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dc.creatorReisdörfer, Gustavo
dc.date.accessioned2021-04-29T18:51:52Z
dc.date.available2021-04-29T18:51:52Z
dc.date.issued2019-11-28
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufsm.br/handle/1/20730
dc.description.abstractTechnological 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.languageporpor
dc.publisherUniversidade Federal de Santa Mariapor
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/*
dc.subjectFluido supercríticopor
dc.subjectReciclagempor
dc.subjectLixiviaçãopor
dc.subjectNeodímiopor
dc.subjectTerras raraspor
dc.subjectÁcidos orgânicospor
dc.subjectHard disk driveseng
dc.subjectSupercritical fluideng
dc.subjectRecyclingeng
dc.subjectLeachingeng
dc.subjectNeodymiumeng
dc.subjectRare eartheng
dc.subjectOrganic acidseng
dc.titleRecuperação de neodímio a partir de fontes secundárias utilizando ácidos orgânicos e CO2 supercríticopor
dc.title.alternativeRecovery of neodimium from secondary sources using organic acids and CO2 supercriticaleng
dc.typeTesepor
dc.description.resumoA 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.advisor1Tanabe, Eduardo Hiromitsu
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/9778700143605069por
dc.contributor.advisor-co1Bertuol, Daniel Assumpção
dc.contributor.referee1Cancelier, Adriano
dc.contributor.referee2Silveira, Christian Luiz da
dc.contributor.referee3Borba, Fernando Henrique
dc.contributor.referee4Souza, Ricson Rocha de
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/6984133171974223por
dc.publisher.countryBrasilpor
dc.publisher.departmentEngenharia Químicapor
dc.publisher.initialsUFSMpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Químicapor
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICApor
dc.publisher.unidadeCentro de Tecnologiapor


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