LIXIVIAÇÃO DE NIÓBIO E TÂNTALO A PARTIR DA COLUMBITA, UTILIZANDO ÁCIDO OXÁLICO.

 

Objetivos de desenvolvimento sustentável

 

 

 

 

RESUMO

A columbita-tantalita [(Fe,Mn)(Nb,Ta)]2​O6 é um mineral que pode conter de 30 a 75% de nióbio na forma de pentóxido de nióbio (Nb2O5) e de 1 a 40% de tântalo na forma de pentóxido de tântalo (Ta2O5). Esse mineral ocorre em depósitos graníticos, associados a outros minerais como zircão, quartzo, pirocloro, monazita e cassiterita. Durante a mineração e o beneficiamento da cassiterita para a produção de estanho metálico (Sn), a columbita é considerada um subproduto, permitindo a recuperação de metais de interesse econômico, como nióbio e tântalo. Essa recuperação contribui para o aproveitamento da jazida, promove a sustentabilidade e gera produtos comercializáveis. O nióbio e o tântalo são considerados materiais críticos pela União Europeia e pelos Estados Unidos, devido à vulnerabilidade da cadeia de suprimentos, já que as reservas e a produção estão concentradas no Brasil, Canadá, República Democrática do Congo, China e Austrália. No contexto brasileiro, esses metais são considerados estratégicos para a economia e aplicações tecnológicas, pois o país detém a maior reserva de nióbio e a terceira maior reserva de tântalo, além de liderar a produção global de nióbio e ocupar a segunda posição na produção de tântalo. A recuperação desses metais a partir de seus minerais baseia-se, tradicionalmente, em processos hidrometalúrgicos com o uso de ácidos e bases. Entre eles, destaca-se o ácido fluorídrico, que gera gases inflamáveis e tóxicos ao reagir com metais, além de produzir resíduos líquidos e sólidos nocivos à saúde humana e ao meio ambiente durante a lixiviação. Diante disso, esta pesquisa propõe a aplicação de rotas  piro e hidrometalúrgicas para a recuperação de nióbio e tântalo sem o uso de HF. Inicialmente, será testada a lixiviação direta, sem tratamento térmico prévio. Em seguida, serão avaliadas duas rotas com tratamento térmico: uma utilizando bissulfato de potássio e outra ácido sulfúrico, ambas seguidas de lixiviação com ácido oxálico. O objetivo é avaliar a eficiência dos processos na produção de um concentrado de Nb e Ta com o mínimo de impurezas, adequado para etapas posteriores de purificação.

 

 

ABSTRACT

Columbite-tantalite [(Fe,Mn)(Nb,Ta)]2​O6​ is a mineral that can contain between 30 and 75% niobium in the form of niobium pentoxide (Nb2O5) and between 1 and 40% tantalum as tantalum pentoxide (Ta2O5). It occurs in granitic deposits associated with other minerals such as zircon, quartz, pyrochlore, monazite, and cassiterite. During the mining and beneficiation of cassiterite for metallic tin (Sn) production, columbite is treated as a by-product, enabling the recovery of economically valuable metals such as niobium and tantalum. This recovery promotes better ore utilization, contributes to sustainability, and generates marketable products. Niobium and tantalum are classified as critical materials by the European Union and the United States due to the vulnerability of their supply chains, as reserves and production are concentrated in Brazil, Canada, the Democratic Republic of the Congo, China, and Australia. In Brazil, these metals are considered strategic for the national economy and technological applications, as the country holds the world’s largest niobium reserves and the third-largest tantalum reserves, as well as being the leading producer of niobium and the second-largest producer of tantalum globally. The recovery of these metals from their ores is traditionally based on hydrometallurgical processes involving acids and bases. Among them, hydrofluoric acid is commonly used; it generates flammable and toxic gases upon reaction with metals and produces hazardous liquid and solid waste during leaching, posing risks to both human health and the environment. In this context, the present study proposes the application of pyro- and hydrometallurgical routes for the recovery of niobium and tantalum without the use of HF. Initially, direct leaching without prior thermal treatment will be tested. Subsequently, two thermally assisted routes will be evaluated: one using potassium bisulfate and another using sulfuric acid, both followed by leaching with oxalic acid. The aim is to assess the efficiency of these processes in producing Nb and Ta concentrates with minimal impurities, suitable for subsequent purification stages.