FASES DA INDÚSTRIA MINERAL - RECUPERAÇÃO DAS ÁREAS DEGRADADAS

Embora a vida da atividade extrativa da jazida mineral possa ter seu tempo determinado pelo desenvolvimento de novas tecnologias, impulsionada pelo preço de mercado e pela demanda mineral, por outro lado a perspectiva finita dos corpos minerais e processos ambiciosos geralmente remetem para seu esgotamento, ainda que o aspecto temporal de seu curso possa ser considerado.

A história da atividade de mineração tem demonstrado que finalizadas as operações ou a vida do corpo mineral as minas e suas estruturas tendem a ser fechadas, abandonadas, depósitos de rejeitos são acumulados e sem cuidados, e um conjunto de lugares e locais transtornados. Assim, muitos reflexos são de preocupações imediatas como por exemplo alterações da topografia e da superfície, drenagem de superfície e subsuperfície, vegetação e solos destruídos, estradas e construções abandonadas, entre outros.

Estes aspectos levaram ao desenvolvimento, em muitos países, de um processo de recuperação relacionado aos distúrbios da terra e do ambiente. Este geralmente está baseado na avaliação de fatores naturais - incluindo topografia, clima e características do solo - e em relação a fatores culturais tal como os ambientes e locais classificados segundo seu aspecto qualitativo e quantitativo, formas e acessibilidade. O processo teria um papel, portanto, para o desenvolvimento de cenários alternativos, sua avaliação e seleção.

Considerando-se que os efeitos da atividade de mineração não respeitam fronteiras, muitas outras áreas acabam, de uma maneira ou de outra, sendo atingidas com efeitos ambientais negativos. Estes podem ser classificados enquanto prejudiciais a corpos de águas, riscos para a saúde humana, espécies aquáticas, outras vidas selvagens e danos estéticos. Nesse sentido, a recuperação, além de ser um processo que promove a conservação e/ou reorganização do solo, como também do uso produtivo da terra transtornada, pode ser definida como a melhoria de qualquer destes efeitos.

Três fases estão envolvidas no processo de recuperação:

a) PLANEJAMENTO ANTERIOR AO USO DA TERRA;

b) OPERAÇÕES FÍSICAS PARA ATINGIR UMA TOPOGRAFIA SUSTENTÁVEL, SE NECESSÁRIO

-- A construção do sistema de bancadas ou taludes serve para estabilizar áreas de relevo acidentado ou áreas que foram degradadas pela atividade mineira e se tornaram propícias à instabilidades. Recuperação Paisagística da Mina de Ferro Águas Claras, Serra do Curral - Belo Horizonte, MG

c) REVEGETAÇÃO NATURAL OU AUXILIADA E SUBSEQUENTE GERENCIAMENTO DA TERRA RECUPERADA

- A revegetação constitui-se um fator de controle importante da erosão pois apresenta-se como barreira física ao transporte de material, proporciona uma estrutura mais solida ao solo, devido ao sistema radicular, amortece o impacto das chuvas e eleva a porosidade da superfície, além de recompor a paisagem perturbada e reiniciar a cadeia de sucessão biológica. Área do Programa de Proteção Ambiental - MRN, PA 2007

A concepção dessa idéia, portanto, necessariamente provê uma visão abrangente do assunto, enfatizando as inter-relações entre as várias esferas de influência.

Ao resgatar a área a uma condição ou alternativa aceitável, além disso, tornam-se necessários processos de monitoramento e ações remediais. E, muito embora de prática e implementações relativamente recentes, quando comparada à dinamização histórica da atividade de mineração, a recuperação vem sendo considerada parte da operação mineral, já que diretamente relacionada, também, à responsabilidade ambiental da atividade.

^ A restauração da cobertura vegetal das áreas alteradas é um dos pontos chaves de um Programa de Proteção Ambiental - acima as imagens apresentam a recuperação da área onde estava instalada a bacia de rejeito da planta de beneficiamento da bauxita - MRN P. Trombetas-PA 2007.

FASES DA INDUSTRIA MINERAL (5) ------ METALURGIA E REFINO

O processamento e refino metalúrgico incluem todos os tratamentos de minérios recebidos após sua extração e beneficiamento. Muitos destes tratamentos envolvem mudanças na natureza química dos minerais lavrados. De maneira geral, a concepção básica desse processo envolve o isolamento de um metal de seus outros componentes como óxidos, carbonatos ou outros. Este tipo de processo é conhecido e chamado de metalurgia extrativa e pode ser amplamente dividido em três grupos:

a) PIROMETALURGIA: no qual temperaturas elevadas são usadas para auxiliar na reação extrativa;

^A calcinação é um dos processos da pirometalurgia (calcinação-ustulação-fusão-refinamento); Trata-se do aquecimento do minério para realizar a sua decomposição e a eliminação de um produto volátil (a figura acima é um forno, esquema e imagem, para calcinação de material argiloso).

b) HIDROMETALURGIA: no qual um líquido solvente é usado para lixiviar o metal dos seus minerais;

- O processo hidrometalúrgico mais importante é a lixiviação, na qual o composto desejado contendo o metal é dissolvido seletivamente.

c) ELETROMETALURGIA: no qual a energia elétrica é usada para afetar a dissociação de metal em solução produzida através da água.

- Eletrometalurgia do Alumínio: a Bauxita (Al2O3) é dissolvida em um condutor de corrente elétrica e sofrerá eletrólise.

Enquanto alguns metais são predominantemente extraídos por um ou outro destes métodos, dependendo da constituição dos elementos envolvidos, muitas outras combinações também podem ser incorporadas, necessitando a utilização de dois ou mais métodos.

->>> ELETROREFINAMENTO DO COBRE (Cu) - O cobre é muito utilizado para fazer fiação elétrica e em outras aplicações que utilizam alta condutividade elétrica... por isso sua purificação é realizada por eletrólise.

FASES DA INDÚSTRIA MINERAL (4) BENEFICIAMENTO

Beneficiamento pode ser considerado como o processo segundo o qual o minério passa por uma preparação para subsequente estágio no processamento, tal como fundição, lixiviamento e refinamento. Este processo serve para remover minerais constituintes não desejáveis, aumentando assim a concentração do mineral desejado e/ou para alterar as propriedades físicas do mineral, tal como a classificação de partículas e misturas contidas.

Numa perspectiva sistêmica, o input (material inicial para o estágio de beneficiamento) ou ROM (Run-of-Mine – Direto da Mina) é o minério extraído, sendo que o output pode ser um produto final pronto para o mercado. Atualmente o processo de beneficiamento consiste em três passos:

a)Preparação: no qual o mineral é reduzido a pequenos fragmentos (dividido em pequenas porções) por britagem e/ou moagem;

^ Estação de britagem, onde o ROM é processado para redução de tamanho dos fragmentos, gerando um produto final ou para a próxima etapa (geralmente moagem).

b)Concentração: para separar o minério desejado de outros minerais

^Concentradores espirais e Máquina de flotação (flutuação), utilizados para a concnetração de partículas finas.

c)Um processo final removendo a água do concentrado (desaguamento).

^Prensa tubular utilizada para desaguamento, filtra partículas finas a extremamente finas operando a 140 bar de pressão (o que permite a separação sólido-líquido).

A etapa de concentração figura-se como importante característica e, pode-se dizer, de especial conotação no processo de beneficiamento. Isto porque muitos minerais podem conter outros ingredientes que acabam se traduzindo, também, em atrativo econômico. Esta possibilidade sugere que, geralmente, se torna necessária uma separação individual do minério e de seus componentes. Nesse sentido, três métodos têm sido muito praticados na etapa de concentração e estão relacionados a minerais específicos:

a)Separação por gravidade: freqüentemente usada para o carvão, minério de ferro, e amianto;

b)Flutuação: o método mais comum para metais básicos, minerais sulfetados e potássio

^Flotação para concentração de finos de ouro.

c)Separação magnética e eletrostática: usada para minério de ferro, titânio e outros.

^ Separador magnético tipo tambor.

FASES DA INDÚSTRIA MINERAL (3.1) E XTRAÇÃO

PRINCIPAIS MÉTODOS EXTRATIVOS

1) Mineração Subterrânea (Underground mining)

Aqui vamos classificar a mineração subterrânea em dois tipos: open mining e full mining. De maneira geral, onde a rocha é suficientemente resistente, o primeiro processo envolve deixar cavidades na superfície após o minério estar removido por sondagem e explosão.

^ Mineração subterrânea (open mining) - também, pode ser definida como combinações entre métodos, no caso minerações a céu aberto e subterrânea.

Quando o segundo tipo é usado, porções mineradas são carregadas com materiais de rejeitos, sendo que este processo pode facilitar as atividades de mineração na área ou até mesmo reduzir colapsos e subsidência após a área estar minerada.

^ Mineração subterrânea tipo open mining, o que determina o inicio da extração subterrânea é a medida em que o minério se aprofunda

O uso de enchimento de fundo tem sido acuado pelo seu custo excessivo. Mesmo assim, a prática pode se tornar mais difundida, pois outros métodos de disposição de estéril serão sempre necessários já que processos de squashes and survey (esmagamento e sondagem) causam um volume de material dramaticamente crescente. Isso porque parte do material de finas partículas são menos densos em relação ao minério original e parte por causa da adição de rejeitos.

^ Enchimento ou backfill utilizado em minas subterrâneas

2) Mineração a Céu Aberto (Surface mining)

Em muitos países, a mineração a céu aberto é o método dominante na produção de carvão, metais fundidos, ferro e amianto, como também para o contexto de muitas outras indústrias do setor mineral. Essa tendência está relacionada ao fato de que muitos corpos minerais, de maneira especial aqueles de características grandes, de baixo grau e disseminados, têm na extração a céu aberto o método mais apropriado.

Outro aspecto interessante, quanto a este tipo de método, é sua característica na produção de grandes quantidades de rejeitos, sendo que estes podem aumentar devido a sua aplicação contínua. Nesse sentido, a utilização da mineração de superfície sugere um processo que favoreça a adaptação da extração a longo prazo, considerando-se principalmente sua utilização de maquinário e tecnológica. Isto, ao mesmo tempo que reduz o número de operações de trabalho, proporciona segurança industrial, sendo que a idéia de trabalhar com o longo prazo pode trazer também atrativos e compensações econômicas.

^ Mina a céu aberto (open pit) - utiliza o sistema de lavra por bancadas (o volume de estéril para tal obra é demasiado excessivo)

A mineração a céu aberto pode ser classificada em dois tipos mais utilizados atualmente: cava aberta ou com bancadas (open pit) e mineração em tiras (strip mining) [existem outras classificações, que serão abordadas posteriormente em novas postagens]. A essencial diferença entre os dois métodos é que o primeiro está mais direcionado à explotação de volumosos corpos minerais, enquanto o segundo é utilizado para minerar camadas ou depósitos extensos.

^ Strip mining ou Lavra por tiras - mina de caulim Ircc Ipixuna do Pará, Brasil

Ambos os tipos de extração requerem a remoção de quantidades sobrecarregadas de grandes blocos e massas de rochas. O método open pit requer a remoção de grandes quantidades de estéril enquanto a mina esta sendo desenvolvida e em operação; em mineração exposta, por contraste. Em strip mining o minério e estéril são removidos para fora na medida em que o depósito é minerado, e logo em seguida o estéril é reposto finalizando um processo cíclico. Assim, a fração de estéril é praticamente constante durante o desenvolvimento e estágio operacional das minas.

3) Mineração Sem-Entrada (Without-entrance mining)

Os tipos de mineração sem-entrada podem ser classificados como solução mineral e lixiviação no local por meios de gaseificação de subsolo ou combustão de depósitos de carvão. Uma das características deste tipo de mineração é que esta é conduzida da superfície e não requer muito acesso ao subsolo, tanto por pessoal quanto por maquinários. Alguns corpos minerais contendo metais - a maioria destes comumente contendo cobre e urânio - podem ser minerados no local por tratamento quando da utilização de uma solução química ou bacteriana que tem como função dissolver os metais desejados.

^ A extração de petróleo se assemelha muito a este método e alguns autores a definem como tal. Essa comparação ao processo de Mineração sem-entrada é fato devido as reservas de petróleo estarem a grandes profundidades e inacessiveis ao contato visual humano. Porém é também fato lembrar que a Extração de petróleo, seja em auto-mar ou em terra firme, é considerada uma mineração superfícial ou a céu aberto.

O processo é otimizado quando, após processado sobre um campo ou terreno, a solução estiver removida. O método é melhor adaptado a depósitos que são também profundos e fechados, pequenos e também de baixa qualidade, podendo ser convenientemente minerados por meio químico. Este método pode ser considerado uma combinação das etapas de extração, concentração e processamento metalúrgico.

FASES DA INDÚSTRIA MINERAL (3) EXTRAÇÃO

A questão da extração ou explotação dos depósitos minerais e dos combustíveis fósseis finitos e não renováveis vêm sendo teoricamente discutida pela área profissional de mineração, que utiliza o conceito de ilhas de sintropia para caracterizar as reservas e suas dimensões contidas no subsolo. As ilhas de sintropia são distribuídas por toda a Terra. Seu conceito refere-se às altas concentrações de matéria e/ou energia na crosta terrestre, aproveitáveis pelo homem. A sintropia não determina exclusivamente os estados e fluxos energéticos, mas expressa primeiramente um alto grau de ordenamento e concentração material. Um depósito de minério de ferro, mas também de petróleo bruto, ou gás natural, seriam ilhas de sintropias. Estes são economicamente interessantes por causa do teor elevado da referida matéria-prima, como também quando estes contêm poucas misturas com outros elementos.

Os depósitos minerais podem ser, na sua maioria e a partir de suas características físicas gerais, classificados em três tipos:

a) Sólido de massas ou tipos de veias: associados com a maioria de minerais metálicos não ferrosos. Estes são altamente classificados segundo o tamanho variável, formas e inclinação;

b) Tipos de camadas: associado com o carvão, minério de ferro, alguns minerais sulfitosos e um número de sais; estes tendem a estar muito mais em extensão horizontal que vertical e conferem densidades totalmente uniformes;

c) Soltos, tipos não consolidados: associado ao cascalho aluvial e areias minerais, caracterizados por um tamanho e extensão (cadeia ou alcance) de pequenos depósitos de kms quadrados, no caso de alguns depósitos de areias minerais; este tipo inclui depósitos de ouro, como também cascalho e areia industrial.

Quanto aos métodos de mineração, esses são geralmente conhecidos e classificados como de subterrânea e a céu aberto. Não obstante, muitos corpos minerais são minerados com a utilização dos dois métodos. Porém, um terceiro método também pode ser considerado. Este é conhecido como mineração sementrada. A seguir, são ressaltadas algumas peculiaridades inerentes aos principais métodos extrativos.

<<< extração de areia de aluvião, Benfica, Belém-PA, Brasil.

FASES DA INDÚSTRIA MINERAL (2) DESENVOLVIMENTO

O desenvolvimento de minas consiste geralmente de quatro atividades:

1. Estudo de viabilidade, para avaliar os depósitos e o melhor método a ser usado no processo de extração;

2. O desenho das minas e suas estruturas de controle ambiental;

3. Avaliação de impacto ambiental e informações ao público associado;

4. Construção.

Muitas vezes completar cada uma destas etapas envolve um período considerável de tempo, o que pode chegar a dois ou três anos. Transporte e serviços são geralmente típicos, também, nessa etapa. Esses, geralmente, provocam efeitos negativos ao meio ambiente, quando relacionados diretamente aos distúrbios na superfície e aos rejeitos, construção para fases de produção e operação de maquinários. Preocupações com controles de poluição são importantes nesta fase, principalmente quando essa etapa possibilita facilidades para a mineração e pode favorecer, enquanto importante componente, o estabelecimento de políticas ambientais.

^- Mina de Cobre Sossego - VALE - fase de desenvolvimento (etapa de construção); decapeamento.

FASES DA INDÚSTRIA MINERAL (1) PESQUISA E EXPLORAÇÃO

O processo operacional da indústria de mineração pode ser classificado em seis fases seqüenciais:

1- Pesquisa e Exploração;
2- Desenvolvimento;
3- Extração;
4- Beneficiamento;
5- Processamento metalúrgico;
6- Recuperação.

Estes estágios são caracterizados por diferentes processos. Suas dinâmicas operacionais estão relacionadas ao tipo e fatores que envolvem o minério e os corpos minerais, como a localização geográfica, avaliações e custos de materiais auxiliares, energia, potencial humano e mercados, e também, de preocupação em anos recentes, considerações de corte ambiental.

Cada fase tem função fundamental e é sempre requerida para etapas posteriores, com materiais e informações. Por outro lado, cada produto produz efeitos para o meio ambiente e a complexidade dos ecossistemas.

1. PESQUISA E EXPLORAÇÃO

A etapa de pesquisa e exploração envolve aspectos de considerações econômicas geral, sendo que a principal questão colocada é a demanda por minerais. Esta questão faz com que a atividade e a produtividade de muitos minerais tenham diferentes conotações temporais, variando de ano para ano.

Operacionalmente, essa etapa começa com o reconhecimento dos locais ou áreas com probabilidade de descoberta de depósitos minerais. Este reconhecimento pode ser adquirido, usualmente, por informações geológicas já compiladas: mapas do governo, da região de interesse, e mapeamentos regionais. Uma fase inicial de exploração pode ser conduzida usando-se métodos de sensoriamento remoto por satélites e aviação: quando promissoras áreas são localizadas, métodos de exploração através de navegação aérea e com bases terrestres são usados. Isto é realizado para um processo mais detalhado de pesquisas de exploração, quando do uso de métodos geológico, geofísico e geoquímico. Alguns aspectos relacionados ao desempenho da pesquisa e exploração são sumariamente enfatizados a seguir:

Prospecção Geofísica

:A pesquisa geofísica pode ser conduzida fora da superfície como também por aviação, usando como ferramentas atuais a sísmica, gravidade, resistência, magnética, eletromagnética, radar e polarização induzida. Ondas de radio e métodos eletrogeoquímicos são desenvolvimentos recentes.

Amostragem

:Na exploração, poços e trincheiras são construídos para examinar o material que está no solo e subsolo, e para a aquisição de amostras para análises químicas. Estas tarefas, como também a remoção da sobrecarga (material superficial que impede acesso ao corpo mineral) são usualmente realizadas por máquinas de escavação, métodos hidráulicos ou explosões. Métodos hidráulicos ou explosivos são, provavelmente, os mais significantes em termos de área afetada.

Uso de novas tecnologias

: A tecnologias de pesquisa e exploração tem avançado em anos recentes. Prospectores têm aumentado os usos de sensoriamento remoto e tecnologia de computação e seus empregos na sondagem profunda e escavação subterrânea, como também métodos geofísicos para localização de corpos minerais profundos. Como resultado, grande quantidade de dados geológicos, geofísicos e geoquímicos estão sendo acumulados. Integrando estes tipos de dados, mais recentemente vêm-se usando Sistemas de Informação Geográfica (Geographical Information System).

Métodos em regiões de condições adversas

: Um método interessante em regiões de latitude elevada é o direcionamento de prospecção para estudos de sedimentos glaciais para identificar e localizar minerais e suas fontes.

Métodos Biológicos

: Vários métodos biológicos de exploração mineral não têm ainda aceitação em muitos países. Geralmente técnicas não invasivas trazem a perspectiva de efeitos ambientais relativamente menores. Elas usam indicadores como espécies bióticas ou componentes químicos, incluindo geobotânica, a qual está baseada no exame de áreas de vegetação revestidas ou a flora do solo; biogeoquímica, baseada na análise química da vegetação do solo e geozoologia, que usa animais para localizar áreas de mineração.

Softwares de modelagem

: A tecnologia de modelagem computacional está também sendo recomendada e usada com crescente aumento como uma ferramenta para transformar dados de exploração em modelos de corpos minerais, os quais podem ser de considerável ajuda na avaliação de reservas minerais e em estratégias de planejamento de extração.

Software VULCAN 4.0 - modelagem em 3D

Transporte e serviços

: Para possibilitar a pesquisa e exploração mineral, muitos projetos de acesso são exigidos e geralmente sua amplitude vincula-se à construção de estradas ou até mesmo de pistas de pouso e decolagem. Tanto esta questão quanto à de serviços inerentes são necessárias e estão relacionadas a aspectos de infra-estrutura, já que nos processos de mineração são envolvidas pessoas, bem como diferentes processos de trabalho, equipamentos, etc. Porém, essa etapa pode ser respondida – no local de estabelecimento da atividade ou do projeto de mineração – por pequenas comunidades já estabelecidas que podem oferecer infra-estrutura local e que acabam, muitas vezes, sendo incorporadas pelo próprio empreendimento.

OBS

: Tecnicamente Pesquisa e Exploração são separadas por disponibilizarem de algumas características diferenciais, do ponto de vista técnico. Sendo assim, a sequência estaria dividida em sete fases e não em seis, como mencionado anteriormente. Contudo a presente divisão esta relacionada com os aspectos da industria mineira numa definição global.