Biolixiviação de sulfetos secundários de cobre por micro‐organismos mesófilos em diferentes reatores agitados.

Abstract

A biolixiviação de cobre a partir de sulfetos secundários, tais como a calcocita e a bornita, é amplamente aplicada industrialmente em vários países do mundo. Isso ocorre porque esses sulfetos são facilmente oxidados pelo íon Fe3+ produzido por microorganismos de biolixiviação. No entanto, a biolixiviação pode ser severamente impactada se o minério portar impurezas solúveis que podem afetar o crescimento bacteriano. Este é o caso do fluoreto, que existe como HF nas condições ácidas aplicadas na biolixiviação de metais básicos. Este último pode atravessar membranas celulares e dissociar dentro da célula (por causa de seu pH neutro), reduzindo o crescimento bacteriano. Nesta dissertação foi investigada a influência da concentração de flúor sobre o crescimento de Acidithiobacillus ferrooxidans e revelou que 20 mg.L‐1 F‐total inibiram a biooxidação do íon Fe2+. Tal inibição foi superada por adição de sulfato de alumínio ao meio de crescimento. Em seguida, foi estudada a biolixiviação de um minério de cobre secundário portador de flúor (contendo calcocita e bornita) pela cultura mesófila. Os efeitos do pH bem como as concentrações de Fe2+, Al3+ e Mg2+ na extração de cobre foram determinados, os experimentos foram realizados em frascos Erlenmeyer (250 mL) contendo 100 mL de solução e porcentagem de sólidos a 5% (p/v) agitada a 150 min‐1. A cinética de lixiviação da amostra foi ligeiramente afetada pelo pH e concentrações do íon Fe2+, sendo que as maiores extrações de cobre foram observadas para pH 1,6‐1,8 e 5‐10 g.L‐1 Fe2+. As concentrações de alumínio (até 5 g.L‐1) melhoraram a cinética de extração do cobre à medida que os íons fluoreto foram complexados pelo elemento e a extração final de cobre atingiu 75%. Além disso, propondo uma adaptação ao programa de ensaios metalúrgicos visando uma futura aplicação industrial de lixiviação em pilhas, especificamente em sistemas agitados, a segunda parte da dissertação buscou comparar o perfil de lixiviação de três diferentes reatores (frascos Erlenmeyer, garrafas rotativas e um biorreator agitado mecanicamente) durante a biolixiviação de duas amostras de sulfetos secundários com diferentes teores de cobre e flúor. Na ausência de uma fonte externa de alumínio, os ensaios em Erlenmeyer não mostraram qualquer aumento no potencial da solução, independentemente da amostra de minério estudada. Concentrações de flúor e alumínio em torno de 300 mg.L‐1 foram registradas neste reator e a razão Al/F em torno de 1 explicou o baixo potencial registrado. Por outro lado, nos ensaios em garrafa e biorreator, a amostra de minério com menor teor de cobre produziu alumínio (530 mg.L‐1) acima das concentrações de flúor (380 mg.L‐1), de modo que esse maior índice Al/F estimulou o crescimento bacteriano. Isto se justificou, pelo fato do potencial da solução ter atingido valores acima de 600 mV ao final do experimento, o que indicou o crescimento bacteriano nesses reatores. Quando o alumínio foi adicionado ao meio de crescimento, o potencial da solução aumentou exponencialmente, indicando boa atividade de biolixiviação e até 97% de extração de cobre foi observada nos três reatores, mas as garrafas rotativas apresentaram uma cinética de lixiviação mais rápida devido a altas populações bacterianas (> 108 células. mL‐1) proporcionada por uma melhor aeração da solução (6 mg.L‐1 como a concentração de oxigénio dissolvido).