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Dissertação de Mestrado
DOI
https://doi.org/10.11606/D.3.2021.tde-05042022-085615
Documento
Autor
Nome completo
Nayara Gomes
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2021
Orientador
Banca examinadora
Baltazar, Marcela dos Passos Galluzzi (Presidente)
Buzzi, Daniella Cardoso
Veit, Hugo Marcelo
Título em português
Recuperação de níquel de catalisador exaurido da indústria petroquímica.
Palavras-chave em português
Catalisadores
Hidrometalurgia
Lixiviação
Níquel (Recuperação)
Troca iônica
Resumo em português
O níquel é empregado em diversas aplicações como na fabricação de aço inoxidável, superligas, revestimentos de superfícies, baterias e a perspectiva é que a demanda por esse metal aumente nos próximos anos, em decorrência da ampliação do consumo, como em baterias de carro elétrico. No entanto, as fontes primárias de obtenção do metal podem vir a não atender a demanda ou se tornarem escassas. Deste modo, a busca por fontes secundárias de níquel se torna necessária. Os catalisadores de níquel exauridos são resíduos da indústria petroquímica com potencial para ser uma fonte secundária de obtenção desse metal. Assim, o desenvolvimento de rotas de recuperação para esse composto deve ser explorado. A rota hidrometalúrgica via lixiviação ácida é uma alternativa para a extração do níquel. Portanto, o objetivo deste trabalho é propor uma rota de recuperação para o níquel, presente em um catalisador exaurido oriundo de processo petroquímico, via lixiviação ácida sulfúrica. Para isso, foram avaliados os parâmetros que influenciam no processo de lixiviação, como temperatura, concentração do ácido, relação sólido-líquido, granulometria e tempo. A 100ºC, em concentração de H2SO4 de 2M, relação S/L de 1:5, e D50 de 8,5 m por 8h foi possível lixiviar 97% de níquel para a solução. Partindo dessa solução, foram aplicadas as técnicas de precipitação e troca iônica para verificar o potencial destas na purificação do níquel. Através da técnica de precipitação do licor obtido na lixiviação com hidróxido de sódio, foi recuperado 66% de Ni(OH)2, porém foi observado perda de níquel durante a precipitação do contaminante ferro. Através da técnica de troca iônica foi possível remover 92,5% de Fe da solução de sulfato de níquel. Assim, a rota proposta de recuperação do níquel da amostra de catalisador exaurido através da lixiviação ácida e posterior remoção de ferro via troca iônica foi eficaz alcançando um teor de Ni de 91,5%.
Título em inglês
Nickel recovery from spent catalyst from the petrochemical industry.
Palavras-chave em inglês
Acid leaching
Hydrometallurgy
Ion exchange
Nickel recovery
Spent catalyst
Resumo em inglês
Nickel is used in various applications, such as the manufacture of stainless steel, superalloys, surface coatings, batteries, and the perspective is that the demand for this metal will increase in the coming years due to increased consumption, such as in electric car batteries production. However, the primary sources of obtaining the metal may not meet the demand or become scarce. Thus, the search for secondary nickel sources becomes necessary. Spent nickel catalysts are waste from the petrochemical industry with the potential to be a secondary source for obtaining this metal. Thus, the development of recovery routes for this compound should be explored. The hydrometallurgical route via acid leaching is an alternative for nickel extraction. Therefore, this work aims to propose a recovery route for nickel, present in an spent catalyst from a petrochemical process, via sulfuric acid leaching. For this, the parameters that influence the leaching process were evaluated, such as temperature, acid concentration, solid-liquid ratio, particle size, and time. At 100ºC, 2M H2SO4, an S/L ratio of 1:5, and D50 of 8,5 m in 8h, it was possible to extract 97% of nickel in solution. Precipitation and ion exchange techniques were applied to verify their potential in removing the contaminants present in liquor. Through the precipitation technique of the liquor obtained in the leaching with sodium hydroxide, it was possible to recover 66% of Ni(OH)2, but nickel loss occurred during the precipitation of the iron contaminant. The ion exchange technique allows the removal of 92.5 % Fe of the nickel sulfate solution. Thus, the proposed route for recovering nickel from the spent catalyst sample through acid leaching and subsequent iron removal via ion exchange was effective, reaching a Ni content of 91.5%.
 
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NayaraGomesCorr21.pdf (1.21 Mbytes)
Data de Publicação
2022-04-05
 
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