Descrição dos processos de mineração

Uma descrição da rota tecnológica da mineração do carvão a céu aberto foi realizada nas próximas Seções para facilitar a identificação, quantificação e análise dos principais aspectos ambientais de entrada e saída relacionados ao aquecimento global. A extração do carvão é composta basicamente pelas etapas de mineração, transporte e cominuição e subdividida em: (1) remoção do solo superficial, (2) perfuração e detonação da camada de material inerte, (3) remoção do material inerte, (4) perfuração da camada de carvão, (5) detonação da camada de carvão, (6) recuperação da área minerada, (7) carregamento e transporte do carvão bruto, (8) estocagem do carvão bruto e (9) britagem e peneiramento. Na Figura 15 são apresentadas as principais etapas da mineração que serão detalhadas nas próximas seções.

4.1.1.1 Caracterização físico-química

As características físico-químicas do carvão mineral dependem dos eventos ocorridos durante a acumulação vegetal na turfeira e da sua história orogênica (WCA, 2017). Cada jazida possui suas peculiaridades, refletindo nas características do carvão in situ e nos produtos beneficiados. A Tabela 7 mostra os valores médios da composição físico-química do carvão expedido (em base seca). Segundo a classificação da ASTM, o carvão é do tipo sub- betuminoso C (GAVRONSKI, 1997; KALKREUTH et al., 2006; SILVA et al., 2010).

Tabela 7 – Caracterização físico-química do carvão mineral

Análise imediata MD±DP Unidade

Umidade total 16±0,00 %

Cinza 54,04±2,03 %

Matéria volátil 21,55±2,46 %

Carbono fixo 24,36±2,95 %

Poder calorífico superior 12878,35±831,6 kJ/kg

Análise elementar Carbono 33,72±1,26 % Hidrogênio 2,34±0,06 % Nitrogênio 0,66±0,12 % Enxofre total 1,35±0,36 % Enxofre pirítico 0,84±0,38 % Enxofre sulfático 0,11±0,07 % Enxofre orgânico 0,44±0,22 % Oxigênio 8,96±0,92 %

Dados médios referentes ao carvão extraído pelo período de 10 anos. Fonte: Gavronski (1997).

O elevado teor em cinza dificulta o transporte para locais muito distante da mina por se tornar muito oneroso; desta forma, a unidade de produção de metanol hipotética deve ser instalada próxima a mina, como já acontece com as usinas termelétricas na região.

4.1.1.2 Remoção da camada superficial

A primeira etapa da mineração do carvão é a remoção superficial, cuja camada é de aproximadamente 40 cm, e separação do solo orgânico para que não seja misturado com o material inerte nas demais operações de lavra, pois posteriormente será utilizado como base orgânica para a recuperação da camada vegetal em outras áreas mineradas com topografia já reconstituída. As operações de remoção ocorrem com trator esteira e escavadeira hidráulica e o transporte com caminhão de pequeno porte.

4.1.1.3 Decapeamento

No decapeamento ocorre a remoção do material inerte constituído de argilitos, folhetos e arenitos, processo que antecede a lavra da primeira camada de carvão. Nesta etapa são utilizados explosivos para detonar em média 780 t de material/mês; as malhas são executadas de 5 × 8 m de furação de 0,19 m de diâmetro, realizadas por meio de perfuratrizes rotativas. A relação média de estéril/minério é inferior a 2 m3/t de carvão bruto. Todo o material inerte fragmentado é removido pela draga de arraste (escavadeira dragline), com auxílio do trator esteira, e colocado sobre uma cava adjacente de onde o carvão já foi extraído.

4.1.1.4 Extração do carvão

Depois da operação de decapeamento, os dois bancos de carvão que formam a camada Candiota são extraídos em operações separadas, após o desmonte com explosivos. O consumo anual de explosivo, considerando o desmonte da cobertura e das camadas de carvão, é em média igual a 1095460 t. Para a perfuração da camada de carvão são utilizadas carretas roto-percussivas para perfurar aproximadamente 8000 m/mês, com profundidade média de 2,65 m, e detonados em média 150000 m³ de carvão mensalmente, com malha de furação para desmonte de 3 x 6 m com diâmetro de 0,10 m. O material estéril intermediário (basicamente argilito) é escarificado com trator de esteira e transportado, em caminhões fora-de-estrada basculantes, até uma área já minerada para recuperação topográfica. A drenagem é realizada por gravidade, porém na ocorrência de precipitação, são utilizadas bombas hidráulicas.

4.1.1.5 Transporte do carvão bruto

Após o desmonte do carvão, o seu carregamento é realizado por escavadeiras hidráulicas e transportado por caminhões fora-de-estrada e caminhões tipo rodoviário até a unidade de cominuição. A distância percorrida pela frota depende de onde esteja localizada a mina; neste estudo foi assumido 10 km, considerando o percurso de ida e volta.

4.1.1.6 Cominuição e transporte do carvão

A etapa de cominuição possui a finalidade de homogeneizar o tamanho do carvão mediante os processos de britagem e peneiramento por meio de britadores primários e secundários e um conjunto de peneiras. O carvão é encaminhado para uma moega que alimenta o britador primário de mandíbulas; o produto é conduzido por gravidade para um circuito composto pela sequência: peneira primária, britador secundário de duplo rolo dentado; peneira secundária; britador terciário de duplo rolo dentado. Todos os equipamentos estão em série e são alimentados por energia elétrica. Na sequência, o carvão é enviado à planta de metanol por correias transportadoras. A capacidade nominal da unidade de cominuição é de 400 t/h e o produto final é um carvão com granulometria menor que 50 mm. Nota-se que todo o carvão bruto é expedido, pois não ocorre geração de rejeitos no processo.

4.1.1.7 Recuperação da área minerada

A recuperação da área minerada ocorre de forma sistemática e concomitantemente ao desenvolvimento da lavra, sendo que a cava primeiramente é impermeabilizada com material argiloso, logo é preenchida com cinza proveniente da planta de metanol (resíduos sólidos da gaseificação e da fornalha da caldeira) e recoberta por camadas de material do decapeamento (folhetos e arenitos) e solo vegetal e, por último, ocorre a revegetação com gramíneas e árvores nativas da região. Para a correção do pH e macronutrientes do solo são utilizados calcário dolomítico e fertilizante NPK 5,20,20 (nitrogênio, fósforo e potássio), respectivamente. Na recomposição topográfica, procura-se deixar o terreno com os contornos mais próximo possível do original ou característico da região.