Eletrorrecuperação de cobre em rota proposta para a recuperação de metais no contexto da mineração urbana
Autor(a) principal: | |
---|---|
Data de Publicação: | 2020 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFMG |
Texto Completo: | http://hdl.handle.net/1843/63453 |
Resumo: | Neste trabalho foram avaliados os efeitos de variáveis operacionais e de composição do eletrólito (concentração de cobre, acidez e presença de impurezas – íons zinco, Zn2+, e peróxido de hidrogênio, H2O2) no processo de eletrorrecuperação de cobre. Soluções sintéticas e licor proveniente de processo de lixiviação de pinos conectores de placas de circuito impresso (PCI) de computadores foram utilizados. A abordagem envolveu a realização de ensaios de eletrorrecuperação, medições eletroquímicas, determinação de propriedades físico-químicas do eletrólito e sua análise química e caracterização de depósitos de cobre. Nos ensaios realizados com solução sintética, apenas a temperatura apresentou um impacto significativo no consumo específico de energia elétrica (CEEE) do processo (aumento de até 4%), na faixa avaliada. Por sua vez, a eficiência de corrente (EC) permaneceu em torno de 100% em todos os casos. Na investigação sobre os efeitos da presença de íons Zn2+, não houve impacto relevante na EC do processo. No entanto, constatou-se aumento no CEEE, sendo o efeito mais relevante na concentração de 75 g L-1. Nessa condição e a 250 A m-2, o acréscimo observado foi da ordem de 4%. Em relação à morfologia dos produtos, o efeito combinado da elevada concentração de íons Zn2+ no eletrólito e da densidade de corrente de 450 A m-2 resultou na formação de depósitos nodulares. Os estudos sobre os efeitos de uma provável concentração residual de H2O2 no licor revelaram que esta espécie é muito prejudicial à eletrorrecuperação de cobre, reduzindo a EC do processo para cerca de 70% na concentração de 1,75 g L-1 (possivelmente por promover reações secundárias). Consequentemente, houve um efeito no CEEE, que foi 34% maior nessa condição. Em relação ao processamento do licor gerado na lixiviação dos pinos, a eletrorrecuperação direta de cobre mostrou-se bastante promissora, resultando em um processo com elevada produtividade. O uso de DSA (Dimensionally Stable Anode) mostrou-se eficaz na redução da voltagem da célula e por consequência no CEEE. Além disso, os depósitos produzidos apresentaram-se macroscopicamente suaves e com pureza de no mínimo 99,9% operando-se a 35 °C, 250 A m-2 e mantendo-se reduzidas as concentrações das impurezas deletérias ao processo. O estudo realizado trouxe, portanto, contribuições importantes para o desenvolvimento de uma rota hidro e eletrometalúrgica no contexto da mineração urbana. |
id |
UFMG_0a1acba13cef32b1301937f81788d7fd |
---|---|
oai_identifier_str |
oai:repositorio.ufmg.br:1843/63453 |
network_acronym_str |
UFMG |
network_name_str |
Repositório Institucional da UFMG |
repository_id_str |
|
spelling |
Daniel Majustehttp://lattes.cnpq.br/3762027331221113Virginia Sampaio Teixeira CiminelliAchilles Junqueira Bourdot Dutrahttp://lattes.cnpq.br/7097744681818480Tamíris Roxana da Silva2024-01-29T13:16:20Z2024-01-29T13:16:20Z2020-09-29http://hdl.handle.net/1843/63453Neste trabalho foram avaliados os efeitos de variáveis operacionais e de composição do eletrólito (concentração de cobre, acidez e presença de impurezas – íons zinco, Zn2+, e peróxido de hidrogênio, H2O2) no processo de eletrorrecuperação de cobre. Soluções sintéticas e licor proveniente de processo de lixiviação de pinos conectores de placas de circuito impresso (PCI) de computadores foram utilizados. A abordagem envolveu a realização de ensaios de eletrorrecuperação, medições eletroquímicas, determinação de propriedades físico-químicas do eletrólito e sua análise química e caracterização de depósitos de cobre. Nos ensaios realizados com solução sintética, apenas a temperatura apresentou um impacto significativo no consumo específico de energia elétrica (CEEE) do processo (aumento de até 4%), na faixa avaliada. Por sua vez, a eficiência de corrente (EC) permaneceu em torno de 100% em todos os casos. Na investigação sobre os efeitos da presença de íons Zn2+, não houve impacto relevante na EC do processo. No entanto, constatou-se aumento no CEEE, sendo o efeito mais relevante na concentração de 75 g L-1. Nessa condição e a 250 A m-2, o acréscimo observado foi da ordem de 4%. Em relação à morfologia dos produtos, o efeito combinado da elevada concentração de íons Zn2+ no eletrólito e da densidade de corrente de 450 A m-2 resultou na formação de depósitos nodulares. Os estudos sobre os efeitos de uma provável concentração residual de H2O2 no licor revelaram que esta espécie é muito prejudicial à eletrorrecuperação de cobre, reduzindo a EC do processo para cerca de 70% na concentração de 1,75 g L-1 (possivelmente por promover reações secundárias). Consequentemente, houve um efeito no CEEE, que foi 34% maior nessa condição. Em relação ao processamento do licor gerado na lixiviação dos pinos, a eletrorrecuperação direta de cobre mostrou-se bastante promissora, resultando em um processo com elevada produtividade. O uso de DSA (Dimensionally Stable Anode) mostrou-se eficaz na redução da voltagem da célula e por consequência no CEEE. Além disso, os depósitos produzidos apresentaram-se macroscopicamente suaves e com pureza de no mínimo 99,9% operando-se a 35 °C, 250 A m-2 e mantendo-se reduzidas as concentrações das impurezas deletérias ao processo. O estudo realizado trouxe, portanto, contribuições importantes para o desenvolvimento de uma rota hidro e eletrometalúrgica no contexto da mineração urbana.In this work the effects of operational variables (temperature and current density) and electrolyte composition (copper concentration, acidity and the presence of impurities - zinc ions, Zn2+, and hydrogen peroxide, H2O2) on the copper electrowinning were evaluated. Synthetic solutions and liquor from the printed circuit boards (PCB) connector pins leaching process were used. The approach involved conducting electrowinning tests, electrochemical measurements, physical-chemical and chemical analysis of electrolytes and characterization of Cu deposits by using XRD and SEM-EDS analysis. In the tests performed with synthetic solution, only temperature had a significant impact (up to 4% increases) on the specific energy consumption (SEC) of the electrowinning process. All current efficiency (CE) measured were about 100%. There was no relevant impact on CE in the presence of Zn2+ ions. However, there was an increase in SEC with remarkable effect at 75 g L-1. At this concentration level and at 250 A m-2, the increase in the SEC was around 4%. Regarding the morphology of the copper deposits, the combined effect of high zinc concentrations and current density at 450 A m-2 resulted in the formation of nodular deposits. Studies on the effects on copper recovery under the possible presence of residual H2O2 in the sulfate liquor revealed that this species is extremely harmful to the process, reducing CE up to 70% at the concentration of 1.75 g L-1 (possibly by promoting secondary cathodic reactions). Consequently, there was a significant impact on the SEC. Regarding to the direct feeding of the leaching liquor in the electrowinning cell, the results were very promising. It was shown that it is possible to recover copper with high productivity level. The use of the Dimensionally Stable Anode was effective in reducing cell voltage and SEC as a consequence. In addition, the deposits produced can be smooth and with purity of at least 99.9% by operating the process at 35 ° C, 250 A m-2 and keeping at low levels the concentrations of harmful impurities. Therefore, the study carried out has brought important contributions to the development of a hydro and electro-metallurgical route in the context of urban mining.CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e TecnológicoINCT – Instituto nacional de ciência e tecnologia (Antigo Instituto do Milênio)porUniversidade Federal de Minas GeraisPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Metalúrgica, Materiais e de MinasUFMGBrasilENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MINASEngenharia de minasTecnologia mineralMetalurgia extrativaCobreMineraçãoHidrometalurgiaMetaisCobreEletrorrecuperaçãoMineração urbanaHidrometalurgiaEletrorrecuperação de cobre em rota proposta para a recuperação de metais no contexto da mineração urbanainfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFMGinstname:Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)instacron:UFMGORIGINALDissertação de mestrado TAMIRIS DA SILVA (2020).pdfDissertação de mestrado TAMIRIS DA SILVA (2020).pdfapplication/pdf25362224https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/63453/3/Disserta%c3%a7%c3%a3o%20de%20mestrado%20TAMIRIS%20DA%20SILVA%20%282020%29.pdf7ce86c4ed3a1bec124b94ba6bbd04b7fMD53LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-82118https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/63453/4/license.txtcda590c95a0b51b4d15f60c9642ca272MD541843/634532024-01-29 10:16:20.561oai:repositorio.ufmg.br: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ório de PublicaçõesPUBhttps://repositorio.ufmg.br/oaiopendoar:2024-01-29T13:16:20Repositório Institucional da UFMG - Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)false |
dc.title.pt_BR.fl_str_mv |
Eletrorrecuperação de cobre em rota proposta para a recuperação de metais no contexto da mineração urbana |
title |
Eletrorrecuperação de cobre em rota proposta para a recuperação de metais no contexto da mineração urbana |
spellingShingle |
Eletrorrecuperação de cobre em rota proposta para a recuperação de metais no contexto da mineração urbana Tamíris Roxana da Silva Cobre Eletrorrecuperação Mineração urbana Hidrometalurgia Engenharia de minas Tecnologia mineral Metalurgia extrativa Cobre Mineração Hidrometalurgia Metais |
title_short |
Eletrorrecuperação de cobre em rota proposta para a recuperação de metais no contexto da mineração urbana |
title_full |
Eletrorrecuperação de cobre em rota proposta para a recuperação de metais no contexto da mineração urbana |
title_fullStr |
Eletrorrecuperação de cobre em rota proposta para a recuperação de metais no contexto da mineração urbana |
title_full_unstemmed |
Eletrorrecuperação de cobre em rota proposta para a recuperação de metais no contexto da mineração urbana |
title_sort |
Eletrorrecuperação de cobre em rota proposta para a recuperação de metais no contexto da mineração urbana |
author |
Tamíris Roxana da Silva |
author_facet |
Tamíris Roxana da Silva |
author_role |
author |
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv |
Daniel Majuste |
dc.contributor.advisor1Lattes.fl_str_mv |
http://lattes.cnpq.br/3762027331221113 |
dc.contributor.referee1.fl_str_mv |
Virginia Sampaio Teixeira Ciminelli |
dc.contributor.referee2.fl_str_mv |
Achilles Junqueira Bourdot Dutra |
dc.contributor.authorLattes.fl_str_mv |
http://lattes.cnpq.br/7097744681818480 |
dc.contributor.author.fl_str_mv |
Tamíris Roxana da Silva |
contributor_str_mv |
Daniel Majuste Virginia Sampaio Teixeira Ciminelli Achilles Junqueira Bourdot Dutra |
dc.subject.por.fl_str_mv |
Cobre Eletrorrecuperação Mineração urbana Hidrometalurgia |
topic |
Cobre Eletrorrecuperação Mineração urbana Hidrometalurgia Engenharia de minas Tecnologia mineral Metalurgia extrativa Cobre Mineração Hidrometalurgia Metais |
dc.subject.other.pt_BR.fl_str_mv |
Engenharia de minas Tecnologia mineral Metalurgia extrativa Cobre Mineração Hidrometalurgia Metais |
description |
Neste trabalho foram avaliados os efeitos de variáveis operacionais e de composição do eletrólito (concentração de cobre, acidez e presença de impurezas – íons zinco, Zn2+, e peróxido de hidrogênio, H2O2) no processo de eletrorrecuperação de cobre. Soluções sintéticas e licor proveniente de processo de lixiviação de pinos conectores de placas de circuito impresso (PCI) de computadores foram utilizados. A abordagem envolveu a realização de ensaios de eletrorrecuperação, medições eletroquímicas, determinação de propriedades físico-químicas do eletrólito e sua análise química e caracterização de depósitos de cobre. Nos ensaios realizados com solução sintética, apenas a temperatura apresentou um impacto significativo no consumo específico de energia elétrica (CEEE) do processo (aumento de até 4%), na faixa avaliada. Por sua vez, a eficiência de corrente (EC) permaneceu em torno de 100% em todos os casos. Na investigação sobre os efeitos da presença de íons Zn2+, não houve impacto relevante na EC do processo. No entanto, constatou-se aumento no CEEE, sendo o efeito mais relevante na concentração de 75 g L-1. Nessa condição e a 250 A m-2, o acréscimo observado foi da ordem de 4%. Em relação à morfologia dos produtos, o efeito combinado da elevada concentração de íons Zn2+ no eletrólito e da densidade de corrente de 450 A m-2 resultou na formação de depósitos nodulares. Os estudos sobre os efeitos de uma provável concentração residual de H2O2 no licor revelaram que esta espécie é muito prejudicial à eletrorrecuperação de cobre, reduzindo a EC do processo para cerca de 70% na concentração de 1,75 g L-1 (possivelmente por promover reações secundárias). Consequentemente, houve um efeito no CEEE, que foi 34% maior nessa condição. Em relação ao processamento do licor gerado na lixiviação dos pinos, a eletrorrecuperação direta de cobre mostrou-se bastante promissora, resultando em um processo com elevada produtividade. O uso de DSA (Dimensionally Stable Anode) mostrou-se eficaz na redução da voltagem da célula e por consequência no CEEE. Além disso, os depósitos produzidos apresentaram-se macroscopicamente suaves e com pureza de no mínimo 99,9% operando-se a 35 °C, 250 A m-2 e mantendo-se reduzidas as concentrações das impurezas deletérias ao processo. O estudo realizado trouxe, portanto, contribuições importantes para o desenvolvimento de uma rota hidro e eletrometalúrgica no contexto da mineração urbana. |
publishDate |
2020 |
dc.date.issued.fl_str_mv |
2020-09-29 |
dc.date.accessioned.fl_str_mv |
2024-01-29T13:16:20Z |
dc.date.available.fl_str_mv |
2024-01-29T13:16:20Z |
dc.type.status.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/publishedVersion |
dc.type.driver.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/masterThesis |
format |
masterThesis |
status_str |
publishedVersion |
dc.identifier.uri.fl_str_mv |
http://hdl.handle.net/1843/63453 |
url |
http://hdl.handle.net/1843/63453 |
dc.language.iso.fl_str_mv |
por |
language |
por |
dc.rights.driver.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/openAccess |
eu_rights_str_mv |
openAccess |
dc.publisher.none.fl_str_mv |
Universidade Federal de Minas Gerais |
dc.publisher.program.fl_str_mv |
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Metalúrgica, Materiais e de Minas |
dc.publisher.initials.fl_str_mv |
UFMG |
dc.publisher.country.fl_str_mv |
Brasil |
dc.publisher.department.fl_str_mv |
ENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MINAS |
publisher.none.fl_str_mv |
Universidade Federal de Minas Gerais |
dc.source.none.fl_str_mv |
reponame:Repositório Institucional da UFMG instname:Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG) instacron:UFMG |
instname_str |
Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG) |
instacron_str |
UFMG |
institution |
UFMG |
reponame_str |
Repositório Institucional da UFMG |
collection |
Repositório Institucional da UFMG |
bitstream.url.fl_str_mv |
https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/63453/3/Disserta%c3%a7%c3%a3o%20de%20mestrado%20TAMIRIS%20DA%20SILVA%20%282020%29.pdf https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/63453/4/license.txt |
bitstream.checksum.fl_str_mv |
7ce86c4ed3a1bec124b94ba6bbd04b7f cda590c95a0b51b4d15f60c9642ca272 |
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv |
MD5 MD5 |
repository.name.fl_str_mv |
Repositório Institucional da UFMG - Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG) |
repository.mail.fl_str_mv |
|
_version_ |
1803589336738824192 |