Emprego de processamento mecânico na concentração de cobre a partir de placas de circuito impresso

Abstract

O estudo foi dividido em duas etapas: uma com resíduos reais e outra com resíduos sintéticos. A primeira avaliou a concentração de cobre após separação granulométrica (em dois tamanhos de partículas: A <0,5 mm e 0,5<B<1 mm), separação magnética (variando os parâmetros vibração da calha alimentadora e velocidade do rolo), seguido de um separador eletrostático corona (SEC), variando a rotação do rolo e da tensão aplicada. Após a separação magnética, observaram-se as concentrações de Fe entre 12 e 14,1 % para as frações A e de 10,3 a 11,4 % para as frações B. As frações não magnéticas foram submetidas ao separador eletrostático, sendo a melhor condição testada com 100 rpm e tensão de 35 kV para A e B, concentrando para as amostras de fração A 51 % de Cu, e para a fração B, 37,9 %. Na segunda etapa foram avaliados 6 parâmetros no SEC: α (ângulo corona), Ɵ (ângulo eletrostático), distância dos eletrodos (d1 e d2), a tensão (U) e a velocidade do rolo (n), em três níveis para cada parâmetro, com aplicação de um resíduo sintético (25 % - Cu: 75 % - resina epóxi com fibra de vidro). Os parâmetros otimizados foram aplicados em PCI real. Para α, Ɵ, d1 e d2, a principal diferença entre os níveis estudados está na quantidade de polímeros presente nas frações condutoras. Quanto menor o U e maior o n, observou-se, além da quantidade de materiais poliméricos nas frações condutoras, um aumento significativo de Cu nas frações intermediárias. O melhor nível de cada um dos parâmetros estudados foi aplicado em amostras reais para validar as condições impostas no SEC, e desta forma, na fração condutora, foi possível obter aproximadamente 72 % de Cu. Além disso, empregou-se o método ANOVA de uma via para avaliar separadamente a influência dos parâmetros do SEC. Os resultados obtidos mostram que os parâmetros Ɵ, d1, U e n são significativos, pois há diferenças entre as médias dos níveis de cada parâmetros. Concluiu-se que o separador eletrostático é eficaz para a concentração de Cu de placas de PCI de computadores desde que sejam otimizados os parâmetros operacionais a fim de ter a maior quantidade possível de cobre na fração condutora e a menor perda de cobre para as demais frações.

The study was divided into two stages: one with real residues and the other with synthetic residues. The first one evaluated the concentration of copper after comminution, particle size separation (in two sizes: A <0.5 mm and 0.5 <B <1 mm), magnetic separation (varying the vibration parameters of the feed trough and roller speed), followed by a corona-electrostatic separator (CES) varying the rotation of the roller and the applied tension. After the magnetic separation, iron concentrations were observed between 12 and 14.1 % for fractions A and 10.3 to 11.4 % for fractions B. Non-magnetic fractions were subjected to the electrostatic separator, the best condition tested at 100 rpm and 35 kV voltage for both particle sizes, concentrating 51 % Cu and 37.9 % B fractions. In the second step six parameters on the CES: α (corona electrode angle), Ɵ (electrostatic electrode angle), electrode distance (d1 and d2), applied voltage (U) and roller speed (a) and (b) were used for the determination of the epoxy resin in three different levels for each parameter, with the application of a synthetic resin (25 % - Cu: 75 % - epoxy resin with glass fiber). The higher the U and the higher the number of polymer materials in the conductive fractions, the higher the Cu concentration in the intermediate fractions. One of the studied parameters was applied in real samples to validate the conditions imposed in the SEC, and in this way, in the conducting fraction, it was possible to obtain approximately 72 % of Cu. Also, the one-way ANOVA method to separately evaluate the influence of the CES parameters. The results show that the parameters Ɵ, d1, U, and n are significant, as there are differences between the means of the levels of each of the parameters. From the obtained data, it was concluded that the electrostatic separator is effective for the Cu concentration of PCBs of computers provided that the operational parameters are optimized to have as much copper as possible in the conducting fraction and the lowest loss of copper for the other fractions.