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https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/34506
Document type: | Dissertação |
Access type: | Acesso Aberto |
Title: | Remoção de lítio e manganês de pilhas do tipo botão/moeda |
Alternate title (s): | Lithium and manganese removal from buttom/coin cells |
Author: | Silva, Mayara Teixeira da |
First Advisor: | Resende, Miriam Maria de |
First member of the Committee: | Cabral, Bruna Vieira |
Second member of the Committee: | Ferreira, Juliana de Souza |
Third member of the Committee: | Canobre, Sheila Cristina |
Summary: | As pilhas do tipo botão de lítio e dióxido de manganês são amplamente empregadas no cotidiano, pois possuem um formato compacto e grande capacidade energética. No entanto, a crescente demanda implica em um aumento no lixo eletrônico gerado pelo setor, acarretando problemas no meio ambiente e desperdício de materiais de valor devido à falta de processos de reciclagem para as baterias. Sabe-se que o lítio é um material de extrema importância para o setor energético, pois é utilizado como matéria-prima para baterias com os mais diversos formatos e cargas, desta forma um possui um alto valor agregado. Deste modo, o presente trabalho buscou recuperar os metais lítio e manganês presentes em pilhas do tipo botão, assim como avaliar o potencial do melaço de soja e da lignina como agentes redutores nas condições de recuperação otimizadas. Foram testados ácido cítrico, água régia, ácido clorídrico e ácido lático como soluções lixiviantes, sendo o ácido cítrico o que apresentou os melhores resultados. Foi realizado um Delineamento Composto Central (DCC) para as variáveis massa de pó das pilhas, temperatura e concentração de ácido cítrico, as quais tiveram uma faixa de variação de 0,06 a 0,74 g, 30 a 130 °C e 0 a 3 M, respectivamente. Com esses resultados, foi possível determinar as equações de regressão para o sistema, além de avaliar as condições para as varáveis estudadas que maximizavam as respostas recuperação de manganês e de lítio. As condições selecionadas foram massa de pó de 0,233 g, temperatura de 80 ºC e concentração de ácido cítrico de 1,5 M. Os modelos obtidos foram validados mediante realização de experimentos na condição maximizada das variáveis, a qual obteve uma recuperação de 96,33 ± 3 % do Li e 73,64 ± 1 % do Mn. O uso lignina, melaço de soja e ultrassom no ponto de otimização não apresentou aumento considerável no processo de lixiviação na extração dos metais segundo os testes de Levene e Tukey. |
Abstract: | Lithium button cells are widely daily used due the compact format and high energy capacity. However, the growing demand implies an increase in electronic waste generated by the sector, causing environmental problems and waste of valuable materials due to the lack of recycling processes for batteries. It is known that lithium is an essential material for the energy sector, as it is used as a raw material for batteries with the most diverse formats and charges. Thus, one has a high added value. Thereby the present work sought to recover the metals lithium and manganese present in button-type batteries and evaluate the potential of soy molasses and lignin as reducing agents under optimized recovery conditions. Citric acid, aqua regia, hydrochloric acid, and lactic acid were tested as leaching solutions, with citric acid being the one with the best results. A Central Composite Design (DCC) for the variables battery dust mass, temperature, and citric acid concentration was carried out, which varied according to range 0,06 to 0,74 g, 30 to 130 °C and 0 to 3 M, respectively. Through the results by DCC, it was possible to determine the system's regression equations and evaluate the conditions for the studied variables that maximized the responses of manganese and lithium recovery. The selected conditions were powder mass of 0.233 g, temperature of 80 ºC, and citric acid concentration of 1.5 M. The obtained models were validated by carrying out experiments in the maximized condition of the variables and got recovery 96,33 ± 3 % of Li and 73,64 ± 1 % of Mn. According to Levene and Tukey tests, the use of lignin, soybean molasses, and ultrasound at optimization point did not show considerable increases in the leaching process in the recovery of metals. |
Keywords: | Hidrometalurgia Recuperação Lítio Manganês Baterias Pilhas CR2016 CR2025 CR2032 Reciclagem Metais Hydrometallurgy Recover Lithium Manganese Batteries Recycling Metals |
Area (s) of CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA |
Subject: | Engenharia química Hidrometalurgia Lítio - Metais - Reaproveitamento Manganês - Metais - Reaproveitamento |
Language: | por |
Country: | Brasil |
Publisher: | Universidade Federal de Uberlândia |
Program: | Programa de Pós-graduação em Engenharia Química |
Quote: | SILVA, Mayara Teixeira. Remoção de lítio e manganês de pilhas do tipo botão/moeda. 2022. 139 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2022. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.di.2022.70 |
Document identifier: | http://doi.org/10.14393/ufu.di.2022.70 |
URI: | https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/34506 |
Date of defense: | 3-Feb-2022 |
Appears in Collections: | DISSERTAÇÃO - Engenharia Química |
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