Reciclagem de metal duro: lixiviação por sulfato de cobre

Abstract

A reciclagem de metal duro para a recuperação do carboneto de tungstênio e do cobalto é de fundamental importância para a sustentabilidade da produção mundial de ferramentas de corte para usinagem. O baixo rendimento no processamento dos minerais, o impacto ambiental da mineração e os altos custos para a obtenção dos metais, justificam os constantes esforços no sentido da recuperação dos mesmos. O reprocessamento do metal duro tem sido foco de diversas pesquisas, que trazem várias possibilidades para a reciclagem das ferramentas de corte intercambiáveis. São ferramentas que, em sua maioria, não oferecem a possibilidade de recondicionamento ou afiação. A reciclagem com boa relação custo-benefício, olhar para a sustentabilidade e uso racional de recursos, apresenta-se ainda como um desafio. Este estudo apresenta uma nova via para a reciclagem do metal duro dentro do processo de lixiviação, com base na revisão de produções científicas voltadas ao aspecto do reprocessamento do tungstênio e outros metais contidos na sucata de ferramentas de corte. Foram realizados diversos estudos e ensaios buscando alternativas para o reprocessamento dos metais, tendo em vista os aspectos de viabilidade técnica, econômica e de impacto ambiental, que conduziram ao experimento realizado por método semidireto de reciclagem, através do processo de lixiviação, com o uso de soluções aquosas de sulfato de cobre. Os materiais recuperados foram analisados por meio de microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia dispersiva de energia, difração e fluorescência de raios X. Como resultados foram obtidos materiais a partir da decomposição do metal duro, com composições de carboneto de tungstênio em pó e cobalto em solução aquosa. O experimento comprovou a possibilidade da separação entre os elementos aglutinantes e as partículas duras, que compõem o metal duro, utilizando-se materiais e processos simples, de baixo custo e com menores riscos de danos ambientais, quando comparados com a maioria dos processos apresentados na revisão da literatura. Conclui-se que o estudo oferece uma nova possibilidade de processamento para a recuperação de materiais contidos no metal duro, como o carboneto de tungstênio e o cobalto, utilizando o método semidireto de lixiviação por sulfato de cobre, que merece futuras prospecções para sua aplicação industrial.

Carbide recycling for the recovery of tungsten carbide and cobalt is of fundamental importance for the sustainability of the worldwide production of machining cutting tools. The low throughput of minerals processing, the environmental impact of mining and the high costs to obtain the metals justify the constant efforts towards their recovery. Carbide recovery has been the focus of several researches, which bring several possibilities for recycling interchangeable cutting tools. They are tools, which for the most part do not offer the possibility of reconditioning or sharpening. Cost effective recycling, looking at sustainability and rational use of resources is still a challenge. This study presents a new path for carbide recycling within the leaching process, based on the review of scientific productions focused on the reprocessing aspect of tungsten and other metals contained in scrap cutting tools. Several studies and tests were conducted seeking alternatives for the reprocessing of metals, considering the technical feasibility, economic and environmental impact aspects, which led to the experiment, performed by semi-direct recycling method, through the leaching process, using aqueous solutions of copper sulphate. The recovered materials were analyzed by scanning electron microscopy, energy dispersive spectroscopy, X-ray diffraction and X-ray fluorescence. As a result, materials were obtained from carbide decomposition, with powdered tungsten carbide compositions and cobalt in liquid phase. The experiment proved the possibility of separating the binder elements and the hard particles that make up the carbide, with simple materials and processes, low cost and lower risks of environmental damage, when compared to most processes presented in the literature review. It is concluded that the study offers a new processing possibility for the recovery of materials contained in the carbide, such as tungsten carbide and cobalt, using the semi-direct copper sulphate leaching method, which deserves future prospects for its industrial application.