Mineração e Metalurgia

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Mineração - Geração de Ácido de Caro
Mineração - Boletim Técnico: Minería y Extraccíon del Cobre
Mineração - Lixiviação de Minérios de Ouro e Prata
Mineração - Tratamento de Efluentes Contendo Arsênio
Efluentes contendo arsênio podem ser detoxificados usando peróxido de hidrogênio e sulfato de ferro.
As reações ocorrem como segue:
HAsO2 + H2O2 → H3AsO4
2 Fe2+ + H2O2 + 2 H+ → 2 Fe3+ + 2 H2O
A necessidade de uma etapa oxidação vem do fato de dos compostos de As V serem muito mais insolúveis que aqueles de As III.
Arsênio pode ser eficientemente removido de soluções aquosas por precipitação com hidróxido de lodos de arseniato férrico em tanques de agitação abertos:
Fe3+ + H3AsO4 → FeAsO4 (s) + 3 H+
Ou, não havendo Fe3+ suficiente:
3 Fe2+ + 2 H3AsO4 → Fe3(AsO4)2 (s) + 6 H+
Alternativamente ou adicionalmente, a adição de Íons Ca 2+ (como na adição de leite de cal) ao efluente sendo tratado vai propiciar a ocorrência da reação de formação do arseniato de cálcio, também contribuindo para a remoção do contaminante:
3 Ca2+ + 2 H3AsO4 → Ca3(AsO4)2 (s) + 6 H+
Mineração - Tratamento de Efluentes Contendo Cianetos
Efluentes aquosos contendo cianetos são gerados, principalmente, em operações hidrometalúrgicas de extração de ouro e prata, indústrias galvânicas, de produção de compostos nitrados, usinas siderúrgicas e refinarias de petróleo.
As opções atuais de tratamento compreendem o uso de um oxidante que converte cianeto na espécie muito menos tóxica cianato. Esta por sua vez hidrolisa-se espontaneamente formando como produtos finais da operação íons carbonato / bicarbonato e amônia / amônio.
O peróxido de hidrogênio é indicado para o tratamento de efluentes clarificados, que já apresentem pelo menos de 10 mg/L de Cu dissolvido. O íon Cu2+ age como potente catalisador da reação. Caso insuficiente, adiciona-se solução de CuSO4 no tratamento – o Cu2+ adicionado precipita ao final da reação como Cu(OH)2.
No caso de efluentes em polpa a melhor indicação de oxidante é o Ácido de Caro (H2SO5) que por ter ação muito rápida dispensa a adição de catalisador.
Química do Processo
Com o Peróxido de Hidrogênio, a ação sobre os cianetos ocorre de acordo com a reação:
CN- + H2O2 → CNO- + H2O
Já no uso do Ácido de Caro, o ácido sulfúrico (H2SO4) e peróxido de hidrogênio (H2O2) são misturados em um gerador apropriado para gerar o H2SO5:
H2SO4 + H2O2 → H2SO5 + H2O
A ação do Ácido de Caro sobre o cianeto livre produz o íon cianato. Este por sua vez se hidrolisa espontaneamente a íons carbonato e amônio. A reação deve ser feita em meio básico para evitar a geração de ácido cianídrico volátil (HCN), geralmente pela adição de leite de cal ou soda cáustica:
CN- + H2SO5 + 2 OH- → CNO- + 2 H2O + SO42-
CNO- + 2 H2O → NH4+ +CO32-
Em reações análogas à do cianeto livre, ciano-complexos metálicos, moderadamente estáveis, tais como os de cobre, zinco e níquel, são oxidados, gerando, além de carbonato e amônio, hidróxidos precipitados. Desse modo, alcança-se também uma remoção de metais pesados do efluente.
M(CN)n(2-n) + n H2O2 → n CNO- + M2+ + n H2O
n CNO- + M2+ + (2n+2) H2O → n CO32- + n NH4++ M(OH)2(s) + 2 H+
onde M = Cu, Zn, Ni
No caso de ferro-cianeto-complexos, a remoção não se dá por oxidação, mas sim por precipitação de complexos insolúveis com íons de metais de transição.
Fe(CN)64- + 2 M2+ → M2Fe(CN)6(s)
onde M = Fe, Cu, Zn, Ni, etc.
Mineração - Tratamento de Efluentes Contendo Ferro
Soluções e águas residuárias de processos industriais são frequentemente contaminadas com íons ferro. Apesar da remoção desse contaminante por precipitação do hidróxido ser um processo simples e amplamente conhecido, é conveniente assegurar que todo o ferro dissolvido seja levado ao estado de oxidação 3+, para que a precipitação seja eficiente a partir de pH = 3,5; com baixo consumo de base.
A remoção de ferro por oxidação e precipitação com Peróxido de Hidrogênio é muito rápida, ocorrendo de acordo com a equação:
Fe2+ + ½ H2O2 + 2 OH- → Fe(OH)3 (s)
Mineração - Tratamento de Efluentes Contendo Selênio
Águas e efluentes contendo selênio são eficientemente tratados com Peróxido de Hidrogênio e Hidróxido de Cálcio (leite de cal), levando à precipitação de selenato de cálcio de acordo com a reação:
Ca2+ + SeO32- + H2O2 → CaSeO4(s) + H2O
Alternativa ou adicionalmente, pode-se considerar a possibilidade de formação de precipitados de selenatos de zinco e manganês se os efluentes tratados com H2O2 contiverem esses metais.
Mineração - Tratamento de Efluentes Contendo Manganês
Soluções de processos e águas residuárias de processos metalúrgicos são frequentemente contaminadas com íons de manganês.
A remoção de manganês é facilitada pela oxidação do metal do estado 2+ ao estado 4+, o que permite alcançar, em pH até 9, um alto grau de precipitação. A mesma eficiência de precipitação do hidróxido (Mn(OH)2) só se alcançaria em faixa de pH superior a 10. A reação que ocorre é:
Mn2+ + H2O2 + 2 OH- → MnO2 (s) + 2 H2O
Metalurgia - Tratamento de Superfícies de Cobre, Latão e Bronze
Metalurgia - Tratamento de Superfícies para Folheados e Bijuterias