O consumo de pilhas e baterias tem crescido com o aumento do uso de produtos portáteis. As pilhas e baterias podem conter metais pesados e portanto alguns cuidados precisam ser tomados na sua disposição. No Brasil, o Conselho Nacional do Meio Ambiente (Conama) formulou uma resolução (nº 257) que regulamenta o descarte de pilhas e baterias. Pela resolução do Conama, as baterias de NiCd não podem ser dispostas juntamente com o lixo doméstico. Uma solução para a disposição das baterias de NiCd esgotadas é a reciclagem. Os objetivos desta tese são caracterizar as sucatas de baterias de NiCd usadas em telefonia celular, estudar a reciclagem deste tipo de bateria através do processamento pirometalúrgico para a destilação do cádmio em condições diferentes (sob vácuo, com atmosfera de gás inerte e, com adição de redutor e atmosfera de gás inerte) e, comparar os resultados de destilação para os diferentes processos estudados. Na caracterização da sucata de baterias de NiCd, inicialmente algumas baterias foram desmanteladas manualmente para a separação de seus componentes internos e entendimento de sua construção. Os eletrodos foram caracterizados por análise química, difração de raios-X, análise granulométrica, análise de área específica e microscopia eletrônica de varreduras com análise de micro-regiões. Foi estudado um procedimento usando operações unitárias de Tratamento de Minérios para o condicionamento da sucata para o tratamento pirometalúrgico de destilação do cádmio. Foi montado em equipamento experimental para a destilação do cádmio sob vácuo ou sob atmosfera de nitrogênio. Este equipamento é composto essencialmente por um forno elétrico tubular com uma retorta de aço inoxidável, um condensador de cobre refrigerado a água e uma bomba de vácuo. Para os ensaios com atmosfera de nitrogênio a bomba de vácuo era desacoplada e um flage, que permitia a estrada de gases, acoplado, também era utilizado um segundo ) condensandor por dentro da retorta. A destilação do cádmio também foi estudada por termogravimentria, tendo como carga dos ensaios o material dos eletrodos. Os resultados mostraram que o material orgânico existente no interior dos acumuladores age como redutor, tal fato fica evidente nos ensaios de simulação a vácuo e com nitrogênio, nos quais obteve-se um material metálico composto principalmente de níquel, ferro e cobalto. Este material metálico pode ser separado em duas frações, uma maior que 2,38mm composta de aço e outra menor que 2,38mm com composição aproximada de Ni-20%Co. Obteve-se ainda cádmio metálico com pureza superior a 99,95%. A destilação do cádmio é um processo dependente da temperatura, entretanto este efeito é mais significante para temperaturas inferiores a 900°C.

The use of batteries is increasing in the last decade along with the use of portable devices. Batteries may contain heavy metals, so their disposal must be controlled. Conama (Conselho Nacional do Meio Ambiente - part of the Brazilian Environmental Agency) formulated a law that rule the disposal of batteries. Brazil is the only country in the Latin America that has a law concerning the disposal of batteries. The consumer batteries cannot be disposed of along with the municipal waste and their recycling is encouraged. This thesis' objectives are to characterize spent NiCd batteries (used in mobile telephones), to study the pyrometallurgical processes for the recycling of this kind of battery through cadmium distillation under different conditions (vacuum, nitrogen atmosphere and reductor addition to the charge) and, to compare the cadmium distillation results for the studied conditions. The characterization was carried out, initially, through the manual dismantling of some batteries and the separation of the internal components of the batteries. The electrodes were characterized by chemical analysis, specific surface area analysis, size separation, X-ray diffraction and scanning electronic microscopy with microprobe analysis. The spent batteries were prepared to the cadmium distillation process using unit operations of mining treatment. An experimental set-up was build to distillate the cadmium from NiCd batteries under vacuum and under nitrogenatmosphere. This set-up is composed essentially of an electric furnace, a stainless steel retort, a cooper water?cooled condenser attached to the retort and a vacuum pump. In the tests with nitrogen atmosphere, a flange that allowed the nitrogen into the chamber was attached to the set-up, the vacuum pump was detached and a second water?cooled condenser was inserted into the chamber. The cadmium distillation was also studied by thermogravimetric tests was the material ) of the electrodes. The results showed that the organic material that is an internal part of the NiCd batteries acted as reductor in the distillation tests. The material that remained in the crucible at the end of the distillation tests was composed of metal fragments (steel) and metal dust (Ni-20% Co). The cadmium purity was higher than 99,95%. Cadmium distillation from its oxide is a temperature dependent process, however the temperature effect was stronger for temperatures lower than 900°C.