Atualmente, os metais são quase exclusivamente extraídos de seu minério por meio de escavação física. Este processo de uso intensivo de energia determina que a mineração de metal permaneça entre os principais emissores de CO2 e os resíduos das minas é a maior forma de resíduo em massa. Este trabalho propõem uma nova abordagem, lixiviação eletrocinética in situ (EK-ISL), e demonstramos sua aplicabilidade para um minério de porfírio sulfídico contendo Cu. Em experimentos em escala de laboratório, a recuperação de Cu foi rápida (até 57% em peso após 94 dias), apesar da baixa condutividade hidráulica do minério (permeabilidade = 6,1 mD; porosidade = 10,6%). Simulações de modelos numéricos multifísicos confirmam a viabilidade do EK-ISL em escala de campo. Esta nova abordagem de mineração está, portanto, pronta para liderar um novo paradigma de recuperação de metal de corpos de minério atualmente inacessíveis com uma pegada ambiental marcadamente reduzida.
[Imagem: Evelien Martens et al. - 10.1126/sciadv.abf9971]
A mineração de metais e metalóides em escala industrial (doravante metal) remonta a vários milhares de anos e marcou o início da Idade do Bronze ( 1 ). Desde então, a tecnologia de mineração passou por mudanças transformadoras, tanto em termos de nossa capacidade de minerar em escala quanto de forma autônoma. Ao longo desse tempo, um componente fundamental permaneceu constante: as atividades de mineração ocorreram quase que exclusivamente por meio de escavação física, ou seja, o processo de remoção física de minerais sólidos contendo minério do subsolo. Isso continua sendo verdade hoje; tais processos são responsáveis por mais de 99% em peso (% em peso) de todos os metais extraídos da Terra a cada ano ( 2) Este requisito para transportar minério para a superfície dita que grandes volumes de estéril devem primeiro ser escavados, transportados e descartados com segurança. O minério invariavelmente requer a remoção de material de ganga, muitas vezes representando> 99% em peso. O processo resulta na geração de quantidades inexoravelmente grandes de resíduos sólidos. As estimativas globais são da ordem de 100 Gt por ano ( 3 ), substancialmente maiores do que qualquer outra forma de resíduo antropogênico e estimadas em várias vezes mais do que o transporte fluvial natural de sedimentos para nossos oceanos ( 4 ).
Figura 2 - Configuração experimental e resultados principais(Revista: Science Advances).
[Imagem: Evelien Martens et al. - 10.1126/sciadv.abf9971]
A figura 2 mostra a configuração experimental para EK-ISL de amostras de minério sintéticas e intactas. CEM e AEM referem-se a membrana de troca catiônica e aniônica, respectivamente. A distância entre o ânodo e o cátodo foi de 0,57 m (minério sintético) e 0,48 m (minério intacto), respectivamente. Resultados dos experimentos de lixiviação em escala de laboratório usando ( B a D ) FeCl 3 0,5 M e minério sintético (mistura de pó de quartzo e calcopirita, contendo 9,15 mmol de calcopirita) e ( E a G) uma amostra intacta de minério composta por 75, 21 e 4% em peso do conteúdo total de Cu presente como calcopirita, covelita e calcocita, respectivamente. Os símbolos representam os dados experimentais medidos retirados do reservatório alvo e as linhas sólidas representam os resultados do modelo baseado em processo. A calcocita não foi considerada nas simulações do modelo por causa de sua fração de massa inicial de Cu comparativamente pequena.
[Imagem: Evelien Martens et al. - 10.1126/sciadv.abf9971]
Esta abordagem inovadora tem potencial para promover uma mineração mais sustentável, permitindo a recuperação de alguns metais reduzindo os possíveis impactos ambientais. A próxima etapa será aplicar a técnica em um depósito mineral real e comparar o resultado com a técnicas de mineração tradicionais.
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Fontes/Créditos
1 - D. Killick , T. Fenn, Arqueometalurgia: O estudo da mineração pré-industrial e metalurgia . Ann. Rev. Anthropol. 41 , 559 - 575 ( 2012 ).
2- M. Seredkin , A. Zabolotsky , G. Jeffress , Recuperação in situ, uma alternativa aos métodos convencionais de mineração: Exploração, estimativa de recursos, questões ambientais, avaliação de projetos e economia . Ore Geol. Rev. 79 , 500 - 514 ( 2016 ).
3 - M. Tayebi-Khorami , M. Edraki , G. Corder , A. Golev , Repensando os resíduos de mineração por meio de uma abordagem integrativa liderada por aspirações de economia circular . Minerals 9 , 286 ( 2019 ).
4 - Lottermoser, Mine Wastes (Springer Berlin Heidelberg, 2010); http://link.springer.com/10.1007/978-3-642-12419-8 .
Artigo: Toward a more sustainable mining future with electrokinetic in situ leaching
Autores: Evelien Martens, Henning Prommer, Riccardo Sprocati, Jing Sun, Xianwen Dai, Rich Crane, James Jamieson, Pablo Ortega Tong, Massimo Rolle, Andy Fourie
Revista: Science Advances
Vol.: 7, no. 18, eabf9971
DOI: 10.1126/sciadv.abf9971
Por Evelien Martens, Henning Prommer, Riccardo Sprocati, Jing Sun, Xianwen Dai, Rich Crane, James Jamieson, Pablo Ortega Tong, Massimo Rolle, Andy Fourie
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