Investigação dos efeitos de impurezas orgânicas na eficiência de corrente da eletrólise de zinco e na qualidade dos depósitos metálicos
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Editor
Universidade Federal de Minas Gerais
Descrição
Tipo
Dissertação de mestrado
Título alternativo
Primeiro orientador
Membros da banca
Adelson Dias de Souza
Vanessa de Freitas Cunha Lins
Vanessa de Freitas Cunha Lins
Resumo
A presente dissertação de mestrado discute os efeitos de diversos compostos orgânicos, potenciais contaminantes da solução de alimentação da etapa de eletrólise de zinco, na (i) eficiência de corrente do processo e (ii) qualidade do depósito metálico. O interesse em melhorar a eficiência da eletrólise de zinco deve-se a uma busca constante por aumento de produtividade e redução do consumo de energia, o que contribui para a redução do custo de extração do metal. Inicialmente, compostos orgânicos utilizados no beneficiamento do minério silicatado de zinco (coletores e floculante) e utilizados em sistemas auxiliares (óleos de máquinas) foram selecionados. Nos ensaios de eletrólise, realizados nas condições industriais adotadas na usina da Votorantim Metais - Zinco, em Três Marias, soluções industrial e sintética foram utilizadas. Para o processo em batelada, observou-se que a presença de todos os orgânicos tanto na solução sintética quanto na industrial causou uma diminuição da eficiência de corrente da eletrólise, sendo o efeito mais significativo aquele apresentado para o composto Amina, um coletor de silicato de zinco utilizado na etapa de flotação. A adição de 100 mg/L de tal composto na solução industrial, por exemplo, causou a redução da eficiência de corrente de 91,15% para 54,35%. Para o processo contínuo, efeitos negativos também foram observados, porém, menos pronunciados. Este resultado pode estar associado à manutenção da concentração inicial de zinco durante os ensaios. Além desses efeitos no processo, a presença dos compostos orgânicos, em ambas as soluções, alterou consideravelmente a morfologia e estrutura dos depósitos de zinco. Efeitos como a formação de poros, redução do tamanho de grão do depósito e mudanças nas orientações preferenciais de crescimento dos cristais de zinco podem ser citados. Com relação às alternativas investigadas para melhorar o processo, o estudo da variação das concentrações de zinco e ácido sulfúrico na solução industrial indicou que é possível aumentar a eficiência de corrente elevando-se a concentração de zinco na solução. Neste caso, a seletividade de redução do íon metálico, em relação à reação de redução do íon hidrogênio, é maximizada.Os resultados da adição simultânea à solução industrial de aditivo (gelatina) e íons antimônio indicaram efeitos positivos na eficiência de corrente. Os melhores efeitos foram obtidos nas concentrações 4 mg/L de gelatina e 0,011 mg/L de íons Sb3+. Nesta condição, a eficiência de corrente aumentou de 91,57% para 92,43%.
Abstract
Assunto
Tecnologia mineral, Engenharia de minas, Eletrólise
Palavras-chave
Materiais e de Minas, Engenharia Metalúrgica