Valorização de frações residuais geradas no beneficiamento de carvão mineral da região sul de Santa Catarina

Abstract

O carvão mineral é uma importante matéria-prima para a produção de energia em todo o mundo e o Brasil está entre os países que possuem as maiores reservas de carvão mineral concentradas nos Estados do Rio Grande do Sul, Santa Catarina e Paraná. A qualidade do carvão varia de acordo com a região de extração sendo que no Brasil, cerca de 50% da totalidade do ROM (do inglês, run-of-mine), são descartados como rejeito (material não carbonoso). Desde o início do século XX, a quantidade de rejeito depositado em aterros na região carbonífera de Santa Catarina, já alcançou 300 milhões de toneladas, sendo que todos os meses são ainda adicionadas mais 300 mil toneladas. O descarte destes materiais se deve à atividade extrativa de seis diferentes empresas pertencentes ao consórcio de fornecimento de carvão energético da Termelétrica Jorge Lacerda, localizada da cidade de Capivari de Baixo - SC. Desta forma, torna-se importante para o desenvolvimento sustentável da região e do país a aplicação de princípios inovadores que visem a valorização de frações residuais contidas nos rejeitos com características relacionadas a sua origem geológica e o tipo de processo de beneficiamento utilizado. Neste contexto, frações seletivas foram coletadas de forma sistêmica na fonte geradora e analisadas utilizando a sequência apresentada na sistemática CPQvA (Classificação, Potencialidade, Quantidade e viabilidade, Aplicação) para valorização de resíduos a partir da identificação de características físico-químicas potenciais atribuídas por diferentes aspectos de geolocalização e de operações de beneficiamentos aplicados na obtenção de carvão energético da região sul catarinense. Os resultados mostraram que o aspecto geológico incluindo idade e profundidade dos depósitos de carvão, dão a característica argilosa para a fração mineral descartada. O beneficiamento fornece o caráter piritoso à fração de rejeito descartada, a depender da sequência de descartes adotada pela mineradora. O descarte conjunto dos rejeitos torna difícil o processo de valorização, no entanto, o descarte seletivo propicia a potencialização das qualidades das frações de ROM descartadas em materiais como argamassa, zeólitas, geopolímeros, concreto asfáltico entre outros.

Abstract: Mineral coal is an important raw material for energy production worldwide. Brazil's most significant mineral coal reserves are concentrated in Rio Grande do Sul, Santa Catarina, and Paraná. Coal quality varies according to the extraction region, and in Brazil, about 50% of the total ROM (run-of-mine) is discarded as tailings (non-carbonaceous material). Since the beginning of the 20th century, the amount of waste deposited in landfills in the coal region of Santa Catarina has already reached 300 million tons, with an additional 300,000 tons being added every month. These materials are disposed of due to the extractive activity of six companies in the Thermoelectric Jorge Lacerda energy coal consortium, located in Capivari de Baixo - SC. In this way, it becomes crucial for the sustainable development of the region and the country to apply innovative principles that aim to valorize residual fractions contained in the tailings with characteristics related to their geological origin and the improvement process used. In this context, selective fractions were systematically collected at the generating source and analyzed using the sequence presented in the CPQvA systematic (Classification, Potentiality, Quantity and Feasibility, Application) for waste recovery. This systematic is based on identifying potential physicochemical characteristics attributed to different aspects of geolocation and processing operations applied in obtaining energy coal from the southern region of Santa Catarina. The results showed that the geological aspect, including the coal deposits' age and depth, gives the clayey character to the discarded mineral fraction. Processing provides the pyrite character to the discarded tailings fraction, depending on the disposal sequence adopted by the mining company. The joint disposal of waste makes the recovery process difficult; however, selective disposal allows the enhancement of the qualities of the ROM fractions discarded in materials to use in mortar, zeolites, geopolymers, and asphaltic concrete, among others.