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Utilização de técnicas hidrometalúrgicas e eletrometalúrgicas na recuperação de ouro proveniente de sucatas de telefones celulares

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Utilização de técnicas hidrometalúrgicas e eletrometalúrgicas na recuperação de ouro proveniente de sucatas de telefones celulares

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Título Utilização de técnicas hidrometalúrgicas e eletrometalúrgicas na recuperação de ouro proveniente de sucatas de telefones celulares
Outro título Aplicación de técnicas de hidrometalurgia y electrometalurgia a la recuperación de oro de placas de circuitos de teléfonos móviles
Autor Kasper, Angela Cristina
Orientador Pérez Herranz, Valentín
Veit, Hugo Marcelo
Data 2016
Nível Doutorado
Instituição Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Escola de Engenharia. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Minas, Metalúrgica e de Materiais.
Assunto Circuito impresso
Eletrometalurgia
Hidrometalurgia
Lixiviação
Ouro
Telefone celular
Resumo A cada ano as reservas naturais de metais preciosos, entre eles o ouro, têm diminuído em todo o mundo. Uma forma de atenuar este problema poderia ser a recuperação dos metais contidos nas sucatas de produtos elétricos e eletrônicos, cujo consumo e descarte aumentam consideravelmente a cada ano. Desta forma, este trabalho teve por objetivo testar alternativas de agentes lixiviantes para a extração do ouro contido nas placas de circuito impresso (PCI) de telefones celulares, e posterior recuperação do mesmo por via eletrometalúrgica. Nos ensaios de lixiviação foram utilizadas PCI’s inteiras obtidas de aparelhos obsoletos ou defeituosos e foram testados um deplacante comercial (a base de cianeto) e os agentes lixiviantes alternativos tiossulfato de sódio e tiossulfato de amônio em meio amoniacal, em condições de concentração, pH, tempo e temperaturas variadas. As soluções obtidas foram analisadas por absorção atômica. A etapa eletrometalúrgica iniciou com os ensaios de voltametria cíclica para determinar os potenciais de eletrodeposição do ouro e do cobre, e, em seguida, foram realizados ensaios de eletro-obtenção utilizando diferentes potenciais de eletrodo para determinar as taxas de recuperação destes metais. Os resultados obtidos nos ensaios de lixiviação mostraram que o deplacante comercial foi capaz de extrair 88 % do ouro contido nas PCI's. Com a utilização do tiossulfato de sódio e o tiossulfato de amônio foi possível extrair 70 e 75% do ouro contido nas PCI's, respectivamente, utilizando soluções contendo 0,12M de tiossulfato de sódio, 0,2M de amônia e 20mM de sulfato de cobre. Os resultados obtidos nos ensaios de voltametria cíclica mostraram que a deposição de cobre ocorre a potenciais mais negativos do que -600 mVAg/AgCl, enquanto que a deposição de ouro pode ser efetuada a potenciais mais positivos do que -600 mVAg/AgCl, demonstrado que os dois metais podem ser seletivamente recuperados. Os resultados dos ensaios de eletro-obtenção mostraram que para soluções reais a fração de ouro recuperada chegou a 0,94, enquanto que fração de cobre recuperada chegou a 0,95, utilizando -500 e -700 mVAg/AgCl, respectivamente. A eficiência de corrente alcançada nos experimentos com soluções reais foi inferior a 3%.
Resumen Cada año las reservas naturales de metales preciosos, entre ellos el oro, van disminuyendo en todo el mundo. Una forma de atenuar este problema podría ser la recuperación de los metales contenidos en las chatarras de productos eléctricos y electrónicos, cuyo consumo y desechos aumentan considerablemente cada año. Por tanto, este trabajo tiene por objetivo evaluar agentes lixiviantes alternativos para la extracción del oro contenido en las placas de circuito impreso (PCI) de teléfonos móviles y su posterior recuperación por vía electrometalúrgica. En los ensayos de lixiviación se utilizaron PCI’s enteras obtenidas de aparatos obsoletos o defectuosos y se probaron un agente extractor comercial (a base de cianuro) y los agentes lixiviantes alternativos tiosulfato sódico y tiosulfato amónico en medio amoniacal, a distintas concentraciones, pH, tiempos y temperaturas. Las disoluciones obtenidas se analizaron por absorción atómica. La etapa electrometalúrgica se inició con los ensayos de voltametría cíclica para determinar los potenciales de electrodeposición de oro y de cobre y a continuación se realizaron ensayos de eletrodeposición utilizando diferentes potenciales de electrodo para determinar las velocidades de recuperación de estos metales. Los resultados obtenidos en los ensayos de lixiviación muestran que el agente extractor comercial fue capaz de extraer el 88% del oro contenido en las PCIs. Con la utilización de tiosulfato sódico y tiosulfato amónico fue posible extraer el 70 y 75% del oro contenido en las PCI’s, respectivamente, utilizando disoluciones de composición 0,12M de tiosulfato sódico, 0,2M de amoniaco y 20mM de sulfato de cobre. Los resultados obtenidos en los ensayos de voltametría cíclica mostraron que la deposición de cobre tiene lugar a potenciales más negativos de - 600 mVAg/AgCl mientras que la deposición de oro se puede efectuar a potenciales más positivos que -600 mVAg/AgCl, demostrando que los dos metales pueden ser recuperados selectivamente. Los resultados de los ensayos de electrodeposición mostraron que, para disoluciones reales, las fracciones recuperadas llegaron a 0.94 para oro y 0.95 para cobre, utilizando -500 mVAg/AgCl y -700 mVAg/AgCl, respectivamente. El rendimiento eléctrico alcanzado en los experimentos con disoluciones reales fue inferior al 3%.
Abstract The precious metals natural sources, including gold, have decreased around the world each year. The recovery of metals from the scraps of electrical and electronics products could be one way to mitigate this problem, since consumption and disposal have considerably increased every year. Therefore, this study aims to evaluate alternative leaching agents for the gold extraction present in the printed circuit boards (PCB's) of cell phones, and subsequent recovery by electrometallurgical process. Entire PCB's obtained from obsolete or defective cell phones were used. Thus, a commercial stripping (cyanide-based) and alternative leaching agents (sodium and ammonium thiosulfate) were tested under different conditions of concentration, time, pH and temperature. The solutions were analyzed by atomic absorption. The electrometallurgical stage began with the cyclic voltammetry experiments to determine the gold and copper electrowinning potential. After that, electrowinning tests using different electrode potentials to determine the recovery rates of these metals were performed. The results obtained in the leaching tests show that with the commercial stripping, it was possible to extract 88% of the gold present in the PCB. With sodium thiosulfate and ammonium thiosulfate, it was possible to extract 70 and 75% of the gold contained in the PCB, respectively, using 0.12M of sodium thiosulfate, 0.2M of ammonium and 20mM of copper sulphate. The results of cyclic voltammetry showed that the copper deposition occurs at potentials more negative than -600 mVAg/AgCl, while the gold deposition can be performed to more positive potential than -600mVAg/AgCl, showing that both metals can be selectively recovered. The results of the electrowinning tests proved that in the real solution the recovered fractions reached 0.94 for gold and 0.95 for copper, using the electrode potentials of -500 mVAg/AgCl and -700 mVAg/AgCl, respectively. The current efficiency achieved in the experiments, with real solutions, was less than 3%.
Tipo Tese
URI http://hdl.handle.net/10183/139556
Arquivos Descrição Formato
000989868.pdf (1.662Mb) Texto completo Adobe PDF Visualizar/abrir

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