Estudo de rota hidrometalúrgica para extração de nióbio e tântalo contidos na escória de estanho. - Oliveira, Juliana Mendes de (2022)
A produção de estanho metálico gera uma escória contendo espécies que, quando recuperadas, podem gerar valor agregado ao processo de produção do estanho (Sn) como é o caso do nióbio (Nb) e tântalo (Ta). Quando utilizados na incorporação de materiais, Nb e Ta fornecem resistência à corrosão e capacidade super condutiva, e por isso são de difícil substituição. Os principais países produtores de Nb são Brasil, Canadá e Austrália e do Ta é a África. Os métodos alcalino e ácido, a cloração, e a halogenação, seja de forma direta ou por sua combinação, são alguns dos métodos já estudados para promover a recuperação ou concentração do Nb e Ta a partir da escória. A composição da escória pode variar dependendo da origem do minério do qual é gerada. A escória estudada apresentou uma composição de Nb e Ta de 3,7% e 0,5%, respectivamente, e que os óxidos de cálcio (Ca), de silício (Si) e de zircônio (Zr) juntos compõem mais de 71% da massa da escória. Observou-se durante a caracterização que a escória é composta por uma matriz de CaSiO3 e por uma fase dendrítica, onde são localizados o Zr, o Nb, o Ta, o tório (Th) e o urânio (U). Foram estudadas, duas Rotas hidrometalúrgicas. A Rota I consistiu na calcinação em mufla na presença de reagente seguida de lixiviação. Foram empregados como reagentes o cloreto de cálcio (CaCl2) e o ácido sulfúrico (H2SO4). A melhor condição para a Rota I foi a calcinação contendo H2SO4 na razão mássica 1:1, a 200°C e durante 2h, seguida de lixiviação com H2SO4 2M na relação S/L 1:20, a 90°C, por 2h. Nesta etapa, foram extraídos 40% de Nb, 35% de Ta e a solubilização atingida foi de 23%. A Rota II foi composta de três etapas: fusão alcalina, lavagem e lixiviação ácida. Na Rota II, foi obtida a melhor condição para extração de Nb, foi ela fusão a 700°C, por 3h, com relação mássica NaOH/escória 1:1, lavagem a 60°C por 30min e lixiviação com H2SO4 10M, relação S/L 1:30, a 90°C, por 2h. Tal condição promoveu a extração de 93% de Nb e 64,5% de solubilização total da escória. O Ta permaneceu concentrado na fase sólida. A composição do resíduo sólido foi de 1,4% Ta, Si, Ca e Zr. Testou-se a extração do Ta do resíduo sólido por fusão com KOH, pelo qual foram extraídos 16% do Ta. Além disso, duas novas resinas de troca iônica foram testadas para recuperação de Nb do licor da lixiviação com H2SO4 10M, com a qual foi retido de 30 a 40% do Nb.