Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/1843/42879
Type: Dissertação
Title: Tratamento de licor sulfúrico rico em níquel visando á remoção de cobalto
Authors: Estêvão Magno Rodrigues Araújo
First Advisor: Adriane Salum
Abstract: Neste trabalho, foi estudada a extração de cobalto presente em um licor sintético rico em níquel, contendo aproximadamente 50g/L desse metal, 5,0g/L de cobalto e 11,3g/L de sódio, empregando-se a técnica de membranas líquidas surfatantes (MLS). A técnica MLS consiste de uma emulsão primária, constituída pelo solvente contendo um surfatante e uma solução de reextração, dispersa em fase alimentação (licor), formando uma emulsão múltipla. Devido à posição com que cada fase aparece no sistema, elas são chamadas de fase interna (FI), fase membrana (FM) e fase externa (FE). Essa técnica apresenta elevada capacidade de extração conjugada a uma elevada seletividade. Sendo assim, o presente trabalho visava um esgotamento do licor em cobalto com a mínima extração de níquel possível, de modo a purificar o licor rico em níquel. Existem diversas variáveis que interferem na extração e na seletividade do processo, sendo que algumas delas foram investigadas neste trabalho. Os melhores resultados foram obtidos com as seguintes condições operacionais: pH da fase de alimentação = 4,5, concentração do extratante CYANEX® 272 = 1,2v/v (1,1%m/v), tempo de permeação = 40min, concentração do surfatante ECA 4360 na FM = 2,0% v/v, [H2SO4] na FI = 1,5mol/L e T = 40°C. Também foi investigada a extração em sistema multiestágio, avaliando-se, primeiramente, o esgotamento de cobalto da fase externa, alimentando-se emulsão primária fresca em corrente cruzada com o licor. Em termos da extração total ou acumulada, verificou-se que, após 4 estágios, atingiu-se 98% de extração e, com cinco, praticamente todo o cobalto presente no licor foi extraído (99,6%). Na sequência, foi avaliada a capacidade de extração da fase membrana reutilizada, alimentando-se sempre um licor novo, em corrente cruzada, com emulsão primária preparada a partir de fase membrana obtida após a desemulsificação e emulsionada com fase interna virgem. Foram investigados três estágios, sem que fosse verificada perda na capacidade de extração da fase membrana. E, finalmente, o licor e a emulsão primária foram alimentados em co-corrente, fazendo-se o esgotamento do licor em conjunção com a reutilização da fase membrana. Nesse sistema, um percentual de extração total de cobalto de 90% foi obtido em três estágios investigados, simulando uma operação contínua em misturadores-decantadores. Comparando-se os resultados obtidos neste trabalho com os resultados apresentados no catálogo da Cytec, para a extração líquido-líquido, mesmo que para licores distintos, observa-se que a quantidade de extratante utilizada no sistema MLS é, neste caso, cerca de 3% da utilizada na extração líquido-líquido.
Abstract: The cobalt extraction from a synthetic nickel-rich liquor, containing approximately 50g/L of nickel, 5.0g/L of cobalt and 11.3g/L sodium, using the liquid surfactant membrane technique (LSM), was evaluated in this study. A técnica MLS consiste de uma emulsão primária, constituída pelo solvente contendo um surfatante e uma solução de reextração, dispersa em fase alimentação (licor), formando uma emulsão múltipla. The LSM technique consists of an primary emulsion, constituted of the solvent phase containing a surfactant and the stripping solution, dispersed in the feed (liquor) phase, forming a multiple emulsion. Due to the position which each phase appears in the system, they are called the inner phase (IP), the membrane phase (MP) and the external phase (EP). This technique has a high extraction capacity coupled with a high selectivity. Thus, the aim of this study was the depletion of cobalt in order to purify a nickel-rich liquor with a minimum possible nickel extraction. There are several variables that affect the extraction and selectivity of the process, some of which were investigated in this work. The best results were obtained with the following operating conditions: pH of the feed phase = 4.5, concentration of the extractant Cyanex® 272 = 1.2v/v (1.1% w/v), permeation time = 40 min, concentration of the surfactant ECA 4360 in MP = 2.0%v/v, [H2SO4] in IP = 1.5mol/L and T = 40°C. The multistage extraction system was investigated, firstly, evaluating the depletion of cobalt from the external phase, with a cross-current contact of fresh primary emulsion and liquor. In terms of total or cumulative extraction, after four stages, the system reached 98% of extraction and with five stages practically all cobalt present in the liquor was extracted (99.6%). Further, the ability to extract of the reused membrane phase was evaluated, with a cross-current contact of a new liquor and primary emulsion prepared from the membrane phase after the demulsification and reemulsified with a virgin internal phase. Three stages were investigated, with no loss in the extraction capacity of the membrane phase. Finally, the liquor and the primary emulsion were put together by a co-current contact and the depletion of the liquor occurred in conjunction with the reuse of the membrane phase. In this system, a total of 90% of cobalt extraction was obtained in three investigated stages of a system which simulated a continuous operation in mixers-settlers. Comparing the results of this study with the results shown in the Cytec’s catalog for solvent extraction, even for different liquors, it is observed that the amount of extractant used in the LSM system is, in this case, about 3% of that used in solvent extraction.
Subject: Engenharia química
Cobalto
language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
metadata.dc.publisher.department: ENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA QUÍMICA
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/42879
Issue Date: 23-Jul-2012
Appears in Collections:Dissertações de Mestrado

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