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Publication
Recovery of Pd as nanosized Pds by combining solvent extraction with biological strategies based on the use of sulphate-reducing bacteria communities
| Name: | Description: | Size: | Format: | |
|---|---|---|---|---|
| 3.05 MB | Adobe PDF |
Authors
Advisor(s)
Abstract(s)
Platinum group metals (PGMs) are highly demanding metals in current high-techs. However,
their supply is limited due to their scarcity in natural resources and expensive mining.
Previously, several techniques proposed for the recovery of PGMs from secondary sources are
still eco-unfriendly and expensive. In the present study, solvent extraction in combination with
cheap, operationally easy and safe techniques involving microbial communities were employed
for the recovery of Pd(II) from aqueous media. Accordingly, extraction of Pd(II) by N,N’-
dimethyl-N,N’-dicyclohexylthiodiglycolamide (DMDCHTDGA) in toluene and subsequent
stripping of Pd(II) with an acidic thiourea solution were performed, followed by bio-Pd
recovery through the use of biogenic sulphide generated by a sulphate-reducing bacteria
community. The results revealed that an excellent Pd(II) extraction performance of
DMDCHTDGA from binary, tertiary and complex mixtures at 2, 4 and 6 M HCl feed solutions
was observed. However, Fe(III) was co-extracted from 4 and 6 M HCl feed solutions, being
completely removed with deionized water in the scrubbing stage. Regarding stripping, 94-99%
of extracted Pd(II) were stripped using acidic thiourea solution. Concerning palladium biorecovery,
over 99% of stripped Pd(II) were recovered using biogenic sulphide obtained from a
bioremediation process and Postgate B medium, in batch assay. Similarly, > 99 % palladium
recovery was achieved by directly connecting Pd(II) solution with effluent from bioremediation
process. Likewise, 78-99% of scrubbed Fe(III) were bio-recovered. Analysis of the precipitate
collected during palladium bio-recovery testified that the precipitate was composed by Pd and
S, and consistent with the synthesis of PdS nanoparticles. The elemental analysis of iron
precipitate showed the presence of other metals besides Fe and S. Henceforth, the method
engaged is environmentally sustainable, safe and cheap, thus attractive to be employed aiming
the recovery of Pd or Fe from wastes materials.
Os metais do grupo da platina (PGMs) são metais determinantes em aplicações high-tech atuais. No entanto, o seu abastecimento é limitado devido à sua escassez em recursos naturais e práticas de mineração dispendiosas. Anteriormente, várias técnicas propostas para a recuperação de PGMs de fontes secundárias são ainda pouco ecológicas e caras. No presente estudo, a extração por solventes em combinação com técnicas baratas, operacionalmente fáceis e seguras envolvendo comunidades microbianas foram empregues para a recuperação de Pd(II) a partir de meios aquosos. Consequentemente, realizou-se a extração de Pd(II) por N,N'- dimetil-N,N'-diciclo-hexiltiodiglicolamida (DMDCHTDGA) em tolueno e subsequente remoção de Pd(II) com uma solução ácida de tioureia, seguida de recuperação de bio-Pd através do uso de produtos metabólicos (S2-) gerados por uma comunidade de bactérias que reduzem iões sulfato. Observou-se um bom desempenho de extração de Pd(II) pela DMDCHTDGA de misturas binárias, terciárias e complexas a partir de soluções de alimentação de 2, 4 e 6 M HCl. No entanto, o Fe(III) foi co-extraído das soluções 4 e 6 M HCl, sendo completamente removido com água desionizada na etapa de lavagem. Em relação à re-extração, 94-99% de Pd(II) extraído foi removido usando solução ácida de tioureia. No que diz respeito à recuperação biológica de paládio, foram recuperados mais de 99% de Pd(II) utilizando sulfato biologicamente gerado obtido a partir do processo de biorremediação e do meio de Postgate B, respetivamente, no ensaio em lote. Da mesma forma, > 99% de Pd(II) foi recuperado conectando diretamente a solução de Pd(II) com o efluente do processo de biorremediação. Além disso, 78-99% de Fe(III) foram também bio-recuperados. A análise do precipitado recolhido durante a bio-recuperação de Pd(II) mostrou que o precipitado era composto por Pd e S, e consistente com a síntese de nanopartículas de PdS. A análise elementar de precipitados de ferro mostrou a presença de outros metais além de Fe e S. O método agora desenvolvido é ambientalmente sustentável, seguro e barato, e atrativo para ser empregue na recuperação de Pd ou Fe de materiais esgotados ou em fim de vida útil.
Os metais do grupo da platina (PGMs) são metais determinantes em aplicações high-tech atuais. No entanto, o seu abastecimento é limitado devido à sua escassez em recursos naturais e práticas de mineração dispendiosas. Anteriormente, várias técnicas propostas para a recuperação de PGMs de fontes secundárias são ainda pouco ecológicas e caras. No presente estudo, a extração por solventes em combinação com técnicas baratas, operacionalmente fáceis e seguras envolvendo comunidades microbianas foram empregues para a recuperação de Pd(II) a partir de meios aquosos. Consequentemente, realizou-se a extração de Pd(II) por N,N'- dimetil-N,N'-diciclo-hexiltiodiglicolamida (DMDCHTDGA) em tolueno e subsequente remoção de Pd(II) com uma solução ácida de tioureia, seguida de recuperação de bio-Pd através do uso de produtos metabólicos (S2-) gerados por uma comunidade de bactérias que reduzem iões sulfato. Observou-se um bom desempenho de extração de Pd(II) pela DMDCHTDGA de misturas binárias, terciárias e complexas a partir de soluções de alimentação de 2, 4 e 6 M HCl. No entanto, o Fe(III) foi co-extraído das soluções 4 e 6 M HCl, sendo completamente removido com água desionizada na etapa de lavagem. Em relação à re-extração, 94-99% de Pd(II) extraído foi removido usando solução ácida de tioureia. No que diz respeito à recuperação biológica de paládio, foram recuperados mais de 99% de Pd(II) utilizando sulfato biologicamente gerado obtido a partir do processo de biorremediação e do meio de Postgate B, respetivamente, no ensaio em lote. Da mesma forma, > 99% de Pd(II) foi recuperado conectando diretamente a solução de Pd(II) com o efluente do processo de biorremediação. Além disso, 78-99% de Fe(III) foram também bio-recuperados. A análise do precipitado recolhido durante a bio-recuperação de Pd(II) mostrou que o precipitado era composto por Pd e S, e consistente com a síntese de nanopartículas de PdS. A análise elementar de precipitados de ferro mostrou a presença de outros metais além de Fe e S. O método agora desenvolvido é ambientalmente sustentável, seguro e barato, e atrativo para ser empregue na recuperação de Pd ou Fe de materiais esgotados ou em fim de vida útil.
Description
Dissertação de mestrado, Inovação Química e Regulamentação (Erasmus Mundus), Faculdade de Ciências e Tecnologia, Universidade do Algarve, 2017
Keywords
Metais do grupo da platina Extração por solventes Recuperação biológica