Análise comparativa da utilização de ácido orgânico versus ácido inorgânico na recuperação de neodímio presente em hard disk drives (HDs): uma abordagem técnica, ambiental e econômica

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Stalter, Carline Fabiane
• Orientador(a): Brehm, Feliciane Andrade
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade do Vale do Rio dos Sinos
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil
• Departamento: Escola Politécnica
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Equipamentos eletroeletrônicos; Resíduos; Elementos Terras Raras; Recuperação; Avaliação ambiental; Avaliação econômica
• Palavras-chave em Inglês: Electronic equipment; Waste; Rare Earth Elements; Recovery; Environmental assessment; Economic assessment
• Área do conhecimento CNPq: ACCNPQ::Engenharias::Engenharia Civil
• Link de acesso: http://www.repositorio.jesuita.org.br/handle/UNISINOS/11851

O aprimoramento dos equipamentos eletroeletrônicos (EE) e a sua crescente demanda tem trazido um alerta quanto ao aumento do consumo de matérias-primas e da geração de resíduos sólidos. Os elementos terras raras (ETRs) são essenciais e insubstituíveis na produção desses equipamentos. Logo, resíduos sólidos dessa natureza são considerados fontes potenciais de recuperação de matérias-primas secundárias, possibilitando assim a reintrodução desses elementos na cadeia produtiva. Um dos ETRs mais utilizados é o neodímio (Nd), que possui destaque na produção de ímãs de neodímio-ferro-boro (NdFeB) utilizados em Hard Disk Drives (HDs) de computadores. Desta forma, o objetivo do trabalho aqui apresentado foi comparar a utilização do ácido clorídrico (HCl) com o ácido acético (CH3COOH) na recuperação de Nd de ímãs de HDs pós-consumo, através da ótica técnica, ambiental e econômica. O estudo foi dividido em 5 etapas: caracterização e preparação da amostra, lixiviação, avaliação ambiental, avaliação econômica e compilação dos resultados. A eficiência dos processos foi avaliada através da lixiviação dos ímãs previamente desmagnetizados, moídos, peneirados (<0,25mm) e oxidados. Esse processo foi realizado com os agentes lixiviantes HCl 0,5M e CH3COOH 1,0M nas condições de temperatura ambiente e 95°C. Após 5 horas de lixiviação foi realizada a filtração à vácuo para remoção da fase sólida, seguida do ajuste do pH do filtrado com HCl 37% e posterior precipitação seletiva do Nd através da adição de ácido oxálico (H2C2O4), formando oxalato de Nd. Já o óxido de Nd foi obtido através do roasting do oxalato a 850°C. O processo CH3COOH quente apresentou o maior rendimento, seguido do processo HCl quente. Já os processos realizados sem aquecimento apresentaram os menores rendimentos. A avaliação ambiental foi realizada através de um estudo de ACV simplificada que destacou a energia elétrica como responsável por mais de 90% dos impactos ambientais potenciais nas categorias de impacto avaliadas: escassez de recursos fósseis, GWP (potencial global warming) e ecotoxicidade terrestre. Excluindo-se o consumo de energia e fazendo uma nova avaliação, os maiores impactos ambientais potencias foram identificados nos agentes lixiviantes (HCl 0,5M e CH3COOH 1,0), HCl 37% e H2C2O4. A análise global indicou que os maiores impactos ambientais potenciais estão associados ao processo CH3COOH quente. A avaliação econômica apontou a energia elétrica como responsável por mais de 90% dos custos dos processos, e o processo HCl quente aquele que melhor se encaixou na condição de viabilidade econômica. Considerando uma visão global dos resultados, pode-se afirmar que o processo em que se empregou HCl 0,5M é a melhor opção para recuperação de Nd nas condições apresentadas neste estudo. Também pode ser destacada a grande influência e contribuição do consumo de energia nos processos avaliados.