Avaliação do ciclo de vida em processo de recuperação do elemento Índio de resíduos tecnológicos

Abstract

O índio foi incluído em uma lista de “matérias-primas críticas” pela Comissão Europeia e sua recuperação de fontes secundárias está ganhando, cada vez mais, atenção entre as comunidades científica e industrial. Grande parte dos painéis contendo índio atualmente não recebem tratamento adequado e a recuperação de índio dessa fração residual, em escala industrial, ainda é um desafio. Sua recuperação é realizada principalmente em escala laboratorial, por meio de técnicas de incineração e hidrometalurgias e poucos exemplos de soluções em plantas-piloto podem ser encontrados na literatura disponível. Os impactos ambientais associados aos processos de recuperação do Índio ainda são grandes no contexto mundial e dificultam a sua implementação para uma escala industrial. A utilização de ferramentas como Avaliação do Ciclo de Vida (ACV) são essenciais para promover um processo seguro ambientalmente. No Brasil, o Projeto PIPE desenvolvido em parceria com a UFSCar propôs uma rota hidrometalúrgica para a recuperação do Índio presente em equipamentos de tela plana provenientes de resíduos eletroeletrônicos. Assim, este trabalho tem como objetivo realizar uma avaliação do ciclo de vida (ACV) do processo de reciclagem de Índio utilizando o método ReCiPe, identificando os principais impactos ambientais associados, comparando com A destinação para aterros sanitários e a extração primária do metal. Os resultados mostram que o processo de reciclagem é capaz de mitigar impactos ambientais como mudança climática (GWP100), ecotoxicidade terrestre (TETPinf) e formação de oxidante fotoquímico (POFP). Entretanto, o processo apresenta impactos que podem contribuir para um aumento no esgotamento de água (WDP) e ocupação de solo urbano (ULOP) quando comparados à extração primária de índio e também à destinação para aterros sanitários. A escolha da metodologia também pode interferir nos impactos ambientais, onde na comparação de metodologias (ReCiPe, ILCD, CML) revelou variações nas categorias de impacto, principalmente relacionados ao esgotamento da água. A simulação de Monte Carlo confirmou a tendência de mitigação dos impactos ambientais, mas com alta variabilidade, sugerindo que a reciclagem pode não ser sempre vantajosa em todos os cenários. O estudo possui limitações que incluem a dependência de dados secundários e a incertezas nos dados primários. A subjetividade na classificação dos dados e a escolha de diferentes metodologias também introduziram incertezas na análise. Como sugestão para os estudos futuros, devem-se desenvolver metodologias específicas para a categoria de impacto no consumo de água com o objetivo de aumentar a sustentabilidade da reciclagem de índio.

Indium has been included in a list of "critical raw materials" by the European Commission, and its recovery from secondary sources is gaining increasing attention from the scientific and industrial communities. A large portion of indium-containing panels currently do not receive adequate treatment, and the recovery of indium from this residual fraction, on an industrial scale, remains a challenge. Its recovery is mainly carried out at the laboratory scale, through incineration and hydrometallurgical techniques, and few examples of pilot plant solutions can be found in the available literature. The environmental impacts associated with indium recovery processes are still significant globally, hindering its implementation on an industrial scale. The use of tools such as Life Cycle Assessment (LCA) is essential to promote an environmentally safe process. In Brazil, the PIPE Project, developed in partnership with UFSCar, proposed a hydrometallurgical route for the recovery of indium present in flat-screen equipment derived from electronic waste. Therefore, this study aims to perform a life cycle assessment (LCA) of the indium recycling process using the ReCiPe method, identifying the main associated environmental impacts and comparing it with landfill disposal and primary metal extraction. The results show that the recycling process can mitigate environmental impacts such as climate change (GWP100), terrestrial ecotoxicity (TETPinf), and photochemical oxidant formation (POFP). However, the process presents impacts that may contribute to an increase in water depletion (WDP) and urban land occupation (ULOP) when compared to the primary extraction of indium and landfill disposal. The choice of methodology can also affect environmental impacts, as the comparison of methodologies (ReCiPe, ILCD, CML) revealed variations in impact categories, particularly related to water depletion. The Monte Carlo simulation confirmed the trend of mitigating environmental impacts but with high variability, suggesting that recycling may not always be advantageous in all scenarios. The study has limitations, including dependence on secondary data and uncertainties in primary data. The subjectivity in data classification and the choice of different methodologies also introduced uncertainties in the analysis. As a suggestion for future studies, specific methodologies should be developed for the impact category of water consumption to increase the sustainability of indium recycling.