Projetos
Projeto FUNTEC (2019 até 2024)
Título: Desenvolver o processo de obtenção de ímãs permanentes de Didímio-Ferro-Boro partindo do Óxido de Didímio.
É um projeto financiado pelo BNDES FUNTEC/WEG, cujos principais parceiros são o Instituto de Pesquisas Tecnológicas – (IPT), Companhia Brasileira de Metalurgia e Mineração – (CBMM), Centro de Desenvolvimento da Tecnologia Nuclear – (CDTN) e a Universidade Federal de Santa Catarina – (UFSC).
O objetivo deste projeto é dominar as técnicas de produção de ímãs permanentes no Brasil em escala piloto, utilizando didímio nacional, colocando o Brasil como um importante fornecedor destes produtos no mercado global.
Resumo:
O Brasil pode se tornar um importante fornecedor de terras-raras no mercado mundial. A CBMM, líder mundial em Nióbio, também possui uma grande reserva de terras-raras em seus rejeitos, permitindo-a competir no mercado global de terras-raras e seus produtos derivados, como ímãs. Investimentos em plantas de concentração e obtenção de óxidos de terras-raras visam avançar na tecnologia de produção de ímãs permanentes no Brasil. Adicionalmente, a WEG, fabricante de geradores eólicos, tem interesse na fabricação de ímãs nacionais para reduzir a dependência da China e melhorar a qualidade dos produtos, especialmente a resistência à corrosão. Um projeto conjunto visa dominar todas as etapas de produção de ímãs, incluindo a redução do óxido de didímio e a obtenção da liga de Didímio-Ferro-Boro. A próxima fase do projeto inclui a produção de ligas na escala piloto de 2 a 3 kg e a avaliação da necessidade de hidretação. A UFSC (via laboratório MAGMA) é responsável pelas etapas de alinhamento magnético, compactação, sinterização, tratamento térmico e medição das propriedades magnéticas dos ímãs fabricados.
Projeto AM-RPM-BR (2024 até 2026)
Título: Desenvolvimento de Matéria-Prima Particulada a Partir da Mineração Urbana e Sua Impressão 3D como Ímãs Reciclados de Terras-Raras
É um projeto financiado pelo FINEP, que conta com parceiros da empresa Alkimat e UFSC. Este projeto visa reintroduzir na cadeia produtiva de ímãs, ímãs descartados oriundos da Mineração Urbana, para a Manufatura Aditiva de ímãs permanentes.
Resumo:
Ímãs de terras-raras são componentes fundamentais de tecnologias como aerogeradores e motores elétricos. Os ímãs à base de Nd-Fe-B são os mais utilizados no mundo, e contém cerca de 30% em peso de elementos de terras-raras (ETRs). A criticidade no fornecimento de ETRs impulsiona a busca por estratégias de seu uso que estejam em consonância com os conceitos da Economia Circular, como por exemplo a Mineração Urbana. O projeto AM-RPM BR visa aproveitar ímãs descartados provenientes de Mineração Urbana para reintroduzi-los na cadeia produtiva de ímãs. Propõe-se desenvolver e aplicar a impressão 3D, mais especificamente o processo de Fusão em Leito de Pó a Laser (FLPL), como uma rota viável para a reciclagem de ímãs. A impressão 3D é vantajosa porque permite a obtenção de geometrias mais complexas do que as tradicionais, com potencial para novos mercados e aplicações. Ela também permite obter peças com um desperdício mínimo de ETRs. Esta abordagem inovadora que combina Mineração Urbana com o processamento via impressão 3D é uma solução em potencial para conter a provável escassez no fornecimento dos ETRs, além de abrir portas para novas aplicações ainda não exploradas de ímãs de ETRs.
Projeto REGINA I (2020 até 2024)
Título: Sustentabilidade na cadeia produtiva e tecnologias de fabricação de ímãs.
O projeto REGINA I é financiado pelo MCTI e conta com parceiros nacionais e internacionais como UFSC, CDTN, TUD, IWKS, CETEM, USP e UFPR.
O REGINA I tem por objetivo principal fortalecer a pesquisa, o desenvolvimento e inovação relacionados a matérias-primas estratégicas, como terras-raras, nióbio, tântalo e outros metais e minerais, através da cooperação técnico-científica entre o Brasil e a Alemanha, promovendo o desenvolvimento de tecnologias sustentáveis para a cadeia produtiva de terras-raras e de ímãs. Para isso, são propostas atividades que incluem a fabricação de ímãs sinterizados, estudos de usinagem e reciclagem de resíduos, análise de impacto ambiental e desenvolvimento de ferramentas de controle de qualidade.
Resumo:
Iniciado em agosto de 2015, o Projeto Regina é resultado de uma Declaração Conjunta de Intenções entre o Ministério da Ciência Tecnologia e Inovação (MCTI) do Brasil e o Ministério Federal da Educação e Pesquisa (BMBF) da Alemanha. O projeto visa promover a cooperação técnico-científica entre os dois países, desenvolvendo tecnologias sustentáveis na área de ímãs de terras-raras (ITR). Isso inclui o desenvolvimento de tecnologias para a industrialização de produtos baseados em terras-raras nacionais e a promoção de parcerias interinstitucionais, buscando apoiar a gestão da sustentabilidade na cadeia produtiva de ITR no Brasil, bem como contribuir para o entendimento e implementação de modelos de negócios circulares na cadeia produtiva de ímãs de terras-raras. Para isso, várias linhas de pesquisa são propostas, como a fabricação de ímãs sinterizados, a análise de impacto ambiental e o desenvolvimento de ferramentas de controle de qualidade. A continuidade do Projeto REGINA está alinhada com as iniciativas do governo federal brasileiro, que busca promover a concepção e implementação de Centros de Tecnologias Aplicadas em Materiais Avançados e Laboratórios Nacionais de Materiais Avançados.
Projeto REGINA II (2023 até 2026)
Título: PD&I para o desenvolvimento competitivo sustentável de processos e produtos da cadeia produtiva de terras raras no âmbito de cooperação internacional
O projeto REGINA II é financiado pelo FINEP e conta com parceiros como a UFSC, CDTN, TUD, IWKS, CETEM, USP e UFPR.
O projeto visa apoiar a consolidação de uma rede de cooperação brasileira com participação de agentes internacionais com o intuito de desenvolver processos e produtos sustentáveis no âmbito da cadeia produtiva de elementos DE terras-raras (ETR’s) no Brasil, abrangendo as seguintes temáticas: Sustentabilidade da cadeia produtiva de ímãs; Separação de ETR’s; Redução e Refino de Metais; Metalurgia de Ligas; Fabricação de Ímãs; Plano de Negócios e Posicionamento Estratégico quando pertinentes.
Resumo:
O Projeto REGINA II de Pesquisa Desenvolvimento e Inovação (PD&I) para o desenvolvimento competitivo e sustentável de processos e produtos da cadeia produtiva de terras-raras no âmbito da cooperação internacional é uma ação que tem por objetivo desenvolver metodologias, processos e produtos sustentáveis no âmbito da cadeia produtiva de elementos terras-raras (ETR) no Brasil. Para tal, pretende-se integrar competências nacionais envolvendo expertises em análise de sustentabilidade, associadas ao processamento mineral, metalurgia e novos materiais. Como forma de fortalecimento dessa integração, parcerias internacionais serão estabelecidas. Com o sucesso do desenvolvimento proposto, serão propiciadas as bases para a formação de RH de alto nível via cooperação internacional aliada ao domínio de técnicas para a obtenção de produtos essenciais para a transição energética. Tecnologias sustentáveis que dependem de elementos terras-raras críticos, como a geração de energia renovável e mobilidade, assim como a promoção de investimentos de caráter produtivo em território brasileiro, potencializando a geração de emprego e renda, e viabilizando a participação brasileira nesse segmento energético, em franco crescimento em nível mundial.
Projeto Mineração Urbana (2022 até 2025)
Título: Mineração Urbana, reciclagem de ímãs permanentes de terras-raras.
O projeto Mineração Urbana é financiado pelo CNPq/CT-Energ e conta com parceiros como UFSC, UFAM e CDTN.
O objetivo do Mineração Urbana, é desenvolver novas tecnologias para reciclagem de ímãs permanentes, prospectando rotas de processamento usuais e não usuais na reciclagem de ímãs permanentes visando deposição de patentes e agregar valor a materiais ricos em elementos de terras-raras usualmente descartados.
Resumo:
Este projeto resume-se à mineração urbana de ímãs permanentes à base de Elementos de Terras-Raras (ETR) abordada por três frentes principais: i) avaliação sobre a sustentabilidade das rotas de reciclagem; ii) prospecção de estratégias de aprimoramento dos processos e; iii) caracterização avançada. Na frente (i) Das origens dos materiais magnéticos que são avaliados, destacam-se as fontes alternativas tais como pré-consumo (resíduos de usinagem de imãs sinterizados industriais) e pós-consumo (ímãs de equipamentos usados). Na frente (ii) Considerando o item (i) os materiais magnéticos de ETR selecionados são submetido a diferentes rotas de processamento, incluindo a confecção de ímãs híbridos, dopagem com outros metais e ETR para melhoramento de propriedades de aplicação, otimização de variáveis de processo e introdução de etapas com intuito de reduzir tempo, energia e custos de processo. Na frente (iii), as etapas e substâncias finais serão caracterizadas combinando várias técnicas avançadas, incluindo o uso de Luz Síncrotron para correlacionar propriedades físico-químicas com propriedades magnéticas de aplicação, guiando por consequência os trabalhos desenvolvidos na frente (ii). Os elementos de Terras Raras são chave para confecção de ímãs permanentes, vitais para aplicação em alta tecnologia, construção de motores elétricos e dispositivos eletrônicos. A criticidade dessas substâncias (fornecimento e preços), controlada pelo mercado exterior, torna estratégico que o Brasil obtenha autonomia de fornecimento, e a reciclagem de imãs de ETRs contribui diretamente nesse aspecto.
Projeto INCT PATRIA (2017 até 2024)
Título: Processamento e Aplicações de Ímãs de Terras-Raras para Indústria de Alta Tecnologia.
É um projeto patrocinado pelo CNPq, que conta com parceiros como USP/IPT (coordenação geral), CETEM, CERTI, IPEN, INOVA, ISI, UFF, UFSC, CBMM e WEG.
Resumo:
O Projeto INCT – PATRIA tem como objetivo construir as bases de apoio científico e tecnológico ao desenvolvimento da cadeia produtiva de terras-raras no Brasil, abordada tanto do ponto de vista estratégico quanto econômico. O Projeto visa criar e desenvolver competências científicas, tecnológicas e de formação de recursos humanos, com o intuito de apoiar a indústria brasileira na busca de soluções em processos, produtos e negócios inovadores, visando ao desenvolvimento competitivo e sustentável da cadeia produtiva de ímãs de terras-raras da mineração às aplicações industriais. Tais ações estão focadas na demanda das tecnologias emergentes, como motores e geradores de elevado desempenho. As linhas temáticas abordadas são:
- Caracterização Mineralógica e Química, Beneficiamento Mineral e Metalurgia Extrativa: Concentração, Abertura, Separação, Purificação.
- Metalurgia Extrativa: Concentração pirometalúrgica.
- Modelamento microestrutural e ímãs de alto desempenho com baixa adição de elementos de liga
- Fabricação da liga Nd-Fe-B por fusão a vácuo e lingotamento em tiras.
- Desenvolvimento de ímãs de Nd-Fe-B sinterizados, de elevado desempenho, para aplicações em motores elétricos e geradores eólicos, utilizando matérias-primas nacionais.
- Obtenção de ímãs de Nd-Fe-B compósitos de elevado desempenho para aplicações em motores elétricos de pequeno porte para a indústria automobilística.
- Obtenção ímãs de elevado desempenho para altas temperaturas (180 °C) com baixo teor de disprósio, visando aplicações em motores elétricos.
- Obtenção de ímãs net-shape via MPI (MPI – Moldagem de Pós por Injeção) com ciclo térmico a plasma, para aplicação de elevada performance.
- Proteção e resistência à corrosão de ímãs Nd-Fe-B.
- Desenvolvimento de ferramentas numéricas e analíticas para modelagem de ímãs permanentes e concepção e análise de máquinas elétricas rotativas utilizando ímãs com ênfase na geração eólica.
- Avaliação do Ciclo de Vida de Ímãs de Terras-Raras.
