Estudo da recuperação do manganês por precipitação oxidativa via ozôniodo lixiviado de minério de níquel laterítico. - Orue, Beatriz Peralta (2020)
Com o aumento na demanda de níquel e redução do níquel sulfetado na última década, processos de recuperação de metais a partir do níquel laterítico vem sendo investigados. Em vista disso, foi estudada a precipitação oxidativa com ozônio, um eficiente oxidante, com o intuito de separar o manganês do níquel e das outras impurezas metálicas presentes no lixiviado de níquel laterítico limonítico previamente purificado. O manganês, apesar de ser uma impureza do processo de obtenção do níquel, possui valor agregado para a siderurgia. Para o estudo foi preparada uma solução sintética sulfatada contendo oito metais (Al, Co, Cr, Fe, Mg, Mn, Ni e Zn) em pH 1,5 e temperatura ambiente de 21°C, para simular o lixiviado. A oxidação foi realizada em reator semi-batelada com difusor de bolhas porosas finas. Foi usado oxigênio a 99% e 0,5barg no gerador de descarga corona para a produção do ozônio que alimenta o reator. Foram estudadas as variações da vazão de oxigênio (0,2 até 2,5L/min) e de pH (0,5; 1,0 e 1,5) no potencial 1,5V e dosagens de ozônio 0 a 850mg até 140 minutos para a remoção do manganês. As dosagens do ozônio foram determinadas pela iodometria. As amostras ozonizadas foram analisadas no ICP-OES e o precipitado no EDXRF e MEV-EDS. Nos ensaios de vazão, foi selecionada a vazão ótima de 0,5L/minO2 com recuperação máxima de 97% de manganês. Os ensaios de pH conseguiram recuperar no máximo 96 a 97% até 140 minutos, sendo o pH 0,5 o mais seletivo para o manganês. Portanto, o melhor ensaio ocorreu para 0,5L/minO2, pH 0,5, 607mgO3 em 100 minutos com recuperação de 96% de Mn, 13% de Al, Fe, Mg e menos de 7% de co-precipitação dos outros metais e consumo de energia em torno de 20W ou 80W/L. Os ensaios que consumiram menos ozônio em relação à alimentação foram os de pH 0,5 e 1,5 em 0,5L/minO2 aos 100 e 90 minutos com 87% e 83% com relação O3/Mn 6,7 e 5,7, ou seja, 7,6 a 6,5 vezes maior que a estequiometria respectivamente. O pH 1,0 consumiu mais ozônio para co-precipitar mais metais (no máximo 39% de Al, Fe, Mg e outros). O precipitado produzido no melhor ensaio contém 55% de Mn e 12,4% de Fe, com melhor relação Mn/Fe de 4,5 e menos de 0,25% de co-precipitados de Al, Co, Cr, Mg, Ni e Zn, o qual poderá servir de estudo para a recuperação de manganês como fonte secundária. O melhor modelo cinético foi o pseudo-homogêneo, sendo controlado por transferência de massa, com constantes de velocidades de 0,03 a 0,04min-1 para os ensaios de pH 0,5 a 1,5, onde o k do pH 1,5 foi o maior, o que justifica um tempo de remoção menor que para os pH´s 0,5 e 1,0.