I SEMINÁRIO BRASILEIRO DE TERRAS-RARAS Desenvolvimento da Cadeia Produtiva de Terras-Raras no Brasil

1. I SEMINÁRIO BRASILEIRO DE TERRAS-RARASDesenvolvimento da Cadeia Produtiva de Terras-Raras no Brasil CDTN/CNEN Experiências Institucional no Desenvolvimento Tecnológico Carlos Antônio de Morais 07/12/2012

2. CENTRO DE DESENVOLVIMENTO DA TECNOLOGIA MINERAL - CDTN Centro de Pesquisa pertencente a Comissão nacional de Energia Nuclear – CNEN Vinculado ao Ministério de Ciências e Tecnologia SERVIÇO DE TECNOLOGIA MINERAL - SETEM Geologia, Beneficiamento físico de minérios, Metalurgia extrativa/hidrometalurgia e Analises químicas 07/12/2012

3. GEOLOGIA Objetivo:Caracterização de minerais e rochas radioativas ou não, utilizando várias técnicas, tais como: mineralogia, petrografia, Inclusões fluidas, analises químicas, isótopos, microssonda eletrônica, ablação laser, etc. BENEFICIAMENTO FÍSICO DE MINÉRIOS Objetivo: Desenvolver processos de concentração física de minérios para recuperar bens minerais e otimizar circuitos industriais 07/12/2012

4. HIDROMETALURGIA Objetivo: Desenvolver e otimizar processos hidrometalúrgicospara recuperação e purificação de metais e remoção de contaminantes contidos em efluentes industriais. ANALISES QUÍMICAS Objetivo:Acompanhamento do desenvolvimento de processos nas áreas de beneficiamento de minérios e hidrometalurgia. 07/12/2012

5. EXPERIÊNCIA GERALNO DESENVOLVIMENTO TECNOLÓGICO Beneficiamento físico de minérios Vários projetos desenvolvidos para a indústria mineral. Implantação de várias colunas de flotação no país. 07/12/2012

6. EXPERIÊNCIA GERALNO DESENVOLVIMENTO TECNOLÓGICO HIDROMETALURGIA Desenvolvimento de processos para a indústria - principalmente INB. Trabalhos acadêmicos a nível de mestrado e doutorado – Sempre voltados para a aplicação industrial. 07/12/2012

7. HIDROMETALURGIA EXPERIÊNCIA COM TERRAS RARAS Inicio da década de 80 – João Duarte – Projeto da Vale. 1992 – Mestrado Jeaneth Benedetto – Separação Sm/Gd . 1997 - 2002 – Doutorado Carlos Morais – Obtenção de európio de elevada pureza e fracionamento de TR leves. 07/12/2012

8. EXPERIÊNCIA COM TERRAS RARAS TRABALHOS REALIZADOS 1997 – TRABALHO PARA A FOSFERTIL Estudo tecnológico do minério de terras raras de Catalão – Goiás. 07/12/2012

9. Contesto Estudo tecnológico do minério de terras raras de Catalão – Goiás. • Abertura química da monazita; • Precipitação do sulfato duplo de TR e sódio; • Separação do cério; • Fracionamento dos demais elementos terras raras em grupos. • Cortes: Nd/Sm e Gd/Tb 07/12/2012

10. Estudo tecnológico do minério de terras raras de Catalão – Goiás. Resultado - abertura química 07/12/2012

11. Resultado - extração por solventes Estudo tecnológico do minério de terras raras de Catalão – Goiás. 07/12/2012

12. 2000 –– Tese de doutorado - Carlos A. Morais Separação de lantânio a partir da fração de TR leves 07/12/2012

13. 8 estágios de extração 8 estágios de lavagem 4 estágios de reextração Separação de lantânio a partir da fração de TR leves 07/12/2012

14. 1997/1999 – SEPARAÇÃO DE EURÓPIO – Tese de doutorado - Carlos A. Morais Estudo de redução química e redução fotoquímica Redução química – Redutor: Zn amalgamado Produto Eu2O3: pureza de 99.4 % ; Rendimento: 92% Amostra de partida: 2,4 g L-1 Eu2O3, 114,4 g L-1 Sm2O3, 64,2 g L-1 Gd2O3, 0,81 g L-1 Nd2O3, 4,10 g L‑1 Tb4O7 e 1,45 g L‑1Y2O3 – meio clorídrico. Redução fotoquímica – Lâmpada de Hg – emissão 253.7 nm Eu3+(H2O)n + h = Eu2+(H2O)(n-1) + OH + H+ Scavenger: ácido fórmico ou 2-propanol Problema: efeito do anti-solvente Bons resultados só com a solução diluída 07/12/2012

15. Separação de európio – Redução química Eu3+(aq), Sm3+(aq), Gd3+(aq) and other trivalent lanthanides (Ln3+) in a chloride solution Eu2+(aq), Sm3+(aq), Gd3+(aq) and other Ln3+(aq) EuSO4(s) , Sm3+(aq), Gd3+(aq) and other Ln3+(aq) Schematic diagram of the Jones reductor . 07/12/2012

16. SEPARAÇÃO DE EU/Y – EXTRAÇÃO POR SOLVENTE 2010 – 2011 – Dissertação de mestrado – Luciene Vertello de Resende Recuperação de Eu/Y de monitores de computadores sucateados Foram realizados quatro experimento contínuos até que a condição ótima para separação Eu/Y fosse alcançada. Condição otimizada: Três estágios de extração, sete estágios de lavagem e quinze estágios de reextração e 2 estágios de regeneração. 07/12/2012

17. SEPARAÇÃO DE Eu/Y • Condições selecionadas: • Extração : DEHPA 1,0 mol/L • Lavagem: HCl 1,0 mol /L • Reextração: HCl 6,0 mol/ L • Obteve-se um reextrato com 41,4 g/L de Y e 0,06 g/L de Eu, e um rafinado com 0,55 g/L de Eu e menos que 0,001 g/L de Y, a partir de um licor contendo 11,9 g/L de Y; 21,8 g/L Zn e 0,72 g/ L de Eu. 07/12/2012

18. Separação de térbio – Extração por solvente 2010 – 2011 – Dissertação de mestrado – Renata Dias Abreu Extratante: IONQUEST®(ácido 2-etilhexilfosfônico mono-2-etilhexil ester) Os experimentos contínuos foram realizados em células misturador / decantador com capacidade de 70 mL no misturador e 250 mL Até se obter uma boa separação do térbio foram totalizadas 370 horas de operação em um período de 4 meses de duração e processados 103 litros de licor; 33 horas na condição selecionada. RESULTADOS 07/12/2012

19. SEPARAÇÃO DE TÉRBIO RESULTADOS Extração: 10 estágios Lavagem: 15 estágios Reextração: 10 estágios Regeneração do solvente: 2 estágios 07/12/2012

20. SEPARAÇÃO DE TÉRBIO/DISPRÓSIO RESULTADOS Os experimentos contínuos foram realizados em células misturador / decantador com capacidade de 70 mL no misturador e 250 mL 163 horas de operação 72 horas na condição selecionada 07/12/2012

21. SEPARAÇÃO DE TÉRBIO/DISPRÓSIO RESULTADOS Extração: 12 estágios Lavagem: 15 estágios Reextração: 10 estágios Regeneração do solvente: 2 estágios 07/12/2012

22. Laboratório de Extração por solvente - CDTN 07/12/2012

23. CDTN / Serviço de Tecnologia Mineral Publicações – Terras Raras Tese/Dissertações 1) MORAIS, C.A. Fracionamento de terras raras com obtenção de produtos de elevada pureza. Tese de Doutorado, UFMG – 2002 Orientadora: Prof. Virgínia S. T. Ciminelli 2) RESENDE, L.V. Recuperação de európio e ítrio de monitores de computadores sucateados por meio de técnicas hidrometalúrgicas. Dissertação de mestrado, CDTN, 2011 - Orientador: Carlos A. Morais 3)ABREU, R.D. Estudo do fracionamento de terras raras a partir da monazita: obtenção de óxido de cério por oxidação/precipitação e purificação do térbio por extração por solvente. Dissertação de mestrado, CDTN, 2011 - Orientador: Carlos Antônio de Morais 4)AMARAL, J.C.B.S. Recuperação de tório e urânio a partir do licor gerado no processamento da monazita pela INB/Caldas via extração por solventes. Dissertação de mestrado, CDTN, 2011 - Orientador: Carlos Antônio de Morais 07/12/2012

24. CDTN / Serviço de Tecnologia Mineral Publicações – Terras Raras – Carlos Morais et. all Periódicos internacionais (8) 1) ABREU, Renata D., MORAIS, C. A. Purificationofrareearthelementsfrom monazite sulphuricacidleachliquorandtheproductionof high-purityceric oxide. MineralsEngineering. , v.23, p.536 - 540, 2010. 2) RESENDE, Luciene V., MORAIS, C. A. Studyoftherecoveryofrareearthelementsfromcomputer monitor scraps/Leachingexperiments. MineralsEngineering. , v.23, p.277 - 280, 2010. 3) AMARAL, Janúbia C.B.S., MORAIS, C. A. Thoriumanduraniumextractionfromrareearthelements in monazite sulfuricacidliquorthroughsolventextraction. MineralsEngineering. , v.23, p.498 - 503, 2010. 4) MORAIS, C. A., CIMINELLI, V. S. T. Selectionofsolventextractionreagent for theseparationofeuropium(III) andgadolinium(III). MineralsEngineering. , v.20, p.747 - 752, 2007. 07/12/2012

25. CDTN / Serviço de Tecnologia Mineral Periódicos internacionais (8) 5) MORAIS, C. A., CIMINELLI, V. S. T. Processdevelopment for therecoveryof high-grade lanthanumbysolventextraction. Hydrometallurgy, v.73, p.237 - 244, 2004. 6) MORAIS, C. A., CIMINELLI, V. S. T. Europiumrecoverybyphotochemicalreductionfrom Eu and Eu-Gdchloridesolutions. Separation Science andTechnology, v.37, p.3305 - 3321, 2002. 7) MORAIS, C. A., CIMINELLI, V. S. T. Recovery ofeuropiumbychemicalreductionof a commercialsolutionofeuropiumandgadoliniumchlorides. Hydrometallurgy, v.60, p.247 - 253, 2001. 8) MORAIS, C. A., CIMINELLI, V. S. T. Recovery ofeuropiumfrom a rare-earthchloridesolution. Hydrometallurgy. , v.49, p.167 - 177, 1998 07/12/2012

26. CDTN / Serviço de Tecnologia Mineral Publicações – Terras Raras – Carlos Morais et all. Congressos internacionais (9) 1) RESENDE, L. V., MORAIS, C. A. Separationofeuropiumandyttriumfromsulphuricliquorofelectronic scrap bysolventextraction. In: 19 thInternationalSolventExtractionConference, 2011, Santiago, Chile. 2) ABREU, R. D., MORAIS, C. A. Studyofseparationofterbiumfromother heavy rareearthelementsbysolventextraction. In: 19 thInternationalSolventExtractionConference, 2011, Santiago, Chile. 3) ABREU, R. D., MORAIS, C. A. Studyofthefractioningof heavy rareearthelementsbysolventextractionaddressingtheseparationofterbiumanddysprosium.In: 2011International Nuclear AtlanticConference, 2011, Belo Horizonte. 4) RESENDE, L. V., MORAIS, C. A. Metalsrecoveryfromcomputer monitor scraps In: 9th InternationalConferenceon Clean Technologies for the Mining Industry, 2011, Santiago - Chile. 07/12/2012

27. Publicações – Terras Raras – Cong. Internacionais 5) ABREU, R. D., MORAIS, C. A. Purificationofrareearthelementsfrom monazite sulfuricliquorand high purityceric oxide obtaining. In: Bio - & Hydrometallurgy 09, 2009, Cape Town 6) RESENDE, L. V., MORAIS, C. A. Studyoftherecoveryofrareearthelementsfromelectronics scraps - LeachingexperimentsIn: Sustainabi-lityThroughResourceConservationandRecycling 09, 2009, Cape Town. 7) MORAIS, C. A., MANSUR, Marcelo Borges, Equilibriumstudyofgadoliniumsolventextractionfromconcentrated metal solutionsusing D2EHPA and HEH(EHP).In: XVII InternationalSolventExtractionConference - ISEC 2005, 2005, China. 8) MORAIS, C. A., BENEDETTO, J. S., CIMINELLI, V. S. T. Recovery ofceriumbyoxidatio/hydrolysiswithKMnO4-Na2CO3. In: COM2003 - The ConferenceofMetallurgists; 2003 InternationalSymposiumonHydrometallurgy, 2003, Vancouver, Canadá 9) MORAIS, C. A., BENEDEETO, J. S., MINGOTE, R. M. Recovery ofeuropiumandyttriumfrom color TV tubes.In: XII Congresso Chileno de Ingenieria Química y II EncuentroLatinoamericano de Ingenieria Química, 1998, Antofagasta. 07/12/2012

28. CDTN / Serviço de Tecnologia Mineral Publicações – Terras Raras – Carlos Morais et all. Congressos Nacionais (11) 1) Separação de terras raras através da técnica de extração por solventes XII Congresso Brasileiro de Engenharia Química , 1998, Porto Alegre. 2) Obtenção de európio de alto grau de pureza - VII ENTMME, 1998, Aguas de São Pedro – SP. 3) Recuperação e európio e ítrio a partir de tubos de televisores em cores 55 congresso da ABM, 2000, Rio de Janeiro. 4) Tratamento hidrometalúrgicodo minério de terras raras de catalão - Goias -XVIII ENTMME, 2001, Rio de Janeiro. 5) Estudo de separação de Eu(III)/Gd(III) por extração por solventes. XIX ENTMME, 2002, Recife. 6) Extração líquido-líquido de tório e urânio a partir de licor sulfúrico da monazita. XXI ENTMME, 2005, Natal 07/12/2012

29. CDTN / Serviço de Tecnologia Mineral Publicações – Terras Raras – Congressos nacionais 7) Precipitação do sulfato duplo de terras raras e sódio a partir de licor sulfúrico e sua conversão em hidróxido de terras raras mediante reação metatética. INAC 2007, 2007, Santos - SP. 8) Purificação de elementos terras raras mediante precipitação destes como sulfato duplo e separação do cério . XXIII ENTMME, 2009, Gramado - RS. 9) Estudo de lixiviação de pó de revestimento de monitores de computadores sucateados com ênfase na recuperação de elementos terras raras. XXIII ENTMME, 2009, Gramado - RS. 10) Separação de Eu e Y presentes em licor sulfúrico gerado da lixiviação de resíduo eletrônico por extração líquido-líquido – Experimentos contínuos . XXIV ENTMME, 2011, Salvador, BA. 11) Estudo fracionamento de elementos terras raras pesados por extração por solventes com ênfase na separação de térbio. XXIV ENTMME, 2011, Salvador, BA. 07/12/2012

30. ObrigadoContato: Carlos Antônio de Moraise-mail: cmorais@cdtn.br Tel.: (31) 9281-1561