Neutralização e remoção de cátions poluentes da drenagem ácida de minas (dam) utilizando calcários e zeólitas

Abstract

Durante os processos de exploração e beneficiamento do carvão mineral, ocorre a geração de drenagem ácida de minas (DAM), cuja composição ácida e de íons metálicos requer um adequado tratamento e disposição para controle da poluição ambiental. Neste contexto, o presente trabalho desenvolveu e investigou, em escala de bancada, um sistema de tratamento passivo da DAM com canais abertos de leitos de calcário calcítico (CC-I e CC-II) e dolomítico (CD-I e CD-II) e misturas destes com zeólitas natural (ZN-3080) e funcionalizada (ZF-0410). Um levantamento histórico dos principais íons poluentes e suas concentrações na DAM gerada na área do Capão da Roça da Copelmi Mineração Ltda foi realizado. As amostras de calcário foram caracterizadas quanto ao poder de neutralização e índice de solubilidade. Um aparato experimental foi projetado e construído e estudos foram realizados utilizando uma recirculação de DAM nos leitos por um período de 1 h, sendo investigados pH, condutividade elétrica, acidez total, alcalinidade total e concentração dos íons alumínio, ferro e manganês. Os resultados mostraram que o CD-I, o CC-II e as misturas de CC-II/ZN- 3080 e CC-II/ZF-0410 elevaram o pH de 3,3 para 7,9; de 3,2 para 8,2; de 3,2 para 7,9 e de 3,5 para 7,6, respectivamente. A alcalinidade total da DAM bruta (0 mgCaCO 3.L-1) também foi elevada com estes materiais para 20, 107, 42 e 34 mgCaCO 3.L-1, respectivamente. Concordando com estes resultados, foram observadas reduções da acidez total da DAM bruta em 95, 91, 90 e 90%, respectivamente. Adicionalmente, todos os leitos investigados promoveram remoções de íons alumínio, ferro e manganês de 96, 91 e 17%; 89, 87 e 34%; 93, 95 e 65% e 99, 99 e 97%, respectivamente. Corroborando com estas remoções de íons poluentes, a condutividade elétrica da DAM também foi reduzida em 21, 31, 24% para os três primeiros materiais e elevada em 1,5 vezes para a CC-II/ZF-0410. Assim, foi possível constatar que os leitos investigados promoveram tratamentos satisfatórios para a DAM, de modo que a mistura de CC-II/ZF-0410 permitiu alcançar uma composição semelhante aos demais materiais com a vantagem de aliar maiores remoções de íons manganês que são poluentes de difícil remoção. Assim, o presente estudo demonstrou uma possibilidade de inovação nos leitos de calcário com a aplicação de misturas de materiais não convencionais como as zeólitas, possibilitando aliar os mecanismos de neutralização e adsorção em um mesmo sistema de simples construção e manutenção, garantindo vantagens operacionais, econômicas e ambientais para os processos.