Recuperação de prata de células fotovoltaicas por meio de lixiviação ácida, precipitação química e precipitação eletroquímica

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dc.contributor.advisorYamane, Luciana Harue
dc.contributor.advisor-coSiman, Renato Ribeiro
dc.contributor.refereeSilva Filho, Gilson
dc.contributor.refereeVeit, Hugo Marcelo
dc.contributor.refereeLima, Maria Tereza Weitzel Dias Carneiro
dc.date.accessioned2019-04-18T02:13:40Z
dc.date.available2019-04-17
dc.date.available2019-04-18T02:13:40Z
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufes.br/handle/10/11046
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santopor
dc.publisher.countryBRpor
dc.publisher.courseMestrado Profissional em Engenharia e Desenvolvimento Sustentávelpor
dc.publisher.initialsUFESpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia e Desenvolvimento Sustentávelpor
dc.subjectpainel fotovoltaicopor
dc.subjectpratapor
dc.subjectresíduo de equipamento eletroeletrônicopor
dc.subjectlixiviação ácidapor
dc.subjectphotovoltaic paneleng
dc.subjectsilvereng
dc.subjectwaste electrical and electronic equipmenteng
dc.subjectacid leachingeng
dc.subject.cnpqEngenharia Sanitáriapor
dc.subject.udc628
dc.titleRecuperação de prata de células fotovoltaicas por meio de lixiviação ácida, precipitação química e precipitação eletroquímicapor
dc.typemasterThesisen
dcterms.abstractNos últimos anos, devido às inovações tecnológicas que proporcionaram reduções de custos, o crescimento do setor fotovoltaico tem se destacado dentre as fontes renováveis de energia. Como consequência, até o ano de 2050 estima-se que 78 milhões de toneladas de painéis fotovoltaicos precisarão ser descartados no mundo e cerca de 750 mil toneladas apenas no Brasil. Os painéis fotovoltaicos de silício, mais utilizados mundialmente, são compostos por moldura de alumínio, vidro temperado, célula fotovoltaica de silício com filamentos metálicos, material encapsulante e material polimérico de proteção (backsheet). Os principais metais presentes nos painéis fotovoltaicos são: alumínio, zinco, chumbo, cobre, índio, selênio, telúrio, cádmio e prata. Tendo em vista que a reciclagem deve ser estimulada sob o ponto de vista ambiental, e que ao mesmo tempo pode ser economicamente vantajosa sob o aspecto econômico, o presente estudo teve como objetivo verificar a viabilidade técnica da recuperação de prata de células fotovoltaicas empregando lixiviação ácida, seguida da avaliação dos processos de precipitações química e eletroquímica para avaliar suas eficiências. Para tanto, inicialmente foi determinada a composição gravimétrica de três modelos de painéis fotovoltaicos e a concentração de metais (Ag, Al, Pb, Cu e Fe) na células fotovoltaicas. Posteriormente, foram verificados os fatores concentração de HNO3 (1-10M) e temperatura (25-60oC) no processo de lixiviação da prata, utilizando o Delineamento Composto Central Rotacional (DCCR) para o delineamento experimental. Finalmente, para as melhores condições experimentais, verificou-se o tempo de reação ideal e a melhor forma de recuperar a prata presente nas células fotovoltaicas testadas. Após o tratamento estatístico dos resultados, percebeu-se que foi possível solubilizar 100% da prata contida nas células fotovoltaicas, sendo os parâmetros otimizados: temperatura de 55oC, concentração de HNO3 de 2,3M e tempo de reação de 2h. A precipitação química por adição de HCl, assim como a eletroprecipitação possibilitaram a extração de mais de 99% da prata em solução. Assim, considerando toda a rota utilizada, obteve-se a recuperação de 99,98% da prata presente nas células fotovoltaicas.por
dcterms.abstractIn recent years, due to the technological innovations that have brought about cost reductions, the growth of the photovoltaic sector has stood out among the renewable sources of energy. As a consequence, by the year 2050 it is estimated that 78 million tons of photovoltaic panels will need to be discarded in the world and about 750 thousand tons in Brazil alone. Silicon photovoltaic panels, most used worldwide, are composed of aluminum frame, tempered glass, silicon photovoltaic cell with metal filaments, encapsulating material and backsheet polymer material. The main metals present in the photovoltaic panels are: aluminum, zinc, lead, copper, indium, selenium, tellurium, cadmium and silver. Considering that the recycling should be stimulated from the environmental point of view and at the same time economically advantageous from an economic aspect, this study aimed to verify the technical viability of the silver recovery of photovoltaic cells using acid leaching, followed by the evaluation of the chemical and electrochemical precipitation processes to evaluate their efficiencies. To do so, the gravimetric composition of three photovoltaic panels and the concentration of metals (Ag, Al, Pb, Cu and Fe) in the photovoltaic cells were determined. Subsequently, the concentration factors of HNO3 (1-10M) and temperature (25-60ºC) in the silver leaching process were verified using the Rotational Central Compound Design (DCCR) method for the experimental design. Finally, for the best experimental conditions, it was verified the ideal reaction time and the best way to recover the silver present in the photovoltaic cells tested. After the statistical treatment of the results, it was possible to solubilize 100% of the silver contained in the photovoltaic cells, being the optimized parameters: temperature of 55ºC, concentration of HNO3 of 2,3M and reaction time of 2h. Chemical precipitation by addition of HCl as well as electroprecipitation made it possible to extract more than 99% of silver in solution. Thus, considering all the route used, the recovery of 99.98% of the silver present in the photovoltaic cells was obtained.eng
dcterms.creatorOliveira, Larisse Suzy Silva de
dcterms.formatText
dcterms.issued2019-02-05
dcterms.languagepor
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