Estudo estatístico do efeito de variáveis influentes na eletrorrecuperação de cobalto
Ano de defesa: | 2019 |
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Autor(a) principal: | |
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Tipo de documento: | Dissertação |
Tipo de acesso: | Acesso aberto |
Idioma: | por |
Instituição de defesa: |
Universidade Federal do Rio de Janeiro
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Programa de Pós-Graduação: |
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Metalúrgica e de Materiais
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Departamento: |
Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia
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País: |
Brasil
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Palavras-chave em Português: | |
Área do conhecimento CNPq: | |
Link de acesso: | http://hdl.handle.net/11422/13517 |
Resumo: | O cobalto metálico puro é obtido principalmente por eletrorrecuperação, operação na qual os parâmetros mais importantes são a eficiência de corrente, o consumo energético específico e a qualidade do produto final. O objetivo deste trabalho foi estudar a eletrorrecuperação do cobalto por voltametria cíclica e por testes de eletrorrecuperação em batelada, onde os efeitos da densidade de corrente, pH, temperatura e concentração de cobalto em meio de sulfato na eficiência de corrente e consumo energético específico foram avaliados estatisticamente. Testes voltamétricos a 25oC indicaram que o aumento da concentração de cobalto provocou elevação da eficiência de corrente, enquanto que o pH 4 levou à eficiência mais elevada. Nos testes de eletrorrecuperação com 24 horas de duração a maior eficiência de corrente (78,76 %) e o menor consumo energético específico (3,04 kWh.kg-1 ) foram obtidos com pH inicial 4, temperatura de 70 °C, densidade de corrente de 100 A.m-2 e concentração de cobalto de 60 g.L-1 . A melhor morfologia, macroscopicamente, foi obtida com pH inicial 2, temperatura de 70 °C, densidade de corrente de 400 A.m-2 e concentração de cobalto de 60 g.L-1 . Através do estudo estatístico foi constatado que todos os efeitos individuais das variáveis estudadas foram significativos, sendo a temperatura a de maior significância e o pH inicial a de menor. As principais impurezas encontradas nos depósitos foram o carbono e o enxofre, provavelmente provenientes do lauril sulfato de sódio bem como Pb, Ag e Sb, componentes do anodo. |
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Testes voltamétricos a 25oC indicaram que o aumento da concentração de cobalto provocou elevação da eficiência de corrente, enquanto que o pH 4 levou à eficiência mais elevada. Nos testes de eletrorrecuperação com 24 horas de duração a maior eficiência de corrente (78,76 %) e o menor consumo energético específico (3,04 kWh.kg-1 ) foram obtidos com pH inicial 4, temperatura de 70 °C, densidade de corrente de 100 A.m-2 e concentração de cobalto de 60 g.L-1 . A melhor morfologia, macroscopicamente, foi obtida com pH inicial 2, temperatura de 70 °C, densidade de corrente de 400 A.m-2 e concentração de cobalto de 60 g.L-1 . Através do estudo estatístico foi constatado que todos os efeitos individuais das variáveis estudadas foram significativos, sendo a temperatura a de maior significância e o pH inicial a de menor. As principais impurezas encontradas nos depósitos foram o carbono e o enxofre, provavelmente provenientes do lauril sulfato de sódio bem como Pb, Ag e Sb, componentes do anodo.Pure metallic cobalt is mainly obtained by electrowinning process, which most important parameters are current efficiency, specific energy consumption and product quality. In this work cobalt electrowinning by cyclic voltammetry and batch electrolysis tests in sulfate solutions was studied. The effect of pH, temperature, current density and cobalt concentration effects on current efficiency and specific energy consumption were evaluated statiscally. Voltammetric tests at 25 °C indicated that the increase of cobalt concentration elevated current density, while at pH 4 higher current efficiencies were achieved. In 24-h electrolysis tests, the highest current efficiency (78,76 %) and the lowest specific energy consumption (3,04 kWh.kg-1 ) were obtained with initial pH 4, temperature of 70 °C, current density of 100 A.m-2 and cobalt concentration of 60 g.L-1 . Macroscopically, the best morphology was obtained with initial pH 2, at 70 °C, with a current density of 400 A.m-2 and cobalt concentration of 60 g.L-1 . Through the statistical study, all variables individual effects were found to be significant. Temperature was the most significant, while initial pH the least. The main deposit impurities were carbon and sulfur, probably from the sodium lauryl sulfate, besides Pb, Ag and Sb from the anode.Submitted by Natasha Valladão (natashasilvaa4@gmail.com) on 2021-01-15T19:44:38Z No. of bitstreams: 1 FabianoAugustoCostaMafraPassos-min.pdf: 4601861 bytes, checksum: 8aa5073a598c68fc17a9c79d3582c19e (MD5)Made available in DSpace on 2021-01-15T19:44:38Z (GMT). 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