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dc.contributor.advisor1Daniel Majustept_BR
dc.contributor.referee1Virginia Sampaio T Ciminellipt_BR
dc.contributor.referee2Versiane Albis Leãopt_BR
dc.contributor.referee3Adelson Dias de Souzapt_BR
dc.contributor.referee4Rodrigo Lambert Oréficept_BR
dc.creatorNathália de Castro Pissolatipt_BR
dc.date.accessioned2019-08-10T10:28:50Z-
dc.date.available2019-08-10T10:28:50Z-
dc.date.issued2017-03-31pt_BR
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/1843/BUOS-AVHLTW-
dc.description.abstractThe present work describes the individual and combined effects of key operating variables (i.e. current density, pH and nickel concentration in the electrolyte) and electrolyte's characteristics (i.e. presence of sodium ions, boric acid and sodium lauryl sulphate - SLS) on the current efficiency, cell voltage and energy consumption of the electrowinning ofnickel and on important features of the metal deposit (i.e. morphology, roughness, crystal orientation and microhardness). Two types of substrates (cathodes) were used: 316L SS or Ti. The original approach involved electrowinning experiments, electrochemical measurements and product characterization by means of scanning electron and atomicforce microscopies, X-ray diffraction and microindentation tests. With regard to the effects evaluated on the electrowinning process, only changes of pH and current density and presence of sodium ions in the electrolyte caused relevant effects on the specific energy consumption, regardless of substrate type. While increasing pH and sodium ions addition caused a decrease of this parameter, increasing current density lead to higher energy consumptions. Under conditions typically found in industrial practices (i.e. pH 3, 85g.L-1 of Ni2+ ions, 50g.L-1 of Na+ ions, 8g.L-1 of H3BO3, 60ºC and 300A.m-2), no significant effect of the substrate type was identified on the energy consumption. However, theaverage values obtained when the Ti cathode was used are slightly smaller, which may represent a competitive advantage for this material. With regard to the effects evaluated on the metal product, by adding 10mg.L-1 of SLS to the electrolyte, no relevant effect on energy consumption was identified, but smoother Ni deposits with rare hydrogen pits on the surface and regular edges were produced after 6 h, regardless of substrate type. On the other hand, the presence of sodium ions in the electrolyte increased the average roughness of the deposits produced on both substrates, likely due to the increase of the grain size ofthe material. This effect also resulted in a decrease of the microhardness of the deposit. An opposite effect, increase of microhardness, was observed when boric acid was added to the electrolyte. The findings of this work can be useful to establish optimized experimental conditions that guide the industries to the production of nickel deposits with highercommercial value, which are easily stripped from the cathodes and cut, mainly due to proper surface characteristics and mechanical properties.pt_BR
dc.description.resumoNeste trabalho foram descritos os efeitos individuais e combinados das principais variáveis operacionais (i.e. densidade de corrente, pH e concentração de níquel no eletrólito) e características do eletrólito (i.e. presença de íons sódio, ácido bórico e lauril sulfato de sódio) na eficiência de corrente, voltagem e consumo de energia na eletrorrecuperação do níquel e em importantes características do depósito metálico (i.e. morfologia, rugosidade, estrutura cristalina e microdureza). A abordagem utilizada envolveu a realização de ensaiosde eletrorrecuperação, medições eletroquímicas e caracterização de produto por meio de microscopia eletrônica e de força atômica, difração de raios-X e testes de microindentação. No que se refere aos efeitos avaliados no processo, observou-se que somente o pH do eletrólito, densidade de corrente e presença de íons sódio no eletrólito apresentaram um efeito relevante no consumo específico de energia. Enquanto o aumento do pH e a adição de íons sódio causaram uma diminuição desse parâmetro, o aumento da densidade de corrente levou a um maior consumo energético. Em condições tipicamente encontradas em operações industriais (i.e. pH 3, 85g.L-1 de Ni2+, 50g.L-1 de Na+, 8g.L-1 de H3BO3, 60°C e 300A.m-2), não foi identificada uma diferença relevante entre o consumo específico de energia determinado para os dois substratos utilizados (i.e. aço inoxidável 316L ou titânio grau 2), entretanto, os valores médios obtidos quando o eletrodo de titânio foi adotado são ligeiramente menores, o que pode representar uma importante vantagem competitiva da utilização desse material nas indústrias. No que se refere aos efeitos avaliados no produto, a adição de lauril sulfato de sódio ao eletrólito não apresentou efeito significativo no consumo de energia, no entanto, depósitos de níquel com superfícies aparentemente mais suaves, com raros pites de hidrogênio e bordas mais regulares foram produzidos após 6 hna presença de 10mg.L-1 desse orgânico, independentemente do tipo de substrato utilizado. A presença de íons sódio no eletrólito, por sua vez, causou um aumento da rugosidade do depósito produzido em ambos os substratos possivelmente devido ao aumento do tamanhode grão. Esse efeito resultou ainda na diminuição da microdureza do depósito, efeito contrário ao observado quando o ácido bórico foi adicionado ao eletrólito. Os resultados obtidos no presente trabalho podem ser úteis na avaliação de condições experimentais, otimizadas, que resultem na produção de depósitos de níquel com maior valor comercial, facilmente estripados e cortados, devido, sobretudo, às características superficiais e propriedades mecânicas adequadas.pt_BR
dc.languagePortuguêspt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Minas Geraispt_BR
dc.publisher.initialsUFMGpt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.subjectEngenharia metalúrgica materiais e de minaspt_BR
dc.subject.otherTecnologia mineralpt_BR
dc.subject.otherNíquelpt_BR
dc.subject.otherEngenharia de minaspt_BR
dc.subject.otherEnergia Consumopt_BR
dc.subject.otherAspereza de superficiept_BR
dc.titleEletrorrecuperação de níquel: efeito de variáveis operacionais e características do eletrólito na eficiência energética do processo e na qualidade do produto utilizando catodos de aço inoxidável ou titâniopt_BR
dc.typeDissertação de Mestradopt_BR
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