ImprimirRECUPERAÇÃO DE NIÓBIO E TÂNTALO DA COLUMBITA POR MEIO DE LIXIVIAÇÃO E PRÉ-TRATAMENTO ALCALINO
Objetivos de Desenvolvimento Sustentável
Resumo
O nióbio (Nb) e o tântalo (Ta) são elementos pertencentes ao grupo VB da tabela periódica e exibem similaridades químicas, o que torna a sua separação uma tarefa desafiadora. Esses metais podem ser extraídos de fontes ou depósitos primários, como minérios, sendo a columbita/tantalita (Fe, Mn)(Nb, Ta)2O6), pirocloro (NaCaNb2O6F) e microlita as principais fontes, ou de recursos secundárias, como resíduos de mineração, reciclagem de materiais à sua base. Devido às suas propriedades, como ductilidade ao frio, condutividade elétrica, resistência térmica e mecânica, inércia química, resistência à corrosão e capacidade refratária, os compostos de Nb-Ta são amplamente empregues em diversas áreas, como indústria aeroespacial e automotiva, na construção de capacitores, dispositivos eletrônicos (como telefones por exemplo), tubulações compostas de aço, materiais com resistência a altas temperaturas, supercondutores, aços inoxidáveis e lâminas de turbinas eólicas. Várias tecnologias têm sido empregadas para a recuperação e purificação destes metais, tanto de fontes primárias quanto de fontes secundárias. Entre essas tecnologias destacam-se os processos pirometalúrgicos e hidrometalúrgicos. A pirometalurgia utiliza altas temperaturas (650 °C a 1000 °C) para extração de metais. Já a hidrometalurgia envolve, geralmente, lixiviação (ácida ou alcalina) seguida de purificação para obtenção de metais de alta pureza. Estudos demonstram que Nb₂O₅·nH₂O(s) e Ta2O5·nH2O(s) formam compostos solúveis em meio alcalino, como niobatos e tantalatos. Este estudo avalia o efeito de agentes alcalinos na extração de Nb e Ta, tanto por lixiviação direta quanto por tratamento térmico seguido de solubilização em água. A pesquisa concentra-se no desempenho dos agentes lixiviantes e na otimização dos parâmetros de lixiviação para recuperar esses metais.
ABSTRACT
Niobium (Nb) and tantalum (Ta) are elements of group VB of the periodic table and exhibit chemical similarities, which makes their separation a challenging task. These metals can be extracted from primary sources, such as ores—including columbite/tantalite ((Fe, Mn)(Nb, Ta)₂O₆), pyrochlore (NaCaNb₂O₆F), and microlite—or from secondary sources, such as mining residues and recycling of Nb-Ta-based materials. Due to their properties, such as cold ductility, electrical conductivity, thermal and mechanical resistance, chemical inertness, corrosion resistance, and refractory capability, Nb-Ta compounds are widely used in various fields, including the aerospace and automotive industries, in the manufacturing of capacitors, electronic devices (e.g., cell phones), steel pipelines, high-temperature resistant materials, superconductors, stainless steels, and wind turbine blades. Several technologies have been employed for the recovery and purification of these metals from both primary and secondary sources. Among them, pyrometallurgical and hydrometallurgical processes stand out. Pyrometallurgy uses high temperatures (650 °C to 1000 °C) for metal extraction, whereas hydrometallurgy generally involves leaching (acidic or alkaline), followed by purification to obtain high-purity metals. Studies have shown that Nb₂O₅·nH₂O(s) and Ta₂O₅·nH₂O(s) form soluble compounds in alkaline media, such as niobates and tantalates. This study evaluates the effect of alkaline agents on the extraction of Nb and Ta, both through direct leaching and thermal treatment followed by water solubilization. The research focuses on the performance of leaching agents and the optimization of leaching parameters to recover these metals.
