Hydrometallurgical recovery of tin and lead from waste printed circuit boards (WPCBs): limitations and opportunities

Recuperación hidrometalúrgica de estaño y plomo a partir de residuos de circuitos impresos (WPCB): limitaciones y oportunidades

En este trabajo se presenta la posibilidad de recuperación selectiva de Pb y Sn, utilizando tres soluciones diferentes de NaOH, HCl y HNO₃, a partir de WPCBs que contienen bajas concentraciones de Pb y Sn. Según los resultados obtenidos, se puede lixiviar más del 98 % del Pb utilizando una solución de HNO₃ 2 M a 80 °C y más del 90 % del Sn utilizando una solución de HCl 2 M a 80 °C, independientemente. Sin embargo, un análisis más exhaustivo de los resultados obtenidos indicó interacciones adversas entre dichos agentes de lixiviación, creando dudas sobre si dicho paso de lixiviación y recuperación podría incorporarse en una ruta hidrometalúrgica integral para la recuperación selectiva de metales base y preciosos a partir de WPCBs.

INTRODUCCIÓN

Las WPCB, como componente de valor clave de los residuos electrónicos, contienen aproximadamente un 30 % de metales, un 40 % de plástico y un 30 % de materiales de fibra de vidrio [1]. Esta variedad de materiales y componentes hace que el reciclado de las WPCB sea un proceso muy complejo y exigente. El procesamiento pirometalúrgico, como método tradicional para el reciclaje de residuos electrónicos, sólo permite la separación parcial de los metales, por lo que se requiere un procesamiento hidrometalúrgico y electroquímico posterior [2]. En los últimos años, se ha hecho hincapié en el desarrollo de rutas hidrometalúrgicas para el reciclado de WPCBs, ya que son más exactas, predecibles y fáciles de controlar [3]. Se han publicado numerosos estudios en los que se utilizan diversos agentes de lixiviación, normalmente centrados en la recuperación de cobre [4,5] y metales preciosos [6]. Sin embargo, la presencia de estaño y plomo en forma de aleación de soldadura complica significativamente sus propiedades de lixiviación. Se han publicado estudios que utilizan la biolixiviación [7], el ácido alcalino [8], nítrico [9], clorhídrico [9,10] o fluorobórico [11] como agentes de lixiviación. Entre estos procesos, el uso de ácido fluorobórico, con adición de un agente oxidante específico, garantiza una recuperación muy eficaz de Pb y Sn. Sin embargo, los elevados costes operativos restringen la aplicación de esta opción de proceso a los WPCB enriquecidos en Pb y Sn. El objetivo principal de este estudio fue la investigación de la recuperación selectiva de Pb y Sn, utilizando agentes de lixiviación comunes y rentables, NaOH, HCl y HNO₃, a partir de WPCBs que contienen Pb y Sn por debajo del 5 %. Los resultados obtenidos tras una extensa optimización de varios parámetros del proceso revelaron que se puede lixiviar más del 98 % del Pb utilizando una solución de HNO₃ 2 M a 80 °C y más del 90 % del Sn utilizando una solución de HCl 2 M a 80 °C independientemente.