IMPLANTAÇÃO DE LABORATÓRIO

PARA PREDIÇÃO DO POTENCIAL

DE DRENAGEM ÁCIDA EM UMA

UNIDADE DE MINERAÇÃO DE

COBRE E OURO

Leonardo Corrêa G. BissacotFrancisco José Oliveira

Vinicius ManoelGuilherme Araújo

Luiz Fregadolli

2

Mineração Maracá – Grupo Yamana

Chapada

•Mineração localizada no estado de Goiás, próximo as cidades de AltoHorizonte e Nova Iguaçu.

•Mina a céu aberto com produção de concentrado de cobre e ouro.

•Produção iniciou em Fevereiro de 2007.

• 270 km norte de Brasilia e 320 km

de Goiânia

• Limite norte e nordeste é Mara

Rosa, sudeste Nova Iguaçu de Goiás,

sudoeste Pilar de Goiás.

• População de 5.140 em 2013, de

acordo com dados do IBGE.

Localização

3

Alto

Horizonte

Operação

•Lavra a céu aberto com movimentação de 61 Mt em 2013

•21,8 Mt de toneladas de minério e 39,8 Mt estéril

•A mineralização auro-cuprífera associada a uma sequência constituída predominantemente por calcopirita (cobre) e associada a pirita (ouro)

•Atualmente opera com uma barragem de rejeitos e 3 pilhas de estéril.

Drenagem Ácida

• Drenagem ácida de rocha (DAR) é considerado um dos maisrelevantes temas ambientais relacionados à atividades demineração.

• Drenagem caracterizada por valores baixos de pH econcentrações de metais e sulfatos.

Geração de Drenagem Ácida

Drenagem ácida é gerada pela oxidação de minerais sulfetados napresença de água e oxigênio atmosférico.

Pirita (FeS2) é o mineral sulfetado mais comum associado a DAR.

Minerais sulfetados associados ao ferro são mais preocupantes queminerais que não estão associados ao ferro (galena PbS, esfarelitaZnS, covelita CuS, calcosita Cu2S).

O comportamento se sulfetos como calcopirita (CuFeS2), pirrotita(FexSx+1) e arsenopirita (FeAsS) são similares ao da pirita.

Geração de Drenagem Ácida

Pirita (FeS2) + oxigênio + água hidróxido de ferro + ácido sulfúrico

• A evolução da drenagem ácida é um aspecto ainda pouco compreendido que representa custos significativos e danos a imagem da empresa.

• Em alguns casos, a DAR se manifesta desde o início.

• Pode se desenvolver após um longo período, após o fechamento.

• Uma vez iniciada, pode continuar a impactar a água superficial e subterrânea por muito tempo.

Fontes de Geração Total ou

Parcial de Drenagem Ácida

A predição de ARD é fundamental para definição de medidas de gestão para controle

Predição de Drenagem Ácida

A predição de ARD pode ser feita através de:

• Ensaios Estáticos (Vai ocorrer drenagem ácida?)

• Ensaios Cinéticos (Quando?)

Ensaios Estáticos

Análises Descrição Simplificada do Método

Balanço Ácido-

Base Modificado

(MABA)

• Estimativa do PA (poder de acidificação) através de análise do percentual

de enxofre na forma de sulfeto

• PN (poder de neutralização) analisado através de ataque ácido e

titulação

Net Acid

Generating

(NAG)

• Oxidação de uma amostra utilizando peróxido de hidrogênio e medição

de pH

• Titulação até um pH 4,5 e até um pH 7 quando necessário utilizando

uma solução de NaOH

Ocorre a geração de drenagem ácida?

Resultados Ensaios Estáticos

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

7,0

8,0

9,0

-60,0 -40,0 -20,0 0,0 20,0 40,0 60,0 80,0

NA

Gp

H

PA - PN(kg CaCO3/ton)

Diagrama Geoquímico

ANX BTO BTO SIL GNS MIX QSRT SOLO

Não Formador de Acidez

Potencial Formador de Acidez

Área de Incerteza

Área de Incerteza

0

20

40

60

0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0PN

(kg

CaC

O3/1

00

0 t

on

)

Total Sulfeto (%)

Estéril

Rejeitos

PN/PA = 1

PN/PA = 2

Necessário complementar esses resultados com ensaios cinéticos

Ensaios Cinéticos

Os ensaios cinéticos visam complementar os estáticos e avaliar mais detalhadamente os seguintes questionamentos:

• A DAM (drenagem ácida de mina) vai realmente ocorrer?Confirmar resultados na faixa de incerteza!

• Quando a DAM vai iniciar?• O quão rápido irá reagir?• Por quanto tempo?• Quais elementos (metais, sulfato) serão solubilizados?

Ensaios Cinéticos

• Aceleram as condições de intemperização provenientes da ação dachuva, incidência de radiação solar e ação de bactérias ferro oxidantes;

• O ensaio é conduzido basicamente submetendo amostras de rejeitos,estéreis ou minério a condições úmidas e secas em períodos de tempodeterminados;

• Existem diversas metodologias para realização de ensaios cinéticos:

– Colunas cinéticas (EGi);– Células húmidas (“Humidity Cells”);– Tambores em condições de precipitação natural (Barrel Tests);– Lisímetros de laboratório ou campo.

Implantação do Laboratório

• A natureza do minério de Maracá e os resultados dos ensaios estáticossugerem a necessidade de confirmação do potencial de geração de acidez.

• Pela natureza do minério da unidade (presença de sulfetos e carbonatos) edas futuras expansões da mina, foi avaliado e aprovado a implantação de umlaboratório interno para realização de ensaios cinéticos.

• O laboratório foi implementado em uma área próxima ao laboratório deprocessos da unidade.

• Seguiu as diretrizes estabelecidas pela consultoria australiana EGi(Environmental Geochemistry).

Implantação do Laboratório

Os seguintes materiais foram utilizados para implantação do laboratório:

• Funil plástico do tipo Buchner com dimensão interna de 240mm e 3,7L

de capacidade;

• Filtro de papel qualitativo – 160mm de diâmetros;

• Lâmpadas de aquecimento de 150W;

• Frascos para coleta de amostras de 1L;

• Bancada de madeira para suporte das colunas;

• Fonte de energia;

• Água deionizada.

Metodologia

Ciclo de 4

semanasAplicação de solução

1 400 mL

2 400 mL

3 400 mL

4 1600 mL

• Os períodos úmidos são simulados através da aplicação de uma solução de agua deionizada no material em colunas.

• A adição dessa solução gera um extrato lixiviado, o qual é coletado a uma frequência mensal.

• Lâmpadas infra-vermelho são acesas durante 8 horas em 5 dias da semanas.

Custos de Implantação

Laboratório Interno x Externo

Equipamento Custo

Caixas Térmicas R$ 70

Bancada para 10 colunas R$ 2,633

10 funis colunas R$ 2,388

4 lâmpadas infra-vermelho R$ 1,102

50 Frascos de Polietileno R$ 80

100 filtros (caixa) R$ 100

Analise de água 24 meses R$ 66,288

Manutenção por 24 meses R$ 15,600

Total R$ 88,261

Equipamento Custo

Custo de construção da

célulaR$ 12,000

Análise de água 24 meses R$ 66,288

Manutenção por 24 meses R$ 96,000

Total R$ 174,288

Laboratório Interno

Laboratório Externo

Coleta de Amostras

Montagem Laboratório

Exemplo de Resultados

0123456789

pH

BTO SIL ANX SRT - Expansão

Estéreis:

BTO SIL: Biotia Silicificada

ANX: Anfibólio Xisto

SRT: Sericita

Exemplo de Resultados

0

500

1000

1500

2000

Su

lfa

tos

(m

g/L

)

BTO SIL ANX SRT - Expansão

0

10

20

30

40

50

60

Alc

ali

nid

ad

e (

mg

/L)

BTO SIL ANX SRT - Expansão

Resultados

• Demonstram que poderá ocorrer a geração de acidez no médio/longo prazono domínio BTO.

• A liberação de alcalinidade reduz ao longo do tempo no domínio BTOindicando consumo dos carbonatos. Permanece constante no litotipo ANX, oqual o pH manteve-se constante.

• Em relação ao litotipo BTO, é recomendável que medidas que controlem aoxidação no médio/longo prazo sejam praticadas.

• O domínio SRT apresentou geração de acidez já no primeiro ciclo.Recomendável gestão específica desde o início de sua operação.

Exemplo de Práticas de Gestão

• SRT EXPANSÃO – Cobertura concomitante com argila compactada naetapa de operação, top soil e plantio. Coleta da drenagem internas.

• BTO SIL – Fechamento com cobertura elaborada, considerando argilacompactada, top soil e plantio. Antecipar o fechamento para preveniroxidação.

• ANX – Cobertura simplificada e plantio.

Conclusões

• Demonstrou ser uma ferramenta preditiva importante paragerenciamento de materiais estéril na Mineração Maracá.

• Os custos de implantação do laboratório interno demonstraram-seviáveis em comparação ao envio e analise em laboratório externo.

• A medida que novos ensaios sejam conduzidos em minas querequerem avaliações constantes, a diferença de custos torna-se aindamais acentuada.

• O processo de acidificação das águas em contato com alguns tipos deestéreis (BTO SIL) é controlado apenas no curto/médio prazo devido apresença de carbonatos como calcita.

• O consumo dos carbonatos e a redução do pH no médio prazoindicam a necessidade em planejar o fechamento das pilhas emcondições que previnam a oxidação dos sulfetos.

• A realização de experimentos de campo para fechamento dosdepósitos que já contenham esse tipo de material estão emandamento para definição do tipo de cobertura mais indicado.

• Em relação as novas pilhas (Ex: SRT), os ensaios indicaramredução do pH no curto prazo. A cobertura concomitante comargila e o controle de drenagem foram projetadas e serãoimplementados nessas pilhas.

Conclusões

OBRIGADO