Realizado em Vitória/ES, de 17 a 19 de Setembro de 2014.
ISBN: 978-85-85905-08-8
TÍTULO: ANÁLISE ELETROQUÍMICA DA OXIDAÇÃO NA INTERAÇÃO GALVÂNICA ENTRE CALCOPIRITA E GALENA.
AUTORES: Idelfonso, M.I.A. (UEZO) ; Junior, C.R.F.A. (UEZO)
RESUMO: O objetivo deste trabalho foi analisar à luz da eletroquímica o efeito do fenômeno
da oxidação sobre a interação galvânica entre calcopirita (CuFeS2) e galena (PbS).
Na presença de interligação elétrica entre os eletrodos dos minerais supracitados,
calcopirita não sofreu alteração, porém galena teve seu comportamento alterado,
assemelhando-se ao daquela. Quando os minerais foram previamente oxidados e
posteriormente interligados eletricamente, os potenciais de calcopirita e galena
foram exatamente iguais durante todo o experimento. Portanto, pode-se ponderar
que, na presença de oxidação das superfícies, a interação galvânica faz com que a
superfície da galena comporte-se como a da calcopirita, assim como reduz os
valores de potenciais de ambas.
PALAVRAS CHAVES: Calcopirita; Galena; Oxidação
INTRODUÇÃO: Os sulfetos minerais são fontes primárias da maioria dos metais. Assim, as
reações de oxidação, adsorção e redução entre sulfetos minerais em soluções
aquosas tem papel importante no processamento mineral durante as operações de
flotação (técnica de separação de misturas que consiste na introdução de bolhas
de ar a uma suspensão de partículas) e lixiviação (processo de extração de um
constituinte solúvel de um sólido pelo emprego de um solvente). 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. A química de superfície de sulfetos é muito complexa,
se comparada à dos metais e dos óxidos (Gonçalves, 2003). O conhecimento do
potencial de repouso é de fundamental importância para a avaliação de um
mineral. Com esse valor, é possível obter várias informações sobre um mineral
referentes a seu comportamento sozinho ou junto a outros minerais. Em qualquer
processo industrial envolvendo minerais, ocorrem reações químicas, em sua
maioria de oxirredução, que exercem influência marcante nas etapas que compõem
tal processo.
MATERIAL E MÉTODOS: A fim de se obter medidas de potencial de repouso desses sulfetos, foram
preparados eletrodos de minerais obtidos a partir de amostras naturais maciças
de calcopirita e galena. 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. Fora também utilizada uma célula de
formato retangular feita de acrílico, fechada com uma tampa do mesmo material. O
eletrólito foi uma solução de KCl 10-3mol.L-1. As medidas de potencial dos
minerais interligados eletricamente, em relação a um eletrodo de calomelano
saturado (ECS; E0=0,242V), foram tomadas com o auxílio de multímetros digitais,
durante um período total de 120 minutos em intervalos de 5 em 5 minutos. Além
dessas, também foram tomadas medidas de potenciais das amostras interligadas
eletricamente previamente oxidadas durante 10 min em solução de peróxido de
hidrogênio (H2O2) a 10% v/v.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Conforme mostrado na Figura 1, interligando os eletrodos da calcopirita e da
galena, nota-se que o potencial da calcopirita aumentou fortemente nos 10
minutos iniciais. Ao mesmo tempo, o potencial da galena sofreu uma acentuada
diminuição. A partir daí, os valores dos potenciais de ambos os minerais
aumentaram, mantendo-se praticamente iguais até o final das medições. Com esses
resultados foi possível observar que a calcopirita sofreu oxidação formando
villamaninita (CuS2) conforme a reação abaixo proposta por Richardson (1995):
CuFeS2 + 3H2O ↔ CuS2 + Fe(OH)3 + 3H+ + 3e-
Cabe ressaltar ainda que a oxidação da calcopirita promove a conversão de íons
Fe2+ em Fe3+ e posterior precipitação deste na forma de hidróxido férrico sobre
a superfície mineral, não apresentando alteração significativa em seu
comportamento na presença de interligação elétrica com a galena. Porém, a galena
teve seu comportamento alterado, assemelhando-se ao comportamento da
calcopirita. A superfície oxidada da galena pode estar saturada com enxofre
devido à interação de átomos de oxigênio. Segundo Guy e Trahar (1985), isso se
deve a influência de íons de cobre derivados da calcopirita. A cerusita
(carbonato de chumbo-PbCO3) e a anglesita (sulfato de chumbo-PbSO4) são minerais
comercialmente importantes originários da oxidação da galena. Logo, pode-se
inferir que a interação galvânica entre esses minerais faz com que a superfície
da galena comporte-se eletroquimicamente como a da calcopirita.
Figura 2
Variação do potencial de calcopirita e galena, na
presença de interligação elétrica entre elas,
previamente oxidadas.
Figura 1
Variação do potencial de calcopirita e galena, na
presença de interligação elétrica entre elas, não
oxidadas.
CONCLUSÕES: - O fenômeno da interação galvânica não provocou na calcopirita alteração em seu
comportamento eletroquímico.
- A galena, na presença de interligação elétrica entre os eletrodos minerais,
comportou-se de maneira semelhante à calcopirita, o que foi confirmado pelos
valores de potencial de repouso de ambos, conforme estudos anteriores isso se deve
à influência de íons de cobre derivados da calcopirita.
- Interligadas e previamente oxidadas, calcopirita e galena comportaram-se como se
fossem um único mineral.
AGRADECIMENTOS: Às Pro-Reitorias de Pesquisa e Pós-Graduação e de Administração e Finanças do
Centro Universitário Estadual da Zona Oeste (UEZO).
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: GONÇALVES, K.L.C. Efeito da oxidação superficial na flotação do minério de cobre e ouro do Salobo. Dissertação de Mestrado. Escola de Engenharia, Universidade Federal de Minas Gerais, p. 136, 2003.
RICHARDSON, P.E. Surface chemistry of sulfide flotation. In.: Mineral Surfaces. Vaughan, D.J. ,& Pattrick, R.A.D. (editores), Chapman & Hall, Cambridge, p. 261-302, 1995.
GUY,P.J.,TRAHAR,E.J. The effect of oxidation and mineral interaction on sulphide flotation. In: Developments in Mineral Processing, Flotation of Sulphide Minerals, Ed. K.E.S. Forssberg, Elesevier Science Publishers B, v .6 , p.91-110, 1985.
RALSTON, J. Eh and its consequences in sulphide mineral flotation. Minerals Engineering, v. 4, n. 7-11, p. 859-878, 1991.