Desenvolvimento de uma rota para extração de poentóxido de Nióbio a partir de columbita utilizando carbonato de sódio e ácido bórico

Abstract

Este estudo teve como objetivo desenvolver uma rota de extração de nióbio por meio de solubilização utilizando carbonato de sódio e ácido bórico. Avaliou-se a influência da composição química, condições de fusão e parâmetros de solubilização e precipitação na formação de fases solúveis e obtenção de Nb₂O₅. As matérias-primas foram caracterizadas por distribuição de tamanho de partícula, FRX, ICP-OES, DRX e DSC. Seis formulações foram testadas quanto à solubilidade em água, com base nas proporções entre óxidos ácidos e básicos. As amostras fundidas a 900 °C por 60 minutos foram resfriadas em água, filtradas e caracterizadas para identificação das fases solúveis e insolúveis. Os melhores resultados foram utilizados em um planejamento experimental baseado em modelo de misturas para otimização da composição entre Na₂O e B₂O₃. A rota proposta envolveu fusão alcalina, separação magnética e solubilização em água, avaliando-se temperatura, tempo e razão sólido/líquido. O licor gerado foi submetido à precipitação com carbonato de guanidina, seguido de calcinação para obtenção dos óxidos de nióbio e tântalo, com análises por ICP-OES, DRX e MEV. Os resultados mostraram que a composição 10C70Na20B foi a mais promissora na fusão alcalina, com boa solubilidade em água e predominância de fases solúveis como NaNb₃O₈, NaNbO₂ e Na₃NbO₈. As composições 20C69,5Na10,5B e 20C68Na12B alcançaram teores relevantes de Nb em solução (89,62 e 46,90 mg/L, respectivamente), destacando-se o papel do ácido bórico na redução da temperatura de fusão e viscosidade da mistura. A razão sólido/líquido foi a variável mais significativa na solubilização, com destaque para a composição 20C69,5Na10,5B, que atingiu 90,4% de solubilidade em razão S/L de 1:50. Na etapa final, a composição 20C68Na12B apresentou maior pureza na formação de Nb₂O₅ após a calcinação, enquanto 20C69,5Na10,5B resultou em fases indesejadas como NaNbO₃, atribuídas ao excesso de sódio.