O Quadrilátero ferrífero compreende uma área de aproximadamente 7.000km2, na
porção central do Estado de Minas Gerais, e constitui uma das áreas clássicas da geologia pré- cambriana do mundo (MAPA, 2006). Segundo DORR (2006), o Quadrilátero Ferrífero de Minas Gerais foi assim denominado devido aos vastos depósitos de formações ferríferas, que ocorrem de forma grosseiramente quadrangular (ROSIÈRE e CHEMALE, 2000), numa área limitada pelas linhas que ligam Itabira, Rio Piracicaba, Mariana, Congonhas do Campo, Casa Branca e Itaúna.
O grupo Itabira, situado na região do Quadrilátero Ferrífero, uma das principais regiões produtoras de minério de ferro do mundo, é constituído por um conjunto de formações ferríferas metamórficas dentre as quais podemos citar os itabiritos, os dolomitos ferruginosos e os filitos hematíticos (ROSIÈRE e CHEMALE, 2000). Ele faz parte de um dos quatro grupos que compõe o Supergrupo Minas e apresenta a sequência mais espessa de formações
6 ferríticas bandadas com corpos de minério de alto teor economicamente exploráveis (ESCHWEG apud ROSIÈRE, et al., 2008).
O termo itabirito era desconhecido na Europa e foi citado pela primeira vez no “Quadro Geognóstico do Brasil”, em 1822, pelo geólogo alemão Wilhelm Ludwig Von Eschwege, também Barão de Eschwege (1777 - 1855). Neste trabalho, há a descrição macroscópica e os principais tipos de rocha encontrados no Brasil, bem como a definição de alguns novos termos que são utilizados até os dias atuais na nomenclatura geológica internacional (RENGER, 2005). O nome “itabirito” foi adotado pelo antigo arraial de Itabira do Campo, situado ao pé do Pico de Itabirito, em 1923, quando se emancipou de Ouro Preto (RENGER, 2005).
Itabiritos são formações ferríferas metamórficas e fortemente oxidadas apresentando descontinuamente corpos de minério de alto teor (>64% Fe), de morfologia mais ou menos lenticular e dimensões variáveis desde alguns decímetros até centenas de metros (ROSIÈRE e CHEMALE, 2000). Este tipo de formação é conhecido como formação ferrífera bandada metamorfisada (BIF – Banded Iron Formation) e recebe o nome de “itabirito” apenas no Brasil. O itabirito é caracterizado pela alternância de camadas de espessura centimétrica ou milimétrica constituídas por quartzo (bandas claras) e óxidos de ferro (bandas escuras), de acordo com a fotografia apresentada na Figura 3-1.
FONTE: http://www.rc.unesp.br/museudpm/rochas/metamorficas/itabirito.html Figura 3-1 - Foto de uma amostra de rocha itabirito.
3.2.1 Processo de exploração do Itabirito
Como apresentado anteriormente, o ferro explorado em Minas Gerais provém principalmente do itabirito, que é uma rocha resultante de ação metamórfica sobre depósitos
7 marinhos ricos em ferro e sílica. Faz parte de um tipo de formação ferrífera que tem ocorrência em diferentes bacias proteozóicas em diversos continentes.
Pelo fato de apresentar o minério de ferro combinado com o quartzo, o itabirito requer exploração em várias etapas, visando à concentração do mineral de interesse. Após a lavra, inicia-se o processo de beneficiamento do minério, que consiste nas seguintes etapas (PORMIN, 2008a; DUTRA, 2008):
• Fragmentação – Processo que visa a diminuir o tamanho do minério, dividida basicamente em duas etapas: britagem e moagem;
• Deslamagem – Nessa etapa são retiradas as partículas finas e ultrafinas.
• Classificação – Processo de separação de partículas com base em suas características físicas, como tamanho e densidade. Este processo é usualmente dividido em peneiramento, ciclonagem e classificação;
• Concentração – Processo que tem por objetivo recuperar os minerais contidos no minério na forma mais concentrada possível. Pode ser feita por separação manual, separação gravimétrica, separação por meio denso, separação magnética, separação eletrostática e flotação. A flotação é de grande interesse, uma vez que nela é gerado o resíduo arenoso em estudo;
• Desaguamento – Conjunto de práticas adotadas para se obter o produto com baixa umidade por meio da prensagem do produto, que pode ser feita em prensas tubulares;
O resíduo arenoso, objeto desse estudo, é gerado no processo de flotação – um dos exemplos da etapa de concentração do minério. Este processo consiste na introdução de bolhas de ar em uma suspensão de partículas contendo um coletor catiônico (eteraminas ou eterdiaminas) e um depressor (o amido). Tanto o depressor como o coletor são compostos orgânicos que possuem uma cadeia polar ou hidrofílica, apresentando afinidade com a água, e outra que não tem nenhuma afinidade com este solvente. A eteramina comumente usada como coletor adsorve na superfície das partículas do quartzo, tornando-o hidrofóbico e promovendo a sua flotação. Este mineral é considerado a parte não aproveitada do minério tratado, sendo coletado por meio de bolhas de ar e armazenado em barragens de resíduo. A flotação é chamada de reversa porque nesse processo, ao usar um coletor, retira-se do produto final o constituinte de menor interesse do processo produtivo. O processo de depressão ocorre de modo a promover no minério a decantação do mineral de interesse, a hematita. Antes de fazer
a depressão do minério, o depre consiste em adicionar uma soluç que é feito para quebrar as ligaçõ um açúcar presente no amido, co se o oxigênio deste açúcar, prom (PIRES et al., 2003).
O importante no processo d que deveria ocorrer espontaneam 2008). Na Figura 3-2 tem-se uma
Figura 3-2
Anualmente, são lavrada proveniente das minas de Alegr industrial Germano que pertenc extração do minério, beneficiam ferro. O transporte é feito através chamada Ponta Ubú, situada no m de preparação da polpa, pelotizaç pellet feed. O embarque é efet Europa, Ásia, África, Oriente Mé
ressor passa por um processo chamado de gelat ução de hidróxido de sódio até a solução atingir ções entre carbono e oxigênio presentes na amilop constituído de moléculas de glicose. Com esta que
movendo a adsorção da goethita em suas parede
de flotação é que ele representa exatamente o inv amente, ou seja, a sedimentação das partículas (M
a foto da vista da parte superior de um tanque de
FONTE: http://mine-net.blogspot.com/2010/02/fases-da-indu 2 – Processo de flotação em um tanque.
das cerca de 27 milhões de toneladas de minér egria, situada na cidade de Mariana e operada nce a Samarco Mineração. Nesta são feitas as mento e o início do transporte do concentrado d vés de um mineroduto de 398km que liga essa un o município de Anchieta, Espírito Santo, que pos zação, estocagem e embarque de pelotas de miné etuado em porto próprio, sendo a produção ex
édio e Américas (TOLENTINO, 2010).
8 latinização, que ir pH = 10,5, o lopectina, que é uebra, expõem- des superficiais inverso daquele (MASSI et al., de flotação. dustria-mineral-4.html ério itabirítico, a pela unidade s operações de de minério de unidade a outra ossui operações nério de ferro e exportada para
9
3.2.2 Geração de resíduo arenoso
A exploração do itabirito como minério de ferro para a indústria siderúrgica gera, entre outros, uma quantidade de resíduo arenoso da ordem de milhares de toneladas diárias (MONTE, 2002).
O processo da exploração do minério de ferro contido no itabirito gera, durante a etapa de flotação, grande quantidade de resíduo. Este resíduo apresenta característica arenosa, baixa granulometria e, como ponto chave e ponto de partida para esse trabalho, grande disponibilidade.
Nas atividades de mineração, duas das principais fontes de degradação ambiental são a deposição do resíduo proveniente do processo de beneficiamento e a do estéril gerado na lavra (IBRAM, 1987).
De acordo com a terminologia da área mineral, “estéril” é qualquer material não aproveitável como minério e descartado durante a lavra e “resíduo” é o material descartado proveniente das plantas de beneficiamento do minério. Uma planta de exploração de minério gera resíduos de várias formas físicas, como lamas, lodos, líquidos e sólidos. Os resíduos na forma sólida são geralmente armazenados em pilhas e, em alguns casos, são utilizados no preenchimento de cavas da mineração. Esses resíduos são em geral minérios pobres, rochas, resíduos finos e ultrafinos gerados no beneficiamento, dentre outros (PORMIN, 2008b).
A deposição inadequada dos resíduos pode causar vários impactos ambientais e paisagísticos. Além disso, situações de risco, como o rompimento da barragem de efluentes ou instabilidade geotécnica, podem ocorrer. Portanto, o desenvolvimento de uma estratégia de gestão de resíduos é de extrema importância, sendo um processo complexo, pois visa a conseguir um balanço razoável entre dois objetivos conflitantes: a maximização da redução do risco de contaminação/poluição e a minimização de custos financeiros (PORMIN, 2008b).
A mineradora Samarco superou os 4,5 milhões de toneladas de resíduos gerados por ano, segundo Monte et al. (2002). Somente em 2007, a mineradora gerou aproximadamente 9,6 milhões de toneladas e devido ao aumento de produção e elevação do preço do minério no ano de 2008, a quantidade de resíduos gerados aumentou em sua barragens (VIEIRA, 2008). Tudo isso requer armazenamento que demanda alto custo, uso do espaço de forma não nobre e poluição visual e atmosférica provocada, principalmente, por particulados provindas dos resíduos finos e ultrafinos (RIBEIRO e MORELLI, 2009). Na Figura 3-3 é apresentada uma foto aérea em que é possível visualizar as dimensões ocupadas tanto pelas barragens de
resíduos, quanto pela área explo semelhantes em tamanho, o que como matéria-prima para novos p
Figura 3-3 - Barragem de dep