A carbonatação acelerada do rejeito de minas pode ser usada para recuperar cobalto, níquel

A localização e a concentração de ferro imobilizado, cromo, cobalto, níquel e manganês em rejeitos tratados, conforme mostrado por áreas coloridas em imagens XFM. (Imagem da Australian Nuclear Science and Technology Organization).

Uma série de experimentos realizados por um grupo internacional de cientistas permitiu-lhes atingir o equivalente a aproximadamente 30 anos de carbonatação passiva de rejeitos de minas em quatro semanas.

Em um artigo publicado na revista Economic Geology, os pesquisadores explicam que essa carbonatação acelerada de rejeito aumenta significativamente a captura de carbono para benefício ambiental e tem o potencial de recuperar metais valiosos de bateria.

“Se você puder integrar a captura de carbono com a recuperação de minerais anteriormente inacessíveis, digamos de níquel e cobalto, você poderia tornar algumas minas de baixo teor mais viáveis”, disse em um comunicado à mídia Jessica Hamilton, principal autora do estudo e pesquisadora do Organização Australiana de Ciência e Tecnologia Nuclear e Universidade Monash. “De acordo com um relatório recente da Science, hoje cerca de 419 milhões de toneladas de resíduos ultramáficos e máficos (ricos em magnésio e cálcio) são produzidos anualmente com o potencial, se totalmente carbonatados, de armazenar 175 milhões de toneladas de CO2 atmosférico por ano.”

Para testar os tratamentos geoquímicos para acelerar a carbonatação de rejeitos de minas ultramáficas em temperaturas e pressões ambientes, Hamilton e seus associados tentaram dois experimentos diferentes.

O primeiro envolveu uma reação direta de rejeitos parcialmente saturados de uma mina de crisotila (amianto) abandonada em New South Wales com uma simulação de gás de combustão contendo 10% de CO2 em dinitrogênio.

Este sequestro acelerado de CO2 ocorre ao atingir um mineral altamente reativo, a brucita (Mg (OH) 2), nos rejeitos.

No segundo experimento, os pesquisadores simularam um tratamento de lixiviação em pilha usando colunas de laboratório.

“Se irrigarmos os resíduos minerais das minas com ácido, os minerais se dissolvem para produzir uma solução rica em magnésio e cálcio, que, por sua vez, reagem com o CO2 e formam minerais sólidos de carbonato”, disse Hamilton.

A investigação envolveu microscopia de fluorescência de raios-X ou XFM no Australian Synchrotron, que forneceu evidências microscópicas visuais da distribuição de metais traço e outras mudanças importantes na microestrutura após a lixiviação com ácido sulfúrico diluído.

O XFM revelou ferro, cromo, cobalto, níquel e manganês imobilizados em diferentes profundidades na coluna com maior concentração na região onde o pH da solução de lixiviação ácida foi neutralizado.

“O verdadeiro poder do XFM era permitir-nos olhar para a distribuição dos elementos em uma escala realmente fina e observar os revestimentos nos grãos e os ambientes geoquímicos localizados onde os metais estavam se precipitando”, disse Hamilton.

A lixiviação em pilha produziu um líquido rico em magnésio capaz de sequestrar uma quantidade de dióxido de carbono 200 vezes maior do que a carbonatação passiva ocorrida na mina abandonada.

“A escolha da abordagem depende dos recursos disponíveis na mina e da mineralogia local”, disse o pesquisador principal. “Se houver resíduos de ácido disponíveis e você não tiver muita brucita ativa, a lixiviação em pilha é uma ótima opção. Se houver uma fonte de CO2 e você tiver brucita, você poderá ter uma reação direta com esse gás. Mas os dois também podem ser usados ​​juntos, por exemplo, a lixiviação em pilha pode ser seguida pela reação dos fluidos ricos em magnésio com uma fonte de CO2.”

Um benefício adicional é que, para minas ou processamento de minerais que produzam ácido como subproduto, esse ácido pode ser usado e neutralizado.

De acordo com os cientistas envolvidos neste projeto, a abordagem é adequada para resíduos de minas de platina, cromita, diamante, níquel, cobre e crisotila históricas.