Biolixiviação de sulfetos secundários de cobre por micro‐organismos mesófilos em diferentes reatores agitados.
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Date
2017
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Abstract
A biolixiviação de cobre a partir de sulfetos secundários, tais como a calcocita e a
bornita, é amplamente aplicada industrialmente em vários países do mundo. Isso ocorre
porque esses sulfetos são facilmente oxidados pelo íon Fe3+ produzido por microorganismos
de biolixiviação. No entanto, a biolixiviação pode ser severamente
impactada se o minério portar impurezas solúveis que podem afetar o crescimento
bacteriano. Este é o caso do fluoreto, que existe como HF nas condições ácidas aplicadas
na biolixiviação de metais básicos. Este último pode atravessar membranas celulares e
dissociar dentro da célula (por causa de seu pH neutro), reduzindo o crescimento
bacteriano. Nesta dissertação foi investigada a influência da concentração de flúor sobre
o crescimento de Acidithiobacillus ferrooxidans e revelou que 20 mg.L‐1 F‐total inibiram a
biooxidação do íon Fe2+. Tal inibição foi superada por adição de sulfato de alumínio ao
meio de crescimento. Em seguida, foi estudada a biolixiviação de um minério de cobre
secundário portador de flúor (contendo calcocita e bornita) pela cultura mesófila. Os
efeitos do pH bem como as concentrações de Fe2+, Al3+ e Mg2+ na extração de cobre
foram determinados, os experimentos foram realizados em frascos Erlenmeyer (250 mL)
contendo 100 mL de solução e porcentagem de sólidos a 5% (p/v) agitada a 150 min‐1.
A cinética de lixiviação da amostra foi ligeiramente afetada pelo pH e concentrações do
íon Fe2+, sendo que as maiores extrações de cobre foram observadas para pH 1,6‐1,8 e
5‐10 g.L‐1 Fe2+. As concentrações de alumínio (até 5 g.L‐1) melhoraram a cinética de
extração do cobre à medida que os íons fluoreto foram complexados pelo elemento e a
extração final de cobre atingiu 75%. Além disso, propondo uma adaptação ao programa
de ensaios metalúrgicos visando uma futura aplicação industrial de lixiviação em pilhas,
especificamente em sistemas agitados, a segunda parte da dissertação buscou comparar
o perfil de lixiviação de três diferentes reatores (frascos Erlenmeyer, garrafas rotativas
e um biorreator agitado mecanicamente) durante a biolixiviação de duas amostras de
sulfetos secundários com diferentes teores de cobre e flúor. Na ausência de uma fonte
externa de alumínio, os ensaios em Erlenmeyer não mostraram qualquer aumento no
potencial da solução, independentemente da amostra de minério estudada.
Concentrações de flúor e alumínio em torno de 300 mg.L‐1 foram registradas neste
reator e a razão Al/F em torno de 1 explicou o baixo potencial registrado. Por outro lado,
nos ensaios em garrafa e biorreator, a amostra de minério com menor teor de cobre
produziu alumínio (530 mg.L‐1) acima das concentrações de flúor (380 mg.L‐1), de modo
que esse maior índice Al/F estimulou o crescimento bacteriano. Isto se justificou, pelo
fato do potencial da solução ter atingido valores acima de 600 mV ao final do
experimento, o que indicou o crescimento bacteriano nesses reatores. Quando o
alumínio foi adicionado ao meio de crescimento, o potencial da solução aumentou
exponencialmente, indicando boa atividade de biolixiviação e até 97% de extração de
cobre foi observada nos três reatores, mas as garrafas rotativas apresentaram uma
cinética de lixiviação mais rápida devido a altas populações bacterianas (> 108 células.
mL‐1) proporcionada por uma melhor aeração da solução (6 mg.L‐1 como a concentração
de oxigénio dissolvido).
Description
Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Departamento de Engenharia Metalúrgica, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.
Keywords
Acidithiobacillus ferroxidans, Processos de fabricação, Hidrometalurgia
Citation
CRUZ, Flávio Luciano dos Santos. Biolixiviação de sulfetos secundários de cobre por micro‐organismos mesófilos em diferentes reatores agitados. 2017. 55 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Materiais) – Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2017.