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palavras-chaves: reciclagem, baterias chumbo-ácido, lixiviação

A preservação do meio ambiente está em pauta nas discussões da sociedade mundial, influenciando diretamente na qualidade de vida. No entanto, não basta apenas se preocupar com os problemas. É preciso buscar soluções para temas como lixo, minimização, tratamento [1] e destinação de resíduos industriais, poluição atmosférica, tratamento e distribuição de água, conservação dos mananciais, preservação da fauna & flora, gerenciamento ambiental e muito mais. Nas últimas décadas, tem sido dado um grande enfoque à recuperação de chumbo proveniente das baterias automotivas, na tentativa de diminuir o impacto ambiental e, principalmente, minimizar custos [2]. Somente no Brasil, a recuperação pode chegar a mais de 150 mil toneladas/ano de chumbo. Levando-se em conta que as fontes de matéria prima estão quase esgotadas, essa quantidade torna-se ainda mais significativa. A via pirometalúrgia de recuperação exige investimento considerável e tem alto impacto ambiental, pois emite gases tóxicos (SO_X), que causam chuva ácida, e particulados de chumbo. A rota eletrohidrometalúrgica [3] mostra-se uma alternativa interessante, pois seu impacto ambiental é mínimo, envolve menor investimento de capital e pode ser implementada modularmente. Neste processo, a trituração das baterias permite a separação da porção plástica, metálica e não metálica. O plástico é reprocessado e a parte metálica é purificada pelo eletrorrefino do chumbo. Porém, resta a porção não metálica, uma mistura de distintos compostos de chumbo, chamada na indústria de "pastelão". Este deve ser convenientemente lixiviado para que o chumbo possa ser recuperado via eletrólise. Portanto, o objetivo deste trabalho foi estudar soluções capazes de lixiviar a maior parte dos compostos de chumbo contidos no pastelão, verificando-se a concentração de chumbo (II) obtida de 200 g deste material por litro de solução empregada na lixiviação.

Difratogramas de amostras do pastelão foram obtidos em equipamento Siemens D5000, CuKa e filtro de Ni. Chumbo (II) originalmente contido no pastelão foi analisado por complexometria com EDTA na presença de hexametilenotetramina em pH 5,2-5,3 e indicador alaranjado de xilenol. Dependendo do ataque inicial da amostra, foi possível analisar separadamente PbO, PbO₂ e chumbo metálico. Para reduzir PbO₂, utilizou-se solução 5% de cloreto de hidroxilamina. O PbSO₄ foi determinado com o auxílio de solução de cloreto de bário. As soluções usadas para a lixiviação do pastelão dessulfatado ou não foram as seguintes: 1 - H₂SO₄ conc.; 2 - HBF₄ (200 g/L); 3 - CH₃SO₃H (400 g/L); 4 - ácido oxálico (sat.); 5 - ácido cítrico (2 M); 6 - glicerina (2 M); 7 - NaOH (3 M); 8 - glicerina (1 M) + NaOH (3 M); 9 - ácido ascórbico (10 g/L); 10 - glicerina (1 M) + NaOH (3 M) + ácido ascórbico (10 g/L); 11 - glicerina (1 M) + ácido ascórbico (10 g/L); 12 - ácido acético (6 M); 13 - ácido tartárico (150 g/L) + NaOH (6 M). Para os testes de lixiviação, usou-se o pastelão como recebido e pastelão dessulfatado. A dessulfatação foi realizada misturando-se 100 g de pastelão, 18 g de NaOH e 75 mL de água, sob agitação, por 1 h. As concentrações de chumbo (II) nas soluções resultantes do processo de lixiviação foram analisadas por espectrofotometria de absorção atômica com chama utilizando um equipamento Intralab, modelo AA12/1474 - Gemini.

Da bateria chumbo-ácido exaurida, obtém-se aproximadamente 28% de chumbo metálico moído, 8% de polipropileno (caixa da bateria) e 48% de pastelão; nos 16% restantes, encontram-se ácido sulfúrico, aditivos orgânicos, separadores etc. Da análise por difratometria de raios X do pastelão obteve-se várias reflexões atribuídas principalmente ao PbO (litargírio), a -PbO₂, PbSO₄ e também ao PbO.PbSO₄. Da lavagem do pastelão resultou uma solução de pH ~ 6, indicando ausência de acidez. No pastelão foi encontrado, por complexometria com EDTA, 9% de PbO, 28% de PbO₂, 50% de PbSO₄ e 3-5% de Pb^º, sendo o resto impurezas. Estes resultados indicam que o pastelão contém cerca de 70% de chumbo potencialmente recuperável. Quando dessulfatado, o pastelão apresentou a seguinte composição: 52% de PbO, 35% de PbO₂, 5% de PbSO₄ e 4% de Pb^º, sendo o resto impurezas. Dentre as soluções estudadas, verificou-se que na presença de ácido ascórbico (soluções 9, 10 e 11) a lixiviação é praticamente completa, porém há formação de resíduo depois de 24 h. Encontrou-se uma ordem decrescente para o poder lixiviador das soluções: 2 @ 8 @ 10 @ 11 > 9 @ 12 @ 13 @ 7 >> 1 @ 3 @ 5. As soluções 4 e 6 não conseguiram lixiviar nem mesmo o PbO puro, um dos óxidos de chumbo mais solúveis frente às várias soluções. Na grande maioria das soluções usadas observou-se um resíduo constituído possivelmente por PbO₂. Isto ocorreu provavelmente porque o pastelão nacional apresenta baixo teor em chumbo metálico e a presença deste metal é muito importante para o processo de dissolução do PbO₂.

Utilizando-se das soluções 2, 10 e 13 para lixiviar amostras de pastelão dessulfatado na concentração de 200 g/L, as concentrações de chumbo (II) obtidas por absorção atômica foram, respectivamente: 140 g/L, 110 g/L e 160 g/L. Estas soluções serão investigadas na recuperação de chumbo via eletrólise, sendo que as soluções 2 e 13 apresentam menor quantidade de resíduos.

[1] E. A. Laurindo, N. Bocchi & R. C. Rocha-Filho, J. Braz. Chem. Soc., no prelo.

[2] R. D. Prengaman, JOM - J Min. Met. Mat. Soc., 47(1) (1995) 31-33.

[3] A. G. Morachevskii, Russ. J. Appl. Chem., 70 (1) (1997) 1-12.