Um algoritmo preliminar para otimização do processo de separação dos elementos de terras raras pela minimização do custo total

• Autor(a) principal: Nascimento, João Marcos Batista do
• Data de Publicação: 2022
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRJ
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/11422/18995
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::TECNOLOGIA QUIMICA; Terras-raras

O presente trabalho se encontra no contexto da criação de um processo obtenção de elementos de terras raras (ETRs) a preços competitivos. Um algoritmo de otimização de minimização do custo de separação foi implementado, levando em consideração o consumo de matérias-primas, energia e investimento de capital, para uma planta de separação simplificada, contendo os circuitos de extração e reextração. A otimização foi feita investigando o tipo de extratante (D2EHPA, P507 e Cyanex 572), concentração do extratante (2, 6 e 10% v/v), pH da alimentação do processo (1 até 2), razão volumétrica entre as fases orgânica e aquosa, Razão A/O, (0,5 até 2) e número de estágios de separação (2 até 15), utilizando um modelo que relaciona o coeficiente de partição das espécies com o pH de equilíbrio da fase aquosa. A condição ótima — de custo mais baixo atendendo uma recuperação superior a 15% e pureza acima de 99,5% — foi definida como D2EHPA 6%v/v, pH inicial 1,8, Razão A/O 2 e 5 estágios de separação, com custo total de 54,12 USD/Kg. A Razão A/O se mostrou a variável isolada com maior efeito sob o custo total, seguido do número de estágios e o pH inicial, com importâncias de 30%, 10% e 8%, respectivamente. O efeito total das três variáveis se mostrou dependente do tipo de extratante e sua concentração. Além disso, observou-se que a recuperação do rafinado é um preditor razoável do custo total, com um coeficiente de correlação de 0,85 com o mesmo. Extrapolações do modelo utilizado indicaram que a utilização de maiores Razões A/O, maiores concentrações do D2EHPA e a concentração dos ETRs na alimentação podem render custos ainda menores que aquele da condição ótima.