Recuperação de metais preciosos de placas de circuito impresso obsoletas através do processo de extracção por solventes

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Silva, Carolina Belchior Calado da
Data de Publicação: 2018
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
Texto Completo: http://hdl.handle.net/10316/86460
Resumo: Dissertação de Mestrado Integrado em Engenharia Química apresentada à Faculdade de Ciências e Tecnologia
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Inicialmente, as PCI foram sujeitas a um tratamento físico/mecânico que possibilitou a sua fragmentação e consequente redução de tamanho utilizando equipamentos como guilhotinas para o corte e moinhos de lâminas para a redução a tamanhos inferiores a 2 mm.Procedeu-se em seguida à caracterização quantitativa dos metais, onde foram analisados individualmente quatro lotes, cada um com diferentes componentes associados às PCI, sendo que para cada um destes foi feita uma separação granulométrica em duas frações – oversize (> 0,707 mm) e undersize (< 0,707 mm). Verificou-se que o metal presente em maior quantidade é o cobre, sendo que este se encontra maioritariamente na fração oversize, com uma concentração máxima de 50 % (m/m). Os metais preciosos como o ouro e a prata encontram-se em quantidades promissoras na fração undersize, com cerca de 0,4 mgmetal/gresíduo e 0,2 mgmetal/gresíduo, respetivamente. Nesta caracterização química foram testados três métodos de digestão, o que se revelou mais eficiente para a digestão da maioria dos metais básicos (Cu, Fe, Zn, Ni, etc.) foi aquele que utilizou ácido fluorídrico como reagente principal. Quanto à digestão dos metais precisos, o método que se revelou mais adequado foi aquele que usou água-régia e peróxido de hidrogénio. Finalmente foram realizados ensaios de lixiviação para a extração do cobre e do ouro, utilizando dois estágios sequenciais. No primeiro estágio visando a recuperação seletiva do cobre, usaram-se como reagentes uma solução de amónia e peróxido de hidrogénio como agente oxidante, procurando conjugar elevados níveis de eficiência de extração assim como um baixo impacte ambiental. Foram otimizados dois parâmetros operatórios relevantes (razão líquido/sólido e a concentração de reagentes) com recurso a um planeamento fatorial a 3 níveis, tendo-se obtido um rendimento máximo de 100% para a extração do cobre, e uma seletividade de 77 % para uma razão L/S =5 e uma concentração máxima de reagente (72,4% (v/v)). No segundo estágio o objetivo foi a recuperação do ouro, recorrendo a um solvente orgânico (ácido acético) como reagente principal e ácido clorídrico, peróxido de hidrogénio e cloreto de sódio, com tempos de reação na ordem dos segundos/minutos. No entanto, os resultados relativos à extração do ouro foram inconclusivos.This work consisted in the development and optimization of a hydrometallurgical methodology for the recovery of metals present in end-of-life printed circuit boards (PCB). Initially, the PCB were submitted to a physical / mechanical treatment that allowed their fragmentation and consequent size reduction using equipment such as cutting guillotines and blade mills for its reduction to particle sizes smaller than 2 mm.The quantitative characterization of the metals was then carried out, where four batches, each with different components associated to the PCB, were individually analyzed, and for each of them a particle size separation was performed in two fractions – oversize (>0,0707 mm) and undersize(<0,707 mm). It has been found that the most present metal is copper, which is mostly found in the oversize fraction, with a maximum concentration of 50% (m / m). Precious metals such as gold and silver are also present in promising quantities in the undersize fraction, with about 0.4 mg metal / gresidue and 0.2 mg metal / waste, respectively.. In this chemical characterization, three digestion methods were tested, hydrofluoric acid proved to be the most effective reagent for the digestion of the majority of basic metals (Cu, Fe, Zn, Ni, etc.).As for the digestion of the precious metals, the most suitable method was the one that uses aqua-regia and hydrogen peroxide.Finally, leaching tests were carried out to extract copper and gold using two sequential stages. In the first stage for the selective recovery of copper, a solution of ammonia and hydrogen peroxide was used as the oxidizing agent, aiming to conjugate high levels of extraction efficiency as well as a low environmental impact. Two relevant operative parameters (liquid / solid ratio and reagent concentration) were optimized using factorial planning at 3 levels, yielding an optimal yield of 100% and a selectivity of 77% for a ratio L/S= 5 and a maximum concentration of reagent (72.4% v/v). At the statistical level, the two parameters did not reveal a significant contribution. In the second stage the objective was to recover the gold, using an organic solvent (acetic acid) as the main reactant and hydrochloric acid, hydrogen peroxide and sodium chloride, reaction times in the order of seconds / minutes. However, the gold extraction results were inconclusive.2018-09-26info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesishttp://hdl.handle.net/10316/86460http://hdl.handle.net/10316/86460TID:202219054porSilva, Carolina Belchior Calado dainfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2022-05-25T02:46:11Zoai:estudogeral.uc.pt:10316/86460Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T21:07:36.302534Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse
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