A aplicação de resinas trocadoras de íons como alternativa ao carvão ativado tem sido direcionada a utilização das mesmas técnicas industriais consagradas no uso do carvão, ou seja, mediante processos tais como: Resin-in-Column (RIC), Resin-in-Pulp (RIP) ou Resin-in-Leach (RIL). Uma vez que este trabalho está dentro de una linha de investigação dirigida ao uso de resinas em processos com polpa, é conveniente comentar de forma mais detalhada os processos CIP e CIL.
2.3.1 Processo CIP (Carbon-In-Pulp)
A etapa de adsorção CIP, propriamente dita, é precedida por uma etapa de lixiviação alimentada pela polpa mineral, previamente condicionada, ou seja, alcalinizada, pré-airada e se necessário sujeita a uma etapa de oxidação mais rigorosa dos sulfetos para expor o ouro e reduzir os cianicidas. Depois do último tanque de lixiviação o fluxo de polpa segue diretamente à etapa CIP, podendo sofrer uma maior dissolução para melhorar a eficiência de adsorção.
O contato do carvão ativado com a polpa mineral ocorre em uma série de tanques (em média de 4 a 6), com características similares ao de lixiviação, mas normalmente com dimensões um pouco menores. O carvão se move em contra corrente ao fluxo da polpa e de forma descontínua, ou seja, ao final de cada ciclo de adsorção uma quantidade de massa de carvão é transferida de cada um dos tanques para o anterior (a seqüência de tanques é sempre ordenada no sentido do fluxo da polpa). O tempo requerido para a adsorção eficiente do ouro no carvão é de 5 a 10 horas, 23 o que implica em tempos de ciclos de retirada do carvão entre 6 e 12 horas para os processos CIP. Aproveitando a tendência do carvão de flutuar, sua transferência é feita empregando um sistema de sopro com ar comprimido chamado air-lift. A eficiência deste traspasso não é ótima, assim uma porção da polpa é movida junto com o carvão resultando o efeito de retro-alimentação (back-mixing) da polpa em contrafluxo. Como o fluxo de polpa é contínuo, por trasbordamento entre tanques e o carvão tem maior granulometria que a fase mineral, este é retido em peneiras colocadas na passagem do trasbordamento. Há de se destacar que a retenção é ineficaz uma vez que a polpa arrasta os finos de carvão gerados por sua abrasão ao contato com a polpa e com as paredes do tanque. A Figura 2.2 mostra e fluxograma geral de um processo de lixiviação/adsorção CIP. 27, 28
Previamente à adição do carvão ativado ao processo, este é condicionado, o que consiste em mantê-lo imerso em água por períodos de 24 horas, com a finalidade de expulsar o ar contido em seus poros.29 Dependendo da fragilidade do carvão, este é submetido a uma etapa anterior de escrubagem, que consiste na eliminação dos extremos mais frágeis de sua
em muito as perdas por geração de finos no processo.27
Figura 2.2 – Fluxograma geral do Processo CIP 28
2.3.2 Processo CIL (Carbon-In-Leaching)
Como já havia sido mencionado, nesta técnica o ouro nativo é dissolvido e adsorvido ao mesmo tempo. O carvão ativado não carregado é adicionado ao último tanque do processo, onde ainda terá lugar a lixiviação, e movido em contra corrente. O fluxograma CIL genérico é apresentado na Figura 2.3 As etapas de acondicionamento, tanto da polpa como do carvão são as mesmas descritas para o processo CIP.
A aplicação mais difundida do processo CIL é quando há presença de minérios ou materiais orgânicos que contém espécies mineralógicas absorventes do aurocianeto, como os grafites ou solos húmicos. Este efeito é conhecido como preg-robbing. Com a adição do carvão ativado, o qual apresenta alta reatividade de adsorção do ouro, o efeito de competição é minimizado.
Também, a possibilidade de eliminar uma etapa de processo, no caso o circuito de tanques CIP, se torna uma vantagem econômica indiscutível.
A seguir são apresentadas algumas comparações entre os processos CIP e CIL, discutidas por Fleming: 23 a) A maior vantagem do CIL sobre o CIP é seu baixo custo de investimento, como também a eliminação dos
custos operacionais da etapa CIP;
b) Também se pode citar como vantagem do CIL as dimensões maiores de seus tanques, o que permite áreas
de passo mais largas e com isto há uma diminuição do problema de obstrução das peneiras;
c) Quanto aos aspectos operacionais das plantas CIP, estas são mais flexíveis a receber modificações depois de postas em marcha, pois os parâmetros de controle estão condicionados somente pela adsorção;
d) A eficiência metalúrgica é menor no CIL, porque o carvão entra em contato com soluções menos concentradas em ouro. Como conseqüência uma maior quantidade de carvão deve ser adicionada ao sistema, podendo representar até 25 % a mais de carvão.
MINÉRIO
Ca(OH)2
Ca(OH)2 NaCN
REJEITO
OURO "BULION"
MOINHO
PRÉ-AERAÇÃO E CONDICIONAMENTO
ELUIÇÃO
REGENERAÇÃO
ELETRODEPOSIÇÃO
FUSÃO
NEUTRALIZAÇÃO CLASSIFICAÇÃO
Carvão Ativo
DESÁGUE
ESPESSAMENTO NaCN
CIANETAÇÃO E ADSORÇÃO
Figura 2.2 – Fluxograma geral do Processo CIL 28
2.3.3 Eluição de carvão ativado
Depois de retirar o carvão ativado do primeiro tanque CIP ou CIL, este é lavado com solução ácida para eliminar os carbonatos (Ca e Mg) que se depositam em seus poros. Feito isto, o carvão vai à etapa de eluição. O processo de dessorção do ouro contido no carvão aproveita os fatores físicos e químicos que inibem a adsorção do ouro. Sendo que a adsorção do ouro no carvão é exotérmica o incremento da temperatura promove a dessorção do ouro. Outro parâmetro que favorece a adsorção do ouro no carvão é a força iônica do meio aquoso. Portanto o emprego de água deionizada pode ser útil ao processo inverso.27 Por outro lado, elevadas concentrações de ânions solvatantes, como o cianeto e hidróxidos são eficazes eluentes. Portanto, a aplicação de um eluente deve levar em conta as influências opostas do efeito da força iônica. Os solventes polares, como acetona, etanol e metanol, também atuam positivamente sobre a eluição do ouro adsorvido em carvão. Isto é devido ao aumento da atividade do íon cianeto e o correspondente descenso da atividade do
do aurocianeto do carvão para o meio aquoso. 23 25, 2 6, 29
Uma vez concluída a dessorção do ouro, o carvão recebe um tratamento térmico de reativação, para então voltar ao processo de adsorção.