ÁREA: Ambiental
TÍTULO: MODELAGEM COMPUTACIONAL DA LIXIVIAÇÃO DOS MATERIAIS DE ELETRODOS DE PILHAS EM HCl ATRAVÉS DO MÉTODO DOS MÍNIMOS QUADRADOS
AUTORES: MACÊDO, M.I.F. (UEZO) ; GONÇALVES, F (UEZO) ; ROSA, J.L.A (UEZO)
RESUMO: O objetivo deste trabalho é obter os parâmetros ótimos da lixiviação dos materiais de eletrodos de pilhas com HCl. Neste estudo o Método dos Mínimos Quadrados (MMQ) é empregado na expansão dos resultados experimentais e os resultados obtidos são satisfatórios.
PALAVRAS CHAVES: pilha, lixiviação, mmq.
INTRODUÇÃO: A recuperação de Zn e Mn, em pilhas, é desejado, entre outros motivos, por questões ecológicas. Certamente, há um esforço cada vez mais crescente pela reciclagem de materiais (MACÊDO, 2001). No caso de pilhas, em particular, há um problema ecológico que surge no seu armazenamento após a sua vida útil. Fazer tal recuperação poderia minimizar os custos destes elementos químicos na Indústria por estes metais terem um valor agregado. O MMQ (MERRIMAN, 1911) é muito utilizado na expansão de dados experimentais através do ajustamento de curvas contínuas a tabelas de dados experimentais e que minimiza os erros de predição (erro entre o valor esperado e o valor obtido pelo ajustamento). Nesta pesquisa, empregamos este método para obter uma expressão que descreva de forma contínua os elementos Zn e Mn como função da temperatura e da concentração do reagente.
MATERIAL E MÉTODOS: Os experimentos de lixiviação foram feitos para determinar as condições favoráveis de dissolução do Zn e do Mn no pó das pilhas alcalinas e comuns com HCl em diferentes concentrações (1, 2, 3 e 4 mol/L) com agitação mecânica de 200 rpm a temperaturas de 30, 50 e 70oC, usando proporção sólido-líquido de 1:5; 1:10 e 1:15. A solução e o resíduo insolúvel foram separados por filtração. A concentração dos metais nas lixívias foi analisada por espectrometria de absorção atômica (EAA). Como forma de se obter os parâmetros ótimos de dissolução de Zn e Mn, procedeu-se um estudo estatístico do banco de dados experimentais, sua visualização científica e, finalmente, sua expansão através do ajustamento dos dados experimentais a uma curva aplicando MMQ.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: No caso dos metais estudados os dados experimentais foram ajustados, através do MMQ, pelas curvas: Zn = 14,823 – 0,119 T – 25,892 C + 0,277 T C + 0,002 T2 + 5,917 C2 e Mn = 20,937 – 0,1 T – 29 C + 0,305 T C + 0,003 T2 + 6,25 C2. Seus gráficos estão ilustrados na Figura 1. Observou-se através deste estudo que os modelos propostos descrevem bem o espaço de variáveis estudado, uma vez que os resíduos, isto é, diferença entre resultados de recuperação obtidos experimentalmente e aqueles propostos pelo modelo está, em geral, abaixo de 1,5%.
CONCLUSÕES: Os resultados confirmaram uma recuperação acima dos 95% para cada elemento com as mesmas condições experimentais. A variação das condições experimentais, para o tempo e para a temperatura, é bastante robusta visto que em 20 min é 5oC. Para a concentração de HCl, não se pode dizer o mesmo. Esta variável deve ser melhor controlada uma vez que uma variação superior a 0,1 mol/L pode causar uma perda de 5% na recuperação.
AGRADECIMENTOS: Os autores agradecem o apoio da FAPERJ e do CNPq.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: MACÊDO, MIF. ET ALL. Processo Hidrometalúrgico para Recuperação de Metais em Baterias Domésticas Usadas, VI SHM/XVIII ENT,V.3. 477-483, 2001.
MERRIMAN, M. 1911. A text book on the method of least squares. New York, Wiley.
