Biolixiviação para a extração limpa do minério de cobre proveniente da região de Carajás-PA.
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Data
2018-02-23
Autor
NASCIMENTO, Dryelle de Nazaré Oliveira do
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Editor
Universidade do Estado do Pará
Resumo em português
A calcopirita é o minério de cobre com maior presença na crosta terrestre, sendo o mais empregado para extração comercial do cobre. No Brasil, as principais reservas de cobre estão situadas no Pará, especificamente na região de Carajás. A tradicional extração deste metal é feita por processos pirometalúrgicos (emprego de altas temperaturas para transformações físico-químicas em minerais), que demandam elevadas quantidades de energia, água e reagentes químicos. Uma alternativa para redução de insumos e geração de resíduos é a utilização do processo de biolixiviação, que consiste na extração de metais de interesse pela ação de micro-organismos oxidantes de ferro e enxofre. A biolixiviação é um processo com relativo baixo custo de instalação e operação, podendo ser uma alternativa para a exploração de minérios de cobre no Pará, contribuindo na conservação de recursos naturais da Amazônia. O trabalho visou o emprego da bactéria Acidithiobacillus ferrooxidans para a biolixiviação, em colunas e reatores, de amostrasde sulfeto mineral e minérios intemperizados contendo cobre, provenientes da região de Carajás-PA. Para tanto, um protótipo em escala laboratorial foi desenvolvido no ISI-TM. As amostras passaram por caracterização mineralógica por Difração de Raios-X (DRX) e química por Fluorescência de Raios-X por Energia Dispersiva (FRX-ED), e os valores de pH, potencial redox (Eh), taxa de extração de cobre e densidade populacional da bactéria foram monitorados ao longo dos experimentos.O primeiro ensaio de biolixiviação em reatores foi realizado por 100 dias, resultando em taxas de extração de cobre de 0,74% e 18,35% para as amostras de sulfeto mineral e intemperizado, respectivamente. O segundo ensaio foi conduzido por 47 dias, também utilizando amostras de um sulfeto mineral e intemperizado, porém com redução da densidade de polpa e controle de temperatura, em comparação com o primeiro ensaio. A extração de cobre obtida do sulfeto mineral foi quatro vezes superior (1,67%) à do primeiro ensaio enquanto a do minério intemperizado (19,54%) foi similar. Nos ensaios de biolixiviação realizados em colunas, a extração de cobre foi de 1,07% para a coluna contendo o minério com tamanho das partículas de 2,00 mm e de 0,95%, para coluna contendo o minério de 4,75 mm. As maiores taxas de extração de cobre a partir de amostras da Região de Carajás foram obtidas pela biolixiviação dos minérios intemperizados em reatores, indicando este método como a principal alternativa para extração de cobre a partir de rejeitos de minério e amostras de baixo teor.
Resumo em língua inglesa
Chalcopyrite is the copper ore with the greatest presence in the earth's crust, and the most used for commercial extraction of copper. In Brazil, the main copper reserves are located in Pará, specifically at Carajás Region. Traditional extraction of this metal are performed with pyrometallurgical processes (use of high temperatures for physico-chemical transformations in minerals), which demand high amounts of energy, water and chemical reagents. An alternative to reduce feedstocks and waste generation is the bioleaching process, which consists of metal extraction through the iron/sulfur oxidizing bacteria activity. The bioleaching is a process with relatively low installation and operation costs, and might be an alternative to copper ore exploration on Pará, contributing to the conservation of natural resources in Amazon.The work aimed at the use of Acidithiobacillus ferrooxidans bacterium for the bioleaching, in columns and reactors, of samples of mineral sulfides and weathered copper ores from the region of Carajás-PA. For this proposal, a laboratory-scale prototype was developed at ISI-TM.Samples mineralogical and chemical characterization were performed by X-ray Diffraction (XRD) and Energy Dispersive X-ray Fluorescence (EDXRF), respectively, and pH, redox potential (Eh), copper extraction and bacterial enumeration were monitored along the experiments. The first bioleaching reactor test was conduct for 100 days, resulting in copper extraction rates of 0.74% and 18.35% from the mineral sulfide and weathered copper ores, respectively. The second bioleaching reaction test was conducted by 47 days, also applying mineral sulfide and weathered copper ores samples, but employing a lower pulp density and a temperature control, when compared with the fist assay. The obtained copper extraction rate from the mineral sulfide was four times higher (1.67%) than the one obtained in the first experiment, whereas the weathered sample extraction (19.54%) was similar. Column bioleaching assays using A. ferrooxidans resulted in copper extraction rates of 1.07% in the column containing the 2.00 mm particles size ore and 0.95% for the one containing the 4.75 mm particle size ore. The highest copper extraction rates from samples of the Carajás Region were obtained by the bioleaching of weathered ore samples in reactors, indicating this method as the main alternative for extraction of copper from marginal and low-grade copper ores.
Resumo em outro idioma
Palavras-chave em português
Palavras-chave
Mineração - Pará, Lixiviação bacteriana - Pará. 3.Minérios de cobre – Pará, Minérios de cobre - Pará, Acidithiobacillus ferrooxidans, Calcopirita, Lixiviação bacteriana, Mineração, Chalcopyrite, Bacterial leaching, Mining
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Referência
NASCIMENTO, Dryelle de Nazaré Oliveira do. Biolixiviação para a extração limpa do minério de cobre proveniente da região de Carajás-PA. Orientador: Hélio Raymundo Ferreira Filho. 2018. 78 f. Dissertação (Mestrado em Ciências Ambientais) - Centro de Ciências Naturais e Tecnologia, Universidade do Estado do Pará, Belém, 2018.