Aplicação de ácidos orgânicos na recuperação de metais a partir de resíduos de baterias de íons de lítio e catalisadores automotivos
Abstract
Nas últimas décadas, os processos hidrometalúrgicos receberam considerável atenção para a recuperação de metais preciosos como os Metais do Grupo da Platina (MGP), bem como para a recuperação de metais com alto valor agregado provenientes de baterias de íons de lítio (LIBs). Os processos hidrometalúrgicos são considerados adequados para a recuperação de metais valiosos devido à baixa necessidade de energia, ao produto obtido com alta pureza e à mínima emissão de poluentes na atmosfera. Contudo, quando uma solução fortemente ácida é utilizada para a lixiviação, Cl2, SO3 e NOx são liberados durante esse processo e o resíduo ácido obtido após a lixiviação é uma ameaça ao meio ambiente. Portanto, este trabalho está focado no desenvolvimento de rotas ambientalmente amigáveis para recuperar metais a partir de LIBs e a partir de catalisadores automotivos exauridos que não causem uma nova ameaça ambiental. A recuperação de metais presentes em LIBs foi realizada através de processamento mecânico seguido de tratamento térmico e lixiviação usando os ácidos málico, cítrico e fórmico. As técnicas de TGA, DSC, XRD, SEM, FT-IR e EDXRF foram utilizadas para a caracterização. A lixiviação foi realizada em diversas condições experimentais de temperatura, volume de peróxido de hidrogênio (H2O2), relação S/L e tempo de extração. As soluções lixiviadas foram analisadas por FAAS. Os resultados de caracterização mostraram a eficiência do tratamento térmico à 700 °C por 2 horas na degradação do grafite e PVDF. Os resultados mostraram que mais de 90% de Co, Li e Mn podem ser lixiviados usando uma solução de ácido DL-málico 2 M, 6% H2O2 (v/v), relação S/L de 1:20 (g/mL), 95 °C e tempo de extração de 60 minutos. A recuperação de metais a partir de catalisadores automotivos exauridos foi realizada através de processamento mecânico, seguido de tratamento térmico e lixiviação empregando os ácidos málico, cítrico e fórmico. As técnicas empregadas para caracterizar o pó de catalisador automotivo foram DRX, MEV/EDS, Granulometria a laser e EDXRF. Avaliou-se os parâmetros de concentração de ácidos, proporção de ácido inorgânico e ácidos orgânicos, razão S/L e tempo de extração. As soluções obtidas após lixiviação foram analisadas por ICP-OES. As diferentes técnicas confirmaram a presença de Pt e Pd, além das composições distintas quando dois catalisadores automotivos são comparados. Através do processo de lixiviação com uma concentração de HCl de 6 M, razão S/L de 1:30 e 20% de ácido cítrico, mais de 90% de Pt e Pd podem ser recuperados. Através do uso de ácidos orgânicos, foi possível desenvolver processos eficazes e ambientalmente amigáveis para a recuperação de metais presentes em resíduos de LIBs e em catalisadores automotivos desativados, substituindo (no caso das LIBs) e reduzindo (no caso dos catalisadores) ácidos com efeitos nocivos ao meio ambiente e recuperando metais de alto valor agregado que podem ser utilizados na fabricação de novos produtos.
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