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Título : OBTENCION Y CARACTERIZACION DE FERRITAS BASE Ni A PARTIR DE PILAS SECUNDARIAS Ni/HM GASTADAS MEDIANTE PRECIPITACION Y CALCINACION
Autor : Dra. Palacios Beas, Elia Guadalupe
Reguera Pérez, Iván
Palabras clave : FERRITAS
PILAS SECUNDARIAS
Ni/HM
PILAS Ni/HM
Fecha de publicación : 25-nov-2011
Resumen : Nickel metal hydride batteries contain nickel, cobalt and other valuable metals to a lesser extent. Therefore, recycling Ni/HM batteries is important not only for environmental reasons but for economic ones also. Hydrometallurgical processes are widely used for the recovery of Ni, Co, Cd and other metals from nickel metal hydride batteries, so usually performed acid leaching to extract the electrode material values. To obtain the final product are carried out various stages and processes, most notably precipitation, as it is a method widely used by many researchers because of its high rates of efficiency and be simple and inexpensive process to recover metals . Ferrites are widely used materials in the electronics industry mainly due to their magnetic properties, chemical stability and easy to machine, in general formula wherein M represents MFe2O4 one or more divalent metals and crystallizes in a cubic system. Based on the foregoing, the aim of this thesis is the synthesis and characterization of Ni based ferrites from nickel metal hydride batteries using the electrode material leaching, precipitation of precursors and finally calcination to obtain the final product as a possible alternative for the treatment and recycling of Ni/HM. H2SO4 was used to leach the battery electrode material, analyzing the effect of acid concentration (1 and 2M) and the leaching temperature (50 and 80 °C) on the percentage recovery of metals content. The ratio Fe:Me was set to 2:1 for the precipitation of precursors of ferrite, according to infrared spectroscopy (IR) were sulfates, hydroxides and carbonates, which were obtained using NH4HCO3 and NH4OH as precipitating agents subsequently analyzed the effect of calcination temperature (700 and 900 °C) on the formation of spinel phase. X-ray diffraction (XRD) reveals that from 700 °C is present as a single phase ferrite present. For characterization of the calcined product was used a Scanning Electron Microscope (SEM), a vibrating sample magnetometer (VSM) atomic absorption spectrometer (AA) and a thermobalance to determine the Curie temperature (TC). The results indicate that the calcination temperature affects mainly the magnetic properties of the ferrite, since the samples heat treated at 900 °C have an average particle size of 265nm, a TC = 508 °C and a saturation magnetization of 29.22 emu/g.
Descripción : Las pilas níquel hidruro metálico contienen níquel, cobalto y otros metales valiosos en menores cantidades. Por lo tanto el reciclaje de estas pilas es importante no solo por motivos ecológicos sino por razones económicas también. Los procesos hidrometalúrgicos son muy utilizados para la recuperación de Ni, Co, Cd y otros metales de las pilas níquel hidruro metálico, por lo que generalmente se realizan lixiviaciones acidas al material electródico para extraer estos valores. Para la obtención del producto final se llevan a cabo diversas etapas y procesos, en los que destaca la precipitación, ya que es un método muy utilizado por muchos investigadores debido a sus altos porcentajes de eficiencia y por ser un proceso simple y barato para recuperar metales. Las ferritas son materiales ampliamente usados en la industria electrónica debido principalmente a sus propiedades magnéticas, estabilidad química y fácil mecanización, con formula general MFe2O4 donde M representa uno o más metales divalentes y cristaliza en un sistema cubico. En base a lo anterior, el objetivo de este trabajo de tesis es la síntesis y caracterización de ferritas base Ni a partir de pilas níquel hidruro metálico mediante la lixiviación del material electródico, precipitación de precursores y finalmente la calcinación para la obtención del producto final, como una posible alternativa para el tratamiento y reciclaje de pilas Ni/HM. H2SO4 fue utilizado para lixiviar el material electródico de las pilas, analizando el efecto de la concentración del acido (1 y 2M) y la temperatura de lixiviación (50 y 80°C) sobre el porcentaje de recuperación de los metales contenidos. La relación Fe:Me fue ajustada a 2:1 para la precipitación de precursores de la ferrita que de acuerdo a espectroscopia de infrarrojo (IR); se trata de sulfatos, hidróxidos y carbonatos, los cuales fueron obtenidos utilizando NH4HCO3 y NH4OH como agentes precipitantes, posteriormente se analizo el efecto de la temperatura de calcinación (700 y 900°C) sobre la formación de la fase espinel. Difracción de rayos X (DRX) revela que a partir de 700 °C se tiene presente la ferrita como única fase presente. Para la caracterización de los productos calcinados se utilizo un Microscopio Electrónico de Barrido (MEB), un Magnetómetro de muestra Vibrante (VSM) un espectrómetro de Absorción Atómica (AA) y una termobalanza para la determinación de la Temperatura de Curie (TC). Los resultados indican que la temperatura de calcinación afecta principalmente las propiedades magnéticas de la ferrita, ya que las muestras tratadas térmicamente a 900 °C presentan un tamaño promedio de partícula de 265nm, una TC= 508°C y una saturación de magnetización de 29.22 emu/g.
URI : http://www.repositoriodigital.ipn.mx/handle/123456789/13779
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