Resinas de Troca iônica e extração por solvente

Objetivos de Desenvolvimento Sustentável

 

 

 

Resumo

Com a crescente demanda por metais críticos, que correm risco no fornecimento a curto e médio prazo, e a diminuição dos teores dos minérios, se faz necessário o desenvolvimento de técnicas de separação cada vez mais seletivas. Ainda, a reciclagem de eletroeletrônicos precisa ser constantemente estudada para acompanhar os novos produtos que são lançados no mercado, como as baterias para carros elétricos e as lâmpadas de LED e OLED. Dentre as técnicas usadas para separar os metais e assim obter produtos de alta pureza, estão as resinas de troca iônica e a extração por solventes.

No caso da extração por solventes, a técnica de separação líquido-líquido consiste na mistura de fases aquosa (licor) e orgânica (extratante), podendo eliminar etapas de precipitação e obtendo soluções concentradas dos metais de interesse. Estuda-se também o fenômeno de sinergia entre extratantes.

Já as resinas de troca iônica consistem em polímeros, aos quais são introduzidos grupos funcionais, que conferem, por sua vez, a propriedade de trocar, de forma seletiva, íons contidos em seu interior com íons de interesse presentes em uma solução. As resinas podem ser de troca catiônica (trocadoras de cátions), aniônica (trocadoras de ânions) ou quelantes, que interagem por ligações coordenadas aos íons metálicos e levam à formação de um complexo a partir da sorção destes.

 

 

Abstract

With the growing demand for critical metals, which are at risk in the supply in the short and medium term, and the decrease in ore contents, it is necessary to develop increasingly selective separation techniques. Furthermore, the recycling of electronics needs to be constantly studied to keep up with the new products that are launched on the market, such as batteries for electric cars and LED and OLED lamps. Among the techniques used to separate metals and thus obtain products of high purity, are ion exchange resins and solvent extraction.

In the case of solvent extraction, the liquid-liquid separation technique consists of mixing aqueous (liquor) and organic (extracting) phases, being able to eliminate precipitation stages and obtaining concentrated solutions of the metals of interest. The phenomenon of synergy between extractants is also studied.

Ion exchange resins, on the other hand, consist of polymers, to which functional groups are introduced, which in turn confer the property of selectively exchanging ions contained within them with ions of interest present in a solution. The resins can be cationic exchange (cation exchange), anionic (anion exchange) or chelators, which interact through coordinated bonds to metal ions and lead to the formation of a complex from their sorption.

 

 

Publicações

SOUZA, ARIANE GASPARI OLIVEIRA ; ALIPRANDINI, PAULA ; Espinosa, Denise Crocce Romano ; TENÓRIO, JORGE ALBERTO SOARES . Scandium Extraction from Nickel Processing Waste Using Cyanex 923 in Sulfuric Medium. JOM, v. 71, p. 2003, 2019.

Ariane Gaspari Oliveira Souza. Recuperação de óxido de Escândio de alta pureza de resíduos industriais da cadeia de produção do Níquel. 2016. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) – Universidade de São Paulo. Orientador: Jorge Alberto Soares Tenório.

Botelho Junior, A. B.; Espinosa, D. C. R. ; Dreisinger, David ; Tenório, J. A. S. Effect Of pH To Recover Cu(II), Ni(II) And Co(II) From Nickel Laterite Leach Using Chelating Resins. Tecnologia Em Metalurgia, Materiais E Mineração (Impresso), V. 16, P. 135-140, 2019.

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.

Botelho Junior, A. B.; Vicente, A.A. ; Espinosa, D.C.R. ; Tenório, J.A.S. Recovery Of Metals By Ion Exchange Process Using Chelating Resin And Sodium Dithionite. Journal Of Materials Research And Technology-JMR&T, V. 8, P. 4464-4469, 2019.

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.

Botelho Junior, A. B.; Tenório, J.A.S. Estudo Termodinâmico Da Recuperação De Cobre Utilizando Resina Quelante Para Diferentes Estados De Oxidação Do Ferro. Tecnologia Em Metalurgia, Materiais E Mineração, V. 16, P. 358-362, 2019.

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.

Perez, I. D.; Botelho Junior, A. B. ; Aliprandini, P.; Espinosa, D. C. R. Copper Recovery From Nickel Laterite With High-Iron Content: A Continuous Process From Mining Waste. Canadian Journal Of Chemical Engineering (Online), V. 98, P. 957-968, 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.

Botelho Junior, A. B.; Dreisinger, D.; Espinosa, D. C. R. A Review Of Nickel, Copper, And Cobalt Recovery By Chelating Ion Exchange Resins From Mining Processes And Mining Tailings. Mining, Metallurgy & Exploration, V. 36, P. 199-213, 2018.

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.

Espinosa, D. C. R.; Tenório, J.A.S. Treament of Chromium Plating Process Effluents with Ion Exchange Resins. Waste Management (Elmsford), v. 21, n.7, p. 637-642, 2001.

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.

 

Pesquisas Relacionadas

Reciclagem de baterias de carros elétricos.

Resinas quelantes de troca iônica.

Reciclagem de catalisador gasto.

Recuperação de Metais em Lâmpadas LED.

Reciclagem de telefones celulares.

Reciclagem de baterias.

 

Projeto com empresa, CNPq, Fapesp ou financiador

FAPESP Temático 2012 / 51871-9

FAPESP Auxílio 2018/11417-3

FAPESP Bolsa 2018/03483-6

FAPESP Bolsa no exterior 2020/01083-0