Eletrometalurgia na mineração

A eletrometalurgia é utilizada comercialmente para recuperar ou refinar os metais, incluindo a produção em larga escala de alumínio, cobre, magnésio, níquel e zinco, bem como, em menor escala, para recuperação e refino de ouro e prata.

Há também oportunidades para utilizar a eletrometalurgia na produção de titânio, chumbo e outros metais. O processamento eletrolítico de metais enfrenta desafios comuns que incluem a utilização de energia, química, produtividade e segurança. Para atender aos desafios atuais em eletrometalurgia comercial, uma variedade de avanços tecnológicos tem sido feito.

Desafios semelhantes serão confrontados no futuro, exigindo melhorias de processos e inovações. Entender o funcionamento da eletrometalurgia, como é usada na mineração e seus processos são fundamentais para melhorar os resultados com esta técnica.

Como a eletrometalurgia é usada na mineração?

A eletrometalurgia envolve processos metalúrgicos, que se realizam em algum tipo de célula eletrolítica. Os tipos mais comuns são eletro extração e eletro refinação. A eletro extração é um processo de eletrólise utilizado para recuperar os metais em solução aquosa, usualmente como resultado de um minério submetido a um ou mais processos hidrometalúrgicos.

O metal de interesse é revestido sobre o cátodo, enquanto que o ânodo é um condutor elétrico inerte. A eletro refinação é utilizada para dissolver um ânodo metálico impuro (tipicamente a partir de um processo de fusão) e produzir um cátodo de alta pureza. A Eletrólise de sal fundido é outro processo pelo qual o metal valioso foi dissolvido num sal fundido que atua como o eletrólito, e o metal precioso se acumula no cátodo da célula.

O processo de eletrólise de sal fundido é conduzido a temperaturas suficientes para manter tanto o eletrólito, como o metal a ser produzido no estado fundido. O âmbito de aplicação da eletrometalurgia tem sobreposição significativa com as áreas de hidrometalurgia e, no caso da eletrólise de sais fundidos, da pirometalurgia. Além disso, fenômenos eletroquímicos desempenham um papel considerável no processamento mineral e muitos processos eletrometalurgicos.

Processo na mineração

A maioria dos metais ocorre na natureza na sua forma oxidada (minérios) e, portanto, deve ser transformada às suas formas metálicas. O minério é dissolvido depois de um pré-processamento em uma solução aquosa de eletrólito ou numa fundição de sal, a solução resultante é eletrolisada.

A seguir, o metal é depositado no cátodo (quer na forma sólida ou líquida), enquanto a reação anódica  é geralmente um oxigênio. Vários metais estão presentes na natureza como metais sulfetos, alguns deles incluem cobre, chumbo, molibdénio, cádmio, níquel, prata, cobalto, e zinco. Além disso, o ouro e outros minérios do grupo platina metais, estão associados com minérios de metais sulfídricos. A maioria dos sulfuretos de metais ou seus sais, são condutores da eletricidade e isto permite que reações eletroquímicas ocorram de forma  eficientemente no estado fundido ou em soluções aquosas.

Alguns metais, tais como níquel não realiza a eletrolise para fora, mas permanece na solução de eletrólito. Estes são, em seguida, reduzidos por meio de reações químicas para refinar o metal. Outros metais, que durante o processamento foram reduzidos, mas não depositadas no cátodo, vão para o fundo da célula eletrolítica, onde formam uma substância designada por lodo ânodo ou ânodos lodo. Os metais, nestas lamas podem ser removidos, por padrão,  com métodos de purificação.

Em razão das taxas de deposição de metal estar relacionados com a área de superfície disponível, manter os catodos funcionando corretamente é importante. Existem dois tipos de cátodo, de placa plana e catodos reticulados, cada um com suas próprias vantagens. Os catodos de placa plana podem ser limpos e reutilizados, e recuperados em metais banhados.

Já os catodos reticulados tem uma taxa de deposição muito maior em comparação com catodos de placa plana. No entanto, eles não são reutilizáveis, devendo ser enviados para reciclagem. Alternativamente, catodos de arranque de metal pré-refinado podem ser usado, o que torna-se parte integrante do metal acabado ou seguir ao processamento adicional.

Conclusão sobre eletrometalurgia

A eletrometalurgia é usada para separar o metal puro, destinado a industrialização e comercialização, de outros metais misturados. Podendo usar a eletrodeposição, com uso da eletricidade com pólos negativos e positivos (anódo e catodo, respectivamente). Ou ainda o processo eletrolítico que faz uso da tensão elétrica para derreter as impurezas do metal.

Ainda existem outros processos da eletrometalurgia na mineração, porém, o objetivo de todos eles é parecido. Provou ser uma das técnicas mais promissoras na separação e beneficiamento do minério, principalmente, com as novas tecnologias empregadas.

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