Desenvolvimento de ferritas funcionais e aproveitamento do rejeito do espodumênio para a reciclagem do lítio através da nanohidrometalurgia magnética - Quartarolli, Lucas Fonseca (2024)
O lítio é um material de grande interesse comercial e estratégico, sendo utilizado em diversas tecnologias, como medicamentos, lubrificantes de alta temperatura, cerâmicas, pesquisa nuclear na obtenção de 3H, metalurgia e especialmente em baterias recarregáveis. É um elemento leve e altamente reativo, encontrado predominantemente em minerais e salmouras, cada qual com seus processos específicos de obtenção. No Brasil, o processo de obtenção de lítio é por meio da mineração do β-espodumênio, um aluminossilicato de lítio com teor de 3.73 % do metal. O mineral é convertido na forma mais porosa de β-espodumênio por calcinação em 1050 °C, e submetido à lixiviação com ácido sulfúrico para extrair o lítio. Nesse processo são geradas toneladas de resíduos minerais, cujo aproveitamento está sendo objeto desta Tese. Esse resíduo de β-espodumênio mantém, após a retirada do lítio, sua estrutura original praticamente intacta, semelhante à zeólita, com canais bem definidos, permitindo a reutilização do material na recaptura do metal, em processos de separação ou reciclagem. Para essa finalidade, foram desenvolvidas ferritas de óxidos mistos de fórmula MFe2O4 capazes de interagir eletrostaticamente com o resíduo de β-espodumênio, e serem aplicadas na extração e reciclagem do lítio, por meio da nanohidrometalurgia magnética. No caso da ferrita de manganês, também foi feito um estudo comparativo com o minério de Jacobsita (MnFe2O4) extraído das minas de Urandi (Bahia). Todos os materiais estudados foram caracterizados por métodos espectroscópicos e por meio da difração de raios-X, com o emprego do método de Rietveld. Foram realizados estudos de associação das nanopartículas magnéticas com β-espodumênio, e da captura de íons de lítio. Foi possível também desenvolver um novo método para quantificação de lítio, que pode ser realizado com espectrofotômetro ou por um simples aplicativo de celular.