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Título: Estudo da influência de tensoativos em sistemas microemulsionados na extração de gálio e alumínio
Autor(es): Lucena Neto, Marciano Henrique de
Palavras-chave: Microemulsão;Alumínio;Extração;Gálio;KELEX-100;Licor de Bayer;Microemulsion;Extraction;Aluminium;Gallium;KELEX-100;Bayer Licquor
Data do documento: 25-Nov-2005
Editor: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Citação: LUCENA NETO, Marciano Henrique de. Estudo da influência de tensoativos em sistemas microemulsionados na extração de gálio e alumínio. 2005. 160 f. Tese (Doutorado em Pesquisa e Desenvolvimento de Tecnologias Regionais) - Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2005.
Resumo: Gallium is an important material used in the electronic industry whose demand in the world market is increasing in view of its potential applications. A selective technique is required to allow for the production of the metal, separated from aluminium. Due to the fact that microemulsions constitute an attractive alternative to metal extraction procedures, microemulsified systems have been employed as gallium-selective extraction agents. Two surfactants have been synthesized: sodium 12-N,N-diethylamino-9,10-dihydroxyestearate (AMINE) and saponified coconut oil (SCO), both produced from raw materials readily available in Northeastern Brazil. Also, the commercial extraction agent KELEX-100, conventionally used with the same purpose, has been used in this work for comparison. The optimization of the extraction process with microemulsions was carried out by investigating the influence of some parameters, namely the type of cosurfactant, the cosurfactant/surfactant (C/S) ratio, the pH and concentration of metals in the aqueous phase. Pseudoternary diagrams, which are representative of the microemulsified systems under study, have been constructed in order to establish the boundaries of the regions where the several Winsor systems are formed. An experimental planning methodology (Scheffé Net) has been used to optimize the extraction. The extraction percentage values were as high as 100% for gallium and 99.99% for aluminium for the system with KELEX-100; 96.6% for gallium and 98.8% for aluminium for the system containing AMINE; and 88% for gallium and 85% for aluminium for the system with SCO. The microemulsified system chosen for presenting the best results in gallium extraction was composed by SCO/isoamyl alcohol/kerosene/Bayer licquor with a C/S ratio of 28 and pH of the original aqueous phase of 6.0. The selectivity that has not been observed in the extraction stage was accomplished in the reextraction process using HCl. For the KELEX-100 system, gallium was reextracted at 100% with 6M HCl and aluminium was reextracted at 100% with 0.8M HCl. For the AMINE system, the reextraction percentages were also 100% for both metals, using 6M HCl for gallium and 0.5M HCl for aluminium. On the other hand, the reextraction percentages for the system with SCO were as high as 84% for gallium and 92% for aluminium, with HCl in the same concentrations as those used in the AMINE system. Finally, an optimized system was applied in the gallium extraction process employing a reciprocating perforated-plates extractor. As a result, the metal content was extracted at a recovery rate of 95% for gallium and 97% for aluminium
metadata.dc.description.resumo: O gálio é um importante material utilizado na indústria eletrônica, cuja demanda no mercado mundial está crescendo em razão de suas aplicações. A obtenção do metal necessita de um método seletivo para separá-lo do alumínio. Sendo as microemulsões uma alternativa atrativa para a extração de metais, decidiu-se utilizar sistemas microemulsionados como extratantes seletivos ao gálio. Dois tensoativos foram sintetizados; o 12-N,Ndietil-amino-9,10-dihidroxiestearato de sódio (AMINADO) e o óleo de coco saponificado (OCS), obtidos de matérias-prima disponíveis na região Nordeste do Brasil. O extratante comercial KELEX-100, convencionalmente utilizado com essa mesma finalidade, foi usado neste trabalho para comparação. A otimização do processo de extração por microemulsões foi realizada através do estudo da influência de parâmetros, tais como: tipo de cotensoativo, razão C/T, pH e concentração de metais na fase aquosa. Os diagramas pseudoternários, representativos dos sistemas microemulsionados em estudo, foram estabelecidos no sentido de delimitar as regiões de existência dos sistemas de Winsor. Uma metodologia de planejamento experimental (Rede Scheffé) foi usada para otimizar a extração. O percentual de extração atingiu valores de até 100 % para o gálio e 99,99% para o alumínio para o sistema com o KELEX-100; 96,6 % para o gálio e 98,8 % para o alumínio no sistema contendo AMINADO; 88 % para o gálio e 85 % para o alumínio no sistema com OCS. O sistema microemulsionado selecionado por apresentar os melhores resultados na extração do gálio foi composto de: OCS/álcool isoamílico/querosene/licor de Bayer a uma razão C/T igual a 28 e pH da fase aquosa igual a 6. A seletividade que faltou à extração foi atingida na etapa de reextração utilizando-se soluções de HCl. Para o sistema com o KELEX-100, reextraiu-se gálio a 100% com HCl 6M e alumínio a 100% com HCl 0,8M. No caso do sistema com AMINADO, os percentuais de reextração de ambos os metais também foram de 100%, usando-se HCl 6M para gálio e HCl 0,5 M para o alumínio. Por outro lado, para o sistema com OCS, os percentuais de reextração foram tais que 84% do gálio e 92% do alumínio foram recuperados com HCl nas mesmas concentrações empregadas no caso do AMINADO. Um sistema otimizado foi, finalmente, aplicado na extração do gálio em um extrator de pratos perfurados recíprocos (EPPR) e permitiu a extração deste metal com uma taxa de recuperação de gálio a 95% e alumínio a 97%
URI: http://repositorio.ufrn.br:8080/jspui/handle/123456789/15932
Aparece nas coleções:PPGEQ - Doutorado em Engenharia Química

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