ÁREA: Tecnologia
TÍTULO: ANÁLISE DE FLUXO EXERGÉTICO DA RECUPERAÇÃO DE OURO DE LIXO ELETRÔNICO: UMA ABORDAGEM LABORATORIAL.
AUTORES: OLIVEIRA, E. B. (PUCRS) ; JUCHNESKI, N. F. (PUCRS)
RESUMO: A análise de fluxo energético é uma ferramenta para a avaliação de processos em geral. Fatores como produtividade e perdas são obtidos nesta análise. A recuperação de lixo eletrônico é uma atividade economicamente viável, contudo um estudo de fluxo exergético do processo em si auxilia nas melhorias do mesmo. O estudo foi realizado utilizando uma nova técnica de recuperação de ouro em componentes eletrônicos. Os resultados mostram que o processo apresenta poucas perdas nos fluxos, resultando assim em uma eficiência de 85%.
PALAVRAS CHAVES: análise exergética, recuperação de ouro, abordagem laboratorial.
INTRODUÇÃO: A recuperação de componentes eletrônicos é uma atividade que visa o reciclo de metais preciosos. Ouro, prata e platina são alguns metais preciosos que são encontrados nas placas de circuito impresso, bem como em processadores de computador.
Técnicas de recuperação desses metais como a eletrodeposição por cianetação utilizam produtos tóxicos ao meio ambiente e a saúde humana. Tendo em vista a recuperação de metais sem a utilização de produtos tóxicos, foi estudada nesse trabalho uma nova técnica de recuperação de ouro através da oxidação de metais preciosos.
A análise de fluxo exergético é uma ferramenta teórica que permite quantificar perdas, indicar melhorias e estimar a produtividade de processos. A exergia é definida como a quantidade de trabalho que pode ser obtido de um sistema quando ele é levado ao equilíbrio termodinâmico (DEWULF, LANGENHOVE e VELDE, 2005).
MATERIAL E MÉTODOS: Foi utilizado o persulfato de potássio para oxidar os metais de base como cobre, níquel e prata. Esses metais ficam em solução enquanto o ouro permanece na forma elementar, sendo então filtrado e fundido.
Nesse estudo foram utilizados conectores de circuito impresso provenientes de memórias RAM de computadores. Uma solução de 20% (p/v) de persulfato de potássio foi utilizada para dissolver os metais.
A metodologia da analise exergética é dividida em quatro etapas.
A primeira etapa é a limitação das fronteiras do sistema. Nessa análise são delimitados os fatores que serão analisados, bem como os fluxos de entrada e de saída do sistema. A segunda etapa é a separação dos processos independentes do sistema, os fluxos de entrada e de saída. Em seguida, é realizado o estudo das etapas dos processos independentes, normalizando todas as operações para uma unidade somente. Por último é calculado as quantidades de exergias das substâncias envolvidas.
Para a determinação das exergias das misturas e dos elementos puros foram utilizadas as Equações 1 e 2, bem como foi utilizados os dados de exergia padrão da literatura (SZARGUT et al, 1988) e (AYRES e AYRES, 1999).
Onde ∆Gf é a energia de Gibbs padrão de formação (J/kg), Ni é a fração molar do elemento i na substancia, bi é a exergia do elemento i puro da substância (J/kg).
Onde bi é a exergia do elemento i puro da substancia (J/kg), Ni é a fração molar do elemento i na substância, R é a constante dos gases ideais (J/kgK), T é a temperatura (K) e yi é a fração molar do elemento i na mistura.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: A Tabela 1 apresenta o consumo de energia elétrica, o tempo de utilização e a exergia gerada por cada um dos aparelhos utilizados na recuperação de ouro de lixo eletrônico. Na análise exergética da energia elétrica, o coeficiente de energia elétrica é considerado 1, então 1 kJ de energia elétrica corresponde a um fluxo de exergia de 1 kJ (AYRES et al., 2001).
Há uma diferença de 10,82 MJ das exergias de entrada e saída do sistema, atribuída a perdas de calor e resíduos não reativos da reação.
Através dos dados obtidos, foi calculada a eficiência exegética do processo como um todo, dado pela Equação 3, que mostra o valor de 85,88%.
CONCLUSÕES: Analisando os dados calculados, pode-se concluir que a análise exergética da recuperação de ouro em escala laboratorial obteve resultados satisfatórios, recuperando 3 gramas de ouro 95% de 1,4 kg de lixo eletrônico. A análise de fluxo exergético nos mostra que o processo teve uma eficiência exergética relativamente boa, podendo ser alterados alguns parâmetros operacionais quando dimensionado para uma escala de planta piloto.
AGRADECIMENTOS:
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: Ayres , U. R., Masini, A., & Ayres, W. L. An application of exergy accounting to five basic metal industries. France: Insead. (2001).
Ayres, U. R., & Ayres, W. L. Accounting for resources 2: the life cycle of materials. UK: Edward Elgar. (1999).
Dewulf, J., Langenhove, H. V., & Velde, B. V. Exergy-based Efficiency and Renewability Assessment of Biofuel Production. Environment Science and Technology , 3878-3885. (2005).
