BIOLIXIVIAÇÃO DE ELEMENTOS TERRAS RARAS A PARTIR DE ARGILAS DE ABSORÇÃO DE ÍONS

 

Objetivos de Desenvolvimento Sustentável

 

RESUMO

Os elementos terras raras (ETR) são utilizados em diversas aplicações como para a produção de eletrônicos, imãs permanentes e catalizadores. Além disso são considerados como metais críticos pela União Europeia, Estados Unidos e pelo Brasil. Dentre os minérios onde os metais são encontrados as argilas de adsorção de íons (IAC) se mostraram uma opção viável para sua extração, afinal são encontradas em profundidades baixas (até 10 metros) e possuírem baixo custo de mineração. A extração dos metais é tradicionalmente feita através de técnicas hidrometalurgicas como a lixiviação química utilizando ácidos orgânicos, inorgânicos e sais, porém o uso de ambos acarreta a geração de resíduos indesejáveis e, como resultado o fenômeno de salting-out em solos contaminados, produção de gases de efeito estufa e custos de produção elevados. Visando a redução dos impactos causados pelas técnicas tradicionais de extração os bioprocessos se mostram como uma alternativa viável. Dentre os bioprocessos, a biolixiviação é explorada neste projeto. A técnica se baseia na produção de agentes lixiviantes para solubilizar os metais presentes em uma amostra sólida. Para este projeto é utilizada a bactéria Acidithiobacillus ferrooxidans para oxidar ferro (II) em ferro (III) e produzir ácido sulfúrico, ambos serão utilizados como agentes lixiviantes para extrair ETR de uma amostra de IAC obtida no Brasil. Para que este processo seja eficaz, são observados a relação entre a argila, os agentes lixiviantes e o desenvolvimento dos microrganismos, para isso são realizados ensaios de biolixiviação com e sem contato onde parâmetros como o pH, potencial de oxi-redução, taxa de consumo de ferro são analisados.

ABSTRACT

Rare earth elements (ETR) are used in a variety of applications such as electronics, permanent magnets and catalysts. They are also considered critical metals by the European Union, the United States and Brazil. Among the ores where these metals are found, ion adsorption clays (IAC) have proved to be a viable option for their extraction, as they are found at shallow depths (up to 10 meters) and have low mining costs. Metals are traditionally extracted using hydrometallurgical techniques such as chemical leaching using organic and inorganic acids and salts, but the use of both leads to the generation of undesirable waste and, as a result, the phenomenon of salting-out in contaminated soils, the production of greenhouse gases and high production costs. In order to reduce the impacts caused by traditional extraction techniques, bioprocesses are proving to be a viable alternative. Among the bioprocesses explored in this project is bioleaching. The technique is based on the production of leaching agents to solubilize the metals present in a solid sample. For this project, the bacterium Acidithiobacillus ferrooxidans is used to oxidize iron (II) into iron (III) and produce sulfuric acid, both of which will be used as leaching agents to extract ETR from an IAC sample obtained in Brazil. In order for this process to be effective, the relationship between the clay, the leaching agents and the development of microorganisms must be observed. To this end, contact and non-contact bioleaching tests are carried out, where parameters such as pH, oxidation-reduction potential and the rate of iron consumption are analyzed.