Caracterização e lixiviação do rejeito da usina de flotação de níquel da Mineração Mirabela

Abstract

O Complexo Fazenda Mirabela tem, como principal característica, a presença de mineralizações de Ni-Cu associadas a rochas máficas e ultramáficas. Neste trabalho, o níquel presente no rejeito da usina de flotação de sulfetos da Mina de Santa Rita foi caracterizado através de diferentes técnicas, visando elucidar a especiação do níquel nesse material. Análises com microscopia eletrônica de varredura e microssonda eletrônica foram realizadas, tendo indicado partículas de sulfeto de níquel não totalmente liberados. A lixiviação diagnóstica, para diferentes valores de pH, possibilitou a compreensão da solubilização dos principais elementos: Fe, Mg, Si, Mn, Ni, Cu e Cr. Adicionalmente, os resultados das análises de espectroscopia de absorção de raios-X (XANES e EXAFS) com amostras da usina apresentaram espectros com características mistas, com níquel coexistindo nas formas silicática e sulfetada. Já os estudos de mineralogia automática e liberação mostraram a presença de muitas partículas de sulfetos liberados que não foram coletados na etapa de flotação, na qual cerca de 30 a 50% dos sulfetos de níquel estão bem liberados no rejeito. Os testes de lixiviação com ácido sulfúrico e nitrato como agente oxidante possibilitaram a solubilização de 81% do níquel na amostra, enquanto a lixiviação com ácido sulfúrico, precedida de fusão alcalina, apresentou maior extração do metal (93%). Finalmente, os resultados de testes cinéticos de lixiviação com ácido sulfúrico e adição de nitrato em temperaturas de 50, 70 e 90°C foram bem ajustados ao modelo pseudohomogêneo: dCS/dt = -k(CS-CSf)2, onde k = 1228 Exp(-5826/T), CSf(T) = 0,2T2 – 36T + 2000. CS e CSf estão em mg/kg, t em horas e T em °C. A energia de ativação aparente foi estimada como 11,6 kcal/mol, indicando que o controle do processo é químico.