Lixiviação convencional e lixiviação assistida por ultrassom de elementos terras raras a partir de fosfogesso
Visualizar/ Abrir
Data
2023-02-28Primeiro coorientador
Duarte, Fábio Andrei
Primeiro membro da banca
Franco, Dison Stracke Pfingsten
Segundo membro da banca
Pinto, Luiz Antonio de Almeida
Terceiro membro da banca
Cadaval Junior, Tito Roberto Sant’Anna
Quarto membro da banca
Rosa, Marcelo Barcellos da
Metadata
Mostrar registro completoResumo
Os elementos terras raras (REE, do inglês rare earth elements) formam um grupo de
elementos com propriedades físicas e químicas muito semelhantes e compreende os 15
elementos da série dos lantanídeos (La–Lu), além do Y e do Sc. A criticidade desses
elementos para diversos setores da tecnologia moderna e a dependência em relação à China
tem incentivado a busca por fontes secundárias para obtenção dos mesmos. Nesse contexto, o
fosfogesso, um resíduo gerado em grande quantidade na produção de ácido fosfórico, pode ser
considerado uma alternativa promissora para a obtenção de REE. Portanto, o objetivo deste
trabalho foi avaliar a possibilidade de utilizar resíduo de fosfogesso para obtenção de REE
através de lixiviação ácida convencional, bem como avaliar a intensificação do processo
através de lixiviação assistida por ultrassom. Inicialmente, o resíduo de fosfogesso foi
caracterização quanto à composição química e nanomineralógica. Foi revelada a presença de
diversos elementos tóxicos em partículas ultrafinas e nanominerais, demonstrando o potencial
perigoso desse resíduo. Além disso, REE na concentração de cerca de 5000 mg kg–1
foram
encontrados, sugerindo o grande potencial do fosfogesso como fonte secundária desses
elementos. A partir disso, a recuperação de REE foi estudada inicialmente por lixiviação ácida
convencional. Foi possível atingir uma eficiência de lixiviação de 90% usando uma
concentração de ácido sulfúrico de 2,9 mol L−1
, razão sólido/líquido de 1,7/20 g mL−1
e
temperatura de 55 °C. Nestas condições, o estudo cinético mostrou que o equilíbrio da
lixiviação convencional foi atingido em cerca de 20 minutos. Em seguida, foi avaliada a
lixiviação assistida por ultrassom usando um sistema de sonda ultrassônica. A otimização
mostrou que foi possível atingir uma eficiência de lixiviação de 84% usando uma
concentração de ácido sulfúrico de 0,6 mol L−1
, amplitude de 77% e pulso de 93,6%,
mantendo fixa a razão sólido/líquido de 1,7/20 g mL−1
e uma temperatura de cerca de 40 °C.
Nessas mesmas condições, a eficiência de lixiviação em condição de silêncio foi de apenas
68%. O estudo cinético demonstrou que o equilíbrio da lixiviação assistida por ultrassom foi
atingido em cerca de 20 minutos, enquanto que para a lixiviação em condição de silêncio, o
equilíbrio não foi verificado dentro de 60 minutos. Esses resultados demonstraram que o
ultrassom foi capaz de contribuir para a lixiviação de REE a partir de fosfogesso, levando a
um aumento de cerca de 20% na eficiência de lixiviação, bem como à uma redução
considerável no tempo necessário para atingir o equilíbrio. De acordo com os resultados de
caracterização, os efeitos do ultrassom na lixiviação de REE deveram-se principalmente a
uma grande redução no tamanho das partículas de fosfogesso. Em resumo, o ultrassom foi um
método eficaz para a lixiviação de REE a partir de fosfogesso, permitindo a obtenção de uma
eficiência de lixiviação comparável com aquela obtida na lixiviação convencional, porém com
o uso de uma concentração de ácido sulfúrico cerca de 5 vezes inferior, representando,
portanto, uma grande vantagem de ponto de vista ambiental.
Coleções
Os arquivos de licença a seguir estão associados a este item: