Lixiviação bacteriana

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Procesamiento de minerales II
Tratamento de minerais de ouro e prata
Maria Luiza Souza
Montevideo
16-20 Setembro 2013
UNIVERSIDADE DE LA REPUBLICA – URUGUAY
UFRGS - DEMIN - BRASIL
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Capítulo 5 – Tratamentos oxidativos
Neste capítulo serão explicados os seguintes
tópicos:
1. Biolixiviação de sulfetos;
2. Lixiviação ácida de sulfetos em autoclave;
3. Tostação de sulfetos.
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Tratamentos oxidativos para minerais de ouro refratários
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Tratamentos oxidativos para minerais de ouro refratários
O problema  Sulfetos metálicos contendo ouro “escondido” !
A características principal  Sulfetos são difíceis de solubilizar em solução
de cianeto.
A pergunta Como resolver o problemas ? Ou seja:
O que fazer para favorecer a dissolução dos sulfetos e liberar o ouro ?
1ª. Opção  Biolixiviação dos sulfetos metálicos com microorganismos.
2ª. Opção  Lixiviação dos sulfetos metálicos a temperatura moderada e
alta pressão.
3ª. Opção  Tostação dos sulfetos metálicos com temperatura elevada e
pressão atmosférica.
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Lixiviação bacteriana
A lixiviação bacteriana, ou biolixiviação, é um processo biotecnológico que se
fundamenta no uso de microorganismos capazes de acelerar a oxidação de sulfetos
metálicos.
Uma das principais espécies usadas na biolixiviação de sulfetos é o Acidithiobacillus
ferrooxidans.
O A. ferrooxidans é uma bactéria quimiolitotrófica que obtém sua energia pela
oxidação de substratos inorgânicos, basicamente íon ferroso e compostos reduzidos
de enxofre, incluindo os sulfetos metálicos.
A energia obtida pela oxidação dos substratos inorgânicos é utilizada pela bactéria
para a fixação do CO2 atmosférico, sua fonte de carbono.
Além disso, o A. ferrooxidans é uma espécie mesofílica e acidofílica, sendo 30 ºC a
temperatura ótima de crescimento. O pH ótimo de crescimento é 2,0.
A capacidade de oxidação deste microorganismo já foi demonstrada para diferentes
sulfetos metálicos: CuFeS2, CuS, PbS, ZnS e FeS2.
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Lixiviação bacteriana
A reação global de oxidação da pirita pode ser descrita pela seguinte equação:
4FeS2 + 15O2 + 2H20 → 2Fe2(SO4)3 + 2H2SO4
Pirita + Oxigênio + Água → Sulfato férrico + Ácido Sulfúrico
A bactéria participa da reação como um catalisador, isto é, acelera a oxidação dos
sulfetos metálicos em condições bastante moderadas de temperatura.
O processo BIOX®, desenvolvido pela “Goldfields” foi um dos primeiros a operar em
escala industrial.
- População bacteriana mista: Acidithiobacillus ferrooxidans, A. thiooxidans,
Leptospirillum ferrooxidans, A. caldus, L. ferriphilum e Ferroplasma acidiphilum.
-Nutrientes para o caldo: fertilizante do tipo N, P, K.
-pH: 1,2 a 1,8
- Oxigênio dissolvido > 2 mg/L
- T: 40 oC (máximo de 50 oC)
- % sólidos: 20 a 30 %
-Tempo de residência: de 3 a 7 dias (função da mineralogia).
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Lixiviação bacteriana
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Lixiviação bacteriana
Reatores Biox para bio-oxidação de
ouro refratário na mina de Fairview.
Bactéria: bastonetes com 0,3 a 0,6
micra de diâmetro e comprimento
entre 1 a 3,5 micra.
Fragmentos de minerais antes e
depois de biolixiviação.
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Plantas Biox® para lixiviação bacteriana
Nome, localização
Start-up
Tecnologia
Capacidade
Fairview*, África do Sul
1986
Tanques agitados
35* - 62 t conc./d
São Bento, Brasil
1990
Tanques agitados
150 t conc./d
Harbour Lights, Austrália
1992
Tanques agitados
40 t conc./d
Wiluna, Austrália
1993
Tanques agitados
115 t conc./d
Ashanti, Gana
1994
Tanques agitados
1,000 t conc./d
Youanmi, Austrália
1994
Tanques agitados
120 t conc./d
Sansu, Gana
1994
Tanques agitados
1,000 t conc./d
Jinfeng, China
2007
Tanques agitados
790 t conc./d
Kokpatas, Uzubequistão
2008
Tanques agitados
2138 t conc./d
Agnes*, África do Sul
2010
Tanques agitados
20 t conc./d
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Lixiviação ácida sob pressão
Pirita + Oxigênio + Água →
Sulfato férrico + Ácido
Sulfúrico
A reação ocorrerá em um
reator tipo autoclave
horizontal.
Dados de Porgera, PNG.
- T: 197 oC
- p: 1725 kPa
- pO2: 325 kPa
- Dp: 80% - 38 micra
- 50% de sólidos
- t : 110 minutos
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Lixiviação ácida sob pressão
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Tostação
- Processo pirometalúrgico, usado para concentrados sulfetados com ouro.
- Ocorre a oxidação dos sulfetos metálicos via reação com ar ou oxigênio
enriquecido, em temperatura elevada e sem que ocorra a fusão dos sulfetos.
- O produto são óxidos de ferro, de estrutura porosa no qual o ouro é
liberado.
- Exemplo de reação para a pirita:
FeS2(s) + 8O2(g) = Fe3O4(s) + 6SO2(g)
e
4Fe3O4(s) + O2(g) = Fe2O3(s)
- Temperatura: deve se situar na faixa de 450 – 750 oC.
- Pressão: aberto.
- Tempo de residência: na faixa de 20 – 60 minutos*
- Possibilidade de produzir ácido sulfúrico com os gases gerados.
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Tostação
Circuito Cuiabá da Anglogold-Ashanti, em Minas Gerais – BR.
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