IMPLANTAÇÃO DE LABORATÓRIO
PARA PREDIÇÃO DO POTENCIAL
DE DRENAGEM ÁCIDA EM UMA
UNIDADE DE MINERAÇÃO DE
COBRE E OURO
Leonardo Corrêa G. Bissacot
Francisco José Oliveira
Vinicius Manoel
Guilherme Araújo
Luiz Fregadolli
Mineração Maracá – Grupo Yamana
• Mineração localizada no estado de Goiás, próximo as cidades de Alto
Horizonte e Nova Iguaçu.
• Mina a céu aberto com produção de concentrado de cobre e ouro.
• Produção iniciou em Fevereiro de 2007.
Chapada
2
Localização
Alto
Horizonte
• 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.
3
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 mais
relevantes temas ambientais relacionados à atividades de
mineração.
• Drenagem caracterizada por valores baixos de pH e
concentrações de metais e sulfatos.
Geração de Drenagem Ácida
 Drenagem ácida é gerada pela oxidação de minerais sulfetados na
presença de água e oxigênio atmosférico.
 Pirita (FeS2) é o mineral sulfetado mais comum associado a DAR.
 Minerais sulfetados associados ao ferro são mais preocupantes que
minerais que não estão associados ao ferro (galena PbS, esfarelita
ZnS, 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
Ocorre a geração de drenagem ácida?
Análises
Descrição Simplificada do Método
• Estimativa do PA (poder de acidificação) através de análise do percentual
Balanço Ácidode enxofre na forma de sulfeto
Base Modificado
• PN (poder de neutralização) analisado através de ataque ácido e
(MABA)
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
60
PN/PA = 2
PN/PA = 1
40
Estéril
20
Rejeitos
0
0,0
0,5
1,0
1,5
Total Sulfeto (%)
2,0
2,5
3,0
Necessário complementar esses resultados
Geoquímico
comDiagrama
ensaios
cinéticos
9,0
8,0
7,0
Não Formador de Acidez
Área de Incerteza
6,0
NAGpH
PN (kg CaCO3/1000 ton)
Resultados Ensaios Estáticos
5,0
-60,0
-40,0
-20,0
4,0 0,0
20,0
40,0
60,0
3,0
Área de Incerteza
2,0
1,0
Potencial Formador de Acidez
0,0
ANX
BTO
PA - PN(kg CaCO3/ton)
BTO SIL
GNS
MIX
QSRT
SOLO
80,0
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 da
chuva, 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 tempo
determinados;
• 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 estáticos
sugerem a necessidade de confirmação do potencial de geração de acidez.
• Pela natureza do minério da unidade (presença de sulfetos e carbonatos) e
das futuras expansões da mina, foi avaliado e aprovado a implantação de um
laboratório interno para realização de ensaios cinéticos.
• O laboratório foi implementado em uma área próxima ao laboratório de
processos 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
• 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.
Ciclo de 4
semanas
1
2
3
4
Aplicação de solução
400 mL
400 mL
400 mL
1600 mL
Custos de Implantação
Laboratório Interno x Externo
Laboratório Interno
Equipamento
Custo
Caixas Térmicas
R$ 70
Bancada para 10 colunas
R$ 2,633
10 funis colunas
R$ 2,388
4 lâmpadas infra-vermelho
Laboratório Externo
Equipamento
Custo
R$ 1,102
Custo de construção da
célula
R$ 12,000
50 Frascos de Polietileno
R$ 80
Análise de água 24 meses
R$ 66,288
100 filtros (caixa)
R$ 100
Manutenção por 24 meses
R$ 96,000
Analise de água 24 meses
R$ 66,288
Total
R$ 174,288
Manutenção por 24 meses
R$ 15,600
Total
R$ 88,261
Coleta de Amostras
Montagem Laboratório
Exemplo de Resultados
pH
Estéreis:
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
BTO SIL
BTO SIL: Biotia Silicificada
ANX: Anfibólio Xisto
SRT: Sericita
ANX
SRT - Expansão
Exemplo de Resultados
Sulfatos (mg/L)
2000
1500
1000
500
0
BTO SIL
ANX
SRT - Expansão
Alcalinidade (mg/L)
60
50
40
30
20
10
0
BTO SIL
ANX
SRT - Expansão
Resultados
• Demonstram que poderá ocorrer a geração de acidez no médio/longo prazo
no domínio BTO.
• A liberação de alcalinidade reduz ao longo do tempo no domínio BTO
indicando consumo dos carbonatos. Permanece constante no litotipo ANX, o
qual o pH manteve-se constante.
• Em relação ao litotipo BTO, é recomendável que medidas que controlem a
oxidação 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 na
etapa de operação, top soil e plantio. Coleta da drenagem internas.
• BTO SIL – Fechamento com cobertura elaborada, considerando argila
compactada, top soil e plantio. Antecipar o fechamento para prevenir
oxidação.
• ANX – Cobertura simplificada e plantio.
Conclusões
• Demonstrou ser uma ferramenta preditiva importante para
gerenciamento de materiais estéril na Mineração Maracá.
• Os custos de implantação do laboratório interno demonstraram-se
viáveis em comparação ao envio e analise em laboratório externo.
• A medida que novos ensaios sejam conduzidos em minas que
requerem avaliações constantes, a diferença de custos torna-se ainda
mais acentuada.
• O processo de acidificação das águas em contato com alguns tipos de
estéreis (BTO SIL) é controlado apenas no curto/médio prazo devido a
presença de carbonatos como calcita.
Conclusões
• O consumo dos carbonatos e a redução do pH no médio prazo
indicam a necessidade em planejar o fechamento das pilhas em
condições que previnam a oxidação dos sulfetos.
• A realização de experimentos de campo para fechamento dos
depósitos que já contenham esse tipo de material estão em
andamento para definição do tipo de cobertura mais indicado.
• Em relação as novas pilhas (Ex: SRT), os ensaios indicaram
redução do pH no curto prazo. A cobertura concomitante com
argila e o controle de drenagem foram projetadas e serão
implementados nessas pilhas.
OBRIGADO