CONCENTRAÇÃO DE MINÉRIO CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção está relacionada a métodos de recuperação de áreas degradadas pela mineração. Em particular, a presente invenção está relacionada a métodos de recuperação de áreas degradadas pela mineração por meio de uso de resíduo na melhoria do subsolo. FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

[002] Os principais impactos ambientais diretamente associados à mineração de bauxita são: i) desestruturação temporária do solo pela remoção de topsolo na etapa preliminar (decapeamento) que precede a extração de bauxita; ii) remoção do subsolo durante a extração do minério; iii) geração de rejeito silto-argiloso durante a lavagem e concentração do minério.

[003] Dentre as ações de mitigação necessárias pós lavra de bauxita podem ser citados: i) a necessidade de tratamento do solo residual e sua capacidade de sustentar a vegetação presente na área pré-mineração por meio dos diversos trabalhos de reabilitação ambiental, valendo destacar a importância da reservação e do uso do topsolo, o qual é salvo para a uso posterior na reabilitação do terreno; ii) e a aeração do solo residual (fundo de mina) capacitando este a suportar o crescimento radicular e também permitir a infiltração de água.

[004] O grande desafio de sustentabilidade desta atividade mineira é eliminar a geração do rejeito silto-argiloso que é depositado em lagoas de sedimentação (barragens de rejeitos). O risco de rompimento das barragens de rejeitos tem sido uma preocupação crescente da sociedade e dos órgãos de fiscalização principalmente em função de acidentes ocorridos na região de Mariana em 2015 e em Brumadinho em 2018, ambos em Minas Gerais. Portanto, uma resposta condizente com o aumento da pressão crescente da sociedade pela adoção de práticas cada vez mais sustentáveis pelo setor de mineração requer necessariamente tanto a minimização do volume de rejeitos produzidos durante o processamento e a industrialização do minério, quanto o aprimoramento constante da reabilitação das áreas impactadas durante a lavra. [005] Apesar dos avanços significativos na restauração e reabilitação de áreas lavradas para bauxita, ainda existem gargalos na operação que precisam ser desobstruídos visando uma mineração menos impactante ao meio ambiente e socialmente mais aceitável. Sabe-se, por exemplo, que para a bauxita da Zona da Mata, mais de 50% do minério bruto lavrado e levado para a planta de beneficiamento é composto principalmente por solo, que após a desagregação física, lavagem e peneiramento da bauxita, gera um rejeito silto-argiloso disperso que é disposto em barragem de rejeitos. A vida útil dessa barragem é inversamente proporcional a quantidade de rejeitos nela aportados e, portanto, é de interesse que a vida útil da barragem já comissionada seja a mais longa possível e, numa situação ideal, que a geração de rejeitos pela lavagem do minério seja eliminada totalmente.

[006] Uma técnica específica que vem ganhando espaço no mercado de mineração é a otimização das etapas de concentração de bauxita, submetendo o rejeito da lavagem ao desaguamento centrífugo. Como rejeito dessa concentração obtém-se uma torta composta majoritariamente por silte e argila, denominada “torta de argila”.

[007] Entretanto, o atual estado da arte ainda não descreve técnicas de beneficiamento e aproveitamento da torta de argila de forma a prover um destino sustentável a esse material.

[008] A presente invenção visa a solução dos problemas acima citados de forma prática e eficiente.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[009] A presente invenção tem como objetivo principal prover um método de reaproveitamento de resíduo de concentração de minério de modo que o mesmo possa ser utilizado sobre o terreno minerado e, particularmente em sub superfície, recriando um horizonte de solo subsuperficial, permitindo a recuperação de forma mais eficiente da vegetação sobre o terreno.

[0010] De forma a alcançar o objetivo acima descrito, a presente invenção provê um método de reaproveitamento de resíduo de concentração de minério, compreendendo as etapas de (i) gerar um resíduo sólido ou pastoso a partir da concentração de minério, (ii) enriquecer o resíduo com pelo menos dois aglomerantes e um fertilizante para se obter um resíduo sólido enriquecido/melhorado, (iii) depositar o resíduo enriquecido sobre o estéril do fundo de mina após a sua descompactação, antes da devolução do topsolo, para se formar um subsolo enriquecido e (iv) depositar uma camada superficial de solo sobre o resíduos enriquecido/melhorado (subsolo) de forma a recompor um perfil de solo com sequência de horizontes mais semelhante ao solo original.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[0011] A descrição detalhada apresentada adiante faz referência às figuras anexas.

[0012] A figura 1 ilustra uma vista em corte esquemática do terreno minerado ilustrando suas diversas camadas.

[0013] A figura 2 ilustra uma vista em corte esquemática do terreno minerado sobre o qual foi aplicado um resíduo enriquecido diretamente sobre o estéril de fundo de mina, antes da devolução do topsolo, de acordo com uma primeira concretização do método da presente invenção.

[0014] A figura 3 ilustra uma vista em corte esquemática do terreno minerado sobre o qual foi aplicado um resíduo enriquecido misturado com o estéril de fundo de mina, de acordo com uma segunda concretização do método da presente invenção.

[0015] A figura 4 ilustra um gráfico comparativo de capacidade de retenção de água para um resíduo não enriquecido (torta de argila) e para um resíduo enriquecido. [0016] A figura 5 ilustra um gráfico comparativo de capacidade de agregação para um resíduo não enriquecido (torta de argila) e para um resíduo enriquecido.

[0017] A figura 6 ilustra um gráfico da produtividade de grãos de milho em função da dose de resíduo enriquecido aplicada em subsupefície o terreno minerado.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[0018] Preliminarmente, ressalta-se que a descrição que se segue partirá de concretizações preferenciais da invenção. Como ficará evidente para qualquer técnico no assunto, no entanto, a invenção não está limitada a essas concretizações particulares.

[0019] A presente invenção provê um método de reaproveitamento de resíduo de concentração de minério, mas poderá ser empregada no reaproveitamento de outros tipos de rejeitos finos de qualquer mineração. Em uma primeira etapa do método da presente invenção, gera-se um resíduo sólido ou pastoso a partir da concentração de minério. Preferencialmente, esse resíduo, denominado “torta de argila” é gerado a partir do desaguamento centrífugo do rejeito de lavagem do minério.

[0020] A torta de argila, que no caso da mineração de bauxita é composta basicamente de 70% de silte e argila, é preferencialmente enriquecida com aglomerantes e/ou fertilizantes para se obter um resíduo enriquecido e melhorado química e fisicamente. Os fertilizantes para enriquecimento da torta de argila podem ser orgânicos, químicos e/ou minerais, e os pelo menos dois aglomerantes podem ser aglomerantes orgânicos (fontes distintas de C lábil e recalcitrante), de modo a viabilizar a continuidade na produção de agentes cimentantes que facilitarão a sua coagulação e o início do processo de reagregação das partículas durante o seu preparo e após a sua aplicação nas áreas mineradas e em fase de reabilitação. [0021] A realização de estudos em condições controladas mostraram a importância de se incorporar, além de fertilizantes e corretivos, compostos orgânicos de alta labilidade, para reativar rapidamente a microbiota do solo, e compostos orgânicos de baixa labilidade, para aumentar de imediato a porosidade e a permeabilidade da torta à água. O resíduo enriquecido, ao viabilizar a atividade microbiana e o crescimento de raízes, irá viabilizar a reformação dos agregados estáveis em água e a estrutura do solo no médio e longo prazo. Os componentes e suas quantidades a serem usados dependerão das características da torta de argila, do tipo de planta à ser usada na reabilitação da área minerada, e da disponibilidade e custo dos aglomerantes orgânicos na região da mina.

[0022] O resíduo enriquecido é então depositado sobre o terreno minerado, sobre o estéril de fundo de mina descompactado, antes da devolução do topsolo, para se formar um subsolo enriquecido. O terreno minerado preferencialmente compreende pelo menos três camadas, a saber, (i) rocha pouco intemperizada no fundo; (ii) rocha pré-intemperizada, acima da rocha pouco intemperizada; e (iii) estéril de fundo de mina, acima da rocha pré-intemperizada, conforme ilustrado na figura 1.

[0023] O resíduo enriquecido pode ser depositado diretamente sobre o estéril de fundo de mina, conforme mostrado na figura 2. Altemativamente, o resíduo enriquecido pode ser misturado a pelo menos parte do estéril de fundo de mina para ser depositado diretamente sobre o restante do estéril de fundo de mina ou diretamente sobre a rocha pré-intemperizada, conforme mostrado na figura 3.

[0024] Uma vez depositado o resíduo enriquecido no subsolo, seja com o resíduo enriquecido sobre o estéril de fundo de mina (figura 2) ou misturado a ele (figura 3), deposita-se uma camada superficial de solo sobre o subsolo enriquecido. A camada superficial de solo, também conhecida como topsolo (ou topsoil, do inglês), compreende preferencialmente um solo corrigido, preparado com fertilizantes (orgânicos e minerais) e corretivos para o plantio da vegetação. Como já mencionado na descrição do estado da técnica, o topsolo é removido quando da mineração do terreno e reservado para posterior recobrimento da área minerada.

[0025] Em testes realizados observou-se um aumento considerável da capacidade de retenção de água e da agregação do resíduo enriquecido quando comparado com a torta de argila (resíduo não tratado), conforme mostrado nas figuras 4 e 5.

[0026] Adicionalmente, foi realizado um experimento de plantio de milho em área previamente minerada para bauxita utilizando diferentes doses de resíduo enriquecido em subsuperfícies áreas, conforme tabela 1 abaixo.

Tabela 1

[0027] O resíduo utilizado no experimento em questão foi o do beneficiamento de bauxita. Observou-se que a produtividade de grãos aumentou de forma curvilinear com a dose de resíduo enriquecido utilizada em cada área. A figura 6 mostra um gráfico dos dados apresentados na tabela 1.

[0028] A produtividade da Area 1, obtida no tratamento sem resíduo enriquecido, seria aquela obtida em condições de reabilitação de acordo com o estado da técnica, com topsolo devolvido diretamente sobre do estéril do fundo de mina. A máxima produtividade atingida, na Area 4, foi 8009 kg/ha, que está bem acima da produtividade média nacional e representa quase o dobro da produtividade na Area 1, que representa o estado da técnica da presente invenção. Essas respostas em produtividade mostram que a presente invenção pode melhorar o crescimento de plantas em áreas mineradas em fase de reabilitação e além de dar uma destinação mais económica e ambientalmente sustentável para os rejeitos do beneficiamento de minério. [0029] Inúmeras variações incidindo no escopo de proteção do presente pedido são permitidas. Dessa forma, reforça-se o fato de que a presente invenção não está limitada às configurações/concretizações particulares acima descritas.