Obtenção de metais críticos de alta pureza a partir de minérios vanadiníferos

Objetivos de desenvolvimento sustentável

Resumo

O beneficiamento de minérios de titanomagnetita vanadinífera é uma importante fonte de obtenção de metais críticos, como o vanádio e o titânio. Neste processo, entretanto, são produzidas soluções com impurezas (que diminuem seu preço no mercado), além de haver a formação de pilhas de resíduos. A lixiviação dessas pilhas, por sua vez, pode ser ainda uma importante fonte de metais valiosos, como o escândio. Nesse contexto, essa pesquisa visa desenvolver rotas tecnológicas mais sustentáveis para purificar produtos de diferentes etapas do processo produtivo de minérios do tipo Fe-Ti-V, empregando resinas quelantes de troca iônica para obtenção de soluções puras de vanádio, titânio e escândio. Dentre as atividades desenvolvidas no projeto, estão: a caracterização das resinas de troca iônica, das soluções industriais reais da lixiviação do minério e do resíduo da lixiviação; os estudos de adsorção em batelada e sistema contínuo da purificação das soluções de V-Ti; os ensaios de lixiviação do resíduo, com posterior purificação da solução para obtenção de uma solução concentrada em Sc e, por fim, um estudo aprofundado dos mecanismos de adsorção de íons de V, Ti e Sc pelos grupos funcionais das resinas

Abstract

The beneficiation of vanadiniferous titanomagnetite ores is an important source for obtaining critical metals, such as vanadium and titanium. In this process, however, solutions with impurities are produced (which reduce their price on the market), in addition to the formation of piles of waste. Leaching from these piles, in turn, can still be an important source of valuable metals, such as scandium. In this context, this research project aims to develop more sustainable technological routes to purify products from different stages of the production process of Fe-Ti-V ores, using ion exchange chelating resins to obtain pure solutions of vanadium, titanium and scandium. Among the activities developed in the project are: the characterization of the ion exchange resins, the real industrial solutions of the ore leaching and the leaching residue; the studies of adsorption in batch and continuous system for the purification of V-Ti solutions; the residue leaching experiments, with subsequent purification of the leaching liquor to obtain a concentrated solution in Sc and, finally, an in-depth study of the mechanisms of adsorption of V, Ti and Sc ions by the functional groups of the resins.

Fluxograma

Financiamento

Empresa Largo

CAPES, bolsa 88887.672509/2022-00

FAPESP, temático 2019/11866-5

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Resinas Quelantes de Troca Iônica na Mineração.

Recuperação de vanádio e titânio do resíduo de beneficiamento

Resinas quelantes de troca iônica.

Publicações

VINCO, J.H.; BOTELHO JUNIOR, A.B.; DUARTE, H.A.; ESPINOSA, D.C.R.; TENÓRIO, J.A.S. Purification of an iron contaminated vanadium solution through ion exchange resins. Minerals Engineering, v. 176, p. 107337, 2022.

VINCO, J.H.; BOTELHO JUNIOR, A.B.; DUARTE, H.A.; ESPINOSA, D.C.R.; TENÓRIO, J.A.S.  Kinetic modeling of adsorption of vanadium and iron from acid solution through ion exchange resins. Transactions of Nonferrous Metals Society of China, v. 32, p. 2438-2450, 2022.

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Botelho Junior, A. B; Anes, I. A ; Tenório, J. A. S . Estudo Comparativo Entre As Técnicas De Precipitação Por Redução Química E Resinas Quelantes Para Recuperação De Cobre. Tecnologia Em Metalurgia, Materiais E Mineração (Impresso), V. 16, P. 263-267, 2019.

Botelho Junior, Amilton B.; Jiménez Correa, Mónica M. ; Espinosa, Denise C. R. ; Dreisinger, David ; Tenório, Jorge A. S. Recovery Of Cu(II) From Nickel Laterite Leach Using Prereduction And Chelating Resin Extraction: Batch And Continuous Experiments. Canadian Journal Of Chemical Engineering, V. 97, P. 924-929, 2019.

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Botelho Junior, A. B.; Espinosa, D.C.R.; Dreisinger, D.; Tenório, J.A.S. Recovery Of Nickel And Cobalt From Nickel Laterite Leach Solution Using Chelating Resins And Pre-Reducing Process. Canadian Journal Of Chemical Engineering, V. 97, P. 1181-1190, 2019.

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Botelho Junior, A B; Vicente, A. A.; Espinosa, D. C. R.; Tenório J.A.S. Effect Of Iron Oxidation State For Copper Recovery From Nickel Laterite Leach Solution Using Chelating Resin. Separation Science And Technology, V. 55, P. 1-11, 2019.

Perez, I. D. ; Botelho Junior, A. B. ; Espinosa, D. C. R.. The Study Of Chelating Resin Dowex US 43605 For Copper Recovery From Nickel Laterite Leach Solution. Tecnologia Em Metalurgia, Materiais E Mineração, V. 16, P. 434-438, 2019.

Botelho Junior, A. B.; Jiménez Correa, M. M.; Espinosa, D. C. R.; Tenório, J. A. S. Influência Do Fe(III) No Lixiviado De Rejeito De Níquel No Processo De Troca-Iônica. Tecnologia Em Metalurgia, Materiais E Mineração, V. 15, P. 322-326, 2018.

Botelho Junior, Amilton Barbosa; Espinosa, Denise Crocce Romano; Dreisinger, D.; Tenório, J. A. S. Pre-Reducing Process Kinetics To Recover Metals From Nickel Leach Waste Using Chelating Resins. International Journal Of Chemical Engineering, V. 2018, P. 1-7, 2018.

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Perez, Isadora Dias; Correa, Mónica Maria Jiménez; Tenório, Jorge Alberto Soares; Espinosa, Denise Crocce Romano. Avaliação Da Influência Da Concentração Inicial De Cu²⁺, Fe³⁺ E Ni²⁺ Na Recuperação Dos Íons Metálicos Pela Resina Quelante Dowex XUS43605. Tecnologia Em Metalurgia, Materiais E Mineração, V. 16, P. X, 2019.

José Helber Vinco. Obtenção de vanádio de alta pureza para aplicação em baterias de fluxo redox de vanádio. 2022. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) – Universidade de São Paulo, Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico. Orientador: Jorge Alberto Soares Tenório.

Amilton Barbosa Botelho Junior. Recuperação de níquel e cobalto a partir de lixiviado de níquel laterítico utilizando resinas quelantes e processo de pré-redução. 2018. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) – Universidade de São Paulo, Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo. Orientador: Jorge Alberto Soares Tenório.

Mónica Maria Jiménez Correa. Separação de cobre, níquel e cobalto de um licor produzido na lixiviação de minério laterítico de níquel usando resinas quelantes. 2019. Tese (Doutorado em Engenharia Química) – Universidade de São Paulo, Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico. Orientadora: Denise Crocce Romano Espinosa.

Isadora Dias Perez. Recuperação de cobre de uma solução sintética baseada no licor de lixiviação atmosférica do minério limonítico de níquel por troca iônica utilizando a resina quelante Dowex XUS43605. 2018. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) – Universidade de São Paulo, Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior. Orientador: Denise Crocce Romano Espinosa.

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