Estudo comparativo entre rotas de recuperação de elementos terras raras contidos em ímãs permanentes de neodímio-ferroboro (NdFeB) de hard disk drives

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: München, Daniel Dotto
• Orientador(a): Veit, Hugo Marcelo
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Reaproveitamento de resíduos; Resíduos eletrônicos; Ímãs permanentes; Terras raras
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/230151

A recuperação de elementos terras raras (ETRs) foi estimulada pela crise de 2010, quando a oferta primária destes metais caiu bruscamente em relação a demanda elevando os preços. Entretanto, mundialmente cerca de apenas 1 % são recuperados a partir de resíduos de equipamentos eletroeletrônicos (REEE), tais como os ímãs permanentes de neodímio-ferro-boro (NdFeB) presentes em Hard Disk Drives (HDs). Desta forma, este estudo teve por objetivo determinar uma rota de reciclagem cuja recuperação destes ETRs seja maximizada. Na rota hidrometalúrgica, inicialmente duas etapas distintas de lixiviação com ácido sulfúrico (H2SO4), variando-se quatro fatores (razão sólido/líquido, tempo, temperatura e concentração do ácido), foram avaliadas. Em seguida, precipitaram-se os ETRs com ácido oxálico (H2C2O4) e ferro (Fe) com hidróxido de sódio (NaOH) em diferentes métodos. Finalmente, uma calcinação foi realizada para converter oxalatos de ETRs em óxidos. Paralelamente, na rota eletro-pirometalúrgica, inicialmente, houve a oxidação dos ímãs permanentes. Na sequência, foi realizada a fusão destes óxidos combinada com a separação em duas correntes: uma contendo metais reduzidos (impurezas) e outra contendo apenas óxidos de ETRs. Por fim, estes óxidos foram alimentados na eletrólise de sais fundidos, onde ETRs se reduziram no cátodo gerando o produto final desejado. Foram observadas elevadas eficiências de lixiviação dos ETRs, adotando-se razão sólido/líquido de 1/20, temperatura ambiente, 15 min e 0,75 mol.L-1 de concentração de H2SO4 como ideais. O H2C2O4 também se mostrou eficiente na precipitação de ETRs, mantendo as impurezas em solução, porém observou-se que um excesso de 200 % foi necessário. Nesta rota, a eficiência global de recuperação dos ETRs foi de 89 %. Na rota eletro-pirometalúrgica, as eficiências das etapas foram menores, devido à complexidade dos processos unitários, atingindo apenas em torno de 30 % de eficiência global de recuperação de ETRs. Embora a oxidação tenha sido eficiente, as etapas de fusão, separação e eletrólise de sais fundidos apresentaram dificuldades, principalmente no controle dos fatores essenciais para uma elevada eficiência, como temperatura e adição de reagentes auxiliares.