Dissertação

{pt_PT=Recycling of Rare Earth Elements Contained on Fluorescent Lamps by Hydrometallurgical Processing} {} EVALUATED

{pt=As lâmpadas fluorescentes são constituídas por uma mistura de halofosfatos, usualmente fosfato de cálcio, e de compostos fosforados formados por terras raras, (ítrio, európio, lantânio, cério, térbio e gadolínio). Apesar de já existirem várias instalações de reciclagem de lâmpadas fluorescentes, a grande maioria ainda não está preparada para recuperar terrar raras, devido à complexidade e custo dos processos disponíveis atualmente. Este trabalho tem como objetivo a otimização da solubilização de terras raras provenientes de lâmpadas fluorescentes esgotadas, através de um processo, constituído por 3 passos individuais de lixiviação com ácido clorídrico, efetuando-se um tratamento térmico antes do último passo de lixiviação. O lixiviado foi caracterizado quimicamente, e o resíduo sólido foi caracterizado estruturalmente e morfologicamente, para avaliar a evolução das amostras ao longo do processo. A realização do processo em vários passos permitiu efetuar a solubilização sequencial dos compostos fosforados. No primeiro passo, a solução 2 M de HCl, a 25ºC durante 1 h, solubilizou praticamente 100% do fosfato de cálcio, e menos de 15% de ítrio e európio. No segundo passo, a solução 2 M de HCl, a 60ºC durante 1 h, solubilizou mais de 90% do YOX, e aproximadamente 25% de gadolínio. A realização de um tratamento térmico a uma temperatura superior a 200ºC aumentou a solubilização do La, Ce, Tb. Realizando um tratamento térmico a 200ºC seguido de uma lixiviação com a solução 6 M de HCl, a 90ºC durante 9 h, permite solubilizar acima de 90% de todas as terras raras. , en=Fluorescent lamps have in their constitution a mixture of halophosphates, usually calcium phosphate, and of phosphors formed by rare earth elements (yttrium, europium, lanthanum, cerium, terbium and gadolinium). Despite multiple industrial plants of fluorescent lamps recycling already exist, most of them are still not capable of recovering rare earths, due to the high complexity and cost of the available processes. This work is focused in the optimization of the solubilization of rare earths coming from spent fluorescent lamps, using a process that includes 3 individual hydrochloric acid leaching steps, and a heat-treatment before the last leaching step. The leachate was chemically analysed, and the solid residue was characterized structural and morphologically to evaluate the evolution of samples along the process. The separation of the process in various steps allowed the sequential solubilisation of phosphors. In the first step, a 2 M HCl solution at 25ºC for 1 h, was capable of solubilizing almost 100% of the calcium phosphate, and less than 15% of yttrium and europium. In the second step, a 2 M HCl solution at 60ºC for 1 h, solubilized more than 90% of YOX and around 25% of gadolinium. Heat-treatment at a temperature higher than 200ºC increases the solubilization of La, Ce and Tb. After a heat-treatment at 200ºC and leaching with a 6 M HCl solution at 90ºC for 9 h, more than 90% of the rare earth elements were solubilized. }
{pt=Lâmpadas fluorescentes, Terras raras, Reciclagem, Lixiviação, Tratamento térmico, en=Fluorescent lamps, Rare earth elements, Recycling, Leaching, Heat-treatment}

Novembro 26, 2018, 14:30

Orientação

ORIENTADOR

Carlos Alberto Gonçalves Nogueira

LNEG

Investigador

ORIENTADOR

Fernanda Maria Ramos da Cruz Margarido

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Associado