Decomposição térmica de monazita e separação do tório dos elementos terras raras leves em meio clorídríco, pela técnica de extração por solvente

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Souza, Ana Carolina Santos de
Data de Publicação: 2023
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFBA
Texto Completo: https://repositorio.ufba.br/handle/ri/38864
Resumo: Monazita é um dos principais minerais de terras raras leves e está sempre associada à presença de tório. Isso representa desafios no processamento devido à forte radiação presente neste mineral. Neste estudo, é abordada a separação do tório dos elementos terras raras leves em meio clorídrico a partir de monazita desfosforada. As etapas usadas para obter uma solução aquosa envolveram: adição de NaOH ao concentrado, aquecimento à temperatura de 400 oC por 3 horas, lavagem com água e posterior lixiviação do resíduo com HCl. As amostras da fase aquosa foram analisadas por ICP-OES. Para verificar a viabilidade da fusão alcalina, uma modelagem termodinâmica com diferentes reagentes foi realizada, e os cálculos termodinâmicos das prováveis reações foram feitos consultando o banco de dados do software HSC Chemistry 6.0. O NaOH se apresenta como o reagente mais eficaz do ponto de vista termodinâmico e energético. A separação do tório dos elementos de terras raras leves foi realizada por extração com solventes como Cyanex 572, 272, 923, 921 e misturas. Foi realizada uma modelagem teórica utilizando o software Spana para comparar as condições nos meios nítrico e clorídrico. Observou-se que o Cyanex 572 e suas misturas extraem 98% do tório em um único estágio, enquanto Cyanex 272 extrai 70% do tório e 40% dos ETR. Os resultados mostram que o tório pode ser separado dos ETR leves em meio clorídrico, tanto por Cyanex 272 quanto por Cyanex 572, sendo necessário um estágio adicional de extração ao utilizar o Cyanex 272. Os demais extratantes não apresentaram resultados satisfatórios na separação. Os resultados mostram que a capacidade de extração pode ser melhorada utilizando diluentes de cadeia longa, pH ácido, abaixo de 2 e concentração de 5% para o Cyanex 572 e 10% para o Cyanex 272.
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O NaOH se apresenta como o reagente mais eficaz do ponto de vista termodinâmico e energético. A separação do tório dos elementos de terras raras leves foi realizada por extração com solventes como Cyanex 572, 272, 923, 921 e misturas. Foi realizada uma modelagem teórica utilizando o software Spana para comparar as condições nos meios nítrico e clorídrico. Observou-se que o Cyanex 572 e suas misturas extraem 98% do tório em um único estágio, enquanto Cyanex 272 extrai 70% do tório e 40% dos ETR. Os resultados mostram que o tório pode ser separado dos ETR leves em meio clorídrico, tanto por Cyanex 272 quanto por Cyanex 572, sendo necessário um estágio adicional de extração ao utilizar o Cyanex 272. Os demais extratantes não apresentaram resultados satisfatórios na separação. Os resultados mostram que a capacidade de extração pode ser melhorada utilizando diluentes de cadeia longa, pH ácido, abaixo de 2 e concentração de 5% para o Cyanex 572 e 10% para o Cyanex 272.Monazite is one of the primary light rare earth minerals and it is always associated with the presence of thorium. This poses challenges in processing due to the strong radiation present in this mineral. This study addresses the separation of thorium from light rare earth elements in hydrochloric acid medium from desphosphorized monazite. The steps used to obtain an aqueous solution involved: addition of NaOH to the concentrate, heating at a temperature of 400°C for 3 hours, washing with water, and subsequent leaching of the residue with HCl. Samples from the aqueous phase were analyzed by ICP-OES. To assess the feasibility of alkaline fusion, thermodynamic modeling with different reagents was performed, and thermodynamic calculations of probable reactions were conducted using the HSC Chemistry 6.0 software database. NaOH appears as the most effective reagent from a thermodynamic and energetic standpoint. The separation of thorium from light rare earth elements was carried out through solvent extraction using compounds such as Cyanex 572, 272, 923, 921, and mixtures. Theoretical modeling was conducted using the Spana software to compare conditions in nitric and hydrochloric media. It was observed that Cyanex 572 and its mixtures extract 98% of the thorium in ane single stage, while Cyanex 272 extracts 70% of the thorium and 40% of the LREEs. The results show that thorium can be separated from light rare earth elements in hydrochloric medium, both by Cyanex 272 and Cyanex 572, requiring an additional extraction stage when using Cyanex 272. The other extractants did not yield satisfactory results in the separation. The results indicate that extraction capacity can be improved by using long-chain diluents, an acidic pH below 2, and a concentration of 5% for Cyanex 572 and 10% for Cyanex 272.porUNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIAPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Industrial (PEI) UFBABrasilEscola PolitécnicaMonaziteAlkaline fusionthermodynamicsRare earth elementsThorium separationSolvent extractionCNPQ::ENGENHARIASMonazitaFusão alcalinaTermodinâmicaElementos terras rarasSeparação do tórioExtração por solventeDecomposição térmica de monazita e separação do tório dos elementos terras raras leves em meio clorídríco, pela técnica de extração por solventeDoutoradoinfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionLima, Luiz Rogério Pinho de Andradehttps://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4785397A2&tokenCaptchar=03AFcWeA7yHOzPs31axqfVNT-jkjf4irX-0hMIJwG00K-r2TglcBx448Ivk4_tEpLG3ABB3q6kSGkqeN15lH-hzQLSzFc8TDGQ6h30KzgaDPWBEug_UHBxTF2v1-2rV4o6SCZlmbi1vKyWa0eshBohJ3hiSR9g6eC8Ap56HkgaTwep1dgdDmqbRD12BF6Hj6htIx5KPak5iHoCzP064iNh7opvxEYx1gxvotfr-dQA9EKYuzRmKAUQ6m_3XW6eNiEGurROEUCXz8u23QSHNFJYvvbUN9-gOrTQCgrgX2MZsQVOAJ30QfgqEwp4XfysJpc-tiAlcysjzxsuNk9hzEM-uV2bLzsas8LncK0Y3sO4qg83joP6X5XI1bHVcXQkbzMh5dr8TRd1BK_HuHgbjcSTEX0zo7KPT8W-y9PDDK-LKKOdGOCd5B4ux-HujghYJl-jH4d8AMTBPIsLtarf0w14mkX7MfqwNZ1QyCELNCV1wJm9GFIZRVRjDxlKvU205uzuyOC1ITCMjZfsOi3A1C9igH6rvva_vzHq6GWMhxjQhyDEJrhwPbyYoG4Z5qfllxoAN34gsrfyYq_1xvxBKulXc_NnOTSFo664rXX102LaV6vltMsoK1IgbYxew2efROrPByaYtPI6ZUeTp4mCQFTY59XopzNlAxAqOgMorais, Carlos Antôniohttps://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4761196Z6&tokenCaptchar=03AFcWeA6yqZQhTK3i5163ZYz_po-HVr4q2ci_-LqF-TschkWPhaa5dqoj5UVRvBN5-UPUgT9ptNUn4IRz7OhlFFpRkokASiMaaqgkXB-zINviFp90ngtvfo7FEUVkwBhT09mqV28fhxLCzolleOnBp-FLbhwye_4T1qlxFAMJHum1ha6RGucUCPqSntiJzPCU1LJ2zQobWgzVSQogI-dXuKhs_q_LEqh2eFtlHJkHJRlAXQxCPN_eRZp_8-X-V6f0Aei1ivW2y0PXi9G0Y9XMRGQCuSqICRRbLck9ILFTaTKblBeVXMBfnHxTon695EVBZsz9q6TGZaMTsM_0D_EqYHKm0AY6Fbrl1fx7-GxGB3K10htNv8MAwP9oovFBMXZ6cOGbR8ils6tZOZ2E324MHpbMF0OFotraC5GoOtnT9CpWydkEID_5TLvo5Kb3Cwerb4_JoCctmQP8AxKIJph1pMbIuw3BLCRr7hHH2OYuWLCLfoODyunOu3eQ2RERzaIzqjKztlDxBcLUpRpqyNeg7LCoXitwvVZAwNHisdPm3Wa6uhXg1j1GLrc3J7Y7jEAsIpUSI4M9QAajfqlVwve2OjAtxYelkcfaaGlIptodNFyODygxupoFBBx-5cvPxpglQ37EMIpyrO_fb_pRpirtFec7g3ZZT3tKNgLeão, Versiane 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Monazita
Fusão alcalina
Termodinâmica
Elementos terras raras
Separação do tório
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Thorium separation
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description Monazita é um dos principais minerais de terras raras leves e está sempre associada à presença de tório. Isso representa desafios no processamento devido à forte radiação presente neste mineral. Neste estudo, é abordada a separação do tório dos elementos terras raras leves em meio clorídrico a partir de monazita desfosforada. As etapas usadas para obter uma solução aquosa envolveram: adição de NaOH ao concentrado, aquecimento à temperatura de 400 oC por 3 horas, lavagem com água e posterior lixiviação do resíduo com HCl. As amostras da fase aquosa foram analisadas por ICP-OES. Para verificar a viabilidade da fusão alcalina, uma modelagem termodinâmica com diferentes reagentes foi realizada, e os cálculos termodinâmicos das prováveis reações foram feitos consultando o banco de dados do software HSC Chemistry 6.0. O NaOH se apresenta como o reagente mais eficaz do ponto de vista termodinâmico e energético. A separação do tório dos elementos de terras raras leves foi realizada por extração com solventes como Cyanex 572, 272, 923, 921 e misturas. Foi realizada uma modelagem teórica utilizando o software Spana para comparar as condições nos meios nítrico e clorídrico. Observou-se que o Cyanex 572 e suas misturas extraem 98% do tório em um único estágio, enquanto Cyanex 272 extrai 70% do tório e 40% dos ETR. Os resultados mostram que o tório pode ser separado dos ETR leves em meio clorídrico, tanto por Cyanex 272 quanto por Cyanex 572, sendo necessário um estágio adicional de extração ao utilizar o Cyanex 272. Os demais extratantes não apresentaram resultados satisfatórios na separação. Os resultados mostram que a capacidade de extração pode ser melhorada utilizando diluentes de cadeia longa, pH ácido, abaixo de 2 e concentração de 5% para o Cyanex 572 e 10% para o Cyanex 272.
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