O uso de tiossulfato para a recuperação de prata na reciclagem de módulos fotovoltaicos

Abstract

Módulos fotovoltaicos são dispositivos capazes de converter a energia solar em energia elétrica. No entanto, estes aparelhos apresentam uma vida útil limitada de 25 a 30 anos, e quando descartados em locais impróprios estes podem propiciar a lixiviação de metais tóxicos e impossibilitar o reaproveitamento de materiais convencionais e metais raros, como a prata. Logo, a forma como estes serão depositados após seu funcionamento é de importância tanto ambiental quanto econômica. O objetivo deste trabalho foi estudar a recuperação de prata contida nos módulos fotovoltaicos com o uso de soluções de tiossulfato de sódio, comparando o seu rendimento em relação ao ácido nítrico, reagente lixiviante utilizado convencionalmente para a extração de prata. Três diferentes módulos foram utilizados, divididos em duas amostras, PV1 (módulos A e B) e PV2 (módulo C). Os dispositivos passaram por processos de cominuição, separação granulométrica e lixiviação. Esta última etapa foi realizada com razão sólido:líquido de 1:20. Para as lixiviações com ácido nítrico P.A utilizou-se tempo de ensaio de 2 horas, à temperatura ambiente. Em relação às soluções de tiossulfato, o pH foi mantido entre 10-10,5, e variou-se os parâmetros de tempo, temperatura, e concentrações de tiossulfato, hidróxido de amônio e sulfato de cobre(II). Os resultados indicaram que foi possível recuperar a prata contida nos módulos estudados através do uso de tiossulfato de sódio como agente lixiviante, alcançando-se rendimento similar ao ácido nítrico 65% para o tempo de duas horas. A maior extração de prata foi obtida a partir de soluções de tiossulfato nos seguintes parâmetros: 0,2M Na2S2O3, 1M de NH4OH e 0,05M CuSO4, no tempo de 3h, à temperatura ambiente. No entanto, foi possível observar que há uma grande complexidade das reações envolvidas, sendo necessária a manutenção de um rígido controle de todas as variáveis do processo.

Photovoltaic modules are devices capable of converting solar energy into electric energy. However, these panels have a limited lifespan of 25 to 30 years. When discarded improperly, it can cause the leaching of toxic metals and preclude the recovery of conventional materials and noble metals, such as silver. Therefore, the method of disposal of these devices is an environmental and economic issue. The aim of this study was to investigate the recovery of silver from photovoltaic modules using sodium thiosulfate solutions, in comparison to the efficiency of nitric acid, a conventional leaching reactant. Three different modules were used, divided into two samples, PV1 (modules A and B) and PV2 (module C). The panels went through stages of comminution, particle size separation and leaching. This last procedure was done with solid:liquid ratio of 1:20. For samples leached with nitric acid, the test time was of two hours, at ambient temperature. For thiosulfate solutions leaching, the pH was kept between 10-10.5, and parameters of time, temperature and thiosulfate, ammonium hydroxide and copper(II) sulfate concentrations been varied. The results indicate that it is possible to recover silver from the modules using thiosulfate solutions as leaching reactant, with an efficiency similar to nitric acid in two hours of test. The major quantity of silver was extracted using a thiosulfate solution with the following parameters: 0.2M Na2S2O3, 1M de NH4OH e 0.05M CuSO4, three hours of leaching, at ambient temperature. However, it was observed that the thiosulfate/ammonium/copper system contemplates a great complexity of reactions, and a rigid control of the process is required.