Sulfatação Seletiva de Minério Laterítico de Níquel (Sulfation-Roasting-Leaching)

Autor(es): DUTRA, Achilles J. B ; RIBEIRO, P. M.; SANTOS, Iranildes D.
Resumo: A necessidade de se processar minérios de baixo teor tem se tornado questão chave para a sustentabilidade da indústria mineral. No caso específico de minérios lateríticos de níquel essa questão se tornou mais urgente em função da demanda por níquel e cobalto para atender a indústria moderna, redução da disponibilidade de minérios sulfetados e custo de investimento e operacional para processar minérios de baixo teor pelos métodos atualmente disponíveis para escala industrial. Neste sentido, o principal objetivo do projeto foi desenvolver rota de processo alternativa à HPAL (high pressure acid leaching) para extração de níquel e cobalto de minérios lateríticos. Neste projeto, a amostra utilizada foi coletada da pilha de minério fora de especificação para processamento por pirometalurgia na usina de Onça Puma, localizada em Ourilândia do Norte. Os resultados mineralógicos mostraram que, clorita (73,4%), goethita (19,4%) e lizardita (5,4%) são os principais carreadores de níquel na amostra; já o cobalto foi identificado na amostra associado à asbolana, hematita, goethita, clorita e cromita. Os teores de níquel, cobalto, ferro e magnésio na amostra foram de 1,7; 0,1; 29,3 e 3,1% respectivamente. O teor de níquel nas frações granulométricas entre 106 e 850 m foi uniforme, não sendo viável processá-la por faixa granulométrica. Por outro lado, o cobalto apresentou maiores teores nas frações mais grossas (>150 m). A amostra foi sulfatada com 10% (m/m) de água e 500 kg de ácido sulfúrico por tonelada de minério, submetida a duas tapas de tratamento térmico (265oC/60 min e 780oC/20 min) seguida de lixiviação aquosa (80oC, 30 min e teor de sólidos de 12,5%), viabilizando a recuperação de 81% do níquel, 93,3% do cobalto e 5,5% do ferro da amostra. Os resultados obtidos mostraram que a segunda etapa de tratamento térmico foi fundamental para aumentar a recuperação dos metais de interesse. Este comportamento pode ser atribuído à decomposição de sulfatos férrico (Fe2(SO4)3 - Fe(OH)SO4) em hematita (Fe2O3) e trióxido de enxofre (SO3), que reage com os óxidos de cobalto e níquel não sulfatados pelo ácido sulfúrico adicionado em quantidade subestequiométrica na fase inicial do processo - a sulfatação. Os resultados mostraram ainda que, a maior parte do níquel e cobalto remanescente no resíduo sólido, depois da lixiviação, estavam associados à clorita e a hematita. O teor de cobalto e ferro presentes no resíduo sólido de lixiviação variaram consideravelmente com a temperatura de tratamento térmico II. Em 680°C, os valores percentuais presentes no resíduo sólido de lixiviação foram 26,5% Ni, 26,3%Co e 72,9%Fe. Para a temperatura de tratamento térmico II igual a 830°C, as quantidades dos respectivos metais presentes no resíduo sólido de lixiviação foram 29,9%Ni, 14,5%Co e 98,7%Fe. Vale ressaltar que, nas condições investigadas não houve aumento significativo da recuperação dos metais de interesse quando a amostra foi sulfatada por faixa granulométrica.
Ano: 2020
Páginas: 179 p.
DOI: 10.29223/PROD.TEC.ITV.MI.2020.30.Dutra
Ano de publicação: 2020
Tipo de relatório: Parcial/ Disponível apenas Sumário "Uso Restrito"
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