Tesis profesional presentada por Denise Choussy Cáceres

Licenciatura en Ingeniería Química con área en Ingeniería Ambiental. Departamento de Ingeniería Química y Alimentos. Escuela de Ingeniería, Universidad de las Américas Puebla.

Jurado Calificador

Presidente: Dr. René Reyes Mazzoco
Secretario y Director: Dr. René Alejandro Lara Díaz
Vocal: Mtro. Pedro Arturo De la Garza y González

Cholula, Puebla, México a 17 de mayo de 2004.

Resumen

Las baterías son los almacenes energéticos más usados para aparatos electrónicos portátiles, las baterías tienen diferentes características de acuerdo al material con el que están fabricadas; Las baterías de níquel - cadmio fueron creadas para sustituir baterías con componentes mucho más tóxicos, además tienen una vida de operación más grande por ser recargables. Sin embargo al ser desechadas todavía representan un riesgo al medio ambiente y la salud dada la toxicidad de sus componentes.

Los componentes activos de estas baterías, (los metales níquel y cadmio) son muy usados en la industria, por lo tanto tienen un mercado amplio especialmente el níquel. Estas baterías contienen una placa electrodo de hidróxido de níquel positivo, y una negativa de hidróxido de cadmio siendo la capacidad del electrodo negativo mayor que la del positivo. Los electrodos positivo y negativo se encuentran enredados en espiral dentro de la pila y contienen un separador y un electrolito alcalino (generalmente KOH). Todo este interior esta recubierto por una "fundade metal con una placa selladora equipada con una válvula de seguridad.

En este trabajo se investigaron diferentes métodos de extracción de estos metales para identificar cual es el método más conveniente. En el mejor método (con 4 ácidos: Ácido Sulfúrico, Ácido Nítrico, Ácido Acético y Ácido Clorhídrico), se realizaron pruebas para identificar las condiciones de operación optimas del proceso y determinar las concentraciones obtenidas.

El procedimiento en la realización de esta tesis fue:

  • Se estableció un centro de acopio de baterías para recolectar el mayor número de baterías de Ni-Cd para realizar las pruebas.
  • Se caracterizaron las pilas y las baterías desensamblándolas manualmente.
  • Se identificaron las pilas a las cuales se les fue aplicable el proceso seleccionado.
  • Se desarrollar un método de extracción en frío con ácidos a diferentes condiciones y de determino el tiempo de contacto optimo.
  • Se determinaron las concentraciones de los metales por absorción atómica.
  • Se exploraron algunos métodos de purificación posibles como método de concentración de los metales.

Índice de contenido

Capítulo 1. Resumen (archivo pdf, 23 kb)

Capítulo 2. Introducción (archivo pdf, 10 kb)

Capítulo 3. Objetivos (archivo pdf, 16 kb)

  • 3.1 Objetivo General
  • 3.2 Objetivos Específicos

Capítulo 4. Revisión Bibliográfica (archivo pdf, 223 kb)

  • 4.1 Baterías
  • 4.2 Tipos de Pilas
  • 4.3 Baterías de Ni-Cd
  • 4.4 Níquel
  • 4.5 Cadmio
  • 4.6 Extracción de Metales por Vía Húmeda
  • 4.7 Técnicas de Recuperación
  • 4.8 Casos

Capítulo 5. Plan de Investigación (archivo pdf, 19 kb)

Capítulo 6. Materiales y Métodos (archivo pdf, 41 kb)

  • 6.1 Equipos
  • 6.2 Seguridad
  • 6.3 Metodología

Capítulo 7. Resultados y Discusión (archivo pdf, 174 kb)

  • 7.1 Acopio de Baterías
  • 7.2 Caracterización
  • 7.3 Gráficas de Extracciones
  • 7.4 Temperaturas de Extracción
  • 7.5 Eficiencia de Obtención de Metales
  • 7.6 Determinación Cruzada en Batería Nueva
  • 7.7 Determinación Cruzada en Muestras de Níquel
  • 7.8 Precipitación por Cambio de pH
  • 7.9 Evaporación / Calcinación
  • 7.10 Intercambio Iónico

Capítulo 8. Conclusiones (archivo pdf, 21 kb)

Referencias (archivo pdf, 20 kb)

Anexo 9.1. Fotos Centro de Acopio (archivo pdf, 155 kb)

Anexo 9.2. Despiezado de Baterías (archivo pdf, 57 kb)

Anexo 9.3. Espectrofotometría de Absorción Atómica (archivo pdf, 32 kb)

Anexo 9.4. Método PAN (archivo pdf, 42 kb)

Anexo 9.5. Fotos Evaporación y Calcinación (archivo pdf, 38 kb)

Anexo 9.6. Hojas de Seguridad (archivo pdf, 3 mb)

Anexo 9.7. Efecto de las temperaturas sobre las velocidades de reacción (archivo pdf, 12 kb)

Anexo 9.8. Presentación de tesis (archivo pdf, 849 kb)

Choussy Cáceres, D. 2004. Estudio de una tecnología para el reciclaje de los componentes de baterías de Ni- Cd. Tesis Licenciatura. Ingeniería Química con área en Ingeniería Ambiental. Departamento de Ingeniería Química y Alimentos, Escuela de Ingeniería, Universidad de las Américas Puebla. Mayo. Derechos Reservados © 2004.