ÁREA: Iniciação Científica
TÍTULO: Extração de metais de base a partir de sucata eletro-eletrônica utilizando microrganismos termófilos moderados.
AUTORES: Rocha, P.M. (FTESM) ; Oliveira, R.P. (CETEM/MTCI) ; Nascimento, P.F.C. (FTESM) ; Sobral, L.G.S. (CETEM/MCTI) ; Oliveira, D.M. (CETEM/MCTI)
RESUMO: O grande avanço tecnológico vem acelerando a obsolescência dos equipamentos
eletrônicos, que são constituídos por uma gama de elementos químicos, que variam
desde metais preciosos até elementos recalcitrantes causando um passivo ambiental.
A extração desses metais podem ser realizadas através de distintos processos, a
exemplo do pirometalúrgico, químico oxidativo, eletrolítico e o utilizado no
presente estudo, o processo biotecnológico. O objetivo deste estudo foi estudar a
viabilidade da utilização do processo biotecnológico na extração de metais a
partir de sucata eletrônica, especificamente, placas de circuito impresso.
PALAVRAS CHAVES: Sucata eletrônica; bio-extração; Termófilos Moderados
INTRODUÇÃO: O número total de elementos químicos encontrados nos resíduos eletrônicos pode
alcançar um número significativo de 60 elementos diferentes, com distintas
características físico-químicas, variando entre metais de base, metais
preciosos, elementos de terras raras e elementos recalcitrantes, a exemplo de
cádmio, chumbo, selênio etc. (KOEHN, 2012).Diante desse cenário é imperativo
que atividades de pesquisa e desenvolvimento voltadas para a reciclagem desses
bens metálicos sejam realizadas. Trata-se de recursos não renováveis que já
foram extraídos do meio ambiente, que atualmente encontram-se disponíveis na
superfície, na grande maioria dos casos de forma ainda mais concentrada quando
comparado ao minério nativo. Para extrair metais de base a partir de sucata
eletrônica pode ser empregado o processo bio-extrativo, considerado uma
alternativa promissora, pois não requer elevado consumo energético e possui
baixo custo de implementação e de operação, pois os micro-organismos são os
responsáveis pela geração de agente oxidante no sistema reacional (Fe3+) a
partir da oxidação de Fe2+ que pode ser adicionado no sistema tanto na forma
solúvel ou insolúvel. Ilyas et al. (2007), Brandl et al. (2006) e Yang et al.
(2009) demonstraram, em estudos nos quais foram empregados microrganismos
acidófilos mesofílicos e termofílicos, que metais podem ser recuperados de
placas de circuitos impressos através da lixiviação microbiana. O mecanismo de
dissolução dos metais a contidos em sucata eletrônica é muito semelhante ao
mecanismo de dissolução de sulfetos minerais, a exemplo da oxidação do cobre na
qual o Fe3+ produzido biologicamente oxida o cobre metálico a Cu2+.O papel do
microrganismo,nesse caso, é re-oxidar o Fe2+ produzido a Fe3+ estabelecendo,um
ciclo reacional.
MATERIAL E MÉTODOS: Para a prática da biolixiviação dos valores metálicos existentes nas sucatas é
necessário realizar um desmanche mecânico dessas sucatas visando, não somente a
liberação dos metais para a digestão eficaz dos mesmos como também a produção de
partículas metálicas de tamanho reduzido visando aumentar a área superficial
específica (m-1) para que haja uma aceleração do processo bio-oxidativo.
Como etapa inicial de processamento, dois tipos de procedimentos laboratoriais
estão sendo praticados, um deles trata da fragmentação da amostra da sucata
eletrônica a ser submetida ao processo bio-extrativo, que consiste na utilização
de um moinho facas, para a devida compartimentação grosseira desse material
seguida de moagem, em moinho de anéis para que se obtenha uma amostra finamente
dividida, que será utilizada no processo biológico. Uma amostra representativa
da sucata em estudo foi digerida em água régia e a lixívia resultante submetida
à análise dos constituintes metálicos por espectrometria de absorção atômica.
Esse procedimento experimental teve por objetivo caracterizar a amostra de
sucata em termos de teores dos metais majoritários componentes dessa amostra. O
outro procedimento experimental em andamento consiste na adaptação de um
consórcio constituído pelos microrganismos termófilos moderados Sulfobacillus
thermosulfidooxidans, Acidithiobacillus caldus e Acidimicrobium ferrooxidans ao
substrato em estudo (sucata eletrônica). Essa adaptação, que se encontra em
andamento no laboratório de biohidrometalurgia do CETEM, está sendo realizada
através de sub-culturas sucessivas, onde, a cada nova propagação, aumenta-se a
concentração de sólidos no cultivo.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Após análise da amostra de sucata eletrônica, os teores dos metais componentes
podem ser vistos na Tabela 1.
Como pode ser observado, o cobre é o elemento majoritário na amostra em estudo,
seguido de ferro, níquel chumbo e estanho, sendo esses dois últimos provenientes
de liga fusível utilizada na confecção dos circuitos eletrônicos.
Pretende-se com a continuidade do estudo utilizar os microrganismos, em processo
de adaptação, em testes sistemáticos de bio-extração que ocorrerão, inicialmente,
em frascos agitados e, posteriormente, em sistema estático em escala expandida.
Tabela 1.
Teor dos metais majoritários presentes na amostra de sucata eletrônica em estudo.
CONCLUSÕES: Estima-se com a continuidade desse estudo a geração biológica de espécies
oxidantes no sistema reacional (Fe3+), a partir da oxidação dos íons Fe2+
adicionado, inicialmente, à esse sistema que se encarregará de oxidar os valores
metálicos contidos na sucata, a exceção dos metais preciosos que permanecem no
resíduo desse processo e que serão extraídos, posteriormente, por cianetação.
AGRADECIMENTOS: Ao CETEM pela infraestrutura laboratorial e ao PIBIC/CNPq pela concessão da bolsa
de iniciação científica.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: BRANDL, H., FARAMARZI, M. A. Microbe-metal-interaction for the biotechnological treatment of metal-containing solid waste. China Particuology, v. 4, n.2, p.93-97, 2006;
ILYAS, S., ANWAR, M. A., NIAZI, S. B., GHAURI, M. A. Bioleaching of metals from electronic scrap by moderately thermophilic acidophilic bacteria. Hidrome-tallurgy, v. 88, n.1-4, p.180-188, 2007;
KOEHN S., Urban Mining: Recycling as a Key to Ensure Raw Material Supply, Business Journal of the German Chamber of Commerce in China, 2012;
YANG, T., XU, Z., WEN, J., YANG, L. Factors influencing bioleaching copper from waste printed circuit boards by Acidithiobacillus ferrooxidans. Hydrometallurgy, v. 97, n.1-2, p. 29-32, 2009.
