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Doctoral Thesis
Document
Author
Full name
Marcos Paulo Kohler Caldas
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2017
Supervisor
Committee
Espinosa, Denise Crocce Romano (President)
Bernardes, Andrea Moura
Lazzari, Claudio Parra de
Moraes, Viviane Tavares de
Tenório, Jorge Alberto Soares
Title in Portuguese
Síntese de nanopartículas de prata a partir da reciclagem de placas de circuito impresso.
Keywords in Portuguese
Hidrometalurgia
Nanopartículas
Nanotecnologia
Placas (Reciclagem)
Prata (Recuperação)
Abstract in Portuguese
A recuperação de metais presentes em equipamentos eletroeletrônicos tem atraído interesse em virtude de novas e diferentes tecnologias que visam a reutilização desses elementos químicos em novos processos produtivos. A recuperação de prata de placas de circuito impresso (PCI) na forma de nanopartículas é uma alternativa para reutilização deste metal nobre. Este trabalho teve como objetivos: recuperar a prata presente em placas de circuito impresso através de uma rota hidrometalúrgica; separar a prata dos demais metais e utilizar a prata recuperada para sintetizar nanopartículas de prata. Para desenvolvimento do trabalho, foram utilizados dois modelos de PCIs com diferentes composições: placa mãe e placa de memória de computadores obsoletos. As placas foram caracterizadas por digestão em água régia, análise granulométrica, análise em lupa binocular, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e perda ao fogo. Foi definida uma rota hidrometalúrgica para recuperação da prata após um estudo de três rotas possíveis. A rota hidrometalúrgica definida para recuperação da prata, para os dois modelos de PCIs, envolveu uma primeira lixiviação em meio ácido sulfúrico a 95ºC, por 18 horas e uma segunda lixiviação em ácido sulfúrico em meio oxidante (adição de peróxido de hidrogênio - H2O2) a 95ºC por 6 horas. Esta rota descarta a técnica de separação magnética e separação eletrostática, pois o metal em estudo é encontrado em pequenas concentrações nos resíduos eletroeletrônicos. O licor lixiviado foi caracterizado por espectrometria de emissão óptica com acoplamento de plasma induzido (ICP-OES). Após o processo de lixiviação, a prata foi isolada dos demais metais na forma de AgCl, através de processo de precipitação seletiva utilizando NaCl. A síntese de nanopartículas de prata foi feita utilizando o citrato de sódio como agente estabilizante. Os resultados obtidos neste trabalho permitem concluir que foi possível recuperar 100% da prata presente nas placas de circuito impresso proveniente de computadores obsoletos, por meio da rota hidrometalurgica utilizada. Após a lixiviação, a prata foi isolada. Com a prata isolada, foi possível a síntese de nanopartículas de prata com diâmetro médio de 60 a 80nm.
Title in English
Synthesis of silver nanoparticles from the recycling of printed circuit boards.
Keywords in English
Hydrometallurgy
Nanoparticles
Nanotechnology
Recovery of silver
Recycling
Abstract in English
The recovery of metals present in waste electric and electronic equipment (WEEE) has attracted interest due to the new and different technologies that aim to reuse these chemical elements in new production processes. Recovering silver from printed circuit boards (PCI) into nanoparticles form is an alternative to reuse this noble metal. This work aims to: recover the silver present in printed circuit boards through a hydrometallurgical route; to separate silver from the other metals and to use the recovered silver to synthesize silver nanoparticles. For the development of this work two models of PCIs with different compositions were used: motherboard and random-access memory (RAM) devices from obsolete personal computers. The PCIs were characterized by aqua regia digestion, particle size analysis, stereo microscope analysis, scanning electron microscopy (SEM) and loss on ignition. A hydrometallurgical route for silver recovery was defined after a study of three possible routes. The hydrometallurgical route defined to recover silver from the two models of PCIs involved a first step of leaching in sulfuric acid solution at 95ºC for 18 hours and a second leaching step in sulfuric acid in an oxidizing solution (with addition of hydrogen peroxide - H2O2) at 95° C for 6 hours. This route discards the technique of magnetic and eletrostatic separation because the metal under study is found in a small concentration in the electric and electronic waste. The leached liquor was characterized by inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP-OES). After the leaching process, the silver was isolated from the other metals in the form of AgCl, through a selective precipitation process using NaCl. The synthesis of silver nanoparticles was accomplished using sodium citrate as stabilizing agent. The obtained results in this work allows to conclude that it is possible to recover 100% of the silver present in printed circuit boards from obsolete computers, through the hydrometallurgical route. After leaching, silver was isolated. It was possible to synthesize nanoparticles with an average diameter of 60 to 80 nm.
 
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Publishing Date
2017-07-21
 
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