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Master's Dissertation
DOI
https://doi.org/10.11606/D.3.2023.tde-31072023-150328
Document
Author
Full name
Iara Alves Anes
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2023
Supervisor
Committee
Coleti, Jorge Luís (President)
Izidoro, Juliana de Carvalho
Junca, Eduardo
Title in Portuguese
Lixiviação de nióbio contido em resíduo da produção de estanho.
Keywords in Portuguese
Escória de estanho
Extração de nióbio
Hidrometalurgia
Lixiviação ácida
Resíduo da produção de estanho
Abstract in Portuguese
A escória gerada na produção de estanho durante o processamento da cassiterita é considerada um resíduo, uma vez que são gerados como produtos comercializáveis estanho e ligas metálicas. É armazenada em pilhas cônicas sob o solo e apresenta diversos elementos em sua composição, como: silício, cálcio, zircônio, ferro, tório, alumínio, estanho, magnésio, manganês, titânio, sódio, urânio, potássio, zinco, ráfnio, bário, ítrio, nióbio e tântalo. As reservas naturais dos metais são finitas, o que motiva sua recuperação por fontes secundárias, como a escória de estanho. A escória estudada neste trabalho é composta por fases predominantes, CaOSiO2, SiO2 e ZrO2. Sendo que nióbio, tântalo e os demais metais que compõe a escória estão associados à fase de zircônio na forma de óxidos (Nb2O5 e Ta2O5). Os óxidos de nióbio e tântalo correspondem a 5 % e 0,6 % da escória, respectivamente. O presente estudo teve como objetivo extrair o Nb presente na escória de estanho desenvolvendo uma rota de lixiviação. Foram estudados os parâmetros de lixiviação: concentração da solução lixiviante (HCl), o tempo de reação, a razão sólido:líquido (S:L), a temperatura, a razão sal (NH4F):escória e a granulometria da escória. A lixiviação foi capaz de extrair 100 % de nióbio e 5 % do Ta, tal resultado foi obtido a 85 ºC, após 4 h de ensaio, utilizando granulometria da escória com D90 de 46 m, solução de ácido clorídrico com concentração de 30 %, razão S:L de 1:20, razão 0,12 g de NH4F:1 g de escória. O estudo proposto, que consiste na lixiviação em etapa única, foi capaz de lixiviar o nióbio e manter o Ta na fase sólida. Sendo uma rota que proporciona a separação desses metais sem que sejam necessárias demais etapas ou processos de purificação para essa separação.
Title in English
Leaching of niobium from tin production waste
Keywords in English
Cassiterite
HCl
Leaching
NH4F
Tin slag
Abstract in English
The slag generated in tin production during cassiterite processing is considered a waste since tin and alloys are generated as marketable products. It is stored in conical piles under the ground and presents several elements in its composition, such: silicon, calcium, zirconium, iron, thorium, aluminum, tin, magnesium, manganese, titanium, sodium, uranium, potassium, zinc, raphnium, barium, yttrium, niobium, and tantalum. The natural reserves of metals are finite, which motivates their recovery by secondary sources, such as tin slag. The slag studied in this work is composed of predominant phases, CaOSiO2, SiO2, and ZrO2. The niobium, tantalum, and other metals that compose the slag are associated with the zirconium phase in the form of oxides (Nb2O5 and Ta2O5). The niobium and tantalum oxides correspond to 5 % and 0.6 % of the slag, respectively. The present study aimed to extract the Nb present in tin slag by developing a leaching route. The leaching parameters were studied: leaching solution concentration (HCl), reaction time, liquid:solid (L:S) ratio, temperature, salt (NH4F): slag ratio, and slag granulometry. The leaching was able to extract 100 % of niobium and 5 % of Ta. This result was obtained at 85 ºC, after 4 h of testing, using a slag granulometry with a D90 of 46 m, hydrochloric acid solution with a concentration of 30 %, L:S ratio of 20:1, ratio of 0.12 g of NH4F:1 g of slag. The proposed hydrometallurgical route, which consists of one-step leaching, was able to leach niobium in its entirety and keep Ta in the solid phase. It is a route that provides the separation of these metals without requiring further steps or purification processes for this separation.
 
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Publishing Date
2023-08-01
 
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