Tratamento de drenagem ácida de minas (DAM)

TRATAMENTO DA DRENAGEM ÁCIDA DE MINAS VISANDO A OBTENÇÃO DE ÁCIDO SULFÚRICO E A RECUPERAÇÃO DE METAIS

A Drenagem Ácida de Minas (DAM) é resultante da oxidação natural de minerais sulfetados que ocorre quando no processo de mineração estes são expostos ao ar ou a água. A DAM caracteriza-se por ser um efluente de elevada acidez e altas concentrações de ânions sulfato de metais (principalmente sulfato de alumínio, de cobre, de ferro, de magnésio, de manganês e de zinco) e compostos orgânicos. Sua reação de formação pode ser, simplificadamente, descrita pela oxidação da pirita (FeS2):

2Fe2S + 7O2 + 2H2O 2Fe2SO4 + 2H2SO4

Esse efluente é considerado como um dos problemas ambientais mais preocupantes para as agências fiscalizadoras do meio ambiente e para as mineradoras, pois acarreta conseqüências irreversíveis ao meio ambiente, tais como: contaminação do solo e de corpos hídricos, erosão, assoreamento de águas superficiais, além de redução da biodiversidade dos ecossistemas aquáticos e terrestres. A presente pesquisa tem como objetivo estudar a aplicação da técnica de eletrodiálise (ED) no tratamento deste efluente a fim de possibilitar a reutilização da água na própria mineração para o beneficiamento do carvão. Também se espera analisar a viabilidade de obtenção do ácido sulfúrico a partir deste efluente bem como a concentração e recuperação dos metais.

O estudo será desenvolvido utilizando-se uma célula de ED de bancada com cinco compartimentos, conforme apresentado nas Figuras 1 e 2.

Entre os compartimentos são colocadas membranas catiônicas e aniônicas alternadas, com uma área de 16cm² cada. As membranas catiônicas impedem a passagem de ânions, enquanto as aniônicas impedem a passagem de cátions. Exemplos de membranas catiônicas e aniônicas são apresentados nas Figuras 3 e 4.

Inicialmente a fim de se determinar a densidade de corrente limite do processo são necessárias as curvas de polarização, obtidas pela aplicação de valores crescentes de densidades de corrente entre o ânodo e cátodo com intervalos de dois minutos. Após cada intervalo são medidos os valores de potenciais das membranas.

Determinada a densidade de corrente limite dar-se-á início a ED, onde será avaliada a passagem das espécies iônicas do compartimento diluído central para os compartimentos concentrados catódicos ou anódicos.

Para a determinação da concentração dos íons nas soluções deverão ser coletadas alíquotas de solução em intervalos de tempo pré-estabelecidos. Os resultados de transporte dos íons através das membranas deverão ser expressos em termos de extração percentual e de eficiência de corrente.

Após o ensaio de ED será avaliada a possibilidade de reciclagem de metais e de recuperação de ácido sulfúrico e água para reuso na mineração, evitando-se o descarte de águas residuárias.