Processamento hidrometalúrgico de rejeitos de minério de ferro

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Almeida, Vítor Otacílio de
• Orientador(a): Schneider, Ivo Andre Homrich
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Hidrometalurgia; Rejeito de mineração; Minério de ferro; Reaproveitamento de resíduos
• Palavras-chave em Inglês: Hydrometallurgy; Iron ore tailings; Iron oxides; Silica; Waste recovery
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/267550

O gerenciamento de rejeitos de minério de ferro é um dos principais desafios do setor mineral, especialmente pelos volumes gerados e pelos riscos decorrentes de sua disposição. Nesse contexto, o objetivo deste trabalho foi discutir os efeitos da disposição de rejeitos, as alternativas de aproveitamento e as oportunidades associadas ao processamento hidrometalúrgico. A lixiviação, com uso de ácido clorídrico (HCl) à quente, foi investigada e os parâmetros de temperatura, concentração ácida, relação sólido-líquido e tempo avaliados. Através da lixiviação foi possível obter uma elevada recuperação do ferro no licor (>99%), além de uma fração sólida rica em sílica (>90%). Um estudo cinético foi realizado a partir do modelo de núcleo encolhido (shrinking core model - SC) e constatou-se que o processo é regido, majoritariamente, pela reação de difusão interna. Os produtos do processamento hidrometalúrgico foram caracterizados e avaliados sob a perspectiva do seu aproveitamento em segmentos estratégicos. O licor férrico (FeCl3) foi testado como coagulante e apresentou resultados satisfatórios para o tratamento de água. Esse produto também foi avaliado como precursor para síntese de óxidos de ferro, resultando em um produto isento de sílica, composto basicamente por hematita (92%) e com propriedades compatíveis com aplicações no âmbito da indústria de pigmentos e na siderurgia. Para tal, uma rota simplificada de precipitação/conversão térmica foi desenvolvida, a qual resultou em uma recuperação metalúrgica de ferro de 84%. A fração sólida, rica em sílica, foi investigada como material cimentício suplementar que proporcionou uma substituição de até 20% do cimento Portland, sem causar prejuízos na resistência à compressão das pastas de cimento. Ainda, a incorporação do rejeito após a lixiviação representou uma redução de 21% na emissão de CO2. Além da exequibilidade técnica, discutiram-se os aspectos econômicos e de produtividade da rota proposta, os quais apontam indícios favoráveis para a obtenção de produtos com valor agregado significativo. Assim, pode-se concluir que a hidrometalurgia é uma alternativa promissora para o aproveitamento de rejeitos de minério de ferro, garantindo a máxima recuperação de recursos naturais, a integração de setores industriais estratégicos e a geração de valor para materiais que atualmente são negligenciados na forma de passivos ambientais, aspectos esses condizentes com o desenvolvimento sustentável, as práticas ESG e a perspectiva da mineração zero resíduos.