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Title: Sistemas aquosos mais amigáveis ambientalmente para extração líquido-líquido de elementos terras raras.
Authors: Neves, Heyder Pereira
metadata.dc.contributor.advisor: Mageste, Aparecida Barbosa
Leão, Versiane Albis
Keywords: Extração por solventes
Sistemas aquosos bifásicos
Resíduos perigosos - extração em ponto nuvem
Terras-raras
Metais de terras raras
Issue Date: 2021
metadata.dc.contributor.referee: Mageste, Aparecida Barbosa
Leão, Versiane Albis
Silva, Maria do Carmo Hespanhol da
Ferreira, Guilherme Max Dias
Citation: NEVES, Heyder Pereira. Sistemas aquosos mais amigáveis ambientalmente para extração líquido-líquido de elementos terras raras. 2021. 81 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Ambiental) – Núcleo de Pesquisas e Pós-Graduação em Recursos Hídricos, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2021.
Abstract: Os impactos gerados pelas atividades humanas no planeta, são motivos de intensas discussões em várias áreas da ciência, o que impulsiona pesquisas a busca por modos de vida, processos e produtos que sejam menos agressivos ao meio ambiente. No ramo industrial, uma importante contribuição foi dada pela Química Verde, ao elencar em seus princípios, a evitação de solventes orgânicos em processos de extração, por terem estes compostos um alto potencial de dano a seres vivos em geral e características inflamáveis, que os torna até mesmo perigosos em seu manejo. Entretanto, a extração por solventes é uma técnica consolidada, e eficiente no tratamento de licores na indústria hidrometalúgica; sendo largamente utilizada na extração e separação do importante grupo de metais da série dos lantanídeos, mais conhecido como elementos terras raras. Sendo assim, a tarefa de encontrar técnicas que alinhem eficiência e redução de danos, torna-se uma tarefa complexa e cautelosa. Neste trabalho, são investigadas duas técnicas alternativas de extração líquido-líquido para recuperação de terras raras: a extração em ponto nuvem (EPN) e extração em sistemas aquosos bifásicos (SAB). Elas são apontadas como possíveis substitutas do método tradicional, por apresentarem eficiência de extração e características mais “verdes”. No primeiro momento, uma revisão de literatura da aplicação destas duas técnicas é realizada, onde são discutidos aspectos técnicos de aplicação, avanços, características ambientalmente amigáveis, limitações e perspectivas de desenvolvimento. Foi possível averiguar que enquanto a EPN se apresenta como técnica analítica eficiente para pré-concentração e posterior determinação de metais, os SAB possuem características mais interessantes para desenvolvimento a nível industrial. Diante desta reflexão, optou-se por utilizar um sistema aquoso bifásico na fase experimental do trabalho. Sendo assim, um sistema composto pelo surfatante não-iônico Triton X-100 + NH4SCN foi utilizado para separação de Al e Fe, dos ETR La, Pr e Nd, contidos em um licor sulfúrico sintético. Em seguida, o mesmo sistema foi utilizado para uma tentativa de separação dos ETR, com o auxílio flavonoide Quercetina, como agente extratante. Enquanto na primeira etapa o sistema se mostrou eficiente para retirada de Al e Fe, a Quercetina não mostrou, neste sistema, grande seletividade para os ETR.
metadata.dc.description.abstracten: The impacts generated by human activities on the planet are reasons for intense discussions in various areas of science, which drives research to search for ways of life, processes and products that are less harmful to the environment. In the industrial field, an important contribution was given by Green Chemistry, listing in its principles, the avoidance of organic solvents in extraction processes, as these compounds have a high potential for damage to living beings in general and flammable characteristics, which makes them even dangerous in their handling. However, solvent extraction is a consolidated technique, and efficient in the treatment of liquors in the hydrometallurgical industry; being widely used in the extraction and separation of the important group of metals in the lanthanide series, better known as rare earth elements. Thus, the task of finding techniques that align efficiency and harm reduction becomes a complex and cautious task. In this work, two alternative liquid-liquid extraction techniques for rare earth recovery are investigated: cloud point extraction (CPE) and extraction in aqueous two-phase systems (SAB). They are pointed out as possible substitutes for the traditional method, as they present extraction efficiency and “greener” characteristics. At first, a literature review of the application of these two techniques is carried out, where technical aspects of application, advances, environmentally friendly characteristics, limitations and development perspectives are discussed. It was possible to verify that while CPE presents itself as an efficient analytical technique for pre-concentration and subsequent determination of metals, SAB has more interesting characteristics for development at an industrial level. In view of this reflection, it was decided to use a two-phase aqueous system in the experimental phase of the work. Thus, a system composed by the non-ionic surfactant Triton X-100 + NH4SCN was used to separate Al and Fe from ETR La, Pr and Nd, contained in a synthetic sulfuric liquor. Then, the same system was used in an attempt to separate the ETR, with the aid of the flavonoid Quercetin, as an extracting agent. While in the first stage the system proved to be efficient for the removal of Al and Fe, Quercetin did not show, in this system, great selectivity for ETR.
Description: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental. Núcleo de Pesquisas e Pós-Graduação em Recursos Hídricos, Universidade Federal de Ouro Preto.
URI: http://www.repositorio.ufop.br/jspui/handle/123456789/13520
metadata.dc.rights.license: Autorização concedida ao Repositório Institucional da UFOP pelo(a) autor(a) em 09/08/2021 com as seguintes condições: disponível sob Licença Creative Commons 4.0 que permite copiar, distribuir e transmitir o trabalho, desde que sejam citados o autor e o licenciante.
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