Recuperação de cobre em lodo galvânico, a partir do método da eletrólise, produzindo cobre verde

Abstract

O cobre é um metal que está se tornando cada vez mais utilizado para a construção de novas tecnologias por conta de seu baixo custo, condutividade e ductilidade. Estudos indicam que a demanda por cobre pode crescer até 24% até 2035, somando cerca de 8,2 milhões de toneladas adicionais por ano. Contudo, metalúrgicos estão alertando que num futuro próximo o cobre se tornará escasso, e, para um futuro movido por fios e eletricidade, isso é algo alarmante. Isso se deve ao consumo e descarte exagerado de produtos, sem qualquer reuso e tratamento, sendo isso uma economia linear. Todavia, é possível mudar esse sistema e, ao invés de terminar no descarte, depois de usado o produto é reciclado, podendo então ser utilizados para produzir diferentes produtos sem uso adicional de recursos, gerando um ciclo onde o produto é produzido, usado e reutilizado, sendo assim a economia circular. Sendo assim possível reciclar o cobre já utilizado, sem que ele perca suas propriedades ou qualidade, se torna importante o estudo de diferentes formas de recuperar esse cobre de diferentes tipos de resíduos. Um desses resíduos que possuí concentração variada de cobre é o lodo galvânico, resíduo proveniente dos banhos de ouro, que é armazenado nas indústrias de semi joias por conta do elevado custo para o descarte de forma adequada, e o seu descarte incorreto pode liberar metais pesados no meio ambiente. Esse projeto propõe a recuperação do cobre a partir da eletrólise, que consiste na oxirredução dos íons Cu²⁺ presentes na solução que se reduzem no cátodo para recuperar esse cobre metálico, o resíduo é dissolvido em solução ácida para obtenção dos íons metálicos. A eletrólise pode ser feita com eletrodos de aço inox e/ou cobre, utilizando como fonte de energia a célula fotovoltaica, tornando o processo limpo, o que reduz o consumo energético no processo, a fim de dar um fim mais sustentável para este resíduo e gerar uma economia circular com a venda do cobre recuperado.

Copper is a metal that is becoming increasingly used in the construction of new technologies due to its low cost, conductivity, and ductility. Studies indicate that copper demand may grow by up to 24% by 2035, adding around 8.2 million additional tons per year. However, metallurgists warn that in the near future, copper will become scarce — and for a future driven by wires and electricity, this is alarming. This is due to the excessive consumption and disposal of products, with no reuse or treatment, representing a linear economy. Nevertheless, it is possible to change this system so that, instead of ending in disposal, the product is recycled after use, allowing it to be used to produce different items without additional resource extraction — creating a cycle where the product is produced, used, and reused, thus forming a circular economy. Since copper can be recycled without losing its properties or quality, studying different methods to recover copper from various types of waste becomes important. One such waste with variable copper concentration is galvanic sludge, a residue from gold plating baths, which is stored in the jewelry and semi-jewelry industries due to the high cost of proper disposal. Incorrect disposal can release heavy metals into the environment. This project proposes the recovery of copper through electrolysis, which consists of the redox reaction of Cu²⁺ ions in solution that are reduced at the cathode to recover metallic copper. The residue is dissolved in an acid solution to obtain the metal ions. Electrolysis can be carried out using stainless steel and/or copper electrodes, powered by photovoltaic cells, making the process clean and reducing energy consumption. The goal is to provide a more sustainable destination for this waste and promote a circular economy through the sale of the recovered copper.