BIOLIXIVIAÇÃO COMO ALTERNATIVA NO ENRIQUECIMENTO DE METAIS E REAPROVEITAMENTO DE REJEITOS DA MINERAÇ
A biolixiviação é uma área da bio-hidrometalurgia que procura formas de se obter metais a partir de microrganismos, além da possível aplicação no pré tratamento de sulfetos minerais para extração de ouro e prata. O estudo deste método de refinamento de minerais tem crescido por proporcionar a possibilidade e exploração de jazidas que não seriam explorados por outros métodos, além do aproveitamento de rejeitos da mineração comum.
O desenvolvimento de inovações tecnológicas nos processos de biolixiviação tem sido permanente, e cada vez mais as empresas decidem fazer uso desse método por vislumbrar que apresenta vantagens em relação às plantas convencionais, pois contribuem com a diminuição dos custos operacionais e de resíduos. Tornando-se economicamente atrativos e viáveis devido a três fatores: melhoria dos processos; necessidades econômicas e busca da sustentabilidade.
Para aprimorar e ampliar a aplicação do processo de Biolixiviação é preciso caracteriza os microrganismos, alguns dos aspectos necessários para se conhecer sobre essas bactérias são: as fontes de energia que elas utilizam, importante entre estas bactérias estão as quimiolitotróficos, que digerem compostos inorgânicos, como os sulfetos; outro importante aspecto é quanto a qual fonte de carbono a bactéria precisa; também em qual faixa de temperatura ela se desenvolve; e, se ela precisa de um meio ácido, alcalino ou neutro.
O processo bio-hidrometalúrgico baseia-se na capacidade de micro-organismos acidófilos (que precisam de meio ácido) e quimiolitotróficos, tais como os pertencentes aos gêneros Acidithiobacillus (utilizam o enxofre como fonte de energia), Leptospirillum (utilizam o ferro (II) para obter energia), Sulfobacillus (ferro (II), enxofre elementar, e compostos reduzidos de enxofre; crescem em meios com fonte orgânica de carbono), Sulfolobus (oxidam enxofre na presença de levedura), e Acidianus (capazes de oxidar enxofre, ferro(II) e sulfetos minerais).
A Biolixiviação pode ocorre de forma direta, quando o microrganismo adere à superfície do mineral dissolvendo este, através de reações provocadas por enzimas, sendo neste caso significante a concentração de microrganismos na superfície do mineral; já no mecanismo indireto o mineral tem o íon ferro (III) quimicamente convertido em ferro (II), e o microrganismo oxida o ferro (II) de volta para ferro (III).
Já existem operações industrias de biomineração que utilizam as tecnologias de biolixiviação, em alguns casos de bio-oxidação, a primeira delas foi desenvolvido pela Gencor, processo BIOX®, na mina de Fairview (África do Sul), para o processamento de minérios refratários de ouro, este processo também é utilizado em Harbor Lights e Wiluna (Austrália) e Ashanti (Gana). Existem outros processos comercias, como BACOX®, BacThec (utilizado na mina de Youanmi – Austrália), GEOCOAT® (Rosh Pinah - Namíbia, bio oxidação de sulfetos de zinco), BIANORD®, BIOCOP®, entre outros.
Um exemplo do benefício do uso da Biolixiviação é em relação à produção de zinco, comumente obtido a partir da esfarelita (ZnS), onde o uso da hidro metalurgia corresponde a 85% da produção de Zinco mundial, e da piro metalurgia a 15% da produção (Feneau, 2002), estes processos são altamente agressivos ao meio ambiente, por produzir altas quantidades de ácido sulfúrico (2ZnS + 3O2 <-> 2ZnO + 2SO2) na etapa de ustulação.
Para melhorar o impacto ambiental pode se pensar na lixiviação direta do zinco (ZnS + 2Fe+3 <-> Zn+2 + 2Fe+2 + S0, ou em meios ácidos também reage da seguinte forma: ZnS + 2H+ <-> Zn+2 + H2S), que produz rejeitos líquidos e sólidos mais fáceis de serem tratados.
A Biolixiviação do Zinco é uma alternativa que se apresenta trazendo grandes vantagens no processo de refino deste, pois esse processo utiliza microrganismos para lixiviar diretamente o sulfeto de zinco, dispensando a fase de ustulação, e eliminando assim a etapa mais problemática dos métodos costumeiramente utilizados.
Neste caso a biolixiviação também é capaz de tratar minerais complexos e com baixo teor de metal, utilizando minerais que normalmente não seriam tratados. Pode ser realizada em pilhas, reatores com agitação, e sob pressão, e o custo com as instalações de produção são inferiores aos métodos convencionais, além de possuir menor complexidade operacional.
O setor minero-metalúrgico brasileiro tem demanda para os processos de biolixiviação e bio-oxidação de minérios, no entanto investe muito pouco em produção de conhecimento na área, algo que outros países já realizam. É o que mostra o levantamento da Distribuição geográfica do investimento privado em pesquisa mineral de não-ferrosos, que engloba, entre outras, pesquisas em Biolixiviação.
Fonte: SNL Metals & Mining. World Exploration Trends 2015 [29].
A indústria metalúrgica brasileira precisa sempre aprimorar suas tecnologias, e acompanhar as necessidades estratégicas de mercado. Neste mesmo sentido é necessário o estabelecimento de políticas governamentais e de estratégias de pesquisa e desenvolvimento, visando estimular o aumento dos índices nacionais de inovação em métodos bio-hidrometalúrgico para extração de metais as partir de minérios de baixo teor, e também para o reaproveitamento dos rejeitos da mineração.
Referências:
GIESE, Ellen Cristine. Biolixiviação: uma avaliação das inovações tecnológicas na biomineração de minerais sulfetados no período de 1991 a 2015. Tecnol. Metal. Mater. Miner., São Paulo, v. 14, n. 3, p. 192-203, jul./set. 2017.
PINA, P. dos S. Estudo da biolixiviação e da lixiviação química de um concentrado sulfetado de zinco. 2006. 83f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Materiais) – Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2006.
SANTOS, L. R. G. Biolixiviação de um concentrado sulfetado complexo de níquel e de ferro e caracterização dos produtos de oxidação. 2006. 87 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Materiais) – Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2006.
SILVA, Suzimara Reis da. Bio-oxidação de sulfetos de arsênio e antimônio por Sulfobacillus thermosufidooxidans. 2016. 82f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Materiais) – Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2016.
