Desenvolvimento de uma rota tecnológica envolvendo processamentos mecânico e hidrometalúrgico para a extração de prata presente em placas de circuito impresso.

Abstract

A reposição de produtos em um curto período de tempo é amplamente incentivada pela indústria eletrônica, o que resulta na produção de um volume considerável de resíduos eletrônicos após um período predefinido de validade. Portanto, a reciclagem de Resíduos de Equipamentos Eletroeletrônicos (REEE) é um desafio para todos os países, sendo considerada um dos problemas mais debatidos no século XXI, motivando instituições governamentais de ensino e pesquisa e também do setor privado a desenvolverem tecnologias amparadas no conceito de Produção Mais Limpa (P+L) e aumentar a ecoeficiência dos processos de produção. A presente dissertação visou, primeiramente, processar mecanicamente Placas de Circuito Impresso (PCI), por meio de redução de tamanho, separação e concentração das mesmas. Além disso, as diferentes frações produzidas pelo processamento mecânico das PCI desmanteladas foram caracterizadas física e quimicamente, a fim de determinar a composição química e confirmar a liberação de partículas. O procedimento adotado envolveu as etapas de desmantelamento manual e processamento mecânico, incluindo moagem, separação magnética e eletrostática. A etapa de caracterização física envolveu a determinação da distribuição granulométrica, enquanto as análises por ICP-OES e SEM-EDS foram aplicadas para caracterizar e quantificar os elementos químicos presentes em cada fração. Após a separação magnética, observou-se que as percentagens das frações magnética e não magnética foram de 15,18% e 56,70%, respectivamente. A fração magnética foi composta por partículas mais finas (d90 = 0,50 mm), enquanto a fração não magnética teve uma distribuição granulométrica semelhante à das PCI cominuídas, ambas com um d90 de aproximadamente 1,10 mm. Por meio da caracterização química, determinou-se a composição de todas as frações. As PCI cominuídas foram compostas por: 21,40 ± 2,64% Cu; 5,45 ± 0,26% Ca; 2,43 ± 0,62% Pb; 1,52 ± 0,04% de Al; 0,23 ± 0,10% Fe; 0,23 ± 0,04% Ni; 406,31 ± 17,15 ppm Ag, 228,37 ± 3,36 ppm Au e outros elementos químicos presentes em menores quantidades, como cádmio e zinco. Na fração magnética, observou-se a concentração de ferro, níquel, prata e ouro que atingiram 1,26 ± 0,33%, 1,24 ± 0,27%, 650,03 ± 77,60 ppm e 504,88 ± 18,53 ppm, respectivamente. No caso do cobre, a fração magnética apresentou um teor de 11,27 ± 1,41%, correspondendo a cerca de 50% do valor obtido na fração não magnética. Dessa forma, o ferro, níquel, prata e ouro concentraram-se na fração magnética, enquanto o cobre concentrou-se na fração não magnética. O segundo objetivo da presente dissertação visou investigar a lixiviação de prata contido em PCI utilizando soluções de cloreto de sódio/hipoclorito de cálcio como agentes lixiviantes. Ademais, otimizar a extração de prata considerando as variáveis independentes (i) densidade de polpa, (ii) concentração de hipoclorito de cálcio, (iii) concentração de cloreto de sódio e (iv) tempo por meio de planejamentos experimentais multivariados, o qual consistiu, incialmente, de estudo de triagem usando um planejamento fatorial completo 24 e, posteriormente, realizou-se a Metodologia de Superfície de Resposta (MSR) via planejamento composto central esférico. Os ensaios de lixiviação foram realizados em bateladas, em um shaker termostatizado, sob agitação de 160 min-1 e temperatura de 30 ± 2 ºC. As condições ótimas para a lixiviação de prata foram densidade de polpa de 48 g.L-1, concentração de hipoclorito de cálcio de 165 g.L-1, concentração de cloreto de sódio 65 g.L-1 e tempo de 200 min, alcançando uma extração de 95,29 ± 0,72% de prata. Em suma, notou-se que a rota hidrometalúrgica empregada possibilitou a obtenção de extração de prata satisfatória, apresentando um potencial de aplicação industrial.