Uso de Separação Gravimétrica na Concentração de Metais Provenientes de Sucatas de Placas de Circuito Impresso.

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1 Uso de Separação Gravimétrica na Concentração de Metais Provenientes de Sucatas de Placas de Circuito Impresso. Nichele de Freitas Juchneski Agosto de 2014

2 RESÍDUO ELETRÔNICO É todo produto que utiliza energia elétrica ou de acumuladores como fonte de alimentação e se torna obsoleto. Geração em 2012: No BRASIL: toneladas = 7,06 kg/pessoa No MUNDO: 48,9 milhões de toneladas

3 RESÍDUO ELETRÔNICO Monitores Televisores 10% 10% Computadores, 15% celulares, telefones, fax, impressoras, etc. 15% DVD, rádios, etc. Geladeiras 20% 30% Máquinas de lavar, secadoras, aspirador, ar-condicionado, ferro de passar, cafeteiras, etc.

4 PLACAS DE CIRCUITO IMPRESSO Composição de Placas de Circuito Impresso segundo diversos autores. % Cu Al Pb Zn Ni Fe Sn Au* Ag* A ,025 0,1 B 25, ,04 0,0004 0,66 0,8 - - C 26,8 4,7 1 1,5 0,47 5, D ,03 0,05 E ,1 0,5 F G 26,8 4,7-1,5 0,47 5, H ,2 1,6 0, I 15,6-1,35 0,16 0,28 1,4 3, J 22-1,55-0,32 3,6 2, K 17,8 4,78 4,19 2,17 1,63 2 5, * = ppm Reciclagem é um processo complexo e caro, mas a presença de metais nobres faz com que se torne interessante o estudo de rotas de reciclagem mais baratas e com menos impactos ambientais envolvidos.

5 PROCESSOS DE RECICLAGEM Os processos para a recuperação de metais provenientes de PCI são baseados em pirometalurgia, hidrometalurgia e processos mecânicos. PIROMETALURGIA: Obtenção de metais não ferrosos e de metais preciosos provenientes da sucata eletrônica. A sucata moída é queimada em um forno para a remoção dos polímeros e os óxidos refratários formam uma fase de escoria junto com alguns óxidos metálicos. Pré-requisito: matéria-prima rica em cobre e metais preciosos, necessita de muita energia além de ter altos custos. HIDROMETALURGIA: Mais exato, mais previsível e mais facilmente controlado. Série de lixiviações ácidas ou alcalinas do material sólido. Desvantagem: diferentes lixiviantes de acordo com o metal de interesse e geração de efluentes.

6 PROCESSOS MECÂNICOS Utilizado em etapas de tratamento e beneficiamento de minérios na metalurgia primária. Pré-tratamento que associa diferentes estágios de separação de compostos e componentes do resíduo. O tamanho da partícula, forma e grau de liberação são características importantes. Principais processos: separação magnética, eletrostática e gravimétrica. SEPARAÇÃO GRAVIMÉTRICA: Separação gravimétrica é um processo físico que tem como principio separar materiais de diferentes densidades.

7 CONCENTRADOR MOZLEY Aparelho mais preciso de concentração em película de água. Separação de partículas finas de 0,1 a 2 mm. Amostras de 50 a 100g umedecidas. Objetivo: simular com pequenas amostras o desempenho de mesas concentradoras. Variáveis a serem controladas: Vazão de água, inclinação da bandeja, número de etapas e tempo.

8 METODOLOGIA - Caracterização Definir a composição das PCI Digestão ácida dos metais constituintes. Metais quantificados: Alumínio; Cobre; Ferro; Chumbo; Ouro; Prata; Zinco; Estanho e Níquel.

9 METODOLOGIA - Separação em Meio Denso Determinar o grau de liberação do material. TBE 95% d = 2,88 g/cm³ Granulometrias: -2,0 + 0,25 mm; -1,0 + 0,25 mm; -0,5 + 0,25 mm; -0,25 mm.

10 METODOLOGIA - Concentrador Mozley Variáveis: Vazão de água; Inclinação da bandeja e Número de etapas. Frações: Concentrado Misto Leve Massa das amostras: 75g

11 METODOLOGIA - Concentrador Mozley ROTA 1: Amostra Concentrado (A) Misto (B) Leve (C)

12 METODOLOGIA - Concentrador Mozley ROTA 2: Concentrado (A) Concentrado (B) Amostra Misto Misto (C) Leve (D) Concentrado (E) Leve Misto (F) Leve (G)

13 METODOLOGIA - Concentrador Mozley ROTA 3: Amostra Concentrado (A) Misto Leve (E) Concentrado (B) Misto Concentrado (C) Leve (D)

14 METODOLOGIA - Concentrador Mozley Variáveis: Amostra Rota Utilizada Vazão (L/min) Inclinação ( ) 1 1 0, , , ,4 0, ,4 0, ,4 0, ,8 0,26

15 RESULTADOS - Caracterização A partir da lixiviação com água régia foi possível obter a composição química, para os principais metais das PCI s Amostra Ag (%) Al (%) Au (%) Cu (%) Fe (%) Ni (%) Pb (%) Sn (%) Zn (%) PCI 0,03 3,18 0,02 1,6 0,41 0,09 0,36 4,60 0,09

16 RESULTADOS Meio Denso Distribuição dos Metais no Ensaio em Meio Denso.

17 RESULTADOS Meio Denso Distribuição dos Metais nas Frações Afundado e Flutuado.

18 RESULTADOS Meio Denso Distribuição dos Metais no Ensaio em Meio Denso para granulometria -1 +0,25mm.

19 RESULTADOS Concentrador Mozley Granulometria -1 +0,25mm Amostras 1, 2 e 3 Rota 1

20 RESULTADOS Concentrador Mozley Amostra 4 Rota 2

21 RESULTADOS Concentrador Mozley Amostra 4 Rota 2 Fração Al (%) Pb (%) Cu (%) Fe (%) Ni (%) Au (%) Ag (%) Zn (%) A4 1,92 13,5 30,9 51,6 32,1 6,99 44,9 67,5 B4 12,4 11,8 23,4 23,3 16,3 13,0 24,8 20,1 C4 14,8 65,3 8,24 9,93 41,1 7,06 11,8 4,90 D4 17,3 6,22 12,7 8,60 6,64 13,1 9,72 4,90 E4 13,9 1,26 7,02 2,81 1,24 12,0 2,25 0,94 F4 19,3 1,42 10,1 2,23 1,35 22,7 3,07 0,87 G4 20,3 0,46 7,63 1,49 1,27 25,1 3,52 0,71

22 RESULTADOS Concentrador Mozley Amostras 5,6 e 7 Rota 3 Amostra 5 Amostra 6 Amostra 7 Fração Metal Não Metal Fração Metal Não Metal Fração Metal Não Metal A5 77% 23% A6 76% 24% A7 78% 22% B5 74% 26% B6 60% 40% B7 76% 24% C5 43% 57% C6 38% 62% C7 44% 56% D5 18% 82% D6 17% 83% D7 16% 84% E5 18% 82% E6 18% 82% E7 16% 84%

23 RESULTADOS Concentrador Mozley Amostras 5,6 e 7 Rota 3 Amostra/ Fração METAIS NÃO METAIS A 48% 65% 60% 11% 18% 12% B 10% 13% 2% 3% 8% 0% C 25% 7% 20% 27% 10% 18% 83% 85% 82% D 11% 3% 5% 39% 14% 20% E 6% 12% 13% 20% 50% 49%

24 RESULTADOS Concentrador Mozley Amostras 5 e 6 Rota 3 Amostra 5 Al (%) Pb (%) Cu (%) Fe (%) Ni (%) Au (%) Ag (%) Zn (%) A 7% 61% 44% 69% 70% 27% 52% 72% B 1% 9% 9% 14% 12% 4% 12% 12% C 33% 27% 30% 8% 12% 25% 29% 13% D 47% 2% 11% 6% 4% 34% 4% 2% E 12% 1% 5% 3% 2% 10% 3% 1% A+B+C 41% 97% 84% 91% 94% 56% 93% 98% D+E 59% 3% 16% 9% 6% 44% 7% 2% Amostra 6 Al (%) Pb (%) Cu (%) Fe (%) Ni (%) Au (%) Ag (%) Zn (%) A 14% 78% 61% 82% 79% 25% 71% 90% B 5% 16% 13% 12% 12% 5% 20% 8% C 15% 3% 11% 2% 5% 10% 7% 1% D 18% 0,50% 3% 1% 1% 21% 0,30% 0,20% E 48% 2% 12% 4% 3% 40% 2% 1% A+B+C 34% 98% 85% 95% 96% 39% 98% 99% D+E 66% 2% 15% 5% 4% 61% 2% 1%

25 CONCLUSÕES PCI tem aproximadamente 10% de metais, sendo cobre, alumínio e estanho os principais. Partículas -1 mm apresentam uma boa liberação de metais contidos na PCI. A partir do uso de processos mecânicos para obter frações concentradas em metais de PCI é possível aumentar significativamente a eficiência dos processos subsequentes, hidrometalurgia e pirometalurgia. A maior eficiência no uso do concentrador Mozley foi obtido quando operado com um fluxo de água de 0,4L/min e uma inclinação da bandeja de 0,26. Usando o concentrador Mozley, é possível recuperar nas frações concentradas até 85% do cobre, 95% do estanho, 96% do níquel e 98% da prata presente na placa de circuito impresso. Estes metais são de grande interesse econômico devido ao seu valor de mercado ou a quantidade presente na PCI, como o cobre.

26 OBRIGADA!