Especiação química e mineralógica dos resíduos do beneficiamento de carvões brasileiros

Abstract

Os níveis de elementos perigosos no solo superficial de uma área de mineração de carvão dependem, não somente da configuração geológica da região e do solo subjacente, mas também pode ser influenciada por transportes, eólico ou pela água, de resíduos do beneficiamento. Poucos estudos avaliam a relação da composição química e mineralógica de ROM (rom of mine, carvão bruto) e rejeitos do beneficiaento do carvão brasileiro (coal cleaning rejects - CCRs), que podem representar fontes significativas de contaminação da água ou do solo. Neste estudo, foi investigado a distribuição quantitativa de minerais e elementos potencialmente perigosas em CCRs e um carvão ROM dos estados brasileiros do Rio Grande do Sul e Santa Catarina. Os principais minerais identificados por difração de raios-X (XRD), microscopia eletrônica de transmissão de alta resolução (HR-TEM), microscopia eletrônica de varredura com emissão de campo com energia de raios-X (FESEM/EDS) foram caulinita, quartzo, camada mixta de ilita-esmectita, pirita, jarosita, melanterita, gesso, rutilo e calcita, enquanto os minerais minoritários incluem barita, hematita, siderita, esfalerita e goethita. Galena, magnetita, zircão, e muitas outras espécies também podem ocorrer como minerais acessórios. Pirita e jarosita são relativamente abundantes em alguns casos, tornando-se cerca de 4% a 5% da matéria mineral. Assim com a jarosita, a melanterita e o gesso, provavelmente são formados pela complexa interação de produtos da oxidação de sulfetos de ferro e argilominerais, além de componentes de carbonatados, iniciado a partir da exposição e armazenagem do material em estudo. Tal exposição à atmosfera, promove a oxidação de sulfeto que em contato com outro minerais libera quande quantidade de substanciais de sulfato, bem como de Ca2+, K+ , Mg2+, Cl- , e Al3+. A maior parte dos poluentes nas amostras CCRs exibe uma solubilidade dependente do pH, sendo imobilizado em amostras quase neutras, mas móvel, em condições de baixo pH. Os resultados destacam as complexas interações entre os componentes da matéria mineral do CCRs durante o armazenamento, e o potencial para a liberação de elementos perigosos, em associação com a exposição e armazenamento de longo prazo de tais materiais.