Beneficiamento e caracterização do rejeito piritoso do carvão mineral para aplicações tecnológicas

Abstract

A pirita (FeS2) é um dos principais rejeitos derivados da mineração de carvão. Quando processada, a pirita possui diversas aplicações com alto valor agregado, ao contrário, se descartada de forma inadequada, causa grandes impactos ambientais, como a drenagem ácida de mina. Por esses motivos, a busca por técnicas de beneficiamento da pirita tem sido alvo de inúmeros estudos. Uma das técnicas mais empregadas é a separação por densidade utilizando líquidos pesados, como o bromofórmio, como meio de separação. No presente trabalho, propomos a utilização do heteropolitungstato de lítio (LST), uma solução não halogenada e atóxica, como alternativa no método de separação por densidade. Para os experimentos, amostras de pirita bruta foram coletadas dos rejeitos da extração de carvão de uma mineradora em Santa Catarina, Brasil. Após o processo de separação, as amostras antes e depois do beneficiamento foram caracterizadas pelas técnicas de DRX, FTIR e FRX. Os resultados revelaram que a técnica de separação utilizada neste trabalho levou a um aumento significativo na concentração de pirita, passando de menos de 10% na amostra bruta e chegando a quase 80% após o processamento. Além disso, o LST demonstrou ser um líquido pesado reutilizável, pois, durante testes, sua eficiência permaneceu constante até o quinto ciclo de beneficiamento, sem quaisquer perdas na solução e no rendimento do material beneficiado. Este resultado impressionante revela que o LST representa uma alternativa promissora para a separação de pirita por técnicas de densidade, mostrando uma eficácia muito maior do que outros líquidos pesados utilizados na literatura, além de ser ecologicamente correto.

Abstract: Pyrite (FeS2) is one of the main wastes derived from coal mining. When pyrite is properly processed, it has several applications with high value-added, in contrast, if improperly discarded, it causes major environmental impacts, such as the acid mine drainage. For those reasons, the seeking for beneficiation techniques of Pyrite has been the target of numerous studies. One of the most employed techniques is the separation by density using heavy liquids as a separation medium, which includes the use of bromoform. In the present work, we propose the use of lithium heteropolytungstate (LST), a non-halogenated and non-toxic solution, as an alternative in the separation by density method. Regarding the experimental activities, initially the raw pyrite samples were collected from the tailings of coal extraction from a mining company in Santa Catarina, Brazil. These samples were promptly carried out to the separation and beneficiation processes and further characterized by XRD, FTIR, and XRF techniques. The results revealed that the separation technique used in this work led to a significant increase in the concentration of pyrite, going from less than 10% in the raw sample and reaching almost 80% after processing. Furthermore, the LST proved to be a reusable heavy liquid, as it maintained its efficiency consistently through tests up to the fifth beneficiation cycle, with no losses in the solution and the yield of the processed material. Notably, these results reveal that LST represents an environmentally friendly alternative for separating pyrite by density techniques, showing much greater effectiveness than other heavy liquids previously reported in the literature.