O ouro é um metal amarelo de densidade elevada (19,3 g/cm3), maleável e inerte em condições de temperatura e pressão ambiente. Se apresenta em três estados de oxidação: nativo ou livre – Au (metal); auroso - Au (I); e áurico - Au(III). Pertence ao Grupo 1B da Tabela Periódica ao lado do cobre (Cu) e da prata (Ag), com os quais apresenta similitudes cristalográficas. Sua natureza siderófila explica sua ocorrência mais comum na forma nativa ou como ligas metálicas. O ouro nativo contém entre 85% e 95% de ouro, sendo o restante tipicamente prata ou cobre. Com a prata constitui uma extensa gama de mesclas sólidas, sendo conhecido como electrum ou electro quando a prata está em
quantidades maiores do que 20%. 8, 9
Deve ser ressaltado o comportamento apresentado pelos elementos do grupo 1B em constituírem complexos estáveis com elementos ligandos (donor), menos eletronegativos Tal propriedade tem especial importância à compreensão e aplicação dos processos hidrometalúrgicos de ouro. A Figura 2.1 mostra esquematicamente a relação entre eletronegatividade e estabilidade dos complexos de ouro.10
C N O F
P S Cl
As Se Br
Sb Te I
Figura 2.1 – Elementos possíveis de formar complexos com o ouro. 10
Isto explica a seguinte ordem de estabilidade para os complexos de ouro: Se=C(NH2)2 > S= C(NH2)2 > O=
C(NH2)2 , ou CN- > NH2 > H2O (átomo donor em itálico). Os ligandos menos eletronegativos (S, Se, P e C) formam complexos mais estáveis com íons metálicos de menor valência, como o Au(I) e o Ag(I), enquanto os ligandos fortes preferem íons de valência elevada, como o Au(III). 10
2.1.1 Depósitos Minerais de Ouro
O ouro é encontrado na natureza em depósitos minerais, formados por acumulações ou concentrações mineralógicas originadas por fenômenos endógenos, como o magmatismo e o metamorfismo (depósitos primários), ou devido a fenômenos exógenos, como o intemperismo ou sedimentações (depósitos secundários).
Na natureza o ouro ocorre principalmente em estado metálico (ouro nativo), na forma de partículas livres ou associadas a outros minerais, principalmente a sulfetos de ferro, arsênico e cobre. Em menor quantidade se apresenta combinado a outros elementos na forma de mineral, dentre os quais os teluretos são os mais comuns. 8, 9
Há muitas classificações para os depósitos de oro. Mardsen & House (1992) 11 propõem classificá-los segundo suas características mineralógicas, enfocando o tipo de processamento mineral necessário a recuperação do ouro. A classificação se divide em dois grandes grupos. O primeiro abarca aos depósitos minerais de ouro propriamente ditos, que são: (a) depósitos em placers, (ouro livre em forma de partículas), tratados por processos gravimétricos, (b) minérios que exigem cominuição para liberar o ouro, subdivididos de acordo com a mineralogia da matriz e do ouro, ou seja com matrizes; quartzosa, polimetálica rica em prata, de sulfetos metálicos, carbonosa e de minerais de teluretos. O segundo grupo se compõem dos materiais secundários, como os concentrados gravimétricos e de flotação e os rejeitos destes
Incremento de estabilidade
Incremento de eletronegatividade
processos ou materiais de reciclagem contendo ouro.
Nos depósitos de placers a mineralogia pode estar composta de areias quartzosas, argilas minerais e óxidos metálicos, principalmente de ferro, e outros minerais pesados. Por sua vez, nos depósitos primários, em rocha sã, o ouro está freqüentemente associado a sulfetos, como a pirita (FeS2), marcassita (FeS2), arsenopirita (FeAsS), pirrotita (Fe1-xS), oropigmento (As2S3), calcopirita (CuFeS2), galena (PbS) e esfalerita (ZnS). Estas associações se apresentam na forma de pequeníssimas inclusões de ouro nativo na matriz mineral, com tamanhos microscópicos e sub-microscópicos. Para sua liberação ou exposição é necessário moer a rocha.
2.1.2 Caracterização Tecnológica
A eleição do processo de beneficiamento deve combinar viabilidade tecnológica e econômica, a qual está determinada por um conjunto de fatores, que engloba desde o conhecimento da reserva, sua mineralogia e a riqueza do minério, até a avaliação dos aspectos de infra-estrutura e mercado, passando pelos estudos de caracterização tecnológicos.
Veiga e Porphírio (1982)12 definem caracterização tecnológica ao estudo de avaliação das propriedades de um minério, com o objetivo de colher dados para estabelecer o fluxograma do processo. Este estudo abarca:
- Complementar os estudos mineralógicos do jazimento, determinando a composição dos demais tipos de minerais presentes e associados ao mineral precioso;
- Identificar a totalidade dos minerais presentes na rocha e compreender seu comportamento, quando estes são submetidos aos diferentes processos de beneficiamento e/ou de metalurgia extrativa;
- Determinar os rendimentos e qualidade dos produtos obtidos (sejam concentrados ou substâncias puras), para os diferentes processos de tratamento mineral propostos;
Para o minério aurífero é importante o conhecimento de uma série de propriedades e características, entre elas: 12,
13
- Riqueza do minério;
- Distribuição granulométrica, morfologia e forma das partículas de ouro ou mineral de ouro presente (ouro nativo, teluretos, ouro associado a sulfetos, ouro associado a silicato, etc.);
- Faixa granulométrica do minério em função da liberação ou exposição da partícula de ouro;
Estas informações sobre a composição e textura do minério e do mineral são obtidas utilizando a combinação de metodologias e análises instrumentais que possibilitam avaliações qualitativas e quantitativas.
Para a detecção e quantificação do ouro e demais elementos é possível a utilização de métodos como fire assay, digestão ácida e técnicas espectroscópicas (espectroscopia de absorção atômica - EAA, espectroscopia de emissão por plasma - inductively coupled plasma - ICP). Na avaliação mineralógica qualitativa e semi-quantitativa são empregadas principalmente: a difração de raios-X e a microscopia óptica.
No reconhecimento das características de textura, concernentes a informações sobre associações entre elementos e minerais de maior interesse, as técnicas mais difundidas são as seguintes:
a) Microscopia óptica - reconhecimento das fases minerais de ganga e dos minerais ricos através do estudo petrográfico em lâminas e seções polidas de rocha, e avaliações das fases minerais liberadas em amostras moídas do minério, do concentrado e do rejeito;14,15
b) Diagnóstico de lixiviação - determina os níveis de associação do ouro com os minerais por meio de dissoluções do ouro em uma seqüência de etapas de digestões utilizando reativos cada vez mais fortes, associando o agente dissolvente ao mineral onde o ouro está encapsulado;16
c) Microscopia eletrônica de varredura (MEV) - proporciona informações sobre a morfologia, textura e porosidade das partículas;
d) Espectroscopia Mossbauer - determina o estado químico do ouro, distinguindo entre ouro nativo e ouro combinado quimicamente em um mineral.