O processo de lixiviação consiste em extrair substâncias minerais do solo, ou até mesmo o seu deslocamento por meio da infiltração ou dissolução em um líquido, como a água em contato com o solo. Existem muitos métodos de lixiviação hoje em dia e a escolha depende principalmente do teor do minério, isto é, a porcentagem do mineral em interesse, e da facilidade desse minério em se dissolver em contato com um reagente.

Primeiro Parágrafo

Lixiviação no local: “in situ”

Esse método de lixiviação consiste em uma dissolução seletiva de minerais de valor a partir da pulverização, ou seja, quando o corpo do minério está exposto, ou através de injeção de agentes lixiviantes no depósito com coleta posterior da solução mãe, isto é, quando o minério estar submerso.

Tecnicamente, o minério é fragmentado e lixiviado no próprio local por um determinado período de tempo.

Para que ocorra esse método, é preciso ficar atento a certas propriedades:

  • O minério deve ser de baixo teor;
  • Tanto a mineração quanto o transporte são procedimentos de custo elevado;
  • É possível obter bons resultados a partir de minérios de alto teor;
  • O minério deve ser permeável para a lixiviação em solução;
  • O corpo do minério deve estar confinado entre uma camada impermeável que irá prevenir as perdas de solução.

A técnica de pulverização desse método pode ser observada na imagem abaixo:

Lixiviação - técnica de pulverização

Já, a técnica de injeção está na imagem abaixo:

Lixiviação - Técnica de injeção

 

Exemplos a partir do método de lixiviação “in situ”: extração de depósitos subterrâneos de sais solúveis, como NaCl,NaSO4 e trona (Na3HCO3CO3.2H2O), além de minérios de cobre e urânio. A presença de pirita (FeS2) nos minérios de cobre aumenta a taxa de lixiviação devido a sua oxidação (reação exotérmica) e consequente formação de H2SO4 e Fe2(SO4)3.

Lixiviacao em pilha ou em depósito (“heap” ou ”dump”)

A lixiviação em pilha começa com a preparação da área que seja lixiviada. É preciso que a compactação seja com ligeira inclinação e que tenha uma cobertura (camada de asfalto) sobre uma placa de plástico flexível. O minério britado é, então, transportado da mina para a área preparada em pilhas de 10 a 15 metros.

Assim, o agente lixiviante é pulverizado no topo do depósito através do qual percola. A solução lixiviada é coletada no fundo da pilha e quando o material é todo lixiviado, o rejeito é removido por caminhões, com a área sendo reutilizada para nova batelada.

Entretanto, os principais problemas da operação em pilha são muitos, por exemplo, a obturação com argilas finas, hidróxido férrico ou sulfato básicos; perdas do agente lixiviante por evaporação, vazamento de solução na base de pilha e estabelecimento  de caminhos preferenciais, chamado “channelings”.

Exemplos de lixiviação em pilha:

lixiviação em pilha

Lixiviação por percolação ou cuba (vat)

Esse método de lixiviação é utilizado nos casos em que o material é poroso e arenoso, que tende a compactar, selando as pilhas. O fator determinante para uma boa percolação é a regularidade no tamanho das partículas.

Por outro lado, nos materiais que apresentarem partículas de tamanhos desiguais, ocorre a compactação das partículas menores nos espaços maiores, obstruindo canais de escoamento. Logo, a extração torna-se lenta com formação de caminhos preferenciais, levando ao processo insatisfatório com formação de muita lama.

Como acontece

O material é colocado em um tanque equipado com fundo falso e coberto com um meio filtrante. A solução é adicionada no topo do tanque, permitindo a percolação sobre o material. Os tanques são arranjados em um sistema operando em regime contínuo e em contracorrente, de forma que a alimentação do sólido seja adicionada no último tanque e o agente lixiviante fresco no 1º tanque, sendo bombeado sucessivamente para os demais tanques até atingir o último.

As vantagens desse método começam pelo baixo custo de reagente; elevadas concentrações na produção de soluções e a eliminação de operações onerosas, isto é, decantação e filtração.

Principais propriedades:

  • Capacidade média dos tanques: 12000 Ton.
  • Ao final da lixiviação, os tanques são esvaziados com pás mecânicas e nova batelada é introduzida.
  • Tempo de lixiviação: de 2 a 4 dias.
  • Empregado na lixiviação de minérios de ouro, cobre e urânio.

Veja o tanque empregado na lixiviação por percolação:

Lixiviação por percolação

Lixiviação em polpa ou agitada

A lixiviação em polpa consiste no agente lixiviante ser adicionado a um material finamente moído. A mistura forma uma polpa, que é agitada continuamente para evitar a sedimentação dos sólidos e concluir o processo de lixiviação no menor tempo possível.

Esse processo é empregado nas seguintes condições: se o minério de alimentação for de teor alto, se os metais de valor forem grãos pequenos disseminados na rocha e se os metais de valor são difíceis para dissolver exigindo agitação intensa para elevar a taxa de dissolução, faz-se necessária a realização de extensivas etapas de britagem e moagem antes da lixiviação para expor a superfície do sólido.

Entretanto, esse método precisa de equipamentos de alto custo e é necessário alto índice de recuperação. Podem ser adotadas condições de lixiviação suaves (soluções diluídas + temperatura ambiente) ou severas (soluções concentradas ácidas ou básicas + alta temperatura e pressão).

Os métodos de agitação podem ser conduzidos de duas maneiras: mecânica, em que se usa um impelidor (transmite a energia cinética rotacional) acoplado a um motor, equipamentos caros e com alto custo de manutenção; e pneumática, onde se usa ar comprimido ou vapor em alta pressão. Sua vantagem é o menor custo de manutenção por haver partes móveis no sistema de agitação.

Nesse método por lixiviação pode ocorrer a pressão ambiente ou sob pressão. A primeira é conduzida em vasos abertos ou fechados em temperaturas ambiente ou moderada, em temperaturas próximas ao ponto de ebulição da solução com o refluxo por meio da instalação de condensador ou em reatores vedados para prevenir a perda de vapor. Já a segunda, utiliza-se vasos de pressão (autoclaves) e pode ser de dois tipos: na ausência ou na presença de ar ou oxigênio.

Processo de cura

O processo de cura é utilizado quando a lixiviação agitada se torna impossível devido a cristalização da polpa do minério como uma massa densa nos primeiros estágios da lixiviação. A mistura solidificada é alimentada em um reator sem agitação, numa temperatura em torno de 200°C. Ela pode ser conduzida em digestores ou em fornos rotativos.

Os digestores são grandes tanques feitos de aço revestidos com tijolos resistentes aos ácidos, os quais são usados na lixiviação da ilmenita ou escórias de titânio com H2SO4 concentrado. Os sólidos finamente divididos são misturados ao ácido. A mistura é aquecida com vapor (180°C), em pressão elevada, para iniciar a reação.

Atingindo essa temperatura, o material reage vigorosamente → reação exotérmica. O material se solidifica, impossibilitando a agitação. Após 13h, o material deixa o reator. Depois do resfriamento, ácido sulfúrico diluído (ou água) é adicionado para dissolver e descarregar a “torta”.

Processo de cura
Processo de cura

Exemplo de utilização:

  • Tratamento da areia monazítica (contém metais pesados) com H2SO4 concentrado.
  • É preparada uma pasta do material com ácido para ser queimada no forno de 200°C.
  • O sólido é descarregado no forno e lixiviado com água.

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