Orientador: Rodnei Bertazzoli

Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica

Resumo: O zinco é um metal amplamente empregado em diversos setores industriais, principalmente como revestimento protetivo em galvanotécnica. Apesar de não ser considerado muito tóxico, tanto ao meio-ambiente quanto aos seres humanos, a sua utilização acarreta a formação de grandes quantidades de...

Resumo: O zinco é um metal amplamente empregado em diversos setores industriais, principalmente como revestimento protetivo em galvanotécnica. Apesar de não ser considerado muito tóxico, tanto ao meio-ambiente quanto aos seres humanos, a sua utilização acarreta a formação de grandes quantidades de um resíduo sólido (Iodo) de alta toxicidade, devido à presença de outros metais pesados, advindo do tratamento convencional dos efluentes gerados, com restrições legais quanto ao armazenamento e à disposição final. Neste trabalho é apresentado um processo para a remoção eletrolítica de zinco em efluentes aquosos, utilizando uma célula eletrolítica com um cátodo de carbono vítreo reticulado. As condições operacionais foram otimizadas em função do pH inicial do eletrólito, da porosidade do cátodo e da vazão da solução. Para a simulação de um efluente advindo de uma linha de zincagem ácida, utilizou-se um meio ácido contendo íons cloreto. Com o uso da voltametria hidrodinâmica, empregando-se um eletrodo rotatório de carbono vítreo, determinou-se um valor de potencial (-1,35 V vs ECS) no qual a reação de eletrodeposição do zinco é controlada pelo mecanismo de transporte de massa. Esse resultado foi utilizado na célula eletrolítica durante os ensaios com a eletrólise a potencial constante, sendo que o potenciostato foi substituído por uma fonte de tensão com saída de 8,5 V (correspondente a -1,35 V vs ECS no potenciostato). As concentrações de zinco foram determinadas com a espectrofotometria de absorção atômica. A célula eletrolítica apresentou um rendimento catódico de 39%, na redução da concentração do zinco em solução, de 50 mg/L para 0,1 mg/L. Esse rendimento foi obtido nas condições operacionais consideradas "ótimas": pH inicial de 5,5; porosidade do cátodo de 80 ppi e vazão do eletrólito de 120 L/h

Abstract: Zinc is a widely employed metal used in different industrial activities, especially in protective coating at electroplating. Although it's considered of low toxicity to human beings as well as to the environment, its use produces huge amounts of solid residues (sludge) of high toxicity,...

Abstract: Zinc is a widely employed metal used in different industrial activities, especially in protective coating at electroplating. Although it's considered of low toxicity to human beings as well as to the environment, its use produces huge amounts of solid residues (sludge) of high toxicity, due to other heavy metal's presence, derived from conventional wastewater treatment. Regarding wastewater treatment which contains several heavy metals, there are serious and strong legal restrictions about their storage and final disposal. The main goal of the present work is to propose an alternative electrolytic process for removal of zinc from wastewater, using an electrolytic cell with a reticulated vitreous carbon cathode. Operational conditions were optimized as a function of the initial electrolyte pH, the cathode porosity and the solution flow rate. An acid medium chloride ions containing, was used for the purpose of simulating a wastewater derived from an acid zinc plating process. A voltammetric study (hydrodynamic voltammetry) of the zinc reduction reaction was carried on a glassy carbon rotating disk electrode, in order to determine the value of potencial over which this reaction is mass transfer controlled. Subsequently, this potencial value (-1.35 V vs SCE generated at potenciostat or 8.5 V generated at potencial source) was applied to a flow-through electrolytic cell containing a reticulated vitreous carbon cathode. The efficiency of the experimental set up has been followed by AAS analysis of samples taken during the experiments. The cell shown to be efficient in zinc removal, reducing the metal levels in solution from 50 mg/L to 0.1 mg/L. In this case, the cathodic efficiency was 39% and the best operational conditions were: initial pH value of 5.5, cathode porosity of 80 ppi and a flow rate of 120 L/h