Extração de metais em rejeitos de mineração de carvão fóssil através de lixiviação ácida assistida por ultrassom

Abstract

O beneficiamento do carvão fóssil é um processo que gera grande volume de rejeitos com cerca de 50% do carvão bruto extraído, no Brasil, descartado. Sendo assim, ressalta-se a importância do desenvolvimento de técnicas de reaproveitamento destes resíduos, agregando valor e reduzindo o volume final e o impacto ambiental no descarte. Este trabalho tem como objetivo a avaliação de um método de extração de metais em rejeito do beneficiamento de carvão fóssil empregando lixiviação ácida e ultrassom. Os rejeitos foram analisados por ICP-OES (Espectrometria de Emissão Óptica com Plasma Indutivamente Acoplado) para a determinação de Al, Fe, Zn, Cr e Ni. Posteriormente, foram avaliados os efeitos da utilização de H2O2, H2SO4 e HCl juntamente com HNO3 como solução extratora, além das variáveis experimentais, pH, potência do ultrassom, temperatura e tempo de contato, a fim de se alcançar a melhor eficiência de lixiviação no processo. As maiores eficiências obtidas de forma conjunta, para a maioria dos metais foram com tempo de contato de 60 minutos, temperatura média de 80°C, amplitude de 20% e utilizando solução extratora formada de 3% HNO3 e 2% de HCl, alcançando valores de aproximadamente 15%, 4%, 7% e 1% de lixiviação para Al, Fe, Cr e Ni. Zn apresentou eficiências de até 100%, entretanto, foi o metal que menos sofreu influência com relação aos parâmetros analisados.

The beneficiation of fossil coal is a process that generates a large volume of tailings with about 50% of the crude coal extracted in Brazil, discarded. Therefore, it is important to develop techniques to reuse these wastes, adding value and reducing the final volume and environmental impact in the disposal. This work aims the study of a method of extracting metals in tailings from fossil fuel processing using acid leaching and ultrasound. The rejects were analyzed by ICP-OES (Optical Emission Spectrometry with Inductively Coupled Plasma) for the determination of Al, Fe, Zn, Cr and Ni. Subsequently, the effects of the use of H2O2, H2SO4 and HCl with HNO3 as the extraction solution were evaluated, in addition to the experimental variables, pH, ultrasound power, temperature and contact time, in order to achieve the best process leaching efficiency. The highest efficiencies obtained for the majority of the metals were with contact time of 60 minutes, average temperature of 80°C, amplitude of 20% and using extractive solution formed of 3% HNO3 and 2% of HCl, reaching values of approximately 15%, 4%, 7% and 1% leaching to Al, Fe, Cr and Ni. Zn presented efficiencies of up to 100%, however it was the metal that less suffered influence with respect to the parameters analyzed.