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Title: Estudo da lixiviação de placas de circuito impresso de computadores desktops obsoletos da UFRN
Other Titles: Study of the leaching of printed circuit boards of obsolete desktops computers from the UFRN
Authors: Melo, Raffael Andrade Costa de
Keywords: Placas de circuito impresso;Reciclagem;Lixiviação
Issue Date: 30-Mar-2017
Citation: MELO, Raffael Andrade Costa de. Estudo da lixiviação de placas de circuito impresso de computadores desktops obsoletos da UFRN. 2017. 70f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2017.
Portuguese Abstract: O esgotamento das reservas minerais e a preocupação crescente da sociedade com o meio ambiente e a sustentabilidade traz perspectivas animadoras nas áreas de reciclagem de resíduos de equipamentos eletroeletrônicos (REEE). Diante disso, este trabalho tem como objetivo desenvolver uma rota para reciclar metais presentes nas placas de circuito impresso (PCI) de computadores desktops obsoletos. Para isso foram feitos ensaios de lixiviação utilizando diferentes ácidos (nítrico, água régia, clorídrico e sulfúrico) variando os parâmetros de temperatura e de concentração molar do ácido seguindo um planejamento experimental fatorial completo do tipo 2² com repetições no ponto central avaliou-se a eficiência do processo através do percentual de massa lixiviada obtida por análise gravimétrica. As amostras antes e depois dos ensaios de lixiviação foram analisadas por FRX, MEV e EDS para que fossem identificados e quantificados os principais elementos químicos existentes, bem como determinar a morfologia das amostras de PCI utilizadas. Os melhores resultados alcançados em termos percentuais de massa lixiviada foram obtidos para água régia e ácido nítrico. Já os resultados de menor rendimento alcançados foram obtidos para o ácido clorídrico e sulfúrico. O estudo estatístico do ácido nítrico demonstrou que a concentração molar do ácido foi o único fator que apresentou efeito significativo sobre a variável resposta, não houve falta de ajuste e o coeficiente de correlação (R²) estimado foi de 0,99111, indicando que o modelo de primeira ordem testado é preditivo e significativo. Já para a água régia, a concentração molar do ácido e a interação temperatura/concentração foram os dois fatores que apresentaram efeito significativo sobre a variável resposta e o modelo que melhor se adequou foi o de segunda ordem (R² de 0,99914). Por fim, as análises por FRX demonstraram quais elementos foram ou não lixiviados por cada ácido. A água régia apresentou facilidade em dissolver praticamente todos os metais. O ácido nítrico dissolveu cobre, chumbo e cálcio. Os ácidos clorídrico e sulfúrico foram eficientes na lixiviação do estanho, ferro e níquel. De maneira geral, cada ácido foi seletivo para diferentes elementos químicos presentes na composição das PCI, possibilitando assim desenvolver uma rota de reciclagem viável baseado nesse estudo.
Abstract: The reduction of mineral reserves and the growing concern of society with the environment and sustainability brings exciting prospects in the areas of recycling of waste electrical and electronic equipment (WEEE). Therefore, this paper aims to develop a route to recycle metals present on the printed circuit boards (PCB) of obsolete desktops computers. For this, leaching tests were performed using different acids (nitric, regal water, hydrochloric and sulfuric), varying the parameters of temperature and molar concentration of the acid following a complete factorial experimental design of the type 2² with repetitions at the central point was evaluated the process through the percentage of leached mass obtained by gravimetric analysis. The samples before and after the leaching tests were analyzed by FRX, MEV and EDS to identify and quantify the main chemical elements as well as the morphology of the PCB samples used. The best results obtained in percentage terms of leached mass were obtained for royal water and nitric acid. On the other hand, the results of lower yields were obtained for hydrochloric and sulfuric acid. The statistical study of nitric acid showed that the molar concentration of the acid was the only factor that had a significant effect on the response variable, there was no lack of fit and the estimated coefficient of correlation (R²) estimated was 0.99111, indicating that the first order model tested is predictive and significant. However, for the royal water the acid molar concentration and the temperature/concentration interaction were the two factors that had a significant effect on the response variable and the model that best suitable was the second order (R² of 0,99914). Finally, the FRX reviews demonstrated which elements were or were not leached by each acid. Regal water has shown ease in dissolving practically all metals. The nitric acid dissolved copper, lead and calcium. The hydrochloric and sulfuric acid were efficient in the leaching of tin, iron and nickel. In general, each acid was selective for different chemical elements present in the composition of the PCB and for this reason a viable recycling route based on this study is possible.
URI: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/23395
Appears in Collections:PPGEQ - Mestrado em Engenharia Química

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