Disminución del plomo de los residuos anódicos de MnO2 generados en la electrólisis del zinc mediante procesos de descomposición térmica y lixiviación

Abstract

Una de las fuentes de dióxido de manganeso MnO2 en los procesos metalúrgicos son los residuos generados del proceso de electrólisis en la obtención del Zn catódico, estos iones de manganeso contenidos en la solución pura de zinc se depositan bajo cierto potencial en el ánodo que es una aleación de Pb (99.25%) y Ag (0.75%). El MnO2 se adhiere a la superficie de los ánodos formando una especie de costras las cuales pueden generar problemas a la hora de volver a usarse, para remediar lo mencionado, se realizan ciclos de lavado del ánodo mediante cepillado y planchado, lo que origina gran cantidad de residuos de MnO2 con contenidos de Pb en las secciones de limpieza. En el presente estudio se planteó una alternativa para disminuir el contenido de Pb presente en los residuos anódicos de MnO2. De acuerdo con la caracterización por Difracción de Rayos-X, se estableció que la mayoría del Pb se encontraba en los residuos anódicos como PbSO4. En el caso del α-MnO2, por descomposición térmica cambió de α-MnO2 a Mn2O3 y finalmente a Mn3O4 aumentando su tamaño de cristalito de 14.82 nm a 256.9 nm. Mediante el análisis por MEB de los residuos anódicos antes y después de los tratamientos de descomposición térmica se observó diversos cambios en morfología y tamaños de partícula en cada muestra, pasando de nanométrico a micrométrico. Finalmente se realizó pruebas de lixiviación empleando acetato de amonio que es recomendable para lixiviar el PbSO4 a temperatura ambiente, pues aumenta la remoción del Pb y disminuye la cantidad de Mn en la solución lixiviada. Se logró disminuir de 4.84 % Pb en el residuo anódico inicial a 1.89 %Pb en el residuo lixiviado, es decir un total de 61% de disminución de Plomo en el residuo anódico.

One of the sources of manganese dioxide MnO2 in metallurgical processes is the waste generated by the electrolysis process in obtaining the Zn cathode, these manganese ions contained in the pure zinc solution are deposited under a certain potential at the anode which It is an alloy of Pb (99.25%) and Ag (0.75%). The MnO2 adheres to the surface of the anodes forming a kind of crust that can cause problems in reuse, to remedy the above, the anode washing cycles are carried out by brushing and ironing, which causes a large amount of waste. MnO2 with Pb content in the cleaning sections. In the present study, an alternative was proposed to reduce the content of Pb present in the anode residues of MnO2. According to the characterization by X-ray Diffraction, it was established that most of the Pb was found in the anode residues as PbSO4. In the case of α-MnO2, by thermal decomposition it changed from α-MnO2 to Mn2O3 and finally to Mn3O4 its crystallite size increased from 14.82 nm to 256.9 nm. Through the SEM analysis of the anodic residues before and after the thermal decomposition treatments, various changes occur in the morphology and particle size in each sample, going from nanometric to micrometric. Finally, leaching tests were carried out with ammonium acetate, which is recommended to leach PbSO4 at room temperature, since it increases the removal of Pb and decreases the amount of Mn in the leached solution. It was possible to decrease from 4.84% of Pb in the initial anode residue to 1.89% of Pb in the leach residue, that is, a total decrease of 61% of lead in the anode residue.