TÍTULO: Avaliação Eletroquímica da Interação Galvânica entre Amostras de Pirita na Presença de Oxigênio Dissolvido no Eletrólito

AUTORES: Magalhães, W.J. (UEZO) ; Idelfonso, M.I.A. (UEZO) ; Albuquerque Junior, C.R.F. (UEZO)

RESUMO:O presente trabalho teve como objetivo avaliar o comportamento eletroquímico de amostras de pirita (oxidada e não-oxidada), à luz do fenômeno da interação galvânica. Após o preparo dos eletrodos de pirita, foram tomadas medidas de potencial de repouso com o auxílio de um multímetro digital, durante um período total de 120 minutos, em intervalos de 5 em 5 minutos, dos eletrodos minerais com interligação elétrica entre eles, na presença de ar, a fim de se avaliar o efeito da interação entre as diferentes amostras sobre seus valores de potencial. Na ausência de interação, a pirita A sofreu oxidação; já, após interligação elétrica entre as amostras, o material comportou-se catodicamente. A pirita B sem interação tornou-se catodicamente protegida, e interligada, se reduziu continuamente.

PALAVRAS CHAVES: pirita; interação galvânica; oxidação

INTRODUÇÃO:Sulfetos minerais são fontes primárias da maioria dos metais(PETERS, 1977). Assim, as reações de oxidação, adsorção e redução entre aqueles em soluções aquosas tem papel importante no processamento mineral durante as operações de flotação e lixiviação. Além das reações supracitadas, ressalta-se ainda o fenômeno da interação galvânica (RALSTON, 1991). A interação galvânica é um fenômeno que ocorre entre dois minerais causada por seus diferentes potenciais de eletrodo, que levam a reatividades eletroquímicas distintas. Quando os minerais (ou o mineral e o meio moedor) estão em contato, formam uma célula galvânica, ocorrendo reações de oxirredução devido às diferenças entre os potenciais de repouso dos minerais (e também do meio moedor). A reatividade eletroquímica é indicada pelo potencial de repouso. Logo, na célula galvânica, o mineral com maior potencial de repouso atua como catodo e é considerado um mineral nobre. Já, o mineral com menor potencial de repouso comporta-se como anodo, sendo considerado um mineral menos nobre ou ativo (YELLOJI RAO e NATARAJAN, 1989; EKMEKÇI e DEMIREL, 1997; NAKAZAWA e IWASAKI, 1985). A corrente galvânica que flui entre esses eletrodos está associada às alterações em suas superfícies, influenciando a flotabilidade dos minerais, particularmente no caso dos sulfetos. O objetivo do presente trabalho é avaliar o comportamento eletroquímico de duas diferentes amostras de pirita, a partir das medidas dos potenciais de repouso, sob diferentes condições (não-oxidada e oxidada), como também na presença de interligação elétrica entre os eletrodos minerais, com o intuito de estudar o fenômeno da interação galvânica.

MATERIAL E MÉTODOS:A fim de se obter medidas de potencial de repouso, foram preparados eletrodos minerais a partir de amostras naturais maciças de pirita. A pirita A possui uma área de 49 mm2 e a pirita B uma área de 56 mm2. Cada amostra foi conectada a um fio de cobre com uma cola condutora à base de prata e embutida numa resina epóxi não-condutora, com um dos lados do mineral exposto à solução. Uma célula de formato retangular feita de acrílico, fechada com uma tampa do mesmo material, foi utilizada. O eletrólito foi uma solução de KCl (300mL) a 1x10-1mol.L-1 com pH, aproximadamente, igual a 6. As medidas de potencial de repouso, em relação a um eletrodo de prata-cloreto de prata (Ag/AgCl; E0=0.288V), foram tomadas com o auxílio de um multímetro digital. Em alguns experimentos foram tomadas medidas de potencial de repouso dos eletrodos de pirita previamente oxidada, em solução de peróxido de hidrogênio (H2O2) P.A. 10% v/v, durante 10 minutos. Foram tomadas ainda, durante um período total de 120 minutos, em intervalos de 5 em 5 minutos, medidas de potencial dos eletrodos minerais com interligação elétrica entre eles, na presença de ar, a fim de se avaliar o efeito da interação entre as diferentes amostras sobre seus valores de potencial.

RESULTADOS E DISCUSSÃO:Os valores do potencial de repouso da pirita (amostra A) em relação ao tempo diminuíram durante os primeiros 10 minutos. Posteriormente, o potencial aumentou gradativamente, até alcançar 102,0 mV. Isto pode ser um indicativo da oxidação do material, ou seja, Fe+2 passando para Fe+3 (GIANNETTI, 1994). No estudo da variação do potencial de repouso da pirita (amostra B) em relação ao tempo, observou-se que, inicialmente, seu potencial aumentou até os primeiros 10 minutos. Em seguida, manteve-se em uma faixa entre 126,1 e 132,7 mV até o final das medições. Foi investigada também a variação do potencial de repouso das amostras de pirita A e B previamente oxidadas. Logo no início das medições, foram observados valores de potencial inicial muito superiores aos obtidos na ausência de oxidação. Com o passar do tempo, tanto a pirita A quanto a pirita B têm seus valores de potencial decaindo continuamente, sugerindo que estão sofrendo redução. Interligando os eletrodos das piritas A e B, como pode ser observado na Figura 1, nota-se que o potencial da pirita A diminui até os 15 minutos iniciais; em seguida, seu valor aumenta nos próximos 50 minutos, quando inicia uma diminuição do potencial até os 120 minutos. Isto pode ser o indicativo da oxidação da pirita até um certo limite (de 15 a 65 minutos), após esse tempo a superfície mineral comporta-se catodicamente, reduzindo-se. Porém, o mais importante é ressaltar que os valores do potencial da pirita A interligada à pirita B foram superiores aos obtidos na ausência de interação entre as amostras, sugerindo uma suave oxidação. A pirita B, ao ser interligada à pirita A, conforme mostra a Figura 2, teve diminuição contínua do seu potencial, revelando uma branda oxidação.

Figura 1 - Variação temporal do potencial da pirita A com interação.



Figura 1 - Variação temporal do potencial da pirita B com interação.



CONCLUSÕES:Na presença de interação, a pirita A sofreu oxidação até um certo limite e comportou-se catodicamente logo em seguida. O potencial da pirita B diminuiu continuamente, demonstrando que esta sofreu uma leve redução. Por se tratarem de eletrodos do mesmo mineral, essa sutil diferença de comportamento eletroquímico não era esperada, mas o fato das amostras possuírem tamanhos distintos pode ter exercido influência sobre estes resultados. Então, a continuidade desse trabalho dar-se-á com a investigação do comportamento eletroquímico de amostras de sulfetos minerais, de tamanhos distintos.

AGRADECIMENTOS: À FAPERJ, à Pro-Reitoria de Pesquisa e Pós-Graduação do UEZO e aos técnicos Edinaldo Gouveia e Wellington Fernandes.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA:EKMEKÇI, Z.; DEMIREL, H. 1997. Effects of galvanic interaction on collectorless flotation behaviour of chalcopyrite and pyrite. International Journal of Mineral Processing, 52.1: 31-48.
GIANNETTI, B.F. 1994. Estudo do comportamento eletroquímico de eletrodos de FeS2 em meio ácido, Tese de doutorado, Universidade de São Paulo – Instituto de Química.
NAKAZAWA, H.; IWASAKI, I. 1985. The effect of pyrite-pyrrhotite contact on their floatabilities. Mineral and Metallurgical Processing, 2: 206-211.
PETERS, E. 1977. The electrochemistry of sulphide minerals. In: BOCKRIS, J. O’M.; RAND, D.A.J.; WELCH, B.J. (eds.). Trends in Electrochemistry. New York: Plenum Publishing, p. 267.
RALSTON, J. 1991. Eh and its consequences in sulphide mineral flotation. Minerals Engineering, 4.7-11: 859-878.
YELLOJI RAO, M.K.; NATARAJAN, K.A. 1989. Effect of galvanic interaction between grinding media and minerals on sphalerite flotation. International Journal of Mineral Processing, 27.1-2: 95-109.