Nanohidrometalurgia Magnética

Objetivos de Desenvolvimento Sustentável

Resumo

        As terras raras, como o lantânio, são consideradas elementos estratégicos da tecnologia moderna devido ao seu papel essencial em processos como os de catálise petroquímica. A tendência de esgotamento de minérios destes elementos faz com que novas alternativas sejam exploradas, como a extração de terras raras de resíduos como os catalisadores industriais gastos. Os processos de extração por meio de rotas hidrometalúrgicas convencionais não são ambientalmente amigáveis, uma vez que utilizam ácidos e bases agressivos, geram efluentes ácidos, e são necessárias várias etapas de purificação, incluindo extração por solventes orgânicos inflamáveis/tóxicos. A nanohidrometalurgia (ou nanohidrometalurgia magnética) consiste em uma nova abordagem sustentável para recuperar ou extrair metais de uma solução aquosa. Podendo assim ser aplicada para catalisadores gastos, dispositivos eletrônicos, baterias, como alternativa hidrometalúrgica aos métodos convencionais, aplicando a nanotecnologia à área mineral. . As principais vantagens da nanohidrometalurgia são (1) operação simples com o auxílio de ímãs para separar as nanopartículas (NPs) ligadas aos metais com propriedades semelhantes, (2) possibilidade de reutilização de NPs metálicas usadas no processo de extração, (3) alta eficiência e (4) uma abordagem ecologicamente correta, que não utiliza solventes orgânicos ou processamento químico. A recuperação de metais críticos provenientes de fontes secundárias de resíduos industriais (catalisadores) ainda enfrenta alguns desafios e há lacunas a serem preenchidas. Assim, existe uma contribuições científicas quanto a avaliação da separação seletiva de lantânio de catalisadores industriais gastos através de nanohidrometalurgia, para desenvolver uma tecnologia competitiva e mais verde na separação de metais críticos de resíduos industriais.

Abstract

       Rare earth, such as lanthanum, are considered strategic elements of modern technology due to their essential role in processes such as petrochemical catalysis. The trend of depletion of ores of these elements makes new alternatives to be explored, such as the extraction of rare earth from residues such as spent industrial catalysts. However, conventional hydrometallurgical extraction processes are not environmentally friendly since they use aggressive acids and bases, generate acidic effluents, and require several purification steps, including extraction by flammable/toxic organic solvents. Nanohydrometallurgy (or magnetic nanohydrometallurgy) is a new sustainable approach to recovering or extracting metals from an aqueous solution. It can thus be applied to spent catalysts, electronic devices, and batteries as a hydrometallurgical alternative to conventional methods, applying nanotechnology to the mineral area. The main advantages of nanohydrometallurgy are (1) simple operation with the aid of magnets to separate nanoparticles (NPs) bound to metals with similar properties, (2) possibility of reuse of metallic NPs used in the extraction process, (3) high efficiency and (4) an environmentally friendly approach that does not use organic solvents or chemical processing. However, the recovery of critical metals from secondary sources of industrial waste (catalysts) still faces some challenges and gaps to be filled. Thus, there is a scientific contribution to evaluating the selective separation of lanthanum from spent industrial catalysts through nanohydrometallurgy, to develop a competitive and greener technology for separating critical metals from industrial waste.

Financiamento

FAPESP 2021/15156-2

FAPESP Temático 2019/11866-5