Na reciclagem real de pás de turbina, o paládio concentra-se principalmente nas costuras soldadas e nas áreas de revestimento das pás. A DONGSHENG Precious Metals Recycler utiliza um processo de fusão e refino para extrair paládio e outros metais raros de pás de turbina desativadas. No entanto, a taxa de recuperação do paládio é significativamente menor do que a do rênio (aproximadamente 2%), visto que o paládio existe na liga como um aditivo residual e é propenso à oxidação e perda durante a fusão em alta temperatura. As usinas de reciclagem europeias utilizam tecnologia hidrometalúrgica para dissolver seletivamente o paládio, imergindo os resíduos triturados das pás em um solvente ácido, seguido de deposição eletrolítica para purificação. Esse processo exige um controle rigoroso do pH para evitar a entrada de impurezas nas fibras, com a pureza do paládio chegando a 99,5% por lote.
O principal desafio na reciclagem de pás de turbina reside na separação eficiente das interfaces de materiais compósitos. As pás de turbina são compostas por ligas de alta temperatura à base de níquel (como K465) e revestimentos cerâmicos, fortemente unidos por ligações químicas. Os métodos tradicionais de britagem mecânica causam a quebra das fibras e a contaminação por pó metálico, reduzindo a qualidade dos produtos reciclados. A Usina Kōsei, no Japão, emprega a tecnologia de refusão por eletroescória (ESR): durante a etapa de pré-tratamento, as pás são jateadas e lavadas com ácido para remover os óxidos da superfície; durante a etapa de refusão, o refino é conduzido em um ambiente de vácuo abaixo de 0,67 Pa para separar a matriz da liga das impurezas do revestimento. No entanto, o rênio é propenso à volatilização e perda durante a refusão em alta temperatura, necessitando de injeção de gás argônio para proteção, o que aumenta o consumo de energia em 30%.
Outro desafio é o tratamento de revestimentos à base de resina. O processo de despolimerização química desenvolvido pela Vestas pode ser citado como referência: utilizando solvente dimetilformamida para craquear a resina epóxi a 240 °C, liberando o esqueleto da fibra. No entanto, as resinas de aviação apresentam maior estabilidade térmica, exigindo assistência ultrassônica para degradação, o que aumenta a complexidade do equipamento.
A viabilidade econômica da reciclagem de pás de turbina depende do teor de metal e dos custos do processo:
Grau de alto valor: Pás de turbina contendo ≥ 4% de rênio (por exemplo, pás de estágio de alta pressão de motores de aeronaves comerciais) podem render 20 kg de rênio por tonelada de sucata. Com base nos preços atuais do rênio, de US$ 3.000 a US$ 6.000 por quilograma, o valor da reciclagem é de aproximadamente US$ 60.000 a US$ 120.000 por tonelada. A HONGKONG DONGSHENG Precious Metal Recycling Company processa 50 toneladas de sucata de pás anualmente.
Grau de valor médio a baixo: lâminas de motores militares ou turbinas auxiliares com teor de rênio ≤ 2% e contendo metais de baixo valor, como tungstênio e molibdênio. Os custos de fusão e purificação representam 45% dos custos totais, reduzindo o lucro líquido para US$ 10.000 a US$ 15.000 por tonelada.
Os recicladores devem arcar com custos ocultos: o transporte transfronteiriço de lâminas de resíduos deve estar em conformidade com as disposições da Convenção de Basileia sobre a transferência de resíduos perigosos, aumentando os custos de conformidade em 15%; a taxa de reciclagem de solventes químicos (como acetato de zinco) deve exceder 90% para manter a viabilidade econômica.
Além da reciclagem das pás das turbinas, os seguintes componentes são priorizados para recuperação quando as aeronaves são aposentadas:
Componentes do sistema de ignição: Os eletrodos das velas de ignição contêm ligas de irídio , com cada peça rendendo de 0,5 a 1 grama de irídio. A fundição em alta temperatura separa o revestimento cerâmico, alcançando uma taxa de recuperação de irídio superior a 95%.
Contatos e sensores eletrônicos: placas de circuitos banhadas a ouro de aeronaves possuem revestimento de ouro de até 50 μm de espessura, muito mais espesso do que os eletrônicos comuns. Usando a lixiviação com cianeto, é possível recuperar de 10 a 20 gramas de ouro por quilo de sucata, porém isso requer sistemas de tratamento de gás.
Catalisadores de escape: Revestimentos de catalisadores de platina/ródio são aplicados aos bicos de escape do motor, e o processo de recuperação é semelhante ao dos conversores catalíticos automotivos. O método de lixiviação ácida-precipitação pode extrair 90% dos metais do grupo da platina, mas os catalisadores de aviação têm uma estrutura mais complexa, exigindo tempos de reação prolongados de até 72 horas.
A reciclagem de pás de turbina continua sendo o valor central do processamento de fim de vida útil de aeronaves, mas os benefícios podem ser ampliados por meio de triagem precisa, processos de baixo carbono e colaboração na cadeia de suprimentos. Nos próximos cinco anos, a UE aplicará um padrão de taxa de reciclagem de aeronaves de 85%, tornando a tecnologia de reciclagem de pás de turbina um fator competitivo fundamental no mercado.
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