Reciclagem de sucata eletroeletrônica: Lixiviação de Placas de vídeo de computadores descartados.

ISBN 978-85-85905-10-1

Área

Ambiental

Autores

Jimenez Correa, M.M. (USP) ; Tavares de Moraes, V. (USP) ; Paulucci Cianga Silvas, F. (USP) ; Soares Tenorio, J.A. (USP) ; Crocce Romano Espinosa, D. (USP)

Resumo

A reciclagem dos resíduos sólidos tem se tornado um desafio tanto em países desenvolvidos como em países em desenvolvimento. Nas últimas décadas, a reciclagem de metais através de processos hidrometalúrgicos tem conseguido um importante espaço no setor da recuperação de metais dos resíduos eletroeletrônicos. Neste sentido, o presente trabalho tem por objetivo apresentar um estudo de lixiviação de placas de circuito impresso (PCI’s) visando a recuperação de metais. Inicialmente, foram escolhidas amostras moídas de (PCI’s) de vídeo de computadores, as quais foram submetidas a um processo de lixiviação com ácido sulfúrico 2M durante 2, 4 e 6 h a 25 e 50°C. Os resultados mostraram que é possível obter porcentagens de lixiviação de ferro e níquel entre 60 e 80%.

Palavras chaves

Reciclagem; Resíduos eletroeletrônico; Lixiviação

Introdução

Os resíduos de equipamentos eletroeletrônicos tem se convertido num problema global. O avanço tecnológico, o curto ciclo de vida dos produtos, aliado ao acelerado consumo geram a cada dia milhões de toneladas resíduos de equipamentos eletroeletrônicos no mundo. Segundo a UNEP (Programa para o Meio Ambiente das Nações Unidas), no ano 2006, a produção mundial de REEE foi entre 20 e 50 milhões de toneladas, o que representa entre 1 3% dos resíduos sólidos urbanos produzidos por ano, sendo que os principais geradores foram Europa, Estados Unidos e Austrália (LUNDGREN, 2012), (ROBINSON, 2009), (UNEP, 2006). Nos últimos anos, vários países têm tomado consciência do problema e, portanto, desenvolvido políticas para controlar e regulamentar o tratamento dos REEE’s. No Brasil, no ano 2010, foi criada a lei que institui a Política Nacional de Resíduos Sólidos (PNRS). Segundo esta política, os resíduos de equipamentos eletroeletrônicos são considerados resíduos perigosos, pois na sua composição apresentam componentes tóxicos que podem causar danos ao meio ambiente e à saúde pública. No entanto, do ponto de vista econômico, os REEE possuem materiais valiosos que podem ser recuperados, como é o caso de alguns metais que possuem valor agregado (Política Nacional de Resíduos Sólidos, 2012), (KIDDEE; NAIDU; WONG, 2013), (CHANCEREL et al., 2009). A lixiviação é a primeira etapa do processamento hidrometalúrgico. A técnica consiste na dissolução dos metais desde os sólidos que os contém para uma solução aquosa. As soluções lixiviantes mais comuns na recuperação dos metais preciosos (como ouro e prata) incluem cianetos, tiossulfatos, haletos e tioureia.(DAS; VIDYADHAR; MEHROTRA, 2009), (SHENG; ETSELL, 2007), (YANG; LIU; YANG, 2011), (MORAES, 2011).

Material e métodos

Na lixiviação, foram usadas as amostras moídas de (PCI’s) de vídeo. Como agente lixiviantes foi usado ácido sulfúrico 2M e como agente oxidante foi utilizada uma solução de peróxido de hidrogênio (H2O2) 30% em volume. Além disso, a reação foi feita a 25 C e 50 C, durante 2 h, 4 h e 6 h Inicialmente as amostras moídas de (PCI’s) de vídeo foram pesadas numa balança analítica. Com o valor obtido da pesagem, foi calculado o volume de ácido necessário para realizar o ensaio, mantendo uma relação: sólido: ácido de 1:10. A seguir, o ácido foi depositado num balão de fundo chato de 5 bocas, sendo acoplados o condensador e o termômetro. Então, foram iniciados o aquecimento e a agitação. Finalmente, quando a temperatura do ensaio foi atingida, o resíduo sólido foi transferido para o balão, e foram adicionados 10 mL de H2O2. A adição de H2O2 foi feita a cada meia hora até completar o tempo de reação do ensaio. Logo após do término dos ensaios, o sólido e o líquido resultantes da lixiviação foram separados através de uma filtração simples. O sólido foi seco em estufa durante 24 h a 60ºC para realizar o balanço de massa no final da lixiviação. Enquanto, o líquido foi levado para análise química usando a técnica de ICP-OES.

Resultado e discussão

A concentração dos metais nos licores obtidos depois dos ensaios de lixiviação das placas de vídeo foi determinada usando a técnica de análise química por espectroscopia de emissão óptica ICP-OES. A avaliação dos resultados dos ensaios foi feita através da porcentagem de lixiviação de cada metal com relação à massa total contida na amostra de placa de circuito impresso analisada. Nos ensaios de lixiviação com ácido sulfúrico e peróxido de hidrogênio podem acontecer reações de dissolução de metais (BIRLOAGA et al., 2013). A fim de conhecer os comportamentos e a estabilidades termodinâmicas do cobre, do níquel e do zinco os diagramas de Pourbaix (MORAES, 2011) para cada metal foram consultados. Por tanto, com o intuito de trabalhar na região solúvel dos metais, durante todo o ensaios foi monitorado tanto o pH como o potencial . Na Figura 1 e na Figura 2 são apresentados os resultados para a lixiviação ácida em meio oxidante das placas de vídeo com solução de ácido sulfúrico 2 M em temperaturas de 25°C e 50°C. Como pode ser observado nas Figuras 1 e 2 as maiores porcentagens de lixiviação foram atingidas a temperatura de 50°C após de 6h de ensaio. Na lixiviação ácida em meio oxidante com soluções de ácido sulfúrico 2 M e 50 °C verificou-se que aproximadamente 60 % do níquel foi lixiviado após 6h de ensaio ,resultado semelhante foi apresentado pelo ferro, em que a porcentagem de lixiviação foi de cerca de 80 %, nas mesmas condições. Já as porcentagens de lixiviação alcançadas para o cobre e o zinco foram de aproximadamente 45% e 55%, respectivamente.

Porcentagem de lixiviação do ferro, cobre, zinco e níquel usando ácido sulfúrico 2 M e peróxido de hidrogênio e 25°C


Porcentagem de lixiviação do ferro, cobre, zinco e níquel usando ácido sulfúrico 2 M e peróxido de hidrogênio e 50°C

Conclusões

Depois de realizado o estudo de lixiviação de placas de vídeo de computadores descartados, pode se concluir que: •A porcentagem de lixiviação dos metais analisados é influenciada diretamente pela temperatura e o tempo de reação, sendo que no estudo, as maiores porcentagens de extração foram alcançadas depois de 6h de reação e a 50°C. •O ferro é o metal que apresentou maior tendência a se dissolver em comparação com os demais metais analisados. Entretanto metais como chumbo e estanho não foram extraídos, pois o potencial usado nos ensaios foi o potencial onde estes se encontram em estado sólido

Agradecimentos

Os autores gostariam de agradecer a FAPESP (Fundação de Amparo a pesquisa do Estado de São Paulo), ao LAREX e a USP pelo apoio recebido.

Referências

BIRLOAGA, I. et al. Study on the influence of various factors in the hydrometallurgical processing of waste printed circuit boards for copper and gold recovery. Waste Management, v. 33, n. 4, p. 935-941, 4// 2013.

CHANCEREL, P. et al. Assessment of Precious Metal Flows During Preprocessing of Waste Electrical and Electronic Equipment. Journal of Industrial Ecology, v. 13, n. 5, p. 791-810, 2009.

DAS, A.; VIDYADHAR, A.; MEHROTRA, S. P. A novel flowsheet for the recovery of metal values from waste printed circuit boards. Resources, Conservation and Recycling, v. 53, n. 8, p. 464-469, 6// 2009.

KIDDEE, P.; NAIDU, R.; WONG, M. H. Electronic waste management approaches: An overview. Waste Management, v. 33, n. 5, p. 1237-1250, 5// 2013.

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