Recuperação de óxido de escândio de alta pureza de resíduos industriais da cadeia de produção do níquel (2016)
- Authors:
- Autor USP: SOUZA, ARIANE GASPARI OLIVEIRA - EP
- Unidade: EP
- Sigla do Departamento: PQI
- Subjects: ESCÂNDIO; LIXIVIAÇÃO; TERRAS RARAS; RESÍDUOS
- Language: Português
- Abstract: O Escândio é um elemento terra rara, utilizado principalmente em ligas de alumínio, células combustíveis de óxido sólido e na produção de lâmpadas de haletos metálicos. Apesar de ser o 31° elemento mais abundante na crosta terrestre, raramente é encontrado concentrado na crosta terrestre, e sua produção é sempre associada ao processamento de outros minerais na forma de um subproduto, ou a recuperação de sucata. Minérios de Níquel podem conter teores de Sc variando de 50 a 350ppm e resíduos gerados durante seu processamento pode concentrar o Sc acima de 1000ppm. A recuperação do Escândio de um resíduo da cadeia de produção do Níquel foi estudada, de modo a obter um óxido com pureza acima de 99,0% para aplicações industriais. O resíduo utilizado é um precipitado, na forma de hidróxido, e contém principalmente Fe, Cu, Ni e Co, sendo o teor de Escândio em base seca aproximadamente 1000ppm. O processo de recuperação proposto consiste na lixiviação atmosférica do resíduo, precipitação seletiva para concentração do escândio e extração por solventes. A lixiviação atmosférica em meio sulfúrico 2,0mol.L-1 a 70°C permitiu a recuperação de 92,5% do Escândio contido no resíduo. Entretanto, não foi seletiva, lixiviando também parte dos demais metais presentes. Após a lixiviação para concentrar o Escândio, antes da extração por solventes, foi realizada uma precipitação com NaOH. O intuito foi precipitar o Fe, principal contaminante presente no lixiviado, entretanto ocorreu a co-precipitação de 95,5% do Sc junto a 65,6% Fe em pH 2,0. O precipitado representou uma concentração do Escândio do resíduo em 5,6 vezes. Esse concentrado de Escândio obtido foi dissolvido em solução de H2SO4 para recuperação do Escândio por extração por solventes. O extrante escolhido foi o Cyanex 923, uma mistura de óxidos alquil-fósfinicos.O mecanismo de extração do Sc pelo Cyanex 923 observado foi a solvatação e a estequiometria da reação 1:2. Foi observado um aumento na extração do Sc com o aumento da concentração de H+. O processo de extração do Sc com o Cyanex 923 é exotérmico, sendo favorecido a temperatura ambiente. O teor de Fe na solução aquosa antes da extração é 35 vezes maior que o Escândio, e apesar do Cyanex 923 ser mais seletivo para o Sc do que para o Fe, parte do Fe é co-extraído. O Fe co-extraído foi removido da fase orgânica por meio de uma lavagem com H2SO4 3mol.L-1 com uma perda de Sc de 1,3%. A reextração do Sc na fase orgânica não foi efetiva utilizando ácidos fortes devido a formação de um complexo estável. Foi utilizado ácido oxálico, técnica consolidada para reextração de terras raras, para recuperação do Sc da solução orgânica e a recuperação do Sc foi de 84,3% para uma solução com 4,0% de ácido oxálico. O oxalato de Sc precipitado foi recuperado por filtração e calcinado a 600°C. O óxido obtido apresentou pureza mínima de 99,0%.
- Imprenta:
- Data da defesa: 29.04.2016
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ABNT
SOUZA, Ariane Gaspari Oliveira. Recuperação de óxido de escândio de alta pureza de resíduos industriais da cadeia de produção do níquel. 2016. Dissertação (Mestrado) – Universidade de São Paulo, São Paulo, 2016. Disponível em: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3137/tde-22082016-110903/. Acesso em: 19 abr. 2024. -
APA
Souza, A. G. O. (2016). Recuperação de óxido de escândio de alta pureza de resíduos industriais da cadeia de produção do níquel (Dissertação (Mestrado). Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3137/tde-22082016-110903/ -
NLM
Souza AGO. Recuperação de óxido de escândio de alta pureza de resíduos industriais da cadeia de produção do níquel [Internet]. 2016 ;[citado 2024 abr. 19 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3137/tde-22082016-110903/ -
Vancouver
Souza AGO. Recuperação de óxido de escândio de alta pureza de resíduos industriais da cadeia de produção do níquel [Internet]. 2016 ;[citado 2024 abr. 19 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3137/tde-22082016-110903/
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