Tecnologias mais limpas na mineração de carvão: minimização da geração da drenagem ácida de minas pelo método de isolamento de sulfetos

Abstract

Os resíduos sólidos estão associados a todo processo produtivo e necessitam de gestão adequada para sua redução, tratamento e disposição final. O beneficiamento de carvão para a utilização em termoelétricas gera grandes quantidades de rejeitos contendo diversos minerais, entre eles a pirita (sulfeto de ferro - FeS2). A pirita, na presença de água e oxigênio se oxida e gera a drenagem ácida de minas (DAM), principal fonte de contaminação dos aquíferos e do solo na região carbonífera de Santa Catarina. Atualmente, a DAM é tratada pelo método de neutralização/precipitação de metais. Essa é uma técnica considerada de “fim-de-tubo”, com desvantagens econômicas e ambientais. Entretanto, com a aplicação de técnicas preventivas, baseadas nos princípios da produção mais limpa, é possível minimizar a geração de DAM e agregar valor à parte ou totalidade dos rejeitos de carvão. Assim, este trabalho teve como objetivo a minimização da geração da DAM através do método de isolamento de sulfetos. Neste estudo, os rejeitos foram processados para a remoção da pirita, eliminando a fonte geradora de acidez previamente a sua disposição final. A metodologia do trabalho consistiu na coleta de uma amostra típica de rejeito de carvão da Camada Barro Branco, Santa Catarina. A separação gravimétrica do rejeito foi realizada por meio denso de Fe-Si, obtendo-se frações nas seguintes densidades relativas: inferior a 2,2, entre 2,2 e 2,7 e superior a 2,7. Cada fração densimétrica e o rejeito bruto foram submetidos a análises imediata e elementar. Análises de FRX, ensaios estáticos e ensaios cinéticos foram conduzidos para avaliação da geração de acidez e periculosidade na fração com densidade intermediária e no rejeito bruto, para fins comparativos. Os resultados demonstraram que 69% do material possui densidade entre 2,2 e 2,7, com um potencial de geração de acidez até 90% menor do que o do rejeito bruto. A água lixiviada por esta fração também apresenta menores concentrações de metais (como o ferro) e sulfatos. Assim, conclui-se que, utilizando tecnologias mais limpas, há potencial para o reprocessamento de rejeitos de carvão e o material remanescente pode ser disposto de maneira mais segura e com custo reduzido.

Solid wastes are involved throughout the production process and require proper management for its reduction, treatment and final disposal. Coal processing generates large amounts of waste containing several minerals, including pyrite (iron sulfide - FeS2). Sulphide minerals oxide and give rise to acid mine drainage (AMD), the main source of contamination of aquifers and soil in coalfield from Santa Catarina. Currently, AMD is treated by neutralization / precipitation of metals method. This is a technique considered "end-of-pipe", with economic and environmental disadvantages. However, with the application of preventive techniques, based on the principles of cleaner production, it is possible to minimize the generation of DAM recovering the coal waste, concomitantly. Thus, this work aims to minimize the generation of DAM by the sulfide isolation method. In this study, the tailings were processed for the removal of pyrite, eliminating the source of acid before to its disposal. Sampling was carried out in a typical coal beneficiation plant from Barro Branco seam, Santa Catarina. The gravimetric separation of waste was carried out in two stages, using a dense medium separation apparatus, obtaining the following fractions relative density: less than 2.2, between 2.2 and 2.7 and greater than 2.7. Proximate and ultimate analyses were performed in each densimetric fraction obtained and in the coal waste discard pre intervention. XRF analysis, kinetic and static tests to evaluate the generation of acidic and hazardous tests were conducted in the fraction with an intermediate density and in the coal waste discard pre intervention for comparison purposes. The results showed that 69% of the material has a density between 2.2 and 2.7 with an acid generating potential of up to 90% less than the gross tailing. Water leached by this fraction in the kinetic tests also has lower concentrations in terms of metals and sulfates. Thus, it is possible to concluded that, using a cleaner technology, there is evident potential for reprocessing coal waste and the remaining material could be disposed more safely and with lower economic cost.