ÁREA: Iniciação Científica
TÍTULO: Extração de níquel a partir de rejeito contendo sulfetos utilizando as bactérias Acidithiobacillus spp. e Leptospirillum sp.
AUTORES: Rodrigues, F.H. (FTESM) ; Oliveira, D.M. (CETEM/MCTI) ; Sobral, L.G.S. (CETEM/MCTI) ; Padrão, D.O. (FTESM)
RESUMO: O presente estudo aborda o emprego de processo biotecnológico, mais
especificamente a biolixiviação, na extração de níquel a partir de rejeito do
processamento do minério primário. Através dessa rota tecnológica é possível
disponibilizar, em solução, o níquel e os outros constituintes metálicos presentes nesse tipo de material mineral (WATLING, 2008). Foi utilizado um consórcio de micro-organismos capazes de oxidar ferro e/ou compostos reduzidos de enxofre em experimentos conduzidos em frascos agitados. Após 21 dias de processo foi extraído 75,2% de níquel.
PALAVRAS CHAVES: bio-extração; níquel; rejeito
INTRODUÇÃO: Convencionalmente, os minérios primários de níquel são beneficiados por
operações e processos unitários para a produção final de um concentrado
constituído por sulfetos minerais que, após ser submetido ao processo
pirometalúrgico se obtém o metal impuro que, em um processo
posterior, é eletrorrecuperado com elevada pureza. Como consequência desse
tipo de processamento, ocorre a geração de grandes massas de rejeito de minério, constituído, basicamente, por minerais que compõem a ganga mineral, como silicatos e, ainda, sulfetos minerais que não foram flotados.
O processo biotecnológico, mais especificamente, a biolixiviação, pode ser empregado na extração de Ni a partir desse tipo de rejeito. Trata-se da utilização de micro-organismos acidófilos capazes de oxidar ferro e/ou compostos reduzidos de enxofre que se encarregam de disponibilizar, em solução, o níquel e os demais constituintes metálicos contidos na amostra mineral.
MATERIAL E MÉTODOS: Os experimentos foram conduzidos em Erlenmeyers com capacidade para 250 mL,
contendo 10 g de rejeito de minério de níquel e 100 mL de suspensão constituída
por inóculo microbiano e meio de cultura MKM -Modified Kelly Medium (OLSON,
2003)diluído,com composição:(NH4)2SO4:0,08 g.L-1; MgSO4.7H2O:0,08 g.L-1;
K2HPO4:0,008 g.L-1. O pH da solução foi ajustado para 1,8 com solução de
H2SO4 5M.O inóculo microbiano foi adicionado numa relação de 10% v/v, isto é,
nos frascos inoculados foram adicionados 90 mL de solução MKM diluída e 10 mL de consórcio de micro-organismos. No ensaio controle foi adicionado apenas 100 mL de solução, 10% m/v de rejeito e não foram adicionados micro-organismos. A
presença de células foi verificada periodicamente através da observação direta
em microscópio óptico com o auxílio de uma câmara de contagem (câmara de Thoma).
À exceção do ensaio denominado controle, os ensaios foram conduzidos em
triplicata.Após inoculação, os frascos Erlenmeyers foram incubados sob agitação de 150 rpm, numa temperatura de 30±1C por um período de 21 dias. Neste período,foram realizadas medições de potencial de oxi-redução e de pH, que era ajustado para a faixa 1,6– 1,8, com solução de H2SO4 5M, se necessário. Trabalhou-se com amostras não esterilizadas procurando proximidades à realidade quando da aplicação industrial.A perda de água, por evaporação, foi estimada pela perda de massa e compensada pela adição de água. Cabe ressaltar que, preliminarmente a realização do experimento, o consórcio constituído por A. ferrooxidans, A. thiooxidans e L. ferrooxidans foi adaptado ao substrato mineral.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Foi possível obter, nas condições estabelecidas, uma extração de níquel de 75,2 %. No ensaio onde não foi adicionado micro-organismos (controle), que pode ser comparado à lixiviação química convencional, a extração máxima de níquel foi de 27,6%. Esse resultado acena para a efetividade do processo biológico, que é corroborado pela elevação do potencial de oxi-redução no mesmo período no ensaio no qual foi adicionado micro-organismos.
O pH variou durante todo o prertodo de duração do experimento. Houve a necessidade de realizar ajustes de pH através da adição de solução 5M de ácido sulfúrico para reduzi-lo até 1,6. Durante o processo ocorreram flutuações que são indesejadas para a adequada atividade dos micro-organismos inoculados. A elevação do pH e o consumo de ácido mais intenso nos primeiros dias de experimento já eram esperadas visto que trata-se de um rejeito de minério primário, logo, há uma grande quantidade de silicatos e outros minerais que reagem, quimicamente, com o H2SO4.
Em relação ao consumo de ácido, houve a necessidade de adicionar ácido sulfúrico no sistema reacional do ensaio inoculado até o 8º dia de processo para realizar o ajuste do pH. Ocorreu, nesse caso, o consumo de ácido sulfúrico equivalente a 98,44 kg de H2SO4 por tonelada de rejeito para extração de 75,2% de níquel. No ensaio denominado controle, que se compara a lixiviação química convencional, não houve estabilização do pH sendo necessário realizar o ajuste até o final do experimento, período no qual foi contabilizado o consumo de ácido sulfúrico equivalente a 170,47 kg de H2SO4 por tonelada de rejeito e um percentual de extração de níquel de 27,6%.
CONCLUSÕES: A partir da análise dos resultados conclui-se que:
As linhagens de A. ferrooxidans, de A. thiooxidans e de L. ferrooxidans se mostraram capazes de promover a dissolução dos sulfetos de níquel presentes no rejeito de minério de níquel em estudo;
Foi extraído, ao final de 21 dias de processo de bio-extrativo, 75,2% de níquel à custa de um consumo de ácido sulfúrico equivalente a 98,44 kg de H2SO4 por tonelada de rejeito;
AGRADECIMENTOS: Ao PIBIC/CNPq pela bolsa concedida, ao CETEM pela disponibilidade da infraestrutura laboratorial e aos amigos do laboratório de biohidrometalurgia do CETEM.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: OLSON, G.J.; CLARK, T. R, Bioleaching of molybdenite, Hydrometallurgy v. 93, p. 10–15, 2008;
WATLING, H.R. The bioleaching of nickel-copper sulfides. Hydrometallurgy, v. 91, p 70-88, 2008.
