Extração de cobalto(II), ferro(III) e níquel(II) na presença de KSCN utilizando sistemas aquosos bifásicos formados por poli(óxido de etileno) ou copolímero tribloco L35 e sais de sulfato

Abstract

Uma das principais fontes não naturais de cobalto e níquel são as baterias recarregáveis. A recuperação destes metais nestes materiais tem recebido considerável atenção devido aos seus altos valores econômicos e ao impacto que provocam ao meio ambiente. Normalmente os processos de obtenção de níquel e cobalto envolvem a extração por solventes para separar metais presentes nas baterias. Contudo, estes solventes são tóxicos, inflamáveis e muitas vezes maléficos ao homem e ao ambiente. Assim é necessário desenvolver métodos de extração menos impactantes ao ambiente. O sistema aquoso bifásico (SAB) surge como uma alternativa promissora, segura e limpa para a extração estratégica de metais em substituição a tradicional extração líquido-líquido, pois não utilizam solventes orgânicos e são constituídos majoritariamente por água. Neste trabalho foi desenvolvido um método verde de extração e/ou separação de Co(II), Fe(III) e Ni(II) utilizando SAB. A influência da quantidade de substância do extratante KSCN adicionada (0,2 a 1,4 mmol) ao sistema, do pH (1,0 a 4,0), do polímero formador do SAB (L35 ou PEO1500) e do eletrólito formador do SAB (sulfato de amônio ou sulfato de lítio) sobre a porcentagem de extração e conseqüentemente sobre o fator de separação (SM,N) dos metais foi investigada. Os melhores SM,N foram alcançados utilizando-se o SAB PEO1500 + (NH4)2SO4 + H2O e quantidade de sustância KSCN = 1,4 mmol. Os fatores de separação obtidos foram SCo,Fe = (3,44 ± 0,73) 103 e SCo,Ni = (1,53 ± 0,15) 104 em pH 4,0 e SFe,Ni = (4,38 ± 0,26) 103 em pH 2,0.

A major source of unnatural cobalt and nickel are rechargeable batteries. The recovery of these metals in these materials has received considerable attention due to their high economic values and the impact they cause to the environment. Normally the produce for obtaining nickel and cobalt involve solvent extraction to separate metals contained in batteries. However, these solvents are toxic, flammable and often harmful to humans and the environment. So it is necessary to develop extraction methods have less impact on the environment. The aqueous two-phase system (ATPS) emerges as a promising alternative, safe and clean for the extraction of metals strategy to replace the traditional liquid-liquid extraction, because it does not use organic solvents and consist mostly of water. In this work was developed a green method of extraction and/or separation of Co(II), Fe(III) and Ni(II) using ATPS. The influence of the amount of the extractant added KSCN (0.2 to 1.4 mmol) to the system, pH (1.0 to 4.0), the polymer forming the ATPS (L35 or PEO1500) and trainer of the electrolyte ATPS (ammonium sulfate or lithium sulfate) on the percentage of extraction and therefore on the separation factor (SM,N) of metals was investigated. Best SM,N were achieved using the ATPS PEO1500 + (NH4)2SO4 + H2O and an amount of substance KSCN = 1.4 mmol. The separation factors obtained were SCo,Fe = (3.44 ± 0.73) 103 and SCo,Ni = (1.53 ± 0.15) 104 at pH 4.0 and SFe,Ni = (4.38 ± 0,26 ) 103 at pH 2.0.