IMPLANTAÇÃO DE LABORATÓRIO PARA PREDIÇÃO DO POTENCIAL DE ... · de enxofre na forma de sulfeto...
Transcript of IMPLANTAÇÃO DE LABORATÓRIO PARA PREDIÇÃO DO POTENCIAL DE ... · de enxofre na forma de sulfeto...
IMPLANTAÇÃO DE LABORATÓRIO
PARA PREDIÇÃO DO POTENCIAL
DE DRENAGEM ÁCIDA EM UMA
UNIDADE DE MINERAÇÃO DE
COBRE E OURO
Leonardo Corrêa G. BissacotFrancisco José Oliveira
Vinicius ManoelGuilherme Araújo
Luiz Fregadolli
2
Mineração Maracá – Grupo Yamana
Chapada
•Mineração localizada no estado de Goiás, próximo as cidades de AltoHorizonte e Nova Iguaçu.
•Mina a céu aberto com produção de concentrado de cobre e ouro.
•Produção iniciou em Fevereiro de 2007.
• 270 km norte de Brasilia e 320 km
de Goiânia
• Limite norte e nordeste é Mara
Rosa, sudeste Nova Iguaçu de Goiás,
sudoeste Pilar de Goiás.
• População de 5.140 em 2013, de
acordo com dados do IBGE.
Localização
3
Alto
Horizonte
Operação
•Lavra a céu aberto com movimentação de 61 Mt em 2013
•21,8 Mt de toneladas de minério e 39,8 Mt estéril
•A mineralização auro-cuprífera associada a uma sequência constituída predominantemente por calcopirita (cobre) e associada a pirita (ouro)
•Atualmente opera com uma barragem de rejeitos e 3 pilhas de estéril.
Drenagem Ácida
• Drenagem ácida de rocha (DAR) é considerado um dos maisrelevantes temas ambientais relacionados à atividades demineração.
• Drenagem caracterizada por valores baixos de pH econcentrações de metais e sulfatos.
Geração de Drenagem Ácida
Drenagem ácida é gerada pela oxidação de minerais sulfetados napresença de água e oxigênio atmosférico.
Pirita (FeS2) é o mineral sulfetado mais comum associado a DAR.
Minerais sulfetados associados ao ferro são mais preocupantes queminerais que não estão associados ao ferro (galena PbS, esfarelitaZnS, covelita CuS, calcosita Cu2S).
O comportamento se sulfetos como calcopirita (CuFeS2), pirrotita(FexSx+1) e arsenopirita (FeAsS) são similares ao da pirita.
Geração de Drenagem Ácida
Pirita (FeS2) + oxigênio + água hidróxido de ferro + ácido sulfúrico
• A evolução da drenagem ácida é um aspecto ainda pouco compreendido que representa custos significativos e danos a imagem da empresa.
• Em alguns casos, a DAR se manifesta desde o início.
• Pode se desenvolver após um longo período, após o fechamento.
• Uma vez iniciada, pode continuar a impactar a água superficial e subterrânea por muito tempo.
Fontes de Geração Total ou
Parcial de Drenagem Ácida
A predição de ARD é fundamental para definição de medidas de gestão para controle
Predição de Drenagem Ácida
A predição de ARD pode ser feita através de:
• Ensaios Estáticos (Vai ocorrer drenagem ácida?)
• Ensaios Cinéticos (Quando?)
Ensaios Estáticos
Análises Descrição Simplificada do Método
Balanço Ácido-
Base Modificado
(MABA)
• Estimativa do PA (poder de acidificação) através de análise do percentual
de enxofre na forma de sulfeto
• PN (poder de neutralização) analisado através de ataque ácido e
titulação
Net Acid
Generating
(NAG)
• Oxidação de uma amostra utilizando peróxido de hidrogênio e medição
de pH
• Titulação até um pH 4,5 e até um pH 7 quando necessário utilizando
uma solução de NaOH
Ocorre a geração de drenagem ácida?
Resultados Ensaios Estáticos
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
6,0
7,0
8,0
9,0
-60,0 -40,0 -20,0 0,0 20,0 40,0 60,0 80,0
NA
Gp
H
PA - PN(kg CaCO3/ton)
Diagrama Geoquímico
ANX BTO BTO SIL GNS MIX QSRT SOLO
Não Formador de Acidez
Potencial Formador de Acidez
Área de Incerteza
Área de Incerteza
0
20
40
60
0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0PN
(kg
CaC
O3/1
00
0 t
on
)
Total Sulfeto (%)
Estéril
Rejeitos
PN/PA = 1
PN/PA = 2
Necessário complementar esses resultados com ensaios cinéticos
Ensaios Cinéticos
Os ensaios cinéticos visam complementar os estáticos e avaliar mais detalhadamente os seguintes questionamentos:
• A DAM (drenagem ácida de mina) vai realmente ocorrer?Confirmar resultados na faixa de incerteza!
• Quando a DAM vai iniciar?• O quão rápido irá reagir?• Por quanto tempo?• Quais elementos (metais, sulfato) serão solubilizados?
Ensaios Cinéticos
• Aceleram as condições de intemperização provenientes da ação dachuva, incidência de radiação solar e ação de bactérias ferro oxidantes;
• O ensaio é conduzido basicamente submetendo amostras de rejeitos,estéreis ou minério a condições úmidas e secas em períodos de tempodeterminados;
• Existem diversas metodologias para realização de ensaios cinéticos:
– Colunas cinéticas (EGi);– Células húmidas (“Humidity Cells”);– Tambores em condições de precipitação natural (Barrel Tests);– Lisímetros de laboratório ou campo.
Implantação do Laboratório
• A natureza do minério de Maracá e os resultados dos ensaios estáticossugerem a necessidade de confirmação do potencial de geração de acidez.
• Pela natureza do minério da unidade (presença de sulfetos e carbonatos) edas futuras expansões da mina, foi avaliado e aprovado a implantação de umlaboratório interno para realização de ensaios cinéticos.
• O laboratório foi implementado em uma área próxima ao laboratório deprocessos da unidade.
• Seguiu as diretrizes estabelecidas pela consultoria australiana EGi(Environmental Geochemistry).
Implantação do Laboratório
Os seguintes materiais foram utilizados para implantação do laboratório:
• Funil plástico do tipo Buchner com dimensão interna de 240mm e 3,7L
de capacidade;
• Filtro de papel qualitativo – 160mm de diâmetros;
• Lâmpadas de aquecimento de 150W;
• Frascos para coleta de amostras de 1L;
• Bancada de madeira para suporte das colunas;
• Fonte de energia;
• Água deionizada.
Metodologia
Ciclo de 4
semanasAplicação de solução
1 400 mL
2 400 mL
3 400 mL
4 1600 mL
• Os períodos úmidos são simulados através da aplicação de uma solução de agua deionizada no material em colunas.
• A adição dessa solução gera um extrato lixiviado, o qual é coletado a uma frequência mensal.
• Lâmpadas infra-vermelho são acesas durante 8 horas em 5 dias da semanas.
Custos de Implantação
Laboratório Interno x Externo
Equipamento Custo
Caixas Térmicas R$ 70
Bancada para 10 colunas R$ 2,633
10 funis colunas R$ 2,388
4 lâmpadas infra-vermelho R$ 1,102
50 Frascos de Polietileno R$ 80
100 filtros (caixa) R$ 100
Analise de água 24 meses R$ 66,288
Manutenção por 24 meses R$ 15,600
Total R$ 88,261
Equipamento Custo
Custo de construção da
célulaR$ 12,000
Análise de água 24 meses R$ 66,288
Manutenção por 24 meses R$ 96,000
Total R$ 174,288
Laboratório Interno
Laboratório Externo
Coleta de Amostras
Montagem Laboratório
Exemplo de Resultados
0123456789
pH
BTO SIL ANX SRT - Expansão
Estéreis:
BTO SIL: Biotia Silicificada
ANX: Anfibólio Xisto
SRT: Sericita
Exemplo de Resultados
0
500
1000
1500
2000
Su
lfa
tos
(m
g/L
)
BTO SIL ANX SRT - Expansão
0
10
20
30
40
50
60
Alc
ali
nid
ad
e (
mg
/L)
BTO SIL ANX SRT - Expansão
Resultados
• Demonstram que poderá ocorrer a geração de acidez no médio/longo prazono domínio BTO.
• A liberação de alcalinidade reduz ao longo do tempo no domínio BTOindicando consumo dos carbonatos. Permanece constante no litotipo ANX, oqual o pH manteve-se constante.
• Em relação ao litotipo BTO, é recomendável que medidas que controlem aoxidação no médio/longo prazo sejam praticadas.
• O domínio SRT apresentou geração de acidez já no primeiro ciclo.Recomendável gestão específica desde o início de sua operação.
Exemplo de Práticas de Gestão
• SRT EXPANSÃO – Cobertura concomitante com argila compactada naetapa de operação, top soil e plantio. Coleta da drenagem internas.
• BTO SIL – Fechamento com cobertura elaborada, considerando argilacompactada, top soil e plantio. Antecipar o fechamento para preveniroxidação.
• ANX – Cobertura simplificada e plantio.
Conclusões
• Demonstrou ser uma ferramenta preditiva importante paragerenciamento de materiais estéril na Mineração Maracá.
• Os custos de implantação do laboratório interno demonstraram-seviáveis em comparação ao envio e analise em laboratório externo.
• A medida que novos ensaios sejam conduzidos em minas querequerem avaliações constantes, a diferença de custos torna-se aindamais acentuada.
• O processo de acidificação das águas em contato com alguns tipos deestéreis (BTO SIL) é controlado apenas no curto/médio prazo devido apresença de carbonatos como calcita.
• O consumo dos carbonatos e a redução do pH no médio prazoindicam a necessidade em planejar o fechamento das pilhas emcondições que previnam a oxidação dos sulfetos.
• A realização de experimentos de campo para fechamento dosdepósitos que já contenham esse tipo de material estão emandamento para definição do tipo de cobertura mais indicado.
• Em relação as novas pilhas (Ex: SRT), os ensaios indicaramredução do pH no curto prazo. A cobertura concomitante comargila e o controle de drenagem foram projetadas e serãoimplementados nessas pilhas.
Conclusões
OBRIGADO