Nenhuma / Foi realizado neste trabalho o estudo da recuperação de európio e ítrio de monitores de computadores sucateados por meio de técnicas hidrometalúrgicas. O trabalho foi composto de três etapas: (i) lixiviação ácida do pó de revestimento da tela de monitores CRT; (ii) separação dos elementos de interesse por extração por solventes em escala de bancada testes descontínuos e (iii) otimização da etapa (ii) em escala micro piloto testes contínuos.
Na etapa de lixiviação ácida investigou-se a influência do agente lixiviante, da relação ácido/amostra, tempo e temperatura de reação na porcentagem de solubilização de európio e ítrio do resíduo em estudo. Obteve-se um máximo de solubilização destes (98% p/p) com o emprego de H2SO4 na relação ácido/amostra 1250g/kg em temperatura ambiente (25 C), 10% de sólidos e com agitação mecânica por 30 minutos.
O licor obtido no processo de lixiviação, contendo 11,9 g/L de ítrio e 0,72 g/L de európio, foi submetido a testes descontínuos de extração por solventes com a finalidade de separação dos dois íons metálicos. Investigou-se o desempenho dos seguintes extratantes orgânicos no rendimento de extração das espécies de interesse: DEHPA, IONQUEST 801, CYANEX 272 e PRIMENE JMT. O DEHPA na concentração de 1,0 mol/L mostrou-se mais eficiente na separação do par Y/Eu, fator de separação igual a 111,4 na relação de fase A/O = 1 e agitação mecânica por 10 minutos. A partir da isoterma de extração e construção do diagrama McCabe-Thiele, observou-se que dois estágios de extração na relação A/O = 1,1 são suficientes para extrair todo o ítrio da fase aquosa para a fase orgânica, enquanto que o európio fica na fase aquosa. Na lavagem do orgânico carregado, uma solução de H2SO4 0,75 mol/L na relação de fase O/A = 5 foi suficiente para retirar todas as espécies coextraídos na etapa de extração.
No processo de reextração, obteve-se 67% de reextração de ítrio da fase orgânica para a fase aquosa com o emprego de HCl 5,0 mol/L na relação de fase O/A = 1. A partir da curva de equilíbrio de reextração, determinou-se que são necessários no mínimo 12 estágios de reextração para se reextrair todo o ítrio da fase orgânica.
Após definidas as melhores condições de extração, lavagem e reextração na etapa descontínua, realizou-se cinco ensaios contínuos de extração por solventes em escala micro piloto até se atingir a condição ótima de separação dos elementos em estudo. A melhor separação foi alcançada quando o circuito operou com três estágios de extração, sete de lavagem e quinze de reextração. Ao final do processo obteve-se um rafinado com 0,55 g/L de Eu, 16,7 g/L de Zn e concentração de Y menor que 0,001 g/L. No reextrato, a concentração de Y é de 41,4 g/L e 0,06 g/L de Eu, enquanto que a concentração de Zn foi menor que 0,001 g/L. / This work deals with the study of the recovery of europium and yttrium from discarded computer monitors through hydrometallurgical techniques. It comprises three phases: (i) acid leaching of the coating powder of the monitor screens CRT; (ii) separation of the concerning elements through solvent extraction in a laboratory bench scale discontinuous tests, and (iii) optimisation of phase ii in a micro pilot scale continuous tests.
In the acid leaching phase, it was investigated the influence of the leaching agents, the relation acid/sample, time and temperature of the reaction in the percentage of solubilisation of europium and yttrium from the studied residue. The maximum solubilisation achieved (98 w/t%) occurred when H2SO4 in an acid/sample relation of 1250g/kg at room temperature (25 C), 10% of solids and mechanical agitation for 30 minutes were used.
The liquor obtained in the leaching process, containing 11.9 g/L of yttrium and 0.72 g/L of europium, was submitted to solvent extraction discontinuous experiments aiming at the separation of the two metallic ions. The behaviour of the following organic extractants - DEHPA, IONQUEST 801, CYANEX 272 and PRIMENE JMT was investigated in relation to the performance of the extraction of the concerned species. DEHPA in concentration of 1.0 mol/L showed to be more efficient in the separation of the pair Y/Eu, with a separation factor equal to 111,4 for phase relation A/O =1, under mechanical agitation for 10 minutes. Based on the McCabe-Thiele diagram, it could be observed that two extraction stages in the relation A/O =1.1 were enough to extract all the yttrium in the aqueous phase to the organic phase, whereas the europium remains in the aqueous phase. In the loaded organic scrubbing, a H2SO4 0.75 mol/L solution in the relation phase O/A of 5 proved to be sufficient to remove all the co-extracted species in the extraction phase.
In the stripping phase, 67% of the yttrium extraction was obtained from the organic phase to the aqueous phase by employing HCl 5.0 mol/L in the relation phase O/A = 1. From the stripping isotherm, it was determined that at least 12 stages of stripping are necessary in order to extract all the yttrium in the organic phase.
After defining the best extraction, scrubbing and stripping conditions in the discontinuous phase, five continuous solvent extraction experiments were carried out in a micro pilot scale, until the optimum condition for separation of the elements under study was achieved. This degree of separation was attained when the circuit operated with three separation stages, seven washing stages and fifteen stripping phases. At the end of the process, a raffinate containing 0,55 g/L of Eu and 16,7 g/L of Zn and a pregnant stripping solution with 41,4 g/L of Y and 0,06 g/L of Eu was achieved.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:bdtd.cdtn.br:105 |
| Date | 04 February 2011 |
| Creators | Luciene Vertello de Resende |
| Contributors | Carlos Antônio de Morais, Clédola Cássia Oliveira de Tello, Virginia Sampaio Teixeira Ciminelli |
| Publisher | CNEN - Centro de Desenvolvimento da Tecnologia Nuclear, Belo Horizonte, CTMI - Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia das Radiações, Minerais e Materiais, CDTN, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do CDTN, instname:Centro de Desenvolvimento da Tecnologia Nuclear, instacron:CDTN |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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