Recuperação de ítrio a partir de resíduo de lâmpadas de LED tubulares por rota hidrometalúrgica.

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Oliveira, Rafael Piumatti de
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Diodos emissores de luz; Hidrometalurgia; Hydrometallurgy; Ítrio; Light emitting diodes; Mineração urbana; Rare earths; Terras raras; Urban mining; Yttrium
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3137/tde-20122022-084742/

As lâmpadas de LED atualmente dominam o mercado de iluminação gerando consequentemente um volume crescente de resíduos. A presença de metais críticos e de interesse econômico, como o Y, Ga, Cu, Au e a Ag, tornam o LED uma fonte de material secundário potencial, porém ainda inexplorada comercialmente. Vislumbrando motivar o tratamento do resíduo de lâmpadas de LED e favorecer sua valorização e reciclagem, o presente trabalho teve por objetivo a recuperação de Y a partir de lâmpadas LED por rota hidrometalúrgica. Para tal, foram realizadas a coleta e o desmantelamento; caracterização do resíduo; estudo do pré-processamento, extração e recuperação de metais. As lâmpadas tubulares de LED branco frio foram coletadas e desmanteladas para separação dos dispositivos LED. A caracterização dos dispositivos LED mostrou um teor (%m/m) de 0,5% de Y; 0,02% de Ga; 0,01% de Au; 0,16% Ag; 7% de Pb; 11% de Sn; 0,6% de Bi; 20% de Cu; 28% de Fe e 7% de Zn. O Y foi detectado em partículas de aluminato, encapsuladas em silicone. Portanto, foi adotada a fusão alcalina a 700°C por 3h, relação NaOH/LED 1:1 para o pré-processamento dos dispositivos LED. Por meio da lixiviação em HNO3 2,5 mol/L, por 20 min a 90°C, 91% do Y foi lixiviado. A purificação do licor foi realizada por extração por solventes, com 97% de extração do Y em CYANEX 923, diluído a 10% em querosene, pH 0,5, FA/FO 1:1, 25°C, em único estágio, e reextração de 98% do Y em HCl 4 mol/L, em dois estágios contracorrente, 25°C, FA/FO 1:1. A recuperação do Y foi realizada no licor purificado concentrado 10x por evaporação, através da precipitação como oxalato, obtendo-se o Y2O3 com 99,75% de pureza após calcinação a 800°C por 2h. Por fim, a rota hidrometalúrgica proposta permitiu a recuperação de 86,5% do Y, mostrando ser viável tecnicamente, possibilitando a reinserção do Y no mercado.