por medidas da concentração do metal em solução ao longo dos ensaios, recorrendo à análise das soluções por espectroscopia de absorção atómica. Embora se pretendesse remover o metal por redução catódica, esta nem sempre foi a única forma de remoção. Usaram-se soluções de sulfatos e/ou cloretos dos metais, acidificadas a pH 3,5, aplicando-se diferentes potenciais consoante o metal. Os ensaios tiveram a duração de 3 horas. Os potenciais a aplicar para a recuperação de cada metal foram previamente seleccionados através de estudos voltamétricos. Os ensaios de recuperação dos metais em solução foram realizados por cronoamperometrias, usando uma célula de um compartimento, com uma placa de aço a funcionar como cátodo, entre 2 placas de platina, que funcionavam como ânodos, e o eléctrodo de Ag/AgCl, KClsat, como eléctrodo de referência. Para o metal chumbo realizaram-se também ensaios em células de 2 compartimentos. O ião Cu2+ em solução foi recuperado por redução sobre os cátodos na forma de Cu2O a partir da solução do ião e nas formas de cobre metálico e Cu2O a partir da solução da mistura de iões, nas mesmas condições iniciais de concentração de cobre, potencial aplicado e pH, em células de 1 compartimento. O ião Pb2+ foi recuperado na forma metálica sobre o cátodo numa célula de 2 compartimentos (em que o ião Pb2+ era colocado só na solução catódica) e recuperado na forma metálica sobre o cátodo e na forma de PbO2 sobre o ânodo, numa célula de um compartimento. Os iões metálicos Cd2+ e Zn2+ foram recuperados na forma metálica sobre o cátodo, em células de 1 compartimento. Os melhores resultados de remoção obtidos para as soluções individuais dos metais pesados, tendo como base os resultados das análises por espectrometria de absorção atómica e para as condições experimentais estudadas foram: Cu2+ 99,51 % a E= -0,1 V; Pb2+ 99,61 % a E= -0,8 V; Cd2+ 92,58 % a E= -0,9 V e Zn2+ 37,66 % a E= -1,3 V, todos obtidos em células de um compartimento. Na remoção de metais da solução mista verificou-se que o tempo dos ensaios foi manifestamente insuficiente para obter uma remoção selectiva dos mesmos mas mostrou ser possível atingir um elevado grau de remoção dos metais a partir da mistura.