Os equipamentos elétricos e eletrônicos (EEE) possuem uma grande importância na sociedade contemporânea, e estão presentes no cotidiano das pessoas de forma ubíqua. Com o aumento no consumo de EEE juntamente com a obsolescência precoce, surge um novo tipo de resíduo, chamado de Resíduos de Equipamentos Elétricos e Eletrônicos (REEE). Os REEE não devem ser descartados em aterros, pelo risco de contaminação e pelo desperdício de material. Assim, a reciclagem se faz necessária. As placas de circuito impresso (PCI) estão presentes na grande maioria do REEE e contem a maior variedade de metais, incluindo metais valiosos como Au, Ag, Pt e Cu. A complexidade torna a reciclagem destas placas muito difícil. Rotas hidrometalúrgicas tem surgido como uma alternativa mais limpa para o tratamento de PCI, em detrimento aos processos pirometalúrgicos. Nas rotas hidrometalúrgicas, os metais são extraídos pela lixiviação realizada por ácidos ou bases. O efeito ultrassônico tem sido empregado na síntese de novas substâncias e também em alguns casos no tratamento de resíduos. O processo central no uso de ultrassom é a cavitação acústica, capaz de produzir microbolhas na solução com temperatura da ordem de 5000 K e pressão de 500 atm localmente. Além disto, a implosão das bolhas de cavitação em meio heterogêneo causa um jato de solução na superfície, que pode alcançar velocidade de 100 m.s-1. Assim, esta tese tem como objetivo a investigação do efeito do ultrassom sobre PCI obsoletas. Dois efeitos foram investigados: o efeito da cominuição das PCI promovido pela cavitação e a influência da cavitação na lixiviação com ácido sulfúrico de Fe, Al e Ni. Os parâmetros investigados na cominuição foram: tipo de placa, granulometria da placa moída e potência de ultrassom. Os parâmetros de lixiviação avaliados foram: razão sólido-líquido (S/L), concentração de ácido e potência de ultrassom. Também foram realizados ensaios de lixiviação sonicados com meio oxidante. Foi feita a análise cinética para se determinar qual é o controle da reação de lixiviação. / Electric and Electronic Equipment (EEE) have a large importance on modern society, and are present in daily life in a ubiquitous manner. With the increase in consumption of EEE associated with planned obsolescence, a new type of waste arises: Waste of Electrical and electronic Equipment. WEEE shall not be disposed in landfills due to contamination risk and loss of valueable material. In this way, recycling is necessary. Printed Circuit Boards (PCB) are present in most of WEEE and contains the largest variety of metals, including the valuable ones, like Au, Ag, Pt and Cu. Complexity of PCB makes recycling difficult. Hydrometallurgical routes have emerged as cleaner alternative for PCB treatment, instead of pyrometallurgical ones. In hydrometallurgical routes, metals are extracted by leaching performed by acids or bases. Ultrasonic effect has been employed in synthesis of new substances and also in some cases in waste treatment. Acoustic cavitation is the central phenomenon in ultrasound processing, and it is capable in producing microbubbles with temperature of 5000 K and pressures of 500 atm locally. Furthermore, bubbles imploding near a surface cause a jet streaming, and it can reach velocity of 100 m.s-1. So, this thesis aims to investigate the effect of ultrasound on obsolete PCB. Two distinct effets were investigated: the effect of comminution of PCB promoted by cavitation and the influence of ultrasound in sulphuric acid leaching on metals Fe, Al and Ni. In comminution, the following parameters were investigated: type of board, initial particle size of boards and ultrasound power. Leaching experiments were conducted to evaluate influence of solid-liquid (S/L) ratio, acid concentration and power ultrasound. Ultrasonic leaching of metals in presence of oxidizing agent was also conducted. Kinetic analysis was performed in order to determine what kind of control affects the leaching reaction. Keywords: leaching; ultrasound; solid waste; electronic waste.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:teses.usp.br:tde-20062016-093318 |
| Date | 20 March 2015 |
| Creators | Denis Massucatto dos Santos |
| Contributors | Denise Crocce Romano Espinosa, Alexandre Martins Barros, Daniel Assumpção Bertuol, Claudio Parra de Lazzari, Jorge Alberto Soares Tenório |
| Publisher | Universidade de São Paulo, Engenharia Química, USP, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP, instname:Universidade de São Paulo, instacron:USP |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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