Dessulfurização, redução do potencial de geração de drenagem ácida e aproveitamento em solos fabricados dos rejeitos de carvão mineral da Região Carbonífera de Santa Catarina

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Weiler, Jessica
• Orientador(a): Schneider, Ivo Andre Homrich
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Rejeito de mineração; Sulfetos; Pirita; Solo; Carvão mineral
• Palavras-chave em Inglês: Wastes processing; Sulfide removal; Pyrite; Technosols; Waste recovery
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/212394

A mineração de carvão no Brasil ocorre no sul do país e normalmente, para obter padrões requeridos em plantas termoelétricas, o carvão ROM (“Run-of-Mine”) é submetido ao processamento mineral para elevar o grau de pureza do material carbonoso. O processamento gera um rejeito rico em matéria mineral, predominantemente composto por silicatos e sulfeto de ferro. Devido ao grande volume gerado, a disposição dos rejeitos demanda grandes áreas, provoca alterações na paisagem e pode causar a geração de Drenagem Ácida de Minas (DAM). A DAM decorre de um processo de oxidação dos minerais sulfetados (principalmente a pirita – FeS2) pela reação com o oxigênio e água. O efluente é caracterizado pela elevada acidez, alta concentração de metais e sulfatos, causando sérios problemas ambientais. No Brasil, a região sul de Santa Catarina (SC) apresenta uma grande área com solos, corpos hídricos superficiais e subterrâneos altamente impactados pela DAM. Neste contexto, o objetivo do trabalho foi investigar os benefícios da separação da pirita (método de isolamento de sulfetos) e a consequente redução no potencial de geração de acidez do material remanescente. Ainda, avaliou-se o uso da fração dessulfurizada como substrato para crescimento vegetal. O beneficiamento gravimétrico foi realizado em densidades de corte adequadas à separação da pirita dos demais minerais presentes nos rejeitos, conforme curvas de separabilidade dessimétricas obtidas. A partir disso, três artigos foram desenvolvidos com as seguintes ênfases: i) apresentar os benefícios ambientais da dessulfurização dos rejeitos de carvão para a região carbonífera de SC, considerando as camadas de carvão exploradas e o uso da fração rica em pirita; ii) avaliar os impactos da separação gravimétrica na redução do potencial de geração de DAM através de ensaios estáticos e cinéticos de predição de DAM;iii) aplicar o material remanescente como matriz mineral de um substrato para o desenvolvimento vegetal, a ser utilizado na própria recuperação de áreas degradadas da mineração. Os resultados mostram diversos benefícios que podem ser alcançados. O primeiro diz respeito ao uso da pirita como fonte de enxofre para o Brasil, uma vez que o país é deficitário nesse insumo. Considerando os dados de extração de carvão local, haveria um aumento da produção nacional de enxofre de 25% ou equivalente a 539.245 ton ano-1 de ácido sulfúrico. Em relação à fração dessulfurizada, houve a redução no teor de Spirítico de até 90% no potencial de geração de DAM, com lixiviados com menor teor de metais, sulfatos e acidez. Ainda, o reduzido teor de enxofre na fração dessulfurizada possibilitou a produção de um solo fabricado. Ao rejeito de carvão, cominuído para granulometria inferior a 2 mm, foram incorporadas dosagens pré-estabelecidas de escória de aciaria, lodo de estação de tratamento de esgoto e cinza de casca de arroz para promover condições de desenvolvimento vegetal. Experimentos indicaram resultados satisfatórios para a espécie Megathyrsus maximus var. maximus (Guinea grass), com transformação nas formas do enxofre e redução de 50% do Spirítico após o plantio. Pode-se concluir que o processo de dessulfurização dos rejeitos de carvão proporciona o aproveitamento de materiais e a redução de impactos ambientais, criando alternativas de diversificação de atividades para o setor carbonífero. Isso é consistente com o princípio de sustentabilidade no gerenciamento de resíduos, conservação de recursos naturais e o conceito de economia circular.