Oxidação da pirita por via bacteriana em rejeitos de carvão para a produção de sulfato férrico

Abstract

O objetivo deste trabalho foi produzir uma solução de sulfato férrico através de técnicas biohidrometalúrgicas utilizando um concentrado de pirita (50,6% FeS2) obtido a partir do rejeito do beneficiamento de carvão. A metodologia consistiu em um estudo experimental de lixiviação do material em escala de laboratório empregando colunas de leito empacotado. Avaliaram-se as seguintes situações: (a) condições estéreis; (b) condições não estéreis; (c) condições não estéreis com inóculo bacteriano; (d) condições não estéreis com inóculo bacteriano e micronutrientes. A fonte de inóculo das bactérias foi uma DAM da mineração de carvão da região carbonífera de Santa Catarina. O lixiviado, produzido em cada coluna, foi analisado semanalmente em relação aos seguintes parâmetros: pH, Eh, ferro total, sulfatos e número mais provável de bactérias acidofílicas Acidithiobacillus ferrooxidans (NMP:100mL). Foi avaliada a presença de outras bactérias acidofílicas na fonte do inóculo (DAM) e no concentrado final. Os resultados demonstraram que as reações de oxidação da pirita foram intensificadas na presença de bactérias acidofílicas. Obtiveram-se concentrações de lixiviados de até 97 g.L-1 de ferro após oito semanas de lixiviação na coluna onde foram utilizadas bactérias e micronutrientes. Este valor está próximo ao do coagulante comercial que é comercializado com uma concentração de 120 g.L-1 de ferro. Após dois ciclos de oito semanas, foi possível remover 70% da pirita presente no material. O produto concentrado, evaporado e purificado foi testado como coagulante no tratamento de um efluente sintético de bentonita e de água de abastecimento público (água do Lago Guaíba, cidade de Porto Alegre/RS). Em testes de jarros, o reagente produzido comprovou eficácia para uso como coagulante atendendo os parâmetros exigidos pela Portaria 518 do Ministério da Saúde para água potável. Empregando técnicas hidrometalúrgicas otimizadas, a taxa de produção de coagulante sulfato férrico a partir de um concentrado pirítico similar ao empregado neste trabalho pode chegar a 395 L.t-1.mês-1.

The objective of this work was to produce ferric sulfate by biometallurgy techniques using a concentrate of pyrite containing (50.6% of FeS2) of processed coal tailings. The methodology consisted in leaching the material on laboratory scale using columns of packed beads. Some situations were evaluated such as: (a) sterile conditions, (b) conditions non-sterile, (c) a non sterile bacteria inoculum, (d) non sterile bacteria inoculum and micronutrients. The source of inoculum of bacteria was an AMD from the coal mine in the region of Criciuma. The leachate produced in each column was analyzed weekly for the following parameters: pH, Eh, total iron, sulfates and the most probable number of acidophilic bacteria Acidithiobacillus ferrooxidans (MPN: 100mL). The presence of other acidophilic bacteria was investigated in the inoculum source (ADM) and the final concentrate. The results showed that the oxidation of pyrite was intensified in the presence of acidophilic bacteria. Concentrations of 97g.L-1 of total iron were reached, in eight weeks of leaching in the column that contained bacteria and micro-nutrients. This value is close to commercial coagulants which has 120g.L-1 of iron. The concentrated product, was evaporated, purified and tested as a coagulant in the treatment of a synthetic wastewater composed of bentonite and distribution water (water of Guaíba, Porto Alegre city/ RS). Two cycles of eight weeks removed 70% of pyrite present in coal tailings in the ideal conditions offered to acidophilic bacteria. The concentrated product, was evaporated, purified and tested as a coagulant in water treatment using a synthetic wastewater of bentonite and water from Guaíba (source of water of Porto Alegre city / RS). In jar test the produced reagent was effective for use as a coagulant according to the parameters required by water legislation. The maximum oxidation rate obtained of the production of coagulants was 395 L.t-1.months-1.