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Título : Estudio de la recuperación de europio e itrio a partir de tubos de rayos catódicos desechados
Autor : Ron Cusme, César Andrés
Palabras clave : Lixiviación
Reciclaje
Solventes
Fecha de publicación : 13-may-2016
Editorial : Quito, 2016.
Citación : Ron Cusme, C. A. (2016). Estudio de la recuperación de europio e itrio a partir de tubos de rayos catódicos desechados. 313 hojas. Quito : EPN.
Resumen : Cathode ray tubes (CRT’s) are large group of electrical and electronic waste. The interior of the screen of CRT's is coated with a powder consisting of zinc sulfide and yttrium oxysulfide europium activated. Yttrium and europium are rare earth elements considered as strategic raw materials. The high content of lead in CRT’s, makes these dangerous equipment for the environment. Recovery of europium and yttrium was evaluated in the leaching process. Recovery yields of 95,0 % for europium and 95,7 % for yttrium were achieved by leaching with nitric acid at a concentration of 250 g/L, 72 h of leaching time and a solids content of 10 %. Separation of europium and yttrium was studied by solvent extraction. Extraction percentages in the organic phase of 89,6 % for yttrium and 19,3% for europium were obtained with 1 M HDEHP in n-heptane. In the process of scrubbing europium removal of 94,7% was achieved with a nitric acid concentration of 120 g/L. In the process of yttrium stripping extraction percentage of 95,9 % was achieved with 300 g/L hydrochloric acid solution. Yttrium was precipitated with oxalic acid, precipitation percentage of 99,9 % was achieved, and the product was calcinated to obtain yttrium oxide. Precipitation percentages of 99,9 % for europium and 99,9 % for yttrium with sodium hydroxide, the product was calcinated in order to obtain yttrium oxide europium activated. The residual glass was treated with acetic acid at several concentrations. A lead removal of 99,22 % was achieved in the treatment with 1 % acetic acid, containing 20 % of solids and a time of 3 h. Recycling plant for 10 000 CRT’s per month was designed. Project feasibility was established by the economic pre-feasibility study for a lifetime of 10 years, with a NPV of 472 822,24 USD and an IRR of 37,43 %, the return period is estimated in 3,95 years and the benefit/cost ratio was 1,54.
Descripción : Los tubos de rayos catódicos (TRC’s) son gran parte de los equipos eléctricos y electrónicos desechados. El interior de la pantalla de los TRC’s está recubierto por polvo constituido por sulfuro de zinc y oxisulfuro de itrio activado con europio. El itrio y el europio son elementos de tierras raras considerados materias primas estratégicas. El elevado contenido de plomo en los TRC’s vuelve a estos equipos peligrosos para el ambiente. Se evaluó la recuperación de europio e itrio en el proceso de lixiviación. Recuperaciones de 95,0 % para el europio y 95,7 % para el itrio se obtuvieron al lixiviar con ácido nítrico 250 g/L, 72 h y 10 % de soplidos. Se estudió la separación de europio e itrio por extracción con solventes. Porcentajes de extracción en fase orgánica de 89,6 % de itrio y 19,3 % de europio se obtuvieron con HDEHP 1 M en n-heptano. En el proceso de scrubbing una remoción del 94,7 % de europio se logró con ácido nítrico 120 g/L. En el proceso de re-extracción de itrio un porcentaje de 95,9 % se alcanzó con una concentración de 300 g/L de ácido clorhídrico. El itrio fue precipitado con ácido oxálico, se alcanzó 99,9 % de precipitación, el producto fue calcinado para obtener óxido de itrio. Se precipitó 99,9 % de europio y 99,9 % de itrio con hidróxido de sodio, el producto fue calcinado para obtener óxido de itrio activado con europio. El vidrio residual fue tratado con ácido acético. Una remoción del 99,22 % del plomo se alcanzó en el tratamiento con ácido acético al 1 %, 3 h y 20 % de sólidos. Se diseñó una planta para el reciclaje de 10 000 TRC’s por mes. Del análisis de pre-factibilidad económica se determinó que el proyecto es viable para un tiempo de vida de 10 años, con un VAN de 472 822,24 USD y una TIR de 37,43 %, el periodo de retorno se estima en 3,95 años y la relación beneficio/costo fue de 1,54.
URI : http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/15247
Aparece en las colecciones: Tesis Ing. Química (IQUIM)

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