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dc.creatorDemarco, Jessica de Oliveira
dc.date.accessioned2019-05-21T13:07:16Z
dc.date.available2019-05-21T13:07:16Z
dc.date.issued2019-01-17
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufsm.br/handle/1/16601
dc.description.abstractIn the last decades, hydrometallurgical processes have received considerable attention for the recovery of precious metals such as Platinum Group Metals (PGM), as well as recovery of metals with high added value from lithium-ion batteries (LIBs). Hydrometallurgical processes are considered suitable for the recovery of valuable metals due to the low energy requirements, the product obtained with high purity and the minimum emission of pollutants to the atmosphere. However, when a solution strongly acidic is used for the leaching, Cl2, SO3 and NOx are released during this process and the acid residue obtained after leaching is a threat to the environment. Thus, this work is focused on the development of environmentally friendly process to recover metals from spent LIBs and from spent automotive catalysts that do not cause a new environmental threat. The recovery of metals present in LIBs was performed through mechanical processing followed by heat treatment and leaching using malic, citric and formic acids. The techniques of TGA, DSC, XRD, SEM, FT-IR, and EDXRF were used for the characterization. The leaching was carried out in several experimental conditions of temperature, volume of hydrogen peroxide (H2O2), S/L ratio, and extraction time. The leached solutions were analyzed by FAAS. The characterization results showed the efficiency of the heat treatment at 700 °C for 2 hours in the degradation of the graphite and PVDF. The results showed that more than 90% of Co, Li, and Mn can be leached using a solution of DL-malic acid 2 M, 6% (v/v) H2O2, S/L ratio of 1:20 (g/mL), 95 °C, and an extraction time of 60 minutes. The recovery of metals from spent automotive catalysts was performed through mechanical processing, followed by heat treatment and leaching using the malic, citric and formic acids. The techniques employed to characterize the automotive catalyst powder were XRD, SEM/EDS, particle size distribution by laser diffraction, and EDXRF. The parameters of acid concentration, proportion of inorganic acid and organic acids, S/L ratio and extraction time were evaluated. The solutions obtained after leaching were analyzed by ICP-OES. The different techniques confirmed the presence of Pt and Pd, in addition to the different compositions when two automotive catalysts are compared. Through the leaching process with a concentration of HCl of 6 M, S/L ratio of 1:30 and 20% citric acid, more than 90% Pt and Pd can be recovered. Through the use of organic acids, it was possible to develop efficient and environmentally friendly processes for the recovery of metals from spent LIBs and from spent automotive catalysts, replacing (in the case of LIBs) and reducing (in the case of automotive catalysts) acids with harmful effects to the environment and recovering metals with high added value that can be used in the manufacturing of new products.eng
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESpor
dc.languageporpor
dc.publisherUniversidade Federal de Santa Mariapor
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/*
dc.subjectLIBpor
dc.subjectConversores catalíticospor
dc.subjectReciclagempor
dc.subjectLixiviaçãopor
dc.subjectMetais valiosospor
dc.subjectMetais preciosospor
dc.subjectCatalytic converterseng
dc.subjectRecyclingeng
dc.subjectLeachingeng
dc.subjectValuable metaleng
dc.subjectPrecious metalseng
dc.titleAplicação de ácidos orgânicos na recuperação de metais a partir de resíduos de baterias de íons de lítio e catalisadores automotivospor
dc.title.alternativeApplication of organic acids in the recovery of metals from wastes of lithium ions and automotive catalystseng
dc.typeDissertaçãopor
dc.description.resumoNas últimas décadas, os processos hidrometalúrgicos receberam considerável atenção para a recuperação de metais preciosos como os Metais do Grupo da Platina (MGP), bem como para a recuperação de metais com alto valor agregado provenientes de baterias de íons de lítio (LIBs). Os processos hidrometalúrgicos são considerados adequados para a recuperação de metais valiosos devido à baixa necessidade de energia, ao produto obtido com alta pureza e à mínima emissão de poluentes na atmosfera. Contudo, quando uma solução fortemente ácida é utilizada para a lixiviação, Cl2, SO3 e NOx são liberados durante esse processo e o resíduo ácido obtido após a lixiviação é uma ameaça ao meio ambiente. Portanto, este trabalho está focado no desenvolvimento de rotas ambientalmente amigáveis para recuperar metais a partir de LIBs e a partir de catalisadores automotivos exauridos que não causem uma nova ameaça ambiental. A recuperação de metais presentes em LIBs foi realizada através de processamento mecânico seguido de tratamento térmico e lixiviação usando os ácidos málico, cítrico e fórmico. As técnicas de TGA, DSC, XRD, SEM, FT-IR e EDXRF foram utilizadas para a caracterização. A lixiviação foi realizada em diversas condições experimentais de temperatura, volume de peróxido de hidrogênio (H2O2), relação S/L e tempo de extração. As soluções lixiviadas foram analisadas por FAAS. Os resultados de caracterização mostraram a eficiência do tratamento térmico à 700 °C por 2 horas na degradação do grafite e PVDF. Os resultados mostraram que mais de 90% de Co, Li e Mn podem ser lixiviados usando uma solução de ácido DL-málico 2 M, 6% H2O2 (v/v), relação S/L de 1:20 (g/mL), 95 °C e tempo de extração de 60 minutos. A recuperação de metais a partir de catalisadores automotivos exauridos foi realizada através de processamento mecânico, seguido de tratamento térmico e lixiviação empregando os ácidos málico, cítrico e fórmico. As técnicas empregadas para caracterizar o pó de catalisador automotivo foram DRX, MEV/EDS, Granulometria a laser e EDXRF. Avaliou-se os parâmetros de concentração de ácidos, proporção de ácido inorgânico e ácidos orgânicos, razão S/L e tempo de extração. As soluções obtidas após lixiviação foram analisadas por ICP-OES. As diferentes técnicas confirmaram a presença de Pt e Pd, além das composições distintas quando dois catalisadores automotivos são comparados. Através do processo de lixiviação com uma concentração de HCl de 6 M, razão S/L de 1:30 e 20% de ácido cítrico, mais de 90% de Pt e Pd podem ser recuperados. Através do uso de ácidos orgânicos, foi possível desenvolver processos eficazes e ambientalmente amigáveis para a recuperação de metais presentes em resíduos de LIBs e em catalisadores automotivos desativados, substituindo (no caso das LIBs) e reduzindo (no caso dos catalisadores) ácidos com efeitos nocivos ao meio ambiente e recuperando metais de alto valor agregado que podem ser utilizados na fabricação de novos produtos.por
dc.contributor.advisor1Bertuol, Daniel Assumpção
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/7979212992364682por
dc.contributor.advisor-co1Tanabe, Eduardo Hiromitsu
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/9778700143605069por
dc.contributor.referee1Veit, Hugo Marcelo
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/9315022812716131por
dc.contributor.referee2Lopes, Poliana Pollizello
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/3168039205334003por
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/5976316570603329por
dc.publisher.countryBrasilpor
dc.publisher.departmentEngenharia Químicapor
dc.publisher.initialsUFSMpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Químicapor
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICApor
dc.publisher.unidadeCentro de Tecnologiapor


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