dc.creator | Reisdörfer, Gustavo | |
dc.date.accessioned | 2021-04-29T18:51:52Z | |
dc.date.available | 2021-04-29T18:51:52Z | |
dc.date.issued | 2019-11-28 | |
dc.identifier.uri | http://repositorio.ufsm.br/handle/1/20730 | |
dc.description.abstract | Technological innovation has brought with it a number of electro-electronic equipment, but its
disposal has been faster, making these wastes a concern, as to their destination and the supply
of raw materials. These equipments contain several materials with potential added value that
can be recycled and reused. This is the case of neodymium (Nd), present in Hard Disk Drivers
(HDDs), which is a rare earth, and makes up the list of critical and risky raw materials. The
objective of this work was to study the recovery of Nd from permanent neodymium ironboron (NdFeB) magnets obtained from discarded HDDs using leaching organic acids.
Leaches were performed under atmospheric pressure conditions and with the use of
supercritical CO2 extraction. In addition, the behavior of NdFeB powders, roasted and
unroasted (heat treatment) was evaluated to verify the potential of neodymium selectivity in
relation to iron. In the initial stage, the HDDs were manually disassembled and the magnets
removed from it. The magnet demagnetization tests were performed at high temperatures
(300, 350 and 400 °C) varying the time (15, 30, 45 and 60 min). After this step, the magnets
were comminuted in a ball mill to obtain particles smaller than 400 µm. Roasting (heat
treatment) was performed at a temperature of 900 °C for 480 min. Atmospheric leaches were
conducted to assess the influence of temperature (30, 50, 70 and 90 °C), acid concentration
(0.2 to 1.2 M), solid: liquid ratio (1:10, 1:20, 1:30 and 1:50) and the best leaching time (10,
20, 30, 60, 120, 180, 360, 720 and 900 min). Extraction with supercritical CO2 was performed
using different pressures (80, 100, 120 and 150 bar), temperatures (60, 70, 80 and 90 °C) and
extraction times (5 to 120 minutes). The results showed that the best conditions found for
atmospheric leaching for both malic acid and citric acid were 90 °C, 1.0 M and 1:20.
Regarding the reaction time, for the roasting NdFeB powder 100% Nd recovery was achieved
with 360 min of malic acid leaching. Citric acid leaching showed good efficiency up to 30
minutes of experiment, reaching 72.8% Nd recovery. In the supercritical CO2 extraction for
the unroasted NdFeB powder at 90 °C and 120 bar, Nd recovery of 99.4% and 50.5% after 30
min was observed using malic acid and citric acid, respectively. For roasted NdFeB powder
the efficiencies were 99.5% and 30.6% after 120 min using malic and citric acid at 90 °C and
100 bar respectively. Thus, the use of supercritical CO2 is highly effective for recovering Nd
from the unroasted powder with malic acid, allowing a significant reduction in extraction time
compared to atmospheric leaching from 360 to 30 min. | eng |
dc.language | por | por |
dc.publisher | Universidade Federal de Santa Maria | por |
dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International | * |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ | * |
dc.subject | Fluido supercrítico | por |
dc.subject | Reciclagem | por |
dc.subject | Lixiviação | por |
dc.subject | Neodímio | por |
dc.subject | Terras raras | por |
dc.subject | Ácidos orgânicos | por |
dc.subject | Hard disk drives | eng |
dc.subject | Supercritical fluid | eng |
dc.subject | Recycling | eng |
dc.subject | Leaching | eng |
dc.subject | Neodymium | eng |
dc.subject | Rare earth | eng |
dc.subject | Organic acids | eng |
dc.title | Recuperação de neodímio a partir de fontes secundárias utilizando ácidos orgânicos e CO2 supercrítico | por |
dc.title.alternative | Recovery of neodimium from secondary sources using organic acids and CO2 supercritical | eng |
dc.type | Tese | por |
dc.description.resumo | A inovação tecnológica trouxe consigo inúmeros equipamentos eletroeletrônicos, porém seu
descarte tem sido cada vez mais rápido, tornando estes resíduos uma preocupação, quanto à
sua destinação e o próprio fornecimento de matérias-primas. Estes equipamentos contêm
diversos materiais, com potencial valor agregado e que podem ser reciclados e reaproveitados.
É o caso de neodímio (Nd), presente nos Hard Disk Drivers (HDDs), que é uma terra rara, e
compõe a lista de matérias-primas críticas e com risco de fornecimento. O objetivo deste
trabalho foi estudar a recuperação de Nd a partir de imãs permanentes de neodímio-ferro-boro
(NdFeB) obtidos de HDDs descartados, utilizando ácidos orgânicos na lixiviação. As
lixiviações foram realizadas em condições de pressão atmosférica e com o uso da extração
com CO2 supercrítico. Além disso, o comportamento dos pós de NdFeB com e sem roasting
(tratamento térmico) foram avaliados para verificar o potencial de seletividade do neodímio
em relação ao ferro. Na etapa inicial, os HDDs foram desmontados manualmente e os imãs
retirados do mesmo. Os testes para desmagnetização dos imãs foram realizados a altas
temperaturas (300, 350 e 400 °C) variando o tempo (15, 30, 45 e 60 min). Após esta etapa, os
imãs foram cominuídos em um moinho de bolas para obter partículas menores que 400 µm. O
roasting (tratamento térmico) foi realizado a uma temperatura de 900 °C durante 480 min. As
lixiviações atmosféricas foram conduzidas de modo a se avaliar a influência da temperatura
(30, 50, 70 e 90 °C), da concentração do ácido (0,2 a 1,2 M), razão sólido:líquido (1:10, 1:20,
1:30 e 1:50) e o melhor tempo de lixiviação (10, 20, 30, 60, 120, 180, 360, 720 e 900 min). A
extração com CO2 supercrítico foi realizada utilizando diferentes pressões (80, 100, 120 e 150
bar), temperaturas (60, 70, 80 e 90 °C) e tempos de extração (5 a 120 minutos). Os resultados
mostraram que as melhores condições encontradas para as lixiviações atmosféricas, tanto para
o ácido málico como para o ácido cítrico, foram 90 °C, 1,0 M e 1:20. Em relação ao tempo de
reação, para o pó de NdFeB sem roasting chegou-se a 100% de recuperação de Nd com 360
min de lixiviação com ácido málico. A lixiviação com ácido cítrico apresentou boa eficiência
até 30 minutos de experimento, chegando a 72,8% de recuperação de Nd. Na extração com
CO2 supercrítico para o pó de NdFeB sem roasting, a 90 °C e 120 bar, observou-se uma
recuperação de Nd de 99,4% e 50,5% após 30 min, utilizando ácido málico e ácido cítrico,
respectivamente. Para o pó de NdFeB com roasting, as eficiências foram de 99,5% e 30,6%
após 120 min, utilizando ácido málico e cítrico, respectivamente, a 90 °C e 100 bar. Assim, o
uso de CO2 supercrítico mostra-se altamente eficaz para a recuperação de Nd do pó sem
roasting com ácido málico, permitindo uma redução significativa do tempo de extração,
quando comparado à lixiviação atmosférica, de 360 para 30 min. | por |
dc.contributor.advisor1 | Tanabe, Eduardo Hiromitsu | |
dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/9778700143605069 | por |
dc.contributor.advisor-co1 | Bertuol, Daniel Assumpção | |
dc.contributor.referee1 | Cancelier, Adriano | |
dc.contributor.referee2 | Silveira, Christian Luiz da | |
dc.contributor.referee3 | Borba, Fernando Henrique | |
dc.contributor.referee4 | Souza, Ricson Rocha de | |
dc.creator.Lattes | http://lattes.cnpq.br/6984133171974223 | por |
dc.publisher.country | Brasil | por |
dc.publisher.department | Engenharia Química | por |
dc.publisher.initials | UFSM | por |
dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química | por |
dc.subject.cnpq | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA | por |
dc.publisher.unidade | Centro de Tecnologia | por |