UNIVERSIDADE SÃO FRANCISCO Tecnologia em Gestão ?· 1859 Bateria de chumbo-ácido sulfúrico 1860…

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<p>UNIVERSIDADE SO FRANCISCO </p> <p>Tecnologia em Gesto Ambiental </p> <p>RE-PROCESSAMENTO DE BATERIAS ONS-LTIO. </p> <p>BRAGANA PAULISTA </p> <p>2008 </p> <p>UNIVERSIDADE SO FRANCISCO </p> <p>Tecnologia em Gesto Ambiental </p> <p>RE-PROCESSAMENTO DE BATERIAS ONS-LTIO. </p> <p>Autora: Magali Helena de Souza </p> <p>Orientadora: Profa. Dra. Carla Plo Fonseca </p> <p>Trabalho de Concluso de </p> <p>Curso apresentado Banca </p> <p>Examinadora do Curso de </p> <p>Tecnologia em Gesto </p> <p>Ambiental da Universidade So </p> <p>Francisco, sob a orientao de </p> <p>pesquisa da Profa. Dra. Carla </p> <p>Plo Fonseca. </p> <p>BRAGANA PAULISTA </p> <p>2008 </p> <p>UNIVERSIDADE SO FRANCISCO Tecnologia em Gesto Ambiental </p> <p>RE-PROCESSAMENTO DE BATERIAS ONS-LTIO. </p> <p> Autora: Magali Helena de Souza RA 001200700276 </p> <p>Prof. Dra. Sheila Cristina Canobre Presidente da Banca Examinadora </p> <p>_________________________________ Prof. Dra. Candida Maria Costa Baptista _________________________________ Prof. Dr. Jean Ferreira _________________________________ Prof Ms. ngela Sanches Domingues </p> <p>AGRADECIMENTOS </p> <p> Agradeo Prof Dra. Carla Plo Fonseca e ao professor metodolgico Dr Sheila Cristina Canobre pelo auxlio nesta jornada. Aos meus pais, Lourdes Helena Grillo de Souza e Carlos Antonio de Souza pelo incentivo e confiana. Ao Wiliam Mateus pelo carinho e compreenso. Ao professor Andr Beati e aos meus amigos Anglica, Camila, Vnia, pelo companheirismo. A Deus pelo dom da vida. </p> <p>V </p> <p>RESUMO </p> <p> Com a evoluo da TI (Tecnologia da Informao), que pode ser definida como o </p> <p>conjunto de recursos tecnolgicos e computacionais que permitem a gerao e o uso da </p> <p>informao, est referenciado ao uso da informao rpida e seguro, sendo relacionada </p> <p>em contrapartida com o acmulo do lixo eletrnico. Diz-se lixo eletrnico os vrios tipos </p> <p>de equipamentos eltricos e eletrnicos, eletrodomsticos de pequeno e grande porte, </p> <p>eletrnicos de consumo e entretenimento, ferramentas eltricas e eletrnicas, brinquedos </p> <p>e equipamento recreativo ou esportivo, equipamentos mdicos, equipamentos de controle </p> <p>e automao, equipamentos de informao e comunicao, os equipamentos de telefonia </p> <p>mvel, pilhas e baterias. </p> <p>Nos dias atuais somos dependentes da era da informao, que afinal beneficia </p> <p>todas as reas do conhecimento humano, porm seu aumento desordenado tem causado </p> <p>preocupaes e danos ambientais, bem como os vrios problemas associados ao lixo </p> <p>eletrnico: acumulao, transferncia, manipulao inadequada, contaminao ambiental </p> <p>e ausncia ou desrespeito legislao especfica. </p> <p>Neste trabalho o lixo eletrnico a ser tratado a bateria de celular, note books e </p> <p>no-breaks, especificamente as baterias de on-ltio. (FILHO ET AL 2008) </p> <p>Bateria pode ser definida como um dispositivo em que se produz energia eltrica </p> <p>custa de reaes qumicas, de modo que os reagentes no entrem em contato direto, </p> <p>nesse tipo de bateria secundria os ons-ltio esto presentes no eletrlito na forma de </p> <p>sais dissolvidos em solventes no aquosos. (ATKINS ET AL 2006) </p> <p>A pesquisa est direcionada a reciclagem dos componentes da bateria de ons-</p> <p>ltio, bem como de novos desafios para estabelecer novos processos de recuperao e </p> <p>no conhecimento do perigo do descarte inadequado. </p> <p>A disposio deste tipo de resduo slido em aterros sanitrios constitui prtica </p> <p>inadequada conforme (Resoluo CONAMA n. 257/1999, Estabelece que pilhas e </p> <p>baterias que contenham em suas composies chumbo, cdmio, mercrio e seus </p> <p>compostos, tenham os procedimentos de reutilizao, reciclagem e tratamento ou </p> <p>disposio final ambientalmente adequado), devido ao processo de decomposio ser </p> <p>lento e altamente txico ao meio ambiente. (http//:www.mma.gov.br) </p> <p>Palavras-chave: Reciclagem de Pilhas e Baterias. Lixo Eletrnico </p> <p>VI </p> <p>ABSTRACT </p> <p>With evolution of TI (Technology of Information), that it can be defined as the set of </p> <p>technological and computational resources that allow to the generation and the use of the </p> <p>information, is linking to the use of safe the fast information and, being related on the </p> <p>other hand with the accumulation of the electronic garbage. Electronic garbage is said </p> <p>some types of electric and electronic, household-electric equipment of small e great </p> <p>transport, electronic of consumption and entertainment, electric and electronic tools, toys </p> <p>and sportive equipment, medical equipment, equipment of control and automation, </p> <p>equipment of information and communication, the equipment of mobile telephony, stacks </p> <p>and batteries. </p> <p>In the current days we are dependents of the age of the information, that after all </p> <p>benefits to all the areas of the human knowledge, however its disordered increase has </p> <p>caused ambient concerns and damages, as well as some problems associates to the </p> <p>electronic garbage: accumulation, transference, inadequate manipulation, ambient </p> <p>contamination and absence or disrespect to the specific legislation. </p> <p>In this work the electronic garbage to be treated is the battery of cellular, notices </p> <p>books and in - breaks, specifically the ion-lithium batteries. (FILHO ET AL 2008) </p> <p>Battery can be defined as a device where if it produces electric energy to the cost </p> <p>of chemical reactions, in way that the reagents do not enter in direct contact, in this type of </p> <p>secondary battery the ons-lithium are gifts in the electrolyte in the form of you leave </p> <p>dissolved in solvent not watery. (ATKINS ET AL 2006) </p> <p>The research is directed the recycling of the components of the ons-lithium </p> <p>battery, as well as of new challenges establishing new processes of recovery and in the </p> <p>knowledge of the danger it inadequate discarding. </p> <p>The disposal of this type of solid residue in sanitary aterros constitutes practical </p> <p>inadequate as (Resolution CONAMA n. 257/1999, Establish that stacks and batteries </p> <p>that contain in its compositions lead, cadmium, mercury and its composites, have the </p> <p>procedures of reusing, recycling and treatment or final disposal ambiently adjusted), </p> <p>which had to the process of slow and highly toxic decomposition to be to the environment. </p> <p>Word-key: Recycling of Stacks and Batteries. Electronic garbage </p> <p>VII </p> <p>LISTA DE TABELAS </p> <p>Tabela 1- Histricos sobre Pilha e Bateria... .................................................................... 2 </p> <p>Tabela 2 - Principais efeitos sade ................................................................................ 15 </p> <p>VIII </p> <p>LISTA DE FIGURAS </p> <p>Figura 2.1 - Esquema de uma pilha de ltio (Li) iodo (I) ............................................ 3 </p> <p>Figura 2.2.1 - Bateria de Chumbo ............................................................................... 5 </p> <p>Figura 2.2.2 - Baterias Gel .......................................................................................... 6 </p> <p>Figura 2.2.3 - Baterias de Nquel Cdmio ................................................................... 6 </p> <p>Figura 2.2.4 - Baterias de Nquel Hidreto Metlico ..................................................... 7 </p> <p>Figura 2.2.5 - Baterias de Zinco Ar .............................................................................. 8 </p> <p>Figura 2.2.6- Baterias de Ltio ...................................................................................... 8 </p> <p>Figura 2.3.1 - Carga e descarga de uma bateria de Ni-Cd .......................................... 9 </p> <p>Figura 2.3.2 - Eletrodo parcialmente descarregado (fase -Ni(OH)2); (b) Efeito </p> <p>memria devido ao carregamento do eletrodo (a), gerando a fase -NiOOH ............ 10 </p> <p>Figura 2.3.2 - Abaixo so mostradas as etapas de carga e descarga de uma bateria de </p> <p>Ni-MH ........................................................................................................................... 11 </p> <p>Figura 2.3.3 - Esquema de uma bateria de on-ltio. (a) bateria carregada, (b) bateria </p> <p>descarregando, (c) bateria descarregada e (d) bateria carregando ............................ 12 </p> <p>Figura 2.5.1 - Bateria Descartada ................................................................................ 18 </p> <p>Figura 4.1.1 - Foto tirada em laboratrio durante o processo de abertura e raspagem </p> <p>da bateria ..................................................................................................................... 20 </p> <p>Figura 4.1.2 - Foto tirada em laboratrio durante o processo de re-processamento do </p> <p>material lixiviado .......................................................................................................... 21 </p> <p>Figura 4.1.3 - Mtodo dos Precursores Polimrico Sntese de Pechini .................... 22 </p> <p>IX </p> <p>LISTA DE ABREVIATURAS </p> <p>DTA - Anlise Trmica Diferencial </p> <p>VC - Voltametria Ciclca </p> <p>EIE - Espectroscopia de Impedncia Eletroqumical </p> <p>PVDF - Poli Fluoreto de Vinilideno </p> <p>X </p> <p>SUMRIO </p> <p>1.0 Diagnstico da Empresa ........................................................................................ 1 </p> <p>1.1 LCAM Laboratrio de Caracterizao e Anlise de Materiais ........................... 1 </p> <p>2.0 Introduo ............................................................................................................. 2 </p> <p>2.1 Histricos sobre pilha e bateria .............................................................................. 2 </p> <p>2.2 Tipos de baterias ................................................................................................... 4 </p> <p>2.3 Tipos de baterias recarregveis modernas: Ni-Cd; Ni-MH e on-ltio ..................... 9 </p> <p>2.3.1 Bateria de Ni-Cd ................................................................................................. 9 </p> <p>2.3.2 Bateria de Ni-MH ................................................................................................ 10 </p> <p>2.3.3 Bateria de on-ltio ............................................................................................... 11 </p> <p>2.4 Composies Qumicas e Grau de Toxidade ........................................................ 12 </p> <p>2.5 Impactos Causados ............................................................................................... 14 </p> <p>3.0 Objetivos ................................................................................................................ 19 </p> <p>4.0 Parte Experimental ................................................................................................ 20 </p> <p>4.1 Procedimento do Re-Processamento de Bateria on-Ltio ..................................... 20 </p> <p>5.0 Resultados e Discusses ....................................................................................... 24 </p> <p>5.1 Implantao de um Sistema de Coleta Seletiva .................................................... 24 </p> <p>5.2 Desenvolvimento do Re-Processamento da Bateria on-Ltio ............................... 25 </p> <p>6.0 Concluso .............................................................................................................. 26 </p> <p>7.0 Bibliografia ............................................................................................................. 27 </p> <p>8.0 Anexos ................................................................................................................... 28 </p> <p>8.1Comrcio ser responsvel pela coleta de pilhas e baterias usadas ..................... 28 </p> <p>8.2 Re-Processamento da Bateria on-Ltio ................................................................. 29 </p> <p>1</p> <p>1 DIAGNSTICO DA EMPRESA 1.1 LCAM Laboratrio de Caracterizao e Anlise de Materiais </p> <p> O Laboratrio de Caracterizao e Anlise de Materiais (LCAM), um laboratrio de </p> <p>pesquisas vinculado ao programa de Ps-Graduao em Engenharia e Cincia dos </p> <p>Materiais, est localizado no campus de Itatiba e foi implantado na Universidade So </p> <p>Francisco no ano 2000 atravs do programa FAPESP pelos Professores Doutores, Carla </p> <p>Plo Fonseca, Silmara Neves. dotado da infra-estrutura necessria para a elaborao de </p> <p>dispositivos eletroqumicos com alta eficincia de armazenamento e converso de energia, </p> <p>atravs de estudo detalhado dos materiais que os compem. </p> <p>Dentro das linhas de pesquisas, contribuir para otimizao do desempenho de </p> <p>dispositivos de armazenamento e converso de energia (baterias, supercapacitores, clulas </p> <p>solares) disponvel no mercado e, suscitar solues inovadoras atravs da sntese e </p> <p>caracterizao de novos materiais. </p> <p>Constam no LCAM os seguintes equipamentos, 02 potenciostatos PGSTAT30 - </p> <p>Autolab/EcoChemie; 01 potenciostato digital PG-39 Ohminimetra com 03 mdulos </p> <p>Potenciostato/Galvanostato mod. P3901; Calormetro diferencial de varredura (Netzsch - </p> <p>DSC204); Analisador trmico diferencial (Netzsch - DTA404); Analisador termogravimtrico </p> <p>(Netzsch - DTA404); Espectrofotmetro UV-Vis (Agilent - HP8453); Banco ptico (Oriel e </p> <p>NewPort); Cmara seca (Mbraun - LabMaster 130); Microscpio de fora atmica com </p> <p>mdulo STM (Molecular Imaging); Spinner (PW32 HEADY WAY); Forno de alta temperatura </p> <p>(ED&amp;G); Medidor de condutividade 4 - Pontas (Cascade); Capela; Estufa; Balanas analtica </p> <p>e semi-analtica; Ultra-som. (http//:www.usf.com.br) </p> <p>2</p> <p>2 INTRODUO </p> <p>2.1 Histrico sobre Pilha e Bateria </p> <p>A primeira pilha surgiu em (1745-1827), com o fsico Alessandro Volta. Sendo assim </p> <p>seguiremos a trajetria da evoluo das pilhas ou baterias (Tabela 1): </p> <p>Tabela 1: Histricos da pilha e bateria </p> <p>ANO EVENTO </p> <p>1800 Pilha de Volta </p> <p>1836 Pilha de cobre/sulfato de cobre/ </p> <p>Sulfato de zinco/zinco </p> <p>1859 Bateria de chumbo-cido sulfrico </p> <p>1860 Pilha zinco-carbono (a pilha comum) </p> <p>1899 Bateria de nquel-cdmio </p> <p>1905 Bateria de ferro-nquel </p> <p>1927 Bateria de zinco-prata </p> <p>1930 Bateria de nquel-zinco </p> <p>1945 Pilha de mercrio </p> <p>1956 Pilha de combustvel (hidrognio-oxignio) </p> <p>1959 Pilha alcalina </p> <p>1983 Bateria de ons-ltio recarregvel </p> <p>1991 Pilha de ltio-dixido de mangans </p> <p> Baterias primrias so as pilhas comuns que produzem energia eltrica e que </p> <p>quando se descarregam so descartveis, quando seus reagentes se esgotam. J as </p> <p>baterias secundrias so recarregveis, isto passam por uma corrente eltrica que reverte </p> <p>seu processo de reaes qumicas, regenerando seu sistema. </p> <p>3</p> <p>Especificamente na dcada 1960 houve a necessidade da criao de pilhas </p> <p>primrias com pequenos sistemas eletroqumicos durveis e capazes de armazenar grande </p> <p>quantidade de energia (era da explorao espacial), com as caractersticas precisas de </p> <p>pilhas contendo substncias simples ou compostas (sdio, flor, cloro, e oxignio) e metal </p> <p>leve (ltio). As pilhas de ltio metlico possuem uma alta reatividade com a gua esta por sua </p> <p>vez empregam eletrlitos que so substncias capazes de conduzir corrente eltrica em </p> <p>soluo dissolvidos em solventes no aquosos, em recipientes selados, j as pilhas de </p> <p>ltio/dixido de mangans tem seu processo de descarga representada pela...</p>

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