65ª Reunião Anual da SBPC

B. Engenharias - 1. Engenharia - 5. Engenharia de Minas

TECNOLOGIAS MAIS LIMPAS NA MINERAÇÃO DE CARVÃO: CONTROLE DA GERAÇÃO DA DRENAGEM ÁCIDA PELO MÉTODO DE ISOLAMENTO DE SULFETOS.

Jéssica Weiler - Depto. de Engenharia de Minas - UFRGS Juarez Ramos do Amaral Filho - M.Sc., doutorando no PPGE3M - UFRGS Ivo André Homrich Schneider - Prof. Dr./Orientador. Depto. de Engenharia de Minas - PPGE3M – UFRGS

INTRODUÇÃO:

O carvão mineral é uma importante matéria prima para a produção de energia. No Brasil, as reservas de carvão mineral estão localizadas no sul do país e contém altos teores de cinzas e níveis variados de enxofre, precisando ser beneficiado para atingir os padrões de combustão das termoelétricas. Em Santa Catarina, aproximadamente 65% do carvão ROM (Run of Mine) é disposto como rejeito. O principal problema ambiental dos rejeitos de carvão é a Drenagem Ácida de Minas (DAM). A DAM é um efluente de elevada acidez, formado pela oxidação de sulfetos metálicos, como a pirita, quando em contato com a água e o oxigênio. Devido às suas características, esta drenagem acarreta na mobilização e solubilização de metais pesados, sendo a principal responsável pela contaminação dos aqüíferos e do solo nas áreas de mineração. Atualmente, as empresas do setor tratam a DAM através de sistemas ativos por neutralização/precipitação, no modelo “fim-de-tubo”. Entretanto, devido as suas características cinéticas a maneira mais fácil de mitigar a DAM é a sua não geração. Assim, técnicas com abordagens preventivas trazem benefícios econômicos e ambientais para as empresas de mineração. O método de isolamento/exclusão de sulfetos é uma alternativa para o controle da DAM previamente a sua formação.

OBJETIVO DO TRABALHO:

O presente estudo teve como objetivo a minimização da geração da DAM e a reciclagem de parte ou totalidade dos rejeitos de carvão a partir do método de isolamento de sulfetos, com a aplicação de princípios de tecnologias mais limpa na cadeia produtiva do carvão mineral.

MÉTODOS:

O rejeito de carvão utilizado neste trabalho é proveniente da etapa de jigagem do circuito de grossos, do processo de beneficiamento de carvão mineral de uma carbonífera de SC, sendo coletado previamente a disposição final. A amostra foi primeiramente homogeneizada e quarteada conforme NBR 10007 (ABNT, 2004b). Após, foi realizada a separação gravimétrica do material em meio denso de ferro-silício (Fe-Si) nas densidades de 2,2 e 2,7 com a intenção de se obter 3 frações densimétricas: inferior a 2,2, entre 2,2 e 2,7 e superior a 2,7. Para cada fração, foram realizadas análise imediata considerando o teor de cinzas, matéria volátil, umidade e carbono fixo, análise elementar (carbono, hidrogênio, nitrogênio e enxofre) e formas de enxofre (pirítico, sulfático e orgânico). Para a avaliação do potencial de geração de acidez das amostras foram realizados ensaios estáticos e cinéticos em células úmidas. Os ensaios cinéticos foram conduzidos durante 40 semanas e analisados os parâmetros de pH, potencial redox, acidez, metais e sulfato. Ainda, foi realizada a avaliação da periculosidade conforme a NBR 10.004 (ABNT, 2004). Estas últimas análises foram feitas no rejeito bruto e na fração intermediária para comparação.

RESULTADOS E DISCUSSÃO:

Após os ensaios de separação gravimétrica por meio denso de ferro silício (Fe-Si), obteve-se três frações de diferentes densidades: inferior a 2,2 (d<2,2) – fração energética; entre 2,2 e 2,7 (2,22,7) – fração pirítica. A maior parte do rejeito (69%) está na faixa de densidade intermediária, 17% representa a fração energética e 14% a fração pirítica. Em relação à análise elementar, pode-se observar que a fração com densidade inferior a 2,2 contém maior quantidade de carbono, nitrogênio e hidrogênio. A fração com densidade intermediária possui a maior quantidade de cinzas (88,3%). A fração com densidade superior a 2,7 é apresenta o maior teor de enxofre (37,6%). A fração intermediária possui um potencial de geração de acidez 90% menor do que o do rejeito bruto, além de concentrações reduzidas de ferro, enxofre e sulfatos. Essa fração foi ainda classificada como inerte de acordo com a NBR 10.004/2004.

CONCLUSÕES:

Através do beneficiamento gravimétrico dos rejeitos de carvão por meio denso foi possível obter um produto com maior teor de carbono, representada pela fração energética com 14% em massa, e uma fração rica em pirita com 17% em massa, reduzindo em 31% a massa dos resíduos disposto em aterros. O restante, 69% em massa, corresponde a um material inerte: rico em silicatos e com baixo teor de enxofre, com um potencial de geração de acidez quase 90% inferior ao do rejeito bruto e concentrações de metais reduzidas. Assim, a aplicação deste estudo na mineração de carvão pode proporcionar um melhor aproveitamento dos recursos minerais, além de possibilitar reciclagem de rejeitos de carvão. Através de técnicas preventivas, dentro dos princípios do desenvolvimento sustentável, é possível reduzir a massa de rejeitos, os riscos ambientais, os custos associados ao controle e tratamento da drenagem ácida de minas e, ainda, obter produtos com valor comercial agregado.

Palavras-chave: Rejeitos de carvão, Reciclagem, Desenvolvimento Sustentável.