Avaliação do potencial de solventes eutéticos hidrofóbicos para separação de lantanídeos

• Autor(a) principal: Favero, Ueslei Giori
• Data de Publicação: 2022
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: LOCUS Repositório Institucional da UFV
• Texto Completo: https://locus.ufv.br//handle/123456789/29538; https://doi.org/10.47328/ufvbbt.2022.166
• topic: Eutéticos; Extração por solventes; Equilíbrio líquido-líquido; Metais terras raras; Separação

Elementos terras raras (ETR) são compreendidos entre o lantânio (Z=57) e o lutécio (Z=71), sendo que escândio (Z=21) e ítrio (Z=39) são considerados ETR por possuírem propriedades semelhantes. A demanda desses metais para produção de equipamentos eletroeletrônicos e outros produtos estratégicos vem aumentando com o passar dos anos. Por isso, o reaproveitamento dos ETR a partir dos produtos inutilizados tem sido incentivado por políticas públicas levando grupos de pesquisa a investigar maneiras de recuperar metais de forma eficiente a partir de resíduos. Uma alternativa promissora é a utilização de solvente eutético (ES). O ES é classificado como uma mistura cujo ponto de fusão é menor que o ponto de fusão dos compostos isolados, podendo apresentar características hidrofílicas ou hidrofóbicas. O ES hidrofóbico tem sido recentemente investigado na extração líquido-líquido de alguns metais, mostrando grande potencial. Assim, neste trabalho investigou-se a potencialidade da utilização de ES hidrofóbico à base de óxido de trioctilfosfina (TOPO), após sua caracterização, para a extração/separação dos ETR, nomeadamente La(III), Ce(III/IV), Pr(III), Nd(III), Eu(III), Gd(III), Y(III) e Lu(III) além dos elementos de transição Fe(III) e Ni(II). O comportamento de partição dos metais foi investigado variando-se o tipo de ES, proporção molar dos constituintes do ES, concentração de ácido nítrico, fonte de nitrato adicionado ao meio, e temperatura. O ES mais promissor para a separação dos metais foi o composto por TOPO e ácido decanóico na fração molar igual a 0,5 para ambos componentes, obtendo resultados de eficiência de extração superiores a 70% para todos os lantanídeos estudados exceto La(III) e Ce(III) em concentrações de ácido de 0,5 a 2,0 mol L -1 e temperatura ambiente, sendo 0,5 mol L -1 a melhor concentração de ácido para extração. A 50°C a eficiência aumenta de 40% para 81% de extração de Lu(III) em HNO 3 1,0 mol L -1 e fração molar de TOPO de 0,5. Quando a fonte de nitrato é substituída por NaNO 3 a eficiência aumenta para 99,9% em todos os lantanídeos extraídos a temperatura ambiente, se mostrando uma ótima alternativa para aumentar a eficiência do sistema. Os parâmetros termodinâmicos indicaram que o fenômeno é entropicamente governado, fornecendo variação nos valores de entropia de 13,03 para 34,42 J K -1 , energia livre de Gibbs de -3,15 e -5,64 kJ mol -1 e entalpia de 7,36 e 5,48 kJ mol -1 para frações molares de TOPO de 0,3 e 0,5 respectivamente. O ES apresentou valores de fator de separação do lutécio com lantânio de 110 quando utilizado HNO 3 4,0 mol L -1 , a temperatura ambiente. Dessa forma, o sistema composto por TOPO+Ácido Decanóico, se mostrou eficiente na extração intra- lantanídeos. Palavras-chave: Solvente eutético. Extração líquido-líquido. Lantanídeos. Metais terras raras.