Introdução O termo Hidrometalurgia designa processos de extração de metais nos quais a principal etapa de separação metal-ganga envolve reações de dissolução do mineral-minério (mineral( is) contendo os metais de interesse) em meio aquoso. As aplicações tradicionais da Hidrometalurgia incluem a produção de alumina, ouro, urânio, zinco, níquel, cobre, titânio, terras-raras, dentre outros. Prof. Brenno Ferreira de Souza – Engenheiro Metalúrgico 2 Brenno Ferreira de Souza – Engenheiro Metalúrgico 3 .Fluxograma Um fluxograma genérico de processo hidrometalúrgico é mostrado ao lado: Prof. preparação. concentração e separação sólido-líquido. classificação. teor.Preparação A primeira etapa. tais como: • • • • • granulometria. A preparação envolve operações clássicas de tratamento de minérios • • • • cominuição. ajusta as propriedades físicoquímicas do sólido. Prof. Brenno Ferreira de Souza – Engenheiro Metalúrgico 4 . natureza química e porosidade. para a etapa seguinte (lixiviação). composição. Hidrometalúrgicos • oxidação sob pressão de minérios refratários de ouro e Biohidrometalúrgicos • biooxidação de minérios refratários de ouro. Prof. Nesses casos são utilizados processos Pirometalúrgicos. entretanto. • Redução (lateritas de Ni no processo de lixiviação amoniacal). Brenno Ferreira de Souza – Engenheiro Metalúrgico 5 .Preparação Em alguns casos. a preparação para a lixiviação requer modificações químicas do minério ou concentrado. tais como: • Ustulação (na oxidação de ZnS em ZnO ou na oxidação de minérios refratários de ouro2). pela obtenção de uma nova fase de mais pronta dissolução ou pela criação de acesso (porosidade) para os reagentes na matriz sólida que contém o metal a ser lixiviado. em alguns casos. Brenno Ferreira de Souza – Engenheiro Metalúrgico 6 . pH. Nos exemplos anteriores. temperatura. o pré-tratamento do minério facilitará a extração do metal. as reações são mediadas por microrganismos. guardadas as condições operacionais necessárias para a atuação eficaz desses microrganismos (i. potencial redox.e. Prof.Preparação Nos processos biohidrometalúrgicos.. seja. é também melhorada. concentração de oxigênio e nutrientes). por exemplo. A seletividade. Brenno Ferreira de Souza – Engenheiro Metalúrgico 7 .Fluxograma Um fluxograma genérico de processo hidrometalúrgico é mostrado ao lado: Prof. em condições variadas de pressão e temperatura (usualmente de 25 a 250°C). Prof. • bases (como hidróxidos de amônio e sódio) ou • agentes complexantes (como o cianeto de sódio e o hidróxido de amônio).Lixiviação Após a preparação do minério. A lixiviação consiste na dissolução seletiva de minerais contendo o metal ou metais de interesse através do contato do sólido (minério ou concentrado) com uma fase aquosa contendo: • ácidos (freqüentemente o ácido sulfúrico). Brenno Ferreira de Souza – Engenheiro Metalúrgico 8 . Esta e a recuperação do metal. constituem as etapas mais características do fluxograma hidrometalúrgico. tem-se a etapa de lixiviação. O primeiro inclui a lixiviação in situ.abertos ou sob pressão. foi utilizada até a última década na mina de cobre de Chuquicamata. estéril ou minério) ou em tanques estáticos (vat leaching). O segundo grupo compreende a lixiviação em tanques agitados . sendo a grande aplicação desta na dissolução de sulfetos.Lixiviação A lixiviação pode ser mediada por microrganismos (biolixiviação). Chile. em pilhas (de rejeito. em desuso. Prof. Esta última. Brenno Ferreira de Souza – Engenheiro Metalúrgico 9 . As operações de lixiviação podem ser classificadas em dois grandes grupos: • leito estático e • tanques agitados. Brenno Ferreira de Souza – Engenheiro Metalúrgico 10 .Lixiviação Em situ Leito Estático Em pilhas Em tanques estáticos Processos de Lixiviação Tanques Agitados Abertos Sob pressão Prof. Fluxograma Um fluxograma genérico de processo hidrometalúrgico é mostrado ao lado: Prof. Brenno Ferreira de Souza – Engenheiro Metalúrgico 11 . as operações de separação sólidolíquido para a obtenção da fase aquosa ou licor (contendo o metal de interesse): • ciclonagem. Por outro lado. e de consumo de água nova no processo. • espessamento e • filtragem A eficiência desta etapa é determinante para a minimização das perdas de metal solúvel na polpa. que constituirá o rejeito. as características dos sólidos a serem descartados também serão determinantes nos custos de disposição do rejeito e no risco potencial de impactos ambientais. Brenno Ferreira de Souza – Engenheiro Metalúrgico 12 .Separação Sólido/Líquido Seguem-se a essa etapa. Prof. Brenno Ferreira de Souza – Engenheiro Metalúrgico 13 .Fluxograma Um fluxograma genérico de processo hidrometalúrgico é mostrado ao lado: Prof. Eventualmente esta etapa pode levar à obtenção de subprodutos.Tratamento da Solução A etapa de tratamento do licor produzido na lixiviação visa à purificação da solução (através da separação de elementos provenientes da dissolução da ganga e que podem afetar a etapa posterior de recuperação do metal) e à concentração da solução contendo o metal dissolvido até os níveis adequados à etapa seguinte de recuperação. Brenno Ferreira de Souza – Engenheiro Metalúrgico 14 . Prof. adsorção em carvão ativado adsorção em resinas poliméricas de troca iônica e extração por solventes . É importante destacar que os processos utilizados nessa etapa podem ser aplicados ao tratamento de efluentes.Tratamento da Solução O tratamento do licor envolve processos tais como: • • • • precipitação. Prof.SX. Brenno Ferreira de Souza – Engenheiro Metalúrgico 15 . visando à concentração e à remoção de contaminantes. Fluxograma Um fluxograma genérico de processo hidrometalúrgico é mostrado ao lado: Prof. Brenno Ferreira de Souza – Engenheiro Metalúrgico 16 . através de processos de precipitação/cristalização ou na forma metálica. Prof. utiliza reações de redução em fase aquosa. No segundo caso. Este pode ser obtido na forma de sal ou hidróxido metálico (como Al2O3. • a redução por hidrogênio ou • a eletrorrecuperação. por sua vez.Recuperação do Metal A última etapa do fluxograma hidrometalúrgico tem como objetivo a recuperação do metal. Brenno Ferreira de Souza – Engenheiro Metalúrgico 17 . como a: • cementação (redução via oxidação de um metal menos nobre). que. é o principal processo utilizado na produção de metais de elevada pureza diretamente de soluções aquosas.nH2O e CuSO4). Para metais de potencial redox muito negativo. Prof.Recuperação do Metal O processo de eletrorecuperação envolve a aplicação de uma diferença de potencial entre cátodos-ânodos imersos em solução aquosa e é usado na obtenção de cobre. Brenno Ferreira de Souza – Engenheiro Metalúrgico 18 . como o alumínio. dentre outros. níquel. este processo é realizado em banho de sais fundidos. ouro. zinco. como nas usinas da Anglo Gold Ashanti e São Bento). em Niquelândia). • níquel (lateritas.Aplicações As principais aplicações de processos hidrometalúrgicos no Brasil são representadas pela extração de minérios: • de ouro (processo convencional. VM em Três Marias e Juiz de Fora) e • Alumínio (processos Bayer e Hall-Heroult. Votorantim Metais – VM. em Paracatu. Prof. e refratários) • de ouro em pirita e arsenopirita . diversas usinas). • zinco (minérios silicatados e sulfetados. Brenno Ferreira de Souza – Engenheiro Metalúrgico 19 . tal como na RPM Kinross. Brenno Ferreira de Souza – Engenheiro Metalúrgico 20 . Prof. a produção de: • ácido fosfórico através da lixiviação da apatita com ácido sulfúrico e • a lixiviação in situ de NaCl (Braskem-Maceió) Também poderiam ser incluídas dentre as aplicações de processos fundamentalmente hidrometalúrgicos. os processos hidrometalúrgicos também são usados na extração de: • minério de urânio e • na produção de óxidos de terras-raras. Embora não designadas como tal.Aplicações Em menor escala. condições reais para uma mudança de patamar na importância da Hidrometalurgia no país. como conseqüência. em especial para o cobre e níquel. as características complexas dos minérios e a opção por rotas hidrometalúrgicas. utilizando rotas bio e hidrometalúrgicas. inúmeras oportunidades e.Perspectivas As perspectivas de ampliação das aplicações da Hidrometalurgia são bastante promissoras. Os projetos da VALE para o cobre. Prof. criam vários desafios. A escala de produção desses metais. Brenno Ferreira de Souza – Engenheiro Metalúrgico 21 . algumas ainda não consolidadas em escala industrial. pretendem transformar o Brasil em um dos grandes produtores mundiais do metal. diante dos grandes investimentos previstos para o país. Aplicações A tabela a seguir relaciona exemplos de aplicação de processos hidrometalúrgicos: Prof. Brenno Ferreira de Souza – Engenheiro Metalúrgico 22 . Aplicações Prof. Brenno Ferreira de Souza – Engenheiro Metalúrgico 23 . Brenno Ferreira de Souza – Engenheiro Metalúrgico 24 .br Prof.OBRIGADO! Niquelândia.org. 2011 brenno.senai@sistemafieg.