Carvão ativado para recuperação de ouro: como funciona na mineração de pequena escala

A Ciência Por Trás da Adsorção de Ouro Usando Carvão Ativado

O carvão ativado tem uma estrutura realmente interessante que o torna ótimo para a mineração de ouro em pequena escala. Ele possui muitos poros minúsculos, e essa estrutura microporosa permite que ele faça algo especial. Ele pode captar seletivamente ouro de soluções de cianeto por meio de um processo chamado quimissorção. O carvão ativado possui uma área de superfície enorme, variando entre 500 a 1500 m²/g. Essa grande superfície oferece muitos locais onde os complexos de ouro-cianeto podem se fixar. Em operações de mineração em pequena escala, isso geralmente ocorre em tanques que são agitados ou mexidos. Os grânulos de carbono se movem nesses tanques para garantir que entrem em contato com o máximo possível da lama aurífera. É um pouco diferente dos sistemas CIP/CIL em grande escala. Mineros artesanais, que geralmente trabalham com orçamento menor e menos infraestrutura, costumam usar designs baseados em colunas que são mais fáceis de configurar e gerenciar.

Implementação Passo a Passo para Extração de Ouro em Pequena Escala

Agora que sabemos como o carvão ativado funciona na teoria para a recuperação de ouro, vejamos como os mineiros de pequena escala realmente o utilizam no processo. Primeiro, eles pegam o minério e o trituram até um tamanho de partícula de 75μm. Depois disso, eles usam cianeto para lixar o ouro do minério triturado. A solução que contém o ouro, chamada de solução grávida, então passa por reatores preenchidos com carvão ativado. Ao longo de um período de 12 a 24 horas, o carvão pode carregar uma quantidade significativa de ouro, geralmente entre 300-600 g/ton. Para manter o processo funcionando corretamente, os mineiros precisam substituir o carvão regularmente. Quando o carvão está cheio de ouro, eles o retiram e o lavam com ácido. Em seguida, usam calor para reativá-lo, para que possa ser usado novamente. Em minas da África Ocidental, testes de campo foram realizados usando carvão de casca de coco em unidades de processamento modulares. Esses testes mostraram que a taxa de recuperação de ouro pode variar entre 85-92%, o que é muito bom para operações que tratam apenas 1-10 toneladas de minério por dia.

Selecionando Carvão Ativado Ótimo para Mineração Artesanal

Vimos as etapas na extração de ouro em pequena escala, mas como esses mineiros escolhem o carvão ativado certo? Bem, o tamanho dos poros no carvão é um fator importante. Mesoporos, que têm entre 2 - 50nm de diâmetro, são ideais para prender os complexos de ouro-cianeto. Ensaios de campo mostraram que o carvão derivado de coco pode reter 18% mais ouro do que o carvão feito a partir de carvão mineral. Quando os mineiros estão procurando por carvão ativado, eles devem verificar duas coisas importantes. Uma é o número de iodo, que deve ser pelo menos 1000 mg/g. A outra é a resistência à abrasão, e ela deve ser de pelo menos 95% dura. Recentemente, houve alguns desenvolvimentos empolgantes. As pessoas estão fazendo carvão ativado a partir de resíduos agrícolas, como carbons derivados de biomassa. Em projetos piloto, esses têm mostrado promessa. Eles podem reduzir custos enquanto ainda conseguem eluir, ou remover o ouro, com uma eficiência de 90 - 94%.

Superando Desafios Comuns em Sistemas de Recuperação Compactos

Escolher o carbono certo é importante, mas também existem alguns desafios nos sistemas de recuperação de ouro em pequena escala. Um grande problema é a obstrução do carbono. Quando há contaminantes orgânicos no ambiente, a capacidade de carga de ouro do carbono pode cair entre 40 - 60%. Em algumas áreas, como nas minas comunitárias da Indonésia, eles encontraram uma maneira de lidar com isso. Eles usam peróxido de hidrogênio para pré-oxidar a solução, e isso ajuda muito. Outro problema é a competição com mercúrio, especialmente em depósitos de aluvião. Mas eles também encontraram uma solução para isso. Carbons modificados que têm enxofre incorporado podem ser 30% melhores na captação de ouro. Agora, também estão disponíveis analisadores XRF portáteis. Esses são muito úteis porque permitem que os mineiros verifiquem o carbono em tempo real. Isso ajuda-os a determinar o melhor momento para substituir o carbono, e, como resultado, eles podem reduzir os custos de reagentes em 18 - 22%.

Técnicas Avançadas para Maximizar a Eficiência de Recuperação

Já falamos sobre os desafios e como superá-los, mas e sobre tornar a recuperação de ouro ainda mais eficiente? Existem algumas técnicas avançadas que são muito úteis. Por exemplo, sistemas de eluição pulsada usam uma solução de 3% de NaOH/0,2% de NaCN a 110°C. Com este método, eles podem recuperar 98% do ouro adsorvido em ciclos de apenas 6 horas. Compare isso com os métodos antigos que costumavam levar 72 horas. Nas cooperativas do Zimbábue, descobriram que ao controlar o pH da solução entre 10,5 - 11,0 durante a adsorção, podem aumentar sua produção em 23%. Também existem técnicas emergentes de dessorção eletroquímica. Essas são ótimas porque podem retirar 99,5% do ouro sem precisar usar altas temperaturas. Isso é especialmente útil para operações fora da rede, onde podem estar usando reatores movidos a energia solar.

Práticas Sustentáveis para Mineração Consciente Ambientalmente

A eficiência é importante, mas no mundo de hoje, a sustentabilidade também é uma grande preocupação. Nas pequenas minas colombianas, eles implementaram sistemas de regeneração de carbono em loop fechado. Esses sistemas são realmente eficazes. Eles podem reduzir a necessidade de carbono virgem novo em 65%. Outra opção sustentável é usar biochar feito de cascas de nozes de macadâmia. Ele funciona tão bem quanto o carbono ativado de grau comercial e também ajuda a criar cadeias de suprimento locais. A água também é um grande problema na mineração. Para lidar com a alta demanda de água de 5 - 7 m³/ton, eles integraram a captação de água da chuva. Eles também utilizam lagoas de sedimentação e filtros de carbono ativado. Dessa forma, eles podem reutilizar 95% da água do processo, o que significa que podem atender aos padrões de descarga da EPA e ser mais amigáveis ao meio ambiente.