CETEM - CENTRO DE TECNOLOGIA MINERAL
I Seminário brasileiro de terras-raras
Terras-Raras - Tipos de Depósitos,
Recursos Identificados e
Alvos Prospectivos no Brasil
Francisco Eduardo Lapido-Loureiro
[ [email protected] / [email protected] ]
Les terres rares sont au 21ème siècle ce qu’était le pétrole au 20ème et le charbon au
19ème siècle: le moteur d’une nouvelle révolution industrielle.
[ Stéphane Pambrun – Novethic, Beijin, 04/05/2010 ]
Na década de 80 os metalurgistas recorriam a 10 ‘metais raros’,
nos anos 90 eram 15, e na primeira década do século XXI, são 50,
entre os quais as 17 terras-raras
As terras-raras:
• não são raras
• estão raras
• algumas continuarão a estar raras: Eu – Dy – Tb - Nd ... (?)
Atualmente as TR mais críticas são o Dy e Tb, produzidas
unicamente na China e há poucos projetos fora deste país que
possam produzi-los (J. Lifton, 2010).
Não haverá indústrias baseadas na produção de imãs
permanentes, fora da China sem que tenham a garantia do
fornecimento de Dy e Tb (J. Lifton, 2011).
Visão geral das TR no Mundo
Venda e demanda de TR (Fonte: Roskill)
Produção e demanda de TR
(Fonte: China Rare Earth Information Center)
Produção, reservas e reservas base de terras-raras no mundo
País
China
EUA
Austrália
CEI
Índia
Malásia
Brasil
Outros Países
TOTAL MUNDIAL
(arredondado)
Produção
120,000
----NA
2,700
380
650
NA
124,000
Reservas
27,000,000
13,000,000
5,200,000
19,000,000
1,100,000
30,000
48,000
22,000,000
88,000,000
Reservas Base
89,000,000
14,000,000
5,800,000
21,000,000
1,300,000
35,000
84,000
23,000,000
150,000,000
Fonte: USGS, Mineral Commodity Summaries, janeiro 2010
•
Das 12.000 t de terras-raras pesadas produzidas na China em 2010, 7% foram
de Dy (840 t).
•
Se a demanda de Nd para os REPM das turbinas eólicas for de 59.000 t
(2 planos quinquenais na China) a de Dy será de 6.000 t, o que aos atuais
níveis de produção, representa o total de Dy produzido em 7,5 anos.
•
Um típico REPM (Rare Earth Permanent Magnet) contem 3-12% de Dy.
•
A indústria dos carros híbridos elétricos usa 12kg (?) de Dy, para otimizar seu
rendimento a altas temperaturas, e 28 kg (?) de Nd.
As terras-raras na indústria automobilística (Fonte: Roskill / Spontaneous
Matrials)
O Brasil tem enorme potencial para produzir Terras-raras
(CETEM - Série “Estudos e Documentos” Nr. 21 – 1994)
Fonte: CPRM
Livros sobre terras-raras editados pelo CETEM):
Em edição
- O BRASIL E A REGLOBALIZAÇÃO DA INDÚSTRIA DAS TERRAS-RARAS
Cap. I => Terras-Raras - Do monopólio da produção Primária ao Oligopólio
Tecnológico
Cap. II => As Terras-Raras no Brasil: Reservas e Características QuímicoMineralógicas de suas Ocorrências e Depósitos
Cap. III => Perspectivas de Desenvolvimento da Indústria Mínero-Química das
Terras-Raras no Brasil
Editados em 1994 (Esgotados – disponíveis em edição eletrônica)
- Alcídio ABRÃO – Química e Tecnologia das Terras-Raras.
- F.E. LAPIDO-LOUREIRO – Terras-Raras no Brasil: Depósitos, Recursos
Identificados, Reservas.
Relação dos Depósitos / Ocorrências / Ambientes Geológicos
Depósitos (3)
(Recursos identificados, medidos e caracterizados
1. Catalão I (GO) – Córrego do Garimpo e Lagoa Seca Norte
2. Araxá (MG) – Área Zero
3. Poços de Caldas MG) - Morro do Ferro
Ocorrências (36)
4. Região de São João del Rei (MG) – Pegmatitos e Formações
Elúvio-Aluvionares
4.1.Vargem Grande
4.2. Córrego Laginha
4.3. Ribeirão Santo Antônio
5.Terras-Raras Associadas a Minerais Pesados no Litoral Brasileiro
5.1. Rio de Janeiro
5.1.1. De Guaxindiba a Itabapoana
5.1.2. Delta do rio Paraíba do Sul
5.2. Espírito Santo
5.2.1. Boavista
5.2.2. Guapari
5.2.3. Foz do rio Saí
5.2.4. Linhares
5.3. Bahia: do limite sul do Estado até Porto Seguro (16o Lat S)
5.3.1. Cumuruxatiba
5.3.2. Alcobaça
5.4. Piauí
5.4.1. Luís Correia – Delta do Parnaíba
5.5. Maranhão
5.5.1. Bacia do Rio Barreirinhas / Tutóia
6. “Placers” fluviais
6.1. São Gonçalo / Rio Sapucaí (MG)
7.Terras-Raras Pesadas (ETRP) Associadas a Rochas Graníticas
7.1. Minérios de Sn, Nb-Ta e Zr – Pitinga (AM)
7.2. Granitos Rondonianos (RO)
7.3. N-NE Goiás – S-SE Tocantins
8. Ocorrências Mal Definidas
8.1. Tapira (MG)
8.2. Mato Preto (PR)
8.3. “Anomalia 13” / São Francisco (PR)
8.4.Fazenda Varela – Lages (SC)
8.5. Barra do Rio Itapirapuã (SP-PR)
8.5.1. Barra do Rio Itapirapuã I (SP)
8 5 2. Barra do Itapirapuã II (PR)
8.6. Seis Lagos (AM)
8.7. Terras Raras associadas a minérios de cobre (região de Carajás)
8.8. Províncias Estaníferas da Amazônia / Ariquemes (RO)
8.9. Itataia (CE)
8.10. Angico dos Dias (BA)
8.11. Bambuí (MG)
8.12. Peixe (TO)
8.13. Serra do Repartimento (RR)
8.14. Igarapé Bahia – Carajás (PA)
8.15. Fosfatos Sedimentares – Miriri (PB – PE)

Localização dos complexos carbonatíticos de Catalão (GO)
Depósitos de Catalão I (GO): P – Nb – TR – Ti –
Vermiculita (Fonte: Carlos Cordeiro Ribeiro)
(Fonte: Carlos Cordeiro Ribeiro)
Recursos de ETR definidos na década de 90: Córrego do
Garimpo e Lagoa Seca Norte
(Fonte: Reiner Neumann)
Categoria
Recursos
Medidos
Indicados
Med.+Ind.
Inferido
Totais
(Teores em %)
Teor de corte = 2% de ETR
Tonelagem
Teor médio
41.406.880
5,39
65.202.580
5,49
106.609.460
5,45
13.113.720
5,98
119.723.180
5,51
Teor de corte = 5% de ETR
Tonelagem
Teor médio
6.789.050
8,20
26.063.877
8,48
32.852.928
8,42
13.211.034
9,27
46.063.962
8,67
Catalão I: Recursos de ETR (toneladas), por tipo de minério,
(para um teor de corte de 2% de ETR ?)
[Fonte: Carlos Cordeiro Ribeiro]
Depósito do Córrego do Garimpo
Minério Silicoso
8.254.383
Minério Saprolítico
54.506.757
Minério Carbonatítico
15.903.072
Depósito da Lagoa Seca Norte
Minério Nelsonítico
41.058.784
Total
119.722.996
O Brasil tem enorme potencial para produzir TR –
só nos depósitos de Lagoa Seca Norte e Córrego do
Garimpo, em Catalão I, os recursos identificados
são de 120 Mt, como vimos na tabela anterior.
China => reservas: medidas, 27 Mt; base, 89 Mt.
Análise química (% em massa) do minério laterítico de Catalão I
SiO2
TiO2
Al2O3
Fe2O3 (total)
CaO
P2O5
BaSO4
ThO2
U3O8
Y2O3
OTR (total)
12,40
9,60
3,61
26,50
10,20
10,40
2,80
<0,01
<0,01
0,04
9,90
Teores dos dez elementos mais abundantes no depósito de
apatita da Ultrafértil em Catalão I (Fonte: Ribeiro, 2008)
Óxidos
MgO
CaO
Fe2O3
Al2O3
SiO2
P2O5 Tot.
TiO2
Nb2O5
BaO
TR2O3
No de An.
1133
1159
1147
1136
1056
1159
842
1034
1103
743
Média
4,33
14,71
26,41
2,87
22,21
11,00
4,81
0,30
2,26
Mínimo
0,18
6,08
7,47
0,10
2,78
4,32
0,10
0,01
0,07
Máximo
28,78
36,13
71,22
27,05
53,49
24,43
17,90
1,90
15,30
2,58
0,00
17,62
Recursos identificados de TR (t) em Catalão I
Tipo de ocorrência
Depósito do Córrego do Garimpo
(teor de corte 2%)
Depósito de Lagoa Seca Norte
(teores: de corte, 2% - médio, 5,51%)
Área da Ultrafértil: TR (2,58%) associado ao minério de
fosfato (200 Mt)
Área da ex-Mineração Bálsamo: TR ( 3% CeO2 + La2O3 +
Y2O3 ) associado a minério de Ti
Área da ex-Metago: TR ( 3%) associado a minério de Ti
Reservas
78.664.212
46.063.962
5.000.000
(200 Mt x 2,5%)
500.000
360.000
TR associadas ao minério de Nb de Catalão I e à
recuperação do pirocloro no Projeto “Tailing”
???
TR associadas à escória de produção da liga Fe-Nb
incluindo o pirocloro do Projeto “Tailing”
???
ARAXÁ – MG
Reservas acumuladas de OTR, ‘Área Zero’, Araxá (MG)
Intervalo (%)
14-15
13-15
12-15
11-15
10-15
% Mínima Ponderada
14,17
13,54
12,75
12,06
11,19
Reservas OTR (t)
102.000
222.000
456.000
750.000
1.296.000
“Estudo de Recuperação de Al, TR, Nb, U, Th em
escórias da Produção de Fe-Nb”.
Composição química (%) de duas amostras de escória resultantes
da produção de liga de Fe-Nb por aluminotermia, antes (bruta) e
após lixiviação alcalina (resíduo).
Óxidos
Al2O3
BaO
Nb2O5
TR2O3
ThO2
U3O8
Escória A
Bruta
Resíduo
51,90
33,54
10,2
13,2
2,05
2,76
4,28
6,26
2,58
3,72
0,1350
0,1650
Escória B
Bruta
Resíduo
55,20
47,95
6,3
7,22
2,3
2,5
4,68
5,61
2,84
2,76
0,1520
0,1620
A perda de massa da escória estudada, ou seja, a quantidade que
foi solubilizada, atingiu valores da ordem de 78% e taxas de
recuperação altas: para Al (91,6%), U (82%), Th (79,2%), TR (77%),
Nb residual (60%).
Estimativa de recuperação de Al, TR, Nb, U e Th para uma
produção de 40.000 t/ano de escória tipo B.
Cenário 1 Cenário 2
Rendimento técnico
50 (%)
80
Recuperação (t/ano)
Al2O3
10.111
16.178
TR2O3
747
1.195
Nb2O5 (residual)
275
440
U3O8
25
40
ThO2
568
909
Cenário 3
90
18.200
1.345
496
45
1.022
MORRO DO FERRO – POÇOS DE CALDAS (MG)
• As reservas indicadas pelo DNPM, com base num número muito
restrito de furos de sonda e análises, são de 6 milhões de toneladas de
minério, com um teor de 5% de TR203 o que corresponderá a 300.000t
de TR203 contidos.
• Amostra seletiva de um intervalo de 5m, com teor de 14,3% de TR203,
mostrou que a bastnasita representa 22,5% do minério ou 74,9% de
TR203, essencialmente Ce02 (32,8%), La203 (22,1%), Nd (11 ,5%) e
Pr6011 (4,4%).
• Uma análise para ETR em amostra do minério do Morro do Ferro
realizada no laboratório de Controle de Qualidade da NUCLEMON,
apresentou os seguintes valores: R203 (TR203 + Th02), 11,7% (Th02, 1,1%,
U308, 0,02%), Zr02, 0,40% e Si02, 18,3%.
Análises de óxidos totais de TR, calcinados a 900°C
Com as análises de 28 amostras de 5m, correspondentes a 139m de
galeria de flanco de encosta (reaberta para essa amostragem), e de 30
amostras de 3 furos de sonda, CBMM / MINEGRAL / PAULO ABIB
ENGENHARIA definiram um teor médio de 3,9% de TR203
ETRL
La203
Ce02
Pr6011
Nd203
Sm203
Eu203
86,85
28,0
40,6
4,2
12,8
1,1
0,15
Th02
ETRP
Gd203
Tb407
Dy203
Ho203
Er203
Yb203
Y203
9,7%
3,40
1,2
< 0,05
0,4
0,1
0,1
< 0,05
1,5
PITINGA (AM)
Composição química do concentrado de xenotímio da mina de Pitinga
Constituintes
TR2O3
ZrO2
SiO2
ThO2
U3O8
P2O5
Fe2O3+Al2O3+Nb2O5+SnO2
Teor (% peso)
61,60
6,20
3,70
0,59
0,07
27,60
0,24
Fonte: Barbosa (2001)
Composição, para 100% de terras-raras, do concentrado de
xenotímio de Pitinga – AM (Fonte: Barbosa, 2001)
ETRL
La
Ce
Pr
Nd
Pm
Sm
Eu
Gd
Total
%
--0,07
0,01
0,04
--0,25
0,04
1,20
1,61
ETRP
Tb
Dy
Ho
Er
Tm
Yb
Lu
Y
Total
%
1,41
10,64
3,27
14,27
2,98
20,97
2,73
42,13
98,40
Mapa geológico esquemático da região da mina de Pitinga
(COSTI, BORGES & DALL’AGNOL, 2005)
Cada minério tem o seu perfil de TR
% de terras-raras totais, em 6 jazidas
Ce+La
Nd+Pr+Dy
Sm+Eu+Gd
+Y
Nolans
Bore
67
27
5
Mt.
Weld
71
24
4
Bayan
Ebo
77
21
2
Mountain
Pass
82
16
1
Dong
Pao
83
15
1
“Ionic
Clays”
~2
~10
~75
REFLETINDO
• O Brasil apresenta alto potencial para se tornar grande produtor de ETR.
• Os concentrados de xenotímio, obtidos, em Pitinga (AM), como subproduto
da cassiterita, têm enorme valor estratégico e comercial, pelos altos teores e
perfil em ETRP.
• Para que o Brasil retome o lugar de destaque, que já teve, na produção de
TR, não deve limitar-se à extração, mas, principalmente, à implantação de
um amplo programa de P,D&I que leve ao desenvolvimento, em cadeias
produtivas, de processos e de produtos de alto valor agregado, como se
especifica no PNM 2030, do MME.
• Por razões econômicas, de sustentabilidade e ambientais, as TR devem ser
consideradas, não só como produto base ou único, nas jazidas, mas também
(principalmente) como subproduto de depósitos polimetálicos.
No Brasil, que caminhos?
•Inventariar, caracterizar e avaliar as ocorrências e depósitos conhecidos de terras-raras
(TR), selecionando os mais promissores e estabelecendo prioridades
•Integrar o bem mineral terras-raras num programa de prospecção de metais raros, em
ambientes geológicos cuidadosamente pré-selecionados, tendo como alvos principais
(entre outros ?): i) os granitos alcalinos (plutons) da região de Pitinga (Madeira, Água
Boa, Europa) e seus depósitos/ocorrências polimetálicas Sn-Zr-Nb/Ta-U-TR; ii) os
granitos rondonianos e as suas mineralizações Sn-Nb/Ta-U-TR; iii) as “argilas de
adsorção iônica”, formadas em ambientes geológico-morfo-climáticos favoráveis à
concentração de terras-raras pesadas (ETRP);
•Caracterização tecnológica, avaliação de teores,reservas e desenvolvimento
sistemático de trabalhos de P,D&I para recuperação de terras-raras como co-produto ou
subproduto de minérios polimetálicos de Ti (anatásio), Nb (pirocloro), P (apatita), Sn
(cassiterita), Nb-Ta (niobo-tantalitas), Zr (zircão) e de seus rejeitos (fosfogesso) e
escórias (da produção da liga de Fe-Nb), os três primeiros, em complexos
carbonatíticos, os outros em granitos (e/ ou rochas alcalinas da região amazônica);
•Pesquisa e definição de processos de beneficiamento e de extração das terras-raras,
no(s) depósito(s) selecionado(s), se necessário seguindo caminhos inovadores;
•Implantação de um amplo programa de P,D&I que leve ao desenvolvimento, em
cadeias produtivas, de processos e de produtos de alto valor agregado, como se
especifica no PNM 2030, do Ministério das Minas e Energia (MME).