Biolixiviao

Daniela Ftima Gomes

Marlia Gabriela Justino Vaz

1

2

Reservas Mundiais 690 milhes de toneladas

Reservas Brasileiras 17,3 milhes de toneladas

Minas Gerais 0,02%

20% por biolixiviao

3

PIROMETALURGIA X HIDROMETALURGIA

nica etapa;

Gerao de anidrido sulfuroso (SO2);

Emanaes de metais pesados, como

cdmio, arsnio, mercrio, bismuto,

selnio, etc;

Efluente gasoso, maimescla de SO2 e

material particulado constitudo de sais de

cdmio, arsnio, chumbo, bismuto, cobre;

Mais de uma etapa (purificao/concentrao,

por extrao por solvente, cementao,

eletrorrecuperao);

Baixo custo operacional;

Operao simplificada;

Curto tempo de construo de uma planta;

Eliminao das emanaes gasosas;

Obteno de uma lixvia cida contendo ons do

metal de interesse;

4

GUA CIDA DE MINA

O resultado da ao de micro-organismos nos rejeitos minerais contendo

sulfetos a gerao de drenagens cidas, conhecidas h milhares de anos e

podem atingir corpos dgua. Entretanto, foi somente em 1947 que os micro-organismos foram identificados como os responsveis por esse processo. Isto

aconteceu quando foi descoberta a presena de solues azuladas de cobre que

escorriam de pilhas de rejeito em uma mina em Utah, Estados Unidos. A partir

daquele momento, dezenas de micro-organismos teis para a biolixiviao foram

descobertos em todo o mundo, inclusive em uma mina de urnio e em um vulco.

.

5

A biolixiviao, ou lixiviao bio-assistida,

pode ser definida como um processo natural

de dissoluo de sulfetos, resultante da ao

de um grupo de bactrias que oxidam

minerais sulfurados disponibilizando os

metais presentes em suas formas inicas

solveis.

6

BIOLIXIVIAO

O que torna a tcnica da biolixiviao uma alternativa muito interessante, na

substituio dos processos convencionais, a capacidade de certos micro-

organismos oxidantes de ferro ou enxofre, como as espcies dos gneros

Acidithiobacillus e Leptospirillum, crescerem em ambientes altamente

cidos e em presena de metais pesados. Alm disso, os custos do processo de

biolixiviao correspondem 50% quando comparados com os custos de

operao de uma planta convencional.

As caractersticas que fazem com que um organismo seja atuante na

lixiviao/oxidao de um mineral so: a possibilidade de atuao numa faixa

expandida de temperatura (de 30 a 70oC), faixa de pH cido (1,8 a 2,2) e

alta relao dos ons Fe3+/Fe2+

Sua ao pode ser comparada a de um catalisador, podem ser mesofilicos ou

termoflicos e autotrficos ou heterotrficos

7

8

EXEMPLOS DE METAIS QUE PODEM SER

EXTRADOS POR LIXIVIAO BACTERIANA SO :

Cobre, atravs da calcopirita (CuFeS2), bornita (Cu5FeS4) ou covelita (CuS).

Urnio atravs da uraninita (UO2)

Ouro em uma matriz de arsenopirita (FeAsS).

9

QUAL O MECANISMO DA BIOLIXIVIAO?

10

Mecanismo Direto

Mecanismo Indireto

11

Mecanismo Indireto

Mecanismo Direto

12

ADESO DO MICRORGANISMO A SUPERFCIE

DO MINRIO E CADEIA RESPIRATRIA.

13

ADESO DO MICRORGANISMO A SUPERFCIE

DO MINRIO E CADEIA RESPIRATRIA

A excreo de material exopolimrico importante para a adeso microbiana, e a subsequente dissoluo do mineral, pois o ferro, que se complexa ao material polimrico, confere carga positiva clula. Dessa forma, estabelecida uma atrao eletrosttica entre a clula microbiana e a superfcie negativamente carregada de alguns minerais.

Os prtons alcanam o citoplasma de A. ferrooxidans por intermdio de enzimas especficas localiza-das na membrana celular. Intracelularmente, eles so consumidos na reduo do O2 que participa da cadeia respiratria como aceptor final de eltrons com formao de gua (H2O).

pH confere o gradiente membrana e, consequentemente, o potencial eltrico requerido na formao de ATP, bem como o suprimento necessrio de H+ para reduo de O2 e de algumas reaes necessrias para a fixao do carbono. Em suma, isso explica a natureza acidfila obrigatria de A. ferrooxidans e dos demais micro-organismos acidfilos envolvidos na biolixiviao.

14

FATORES QUE AFETAM A BIOLIXIVIAO

Influncia da Granulometria

A taxa de lixiviao aumenta com a diminuio da granulometria da fase slida

(minrio ou concentrado de flotao), devido ao aumento da rea superficial

para a reao qumica entre o agente lixiviante e a fase slida em questo.

Disponibilidade de dixido de carbono (CO2)

A carncia de CO2 restringe o crescimento das bactrias; logo, o processo de

biolixiviao pode ser afetado pela concentrao de CO2 disponvel.

Disponibilidade de oxignio (O2)

Os micro-organismos oxidantes de ferro e enxofre so aerbios; portanto, para

que a biolixiviao se estabelea, fundamental a disponibilidade de oxignio

dissolvido na superfcie do mineral.

15

FATORES QUE AFETAM A BIOLIXIVIAO

Influncia da Adio de Nutrientes

Do ponto de vista econmico e biolgico necessrio identificar as exigncias mnimas de nutrientes na soluo lixiviante para a obteno de um meio favorvel atividade microbiana. A adio de certos nutrientes na soluo lixiviante pode causar diminuio da taxa de lixiviao devido formao e precipitao de jarosita, que um hidrosulfato bsico frrico com frmula

A jarosita formada se adere s partculas do minrio, formando uma camada protetora impedindo o contato dessas partculas com a soluo, acarretando a paralisao do processo de lixiviao

As plantas industriais evitam a adio de nutrientes e tentam usar o prprio minrio para prover tal necessidade ao crescimento microbiano, pois, dessa maneira, possvel prevenir a precipitao de slidos que prejudicam o processo de lixiviao.

16

FATORES QUE AFETAM A BIOLIXIVIAO

Temperatura

A dissoluo dos sulfetos favorecida pela elevao da temperatura mesmo que na ausncia de micro-organismos.

pH

Por serem acidfilos, os micro-organismos empregues em processos de biolixiviao so, obviamente, dependentes do ambiente cido para sua sobrevivncia. condio bsica para minimizar a hidrlise dos ons frricos na soluo, com consequente precipitao de hidrxidos e esgotamento do on ferroso, necessrio para a manuteno do metabolismo celular.

Potencial de oxirreduo e concentrao de espcies inicas de ferro

A oxidao dos ons ferrosos, indicada pela elevao do potencial de oxirreduo, um indcio da dissoluo dos sulfetos minerais que contm ferro e, consequentemente, da solubilizao do metal

17

18

PROCESSO DE BIOLIXIVIAO

Biolixiviao em Pilhas

Biolixiviao em Tanques

Processo GEOCOAT (GEOBIOTICS-Empresa Norte Americana)

19

Mineraco Caraba S.A

Quebrada Blanca Copper, Chile

Australia 20

ONDE A BIOLIXIVIAO USADA ?

A lixiviao bacteriana atualmente utilizada em escala industrial para

recuperao de metais como cobre, urnio e ouro, em pases como: E.U.A.,

Rssia, Chile, Espanha, Canad, frica do Sul, Australia entre outros.

21

CONSIDERAES FINAIS

De um modo geral, o objetivo das mineraes utilizar em seus processos

extrativos uma tecnologia que permita o processamento de minrios e/ou

concentrados de minerais e a obteno do metal a custos mais competitivos

quando comparados s vias convencionais de processamento.

A lixiviao bacteriana, se mostra bastante atraente no que tange a

eliminao das emanaes gasosas, devido s condies brandas de processo

(temperatura ambiente) e a obteno de uma lixvia cida contendo o metal

de interesse.

22

BIBLIOGRAFIA

http://www.geobiotics.com/projects/caraiba-copper.html

http://www.geobiotics.com/geocoat/process-overview.html

LIMA, DE BARROS., RENATA, Biolixiviao de concentrado de flotao de sulfetos de cobre, em coluna, utilizando consrcios de micro-organismos mesfilos e termfilos . 2011. Tese (Doutorado em Tecnologia de Processos Qumicos e Bioqumicos) Universidade Federal do Rio de Janeiro, Escola de Qumica, Rio de Janeiro.

LIMA, DE BARROS., RENATA, Biolixiviao de Concentrado de Flotao de Sulfetos de Cobre . 2006. Dissertao (Mestrado em Tecnologia de Processos Qumicos e Bioqumicos) Universidade Federal do Rio de Janeiro, Escola de Qumica, Rio de Janeiro.

Biolixiviao: utilizao de micro-organismos na extrao de metais. Rio de Janeiro: CETEM/MCT, 2010. 40p. (Srie Tecnologia Ambiental, n.53) .

Informaes e Anlises da Economia Mineral Brasileira. Dezembro de 2012,7 Edio.IBRAM

23