Estudos identificam rota de tratamento do efluente em ETEi

Obras de implantação foram iniciadas em 2012 com start uppara o primeiro semestre de 2013 na mina Turmalina

As atividades relacionadas à extração e beneficiamento de minério de ouro requerem a utilização significativa de água em seu processo. Com relação à atividade específica de perfuração em minas subterrâneas há a geração de efluente líquido contendo partículas sólidas e alguns íons característicos da formação geológica do jazimento. O seu descarte no meio ambiente pode gerar impactos como o assoreamento e a deterioração da qualidade das águas nos corpos receptores deste efluente.

Sendo assim, o objetivo principal do projeto “ETEi – Estação de Tratamento de Efluentes Industriais”, premiado no 15º Prêmio de Excelência da Indústria Minero-metalúrgica Brasileira e de autoria de Roberta Oliveira, engenheira de Processos, Elson Alves Ribeiro, gerente de Metalurgia e Emerson Nogueira, técnico Químico, consiste em identificar a melhor rota de tratamento do efluente gerado durante o processo de perfuração da Mina de Turmalina, da Jaguar Mining, permitindo assim sua reutilização no referido processo e em outra áreas que necessitam de agua nova ou bruta, como por exemplo limpeza de estruturas metálicas, resfriamento mancais de moinhos, ou mesmo retorno ao meio ambiente.

Os objetivos específicos foram: definir a partir de testes em escala de laboratório a rota de processo a ser aplicada ao tratamento do efluente gerado durante o processo de perfuração; realizar testes em escala piloto para comprovação dos testes de escala laboratorial; buscar parâmetros do efluente tratado conforme parâmetros de lançamento da DN Copam/CERH-MG N°1/2008; definir/desenhar o fluxograma de processo detalhado para, a partir deste, iniciar as obras de infraestrutura da ETEi.

Atualmente, todo efluente gerado pelo processo de perfuração na mina subterrânea de Turmalina é bombeado para a barragem de rejeitos onde as partículas sólidas (finos) são decantadas e a água é reaproveitada no processo de beneficiamento do minério. A água proveniente da barragem de rejeitos não pode ser reaproveitada nesse processo, pois possui elevadas quantidades de agentes oxidantes, levando assim, a necessidade da utilização de água nova ou bruta.

Projeto identificou a melhor rota de tratamento do efluente gerado no processo de perfuração

Em parceria com a TestWork Desenvolvimento de Processos Industriais vários testes exploratórios de laboratório foram realizados. Com isso, definiu-se uma rota do tratamento, através da utilização de uma planta piloto que foi instalada na unidade de Turmalina, composta de um funil clarificador (Hopper Clarifer) e quatro colunas contendo carvão ativado. O efluente que alimentou a planta piloto foi uma composição de 20% do overflow do espessador da planta de Paste Fill e 80% do efluente atual da Mina Turmalina.

Esta composição do efluente que alimentou a planta piloto apresentava mais contaminantes do que a água de bombeamento da mina Turmalina apresentará. Uma vez que os 20% do overflow do espessador é basicamente água de processo contento concentrações mais elevadas de íons do que o efluente da mina. Portanto, uma vez garantindo os resultados desejados para esta condição, mais critica, facilmente será garantido os resultados desejados no tratamento do efluente da mina.

A solução de alimentação da planta piloto foi preparada e armazenada em dois tanques com volume total de 3 m3. Uma bomba peristáltica alimentou a planta piloto com uma vazão fixa de 500 L/h. Na calha de alimentação do funil clarificador foi adicionado os reagentes para a floculação dos sólidos e dos precipitados.

Tendo em vista que a solução do overflow do espessador continha ferrocianeto, foi considerado que praticamente todo o cianeto existente na solução era Cianeto Total (CNTOTAL) proveniente do complexo de ferro. O complexo de ferrocianeto por sua vez é a combinação dos íons ferro existente no minério e o cianeto utilizado no processo de extração de ouro.
Baseado em testes exploratórios anteriores de laboratório com o overflow do espessador e na literatura, a ideia inicial foi a precipitação do ferrocianeto como ferrocianeto de cobre que é o mais estável e insolúvel dos precipitados, conforme a equação

Fe(CN)64- + 2 Cu2+ ??(Cu2Fe(CN)6)(S). O cobre utilizado na precipitação do ferrocianeto de cobre seria fornecido pela adição de sulfato de cobre penta hidratado conforme mostrado na equação 2CuSO4.5H2O ? 2Cu2+ + 2H2SO4 + 3 H2O + O2.

Arsênio também está presente em pequena concentração e a remoção do mesmo da solução é difícil, e as tecnologias de tratamento existentes são caras. Entretanto a melhor tecnologia disponível (Best Available Tecnologia – BAT) mostra que o sulfato de alumínio pode ser usado para a remoção do Arsênio.

A presença de chumbo total no efluente bruto da mina está diretamente associada aos sólidos suspensos presentes (como algum mineral) no efluente que será sedimentado no funil clarificador e enviado para a barragem de rejeitos. Mesmo que parte desse chumbo esteja solúvel o carvão ativado usado nas colunas iria adsorvê-lo.

A ideia foi usar reagentes de baixo custo, de uso comum, facilmente encontrados no mercado e conhecidos pelas pessoas. O processo final também foi baseado nos seguintes critérios: Alta eficiência de remoção; aplicabilidade geográfica; compatibilidade com outros processos de tratamento de água; e confiabilidade do processo

A operação da planta piloto foi realizada abraçando a seguinte sequência: 1 – A quantidade de cobre a ser dosificado para a precipitação do Ferrocianeto da solução do overflow do espessador foi determinada em bancada; 2 – Como 20% da alimentação da planta piloto foi proveniente do overflow do espessador, a quantidade de sulfato de cobre determinado em bancada foi recalculada para a vazão de 500 l/h; 3 – O sulfato de alumínio foi adicionado de forma que o pH11 da solução atingisse valor entre 6 e 6,5; 4 – O floculante foi ajustado de forma que a floculação no Hopper pudesse ser otimizada a fim que não houvesse sólidos no overflow do mesmo.

Foram realizado também cinco bateladas de testes e os resultados das amostras do Efluente bruto, Saída do Hopper e do Efluente tratado foram apresentados em tabelas (conteúdo completo disponível no site www.revistaminerios2.hospedagemdesites.ws), analisadas d
e acordo com a Tabela DN Copam/
CERH-MG no 1/2008.

Arsênio total

A condição de teste (20% de overflow do espessador e 80% da água de mina) foi, em principio, a pior condição de tratamento e mesmo assim os parâmetros ambientais de descarte foram atingidos. Pelos resultados das cinco bateladas de testes realizadas pode-se concluir que a solução final pode cumprir com as exigências ambientais requeridas pela legislação.

O Arsênio total contido no efluente da mina está, na sua maioria, nos sólidos em suspensão que podem ser retirado por floculação/sedimentação e o restante pode ser precipitado por alumínio fornecido por sulfato de alumínio. Já o cobre solúvel contido no efluente da mina pode ser adsorvido pelo carvão ativado.

Quanto ao níquel total contido no efluente da mina está na sua maioria nos sólidos em suspensão e outra parte solúvel que pode ser adsorvido pelo carvão ativado. Foi utilizado sulfato de cobre nos dois primeiros testes com a intenção de precipitar o ferrocianeto contido na alimentação da planta piloto, entretanto, os resultados dos testes 3, 4 e 5 mostraram que não é necessária a utilização deste reagente.

Por fim, as obras de implantação da ETEi foram iniciadas em abril de 2012 com start up previsto em fevereiro de 2013.

Conheça os autores do projeto

Roberta Cristina Oliveira– Engenheira de processos na Jaguar Mining, graduada em Engenharia Química pela Universidade Federal de Uberlândia. Foco em processos de extração de ouro com apoio as áreas operacionais e controle de barragem de rejeitos.

Elson Alves Ribeiro– Gerente de Metalurgia da empresa, graduado em Engenharia de Produção pela Faculdade Pitágoras de Belo Horizonte, com experiência profissional no segmento de Tratamento de Minério, principalmente de ouro, ocupando cargos de chefia e gerenciamento nas áreas operacionais e de processo.

Emerson Nogueira– Formação tecnóloga em química, tem vasto conhecimento na área geoquímica e análises de águas. Atua hoje como Supervisor de Produção Metalúrgica na Jaguar Mining e atualmente graduando no curso de Engenharia de Produção na Faculdade Pitágoras.

Leia o projeto na íntegraaqui!