Processamento de rejeito de carvão visando a redução de custos no tratamento da drenagem ácida de minas : estudo de caso na região carbonífera de Santa Catarina

Abstract

Rejeitos de carvão contêm vários minerais, entre os quais a pirita, que se oxida e gera a drenagem ácida de minas (DAM), um efluente ácido com alto poder poluidor. Atualmente, o setor de mineração de carvão brasileiro controla a DAM por meio do tratamento pelo método de neutralização/precipitação de metais, que consome substanciais quantidades de reagentes e gera um grande volume de lodo. O objetivo deste trabalho foi estudar a minimização da geração da DAM por outra abordagem, o método preventivo de isolamento e exclusão de sulfetos. O processo consiste na remoção da pirita da massa de resíduos, reduzindo a geração de acidez e minimizando a carga de metais nas estações de tratamento. A metodologia do trabalho consistiu na separação gravimétrica por meio denso de uma amostra típica de rejeito de carvão, obtendo‑se três frações densimétricas: inferior a 2,2, entre 2,2 e 2,7 e superior a 2,7. Cada fração foi submetida às análises imediata e elementar. Também foram realizados ensaios estáticos e cinéticos em células úmidas para avaliação da geração de acidez no rejeito bruto e na fração com densidade intermediária. Os resultados demonstraram que, por intermédio do beneficiamento gravimétrico dos rejeitos, é possível reduzir em 30% o volume de material descartado. Esse material apresenta um potencial de geração de acidez líquido de 80 a 90% inferior ao do rejeito de carvão bruto. Além disso, estima‑se que os custos com reagentes no tratamento de águas ácidas produzidas da mineração de carvão possam ser reduzidos em aproximadamente 85%.

Coal wastes contain many minerals, including the pyrite, which oxidize and generates the acid mine drainage (AMD), a highly polluting effluent. Currently, the Brazilian coal mining operations emphasise AMD control using waste water treatment systems which consume substantial amounts of reagents and generate large amounts of sludge. The aim of this work was to study the acid mine drainage control by another approach, the sulphide exclusion preventive method. The method comprises in removing the pyrite form coal tailings, reducing the acid generation and minimizing the metals load in wastewater treatment plants. Accordingly, a typical coal waste sample was submitted to a density separation process to divide the sample in the following relative density ranges: below 2.2, from 2.2 to 2.7 and above 2.7. All density fractions were submitted to ultimate and proximate analysis. Static and kinetic tests were carried with the raw waste and the pyrite‑free fraction. The results showed that, by gravity processing of coal tailings, it is possible to decrease 30% the volume of wastes. The remaining material presents an acid generation potential of about 80–90% lower than the raw waste. Furthermore, it is expected a reduction in costs of reagents of approximately 85% in acid mine treatment plants.