Obtenção de alumina de alta pureza por resinas de troca iônica a partir do licor de lixiviação ácida de bauxita.

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Santos, Luis Henrique do Nascimento dos
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertacoes da USP; Universidade de São Paulo; Escola Politécnica
• Palavras-chave em Português: Alumina de alta pureza. Processo hidrometalúrgico; Bauxita; Lixiviação ácida de metais; Purificação por resinas de troca iônica; Chelating resins; Critical metals; Ion exchange; Separation
• Link de acesso: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3137/tde-06052026-071828/

A bauxita é a principal fonte para obtenção de alumina, e posteriormente de alumínio. O principal processo utilizado para obtenção da alumina é o processo Bayer. Em 2019, a demanda por alumina com grau de pureza igual ou superior a 99,99% ultrapassou a oferta. As projeções destacam que, caso novos projetos de produção não sejam estabelecidos, o cenário de déficit permanecerá. Com o crescimento da demanda por alumina de alta pureza nos últimos anos, como matéria prima para fabricação de baterias de íon-lítio, houve também aumento no preço. Apesar do processo Bayer ser o mais difundido na indústria, ele apresenta alguns embargos (geração de resíduo excessivamente alcalino e processos com elevadas temperaturas (100-250°C) e pressão (4-8atm)). O objetivo deste trabalho foi propor uma rota hidrometalúrgica capaz de produzir alumina de alta pureza utilizando ácido e etapas de separação. As amostras de bauxita foram caracterizadas física, química e mineralogicamente. Na etapa de lixiviação, foram estudados diferentes ácidos (HCl, HNO3, H3PO4 e H2SO4), bem como a influência da razão sólido/líquido (S/L), da temperatura, da concentração do ácido e do tempo de reação. Aplicando lixiviação ácida na amostra BX03 foi possível lixiviar 100% de alumínio e 100% de ferro usando ácido sulfúrico 3mol/L, a 90°C por 4h, com S/L 1/10. A partir disso, preparou-se uma solução sintética simulando o licor gerado na lixiviação com as concentrações de 34g/L de Al e 2,4g/L de Fe para o estudo de purificação usando resinas de troca iônica. Os parâmetros avaliados na etapa de purificação por troca iônica foram os grupos funcionais, pH, relação massa de resina e voluma de solução, tempo de contato, número de estágios de purificação e temperatura. Apresentou-se três processos para separação do Al e do Fe usando resina de troca iônica Lewatit® TP 207 de grupo funcional em processo descontínuo com dois estágios de purificação. Nos três processos de separação propostos, foram observados a adsorção de 100% dos íons de ferro. A solução concentrada com íons de alumínio seguiu para precipitação usando hidróxido de amônio em pH 4. Após a precipitação, o material foi filtrado e calcinado a 1.100°C. A partir dessa rota foi obtida a alumina com pureza de 99,99%.