Durante todo o perodo anterior ao desenvolvimento do processo de cianetao, a extraodo ouro envolveu, quase que exclusivamente, o uso da separao gravtica bem como deoperaes e de processos complementares a esta, tais como a cominuio, a classificaoe, posteriormente, a amalgamao. A utilizao destes baseava-se em trs importantescaractersticas do metal:(i) na sua elevada densidade (19,3 g/cm3 no estado puro), muito superior quelas de mineraisde ganga, como os silicatos, o que indica o uso de operaes de concentrao gravtica.(ii) na sua hidrofobicidade natural. A utilizao de sluices cobertos com l de carneiro jera utilizada no Mar Negro, em 1300 A.C. A presena de oleosidade na l contribuia paraa separao do ouro. Conjugava-se o elevado peso especfico com a hidrofobicidade dometal.(iii) na capacidade de ser incorporado ao mercrio. A descoberta de que o ouro podia ser"molhado" pelo mercrio data de 1000 A.C. Porm, a utilizao mais ampla do processode amalgamao somente ocorreu a partir do sculo XIV, na Europa Central (Shoemaker,1984; Marsden e House, 1992).

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No sculo XVI, quando as tcnicas de extrao de ouro foram trazidas at s Amricaspelos espanhis e portugueses, estas ainda se baseavam na separao gravtica seguidada amalgamao. E foi utilizando essas tcnicas que o Brasil chegou a ser responsvel porcerca de 60% da produo mundial, por volta de 1750 (Guimares, 1986; Santos, 1986). Odecrscimo da produo brasileira, na segunda metade do sculo XVIII, coincide com adescoberta de depsitos mais promissores em outras partes do mundo: Rssia, EstadosUnidos (Califrnia), Nova Zelndia e Austrlia. Em 1886, foram descobertas as primeirasreservas importantes na regio de Witwatersrand, na frica do Sul. Em apenas dois anos,esse pas tornou-se responsvel por 4% da produo mundial de ouro.

Porm, uma vez esgotados os minrios de mais fcil lavra e extrao, os mineradoresdepararam-se com as dificuldades de extrao de ouro fino e ouro associado a sulfetos,para os quais as tcnicas de separao gravtica e amalgamao no se mostravam toeficientes. Os processos envolvendo a utilizao do cloro, empregados de formacomplementar separao gravtica ou no tratamento de concentrados de sulfetos, eramonerosos e inadequados para a extrao direta a partir dos minrios. Ao final da ltimadcada do sculo XIX, alguns previam um fim prximo para a recente e exuberanteminerao de ouro na frica do Sul (Shoemaker, 1984; Marsden e House, 1992). Foinesse cenrio que surgiu o processo hidrometalrgico de cianetao.

Em 1887, trs escoceses, um qumico-metalrgico, John S. MacArthur, e dois irmosmdicos, Robert e William Forrest, obtiveram a patente inglesa nmero 14 174 relativa aouso de KCN para a dissoluo do ouro. E outra, em 1888, relativa utilizao do zincopara a recuperao do ouro.

As primeiras utilizaes comerciais do processo de cianetao ocorreram na mina deCrown, na Nova Zelndia, em 1889 e em Robinson Deep, em Witwatersrand, frica doSul, em 1890. A primeira unidade industrial nas Amricas, a Consolidated Mercur, entrouem operao em 1891, em Utah, Estados Unidos (Shoemaker, 1984; Fleming, 1992). Oimpacto do novo processo na produo mundial de ouro fica demonstrado pela elevaoda produo de ouro de uma mdia de 4,2 t/ano no perodo 1851-1900, para 14,6 t/ano noperodo 1901-1950 (Mullen, 1998).

A Figura 1 apresenta um fluxograma geral do processo de cianetao de minrios aurferos.O processo iniciado com a cominuio do minrio at uma granulometria adequada setapas seguintes. A concentrao em mesas estticas e vibratrias, jigues, concentradorestipo Knelson, dentre outros, utilizada para a remoo de gros de ouro livre. A etapa depr-oxidao inclui desde a agitao da polpa em pH alcalino (pr-aerao), visando apassivao de sulfetos solveis na cianetao, at a oxidao completa de sulfetos aurferos

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contendo ouro finamente disseminado, atravs da bio-oxidao, ustulao ou oxidao sobpresso. Exemplos desses tipos de minrios, denominados refratrios cianetaoconvencional, so encontrados na mina de So Bento, em Santa Brbara, MG, que utilizaa bio-oxidao seguida da oxidao cida sob presso, e na mina de Cuiab, da MineraoMorro Velho (MG), que utiliza a ustulao para a oxidao dos sulfetos.

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A lixiviao por cianeto em meio alcalino pode ser realizada em pilhas de estril ou derejeitos ("dump leaching"), em pilhas de minrio ("heap leaching"), em tanques estacionrios("vat leaching") ou em tanques com agitao.

A lixiviao em pilhas, devido aos baixos investimento e custos operacionais, pode serutilizada para o aproveitamento de minrios marginais ou rejeitos (Cristovici, 1986). A

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recuperao, nesses casos, relativamente baixa, os ciclos so longos e o consumo dereagentes elevado. A lixiviao em pilhas de minrio o principal mtodo de beneficiamentode minrios oxidados de ouro de baixo teor. Recuperaes da ordem de 50 a 85% podemser alcanadas (Menne, 1984, Potter, 1981; Shaw e Crowell, 1996). Para o tratamento deminrios argilosos, faz-se necessrio proceder aglomerao prvia do minrio, a fim dese obter uma percolao eficiente do agente lixiviante na pilha (Gorsky, 1992; Worstell,1987). Exemplos de utilizao da tcnica no Brasil incluem Fazenda Brasileiro (BA) eIgarap Bahia (PA), da Companhia Vale do Rio Doce, e um projeto mais recente, Amapari(AM) da AngloGold.

A lixiviao em tanques estacionrios ("vat leaching") apresenta resultados intermediriosentre a lixiviao em pilhas e a lixiviao em tanques agitados em termos de recuperaometalrgica alcanada, investimentos e custos operacionais envolvidos, sendo preteridaem relao tcnica de lixiviao em pilhas.

A lixiviao em tanques agitados muito utilizada para tratar minrios que requeremmoagem, com teores geralmente superiores a 2 gAu/t, que justifiquem o investimento e oscustos operacionais mais altos. Recuperaes superiores a 90% so, em geral, alcanadas(Ciminelli, 1995; Gomes, 1997; Gomes et alii, 1998; Granato, 1986; Dufresne et alii, 1994).

O ouro, metal nobre, ocorre geralmente na natureza no estado elementar, como decorrnciado seu carter inerte em meio aquoso aerado. A dissoluo do metal requer a combinaode um agente oxidante, como o oxignio, com agentes complexantes especficos, como oon cloro, tiouria, cianeto, capazes de estabilizar os ons auroso ou urico em soluo(Tabela I). O processo de cianetao baseia-se exatamente na capacidade do cianeto emformar complexo com o ouro e ilustrado atravs da reao global:

2Au(s) + 4CN- (aq) + 1/2 O2(g) + 2H+(aq) = 2 Au(CN)2 (aq) +H2O(l) (1)

A Tabela 1 mostra a grande estabilidade do complexo dicianoaurato em relao a outrosagentes complexantes. Os valores elevados das constantes b indicam que, no equilbrio, aconcentrao dos complexos muito superior concentrao dos reagentes. O conceitoaplicado prtica da cianetao implica em ser possvel manter o complexo dicianoauratoestvel em soluo mesmo em concentraes mnimas de cianeto livre, o que relevantetanto do ponto de vista de consumo de reagentes como do ponto de vista do tratamento doefluente. A concentrao de cianeto livre nos tanques de cianetao, situa-se geralmentena faixa de 0,5 a 2 g/L.

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Tabela 1

Constantes de Estabilidade dos Complexos de Au(I) (Nicol et alii, 1987)

1 representa a constante de equibrio para a seguinte reao decomplexao do metal: Au+ + nCm- = Au(C)

n

1-m;Tu representa tiouria, CS(NH2)2.

O cianeto utilizado na cianetao na forma de sais, como o cianeto de sdio, NaCN, depotssio, KCN, e de clcio, Ca(CN)2. Dentre estes, os dois primeiros so mais prontamentesolveis em gua, atravs da reao:

MCN(s) = M+(aq) + CN-(aq) (2)onde M Na ou K. A solubilidade do NaCN em gua, a 25oC, de 48 g/L, enquanto a doKCN de 50 g/L. O contedo correspondente de cianeto a partir da adio dos saisNaCN, KCN, e Ca(CN)2 de, respectivamente, 53,1%, 40% e 56,5% em peso (Weast eAstle, 1981).

O on cianeto, liberado atravs da dissoluo do sal, hidrolisa e forma o cido ciandrico:

CN-(aq) + H2O(l) = HCN(aq) + OH-(aq) (3)

A posterior dissociao do cido em ons H+ e CN- tem implicaes importantes na prtica dacianetao. O cido ciandrico apresenta uma elevada presso de vapor, o que favorece aformao do gs HCN. Por razes econmicas (perdas de reagente) e ambientais (toxicidadedo gs ciandrico ), a cianetao dever ser conduzida em condies em que a formao dessegs seja minimizada. O diagrama de distribuio de espcies para o sistema HCN/CN-, mostradona Figura 2, ilustra que, em pH 9,2 (pH = -log Ka), as concentraes das espcies dissociadae no dissociada so iguais. Em pH inferior a 9,2 a espcie HCN predomina, enquanto em pHsuperior a 9,2, a forma dissociada, CN-, prevalece. Na prtica industrial, o pH mantido emtorno de 10,5, sendo que o valor final depende das caractersticas do minrio.

Complexo log b1

Au(CN)2- 38Au(Tu)2+ 23,3Au(S2O3)23- 28,7Au (SCN)2- 17,1AuBr2- 12Au Cl2- 9

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O consumo total de cianeto depende, basicamente, da composio mineralgica do minrio,das condies de pH e do tempo de contato da polpa contendo o cianeto com a fraoslida. Pequena parte do cianeto efetivamente empregado na dissoluo do ouro. Amaior parte consumida (i) na complexao de ons metlicos como o ferro e cobre coma formao predominante de Fe(CN)6 e Cu(CN)3, respectivamente, (ii) na formao detiocianato e cianato ou (iii) na volatilizao (formao de HCN) (Leo et alii, 1998).

(1) O cianeto uma substncia letal ao homem, devido competio entre o on cianeto e o on frricopresente na metahemoglobina, veculo que transporta o oxignio necessrio ao metabolismo das clulasdos seres vivos. O gs ciandrico rapidamente letal em concentraes acima de 300 mg/L; tolervel por1/2 a 1h sem efeito imediato ou retardado na faixa de concentrao de 45-54 mg/L; o odor limite situa-se nafaixa de 2-5 mg/L. Para o ser humano, a dose letal por ingesto de cianeto, expresso como HCN, est nafaixa de 50 a 200 mg (1 a 4 mg/kg) (van Zyl, 1985).

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pKa = 9,21, a 25oC ( Smith e Martell, 1976).

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A busca de lixiviantes alternativos ao on cianeto tem sido bastante estudada, em vistadas restries ambientais e tambm, para atender a algumas situaes especiais. ANewmont Corp. avaliou a utilizao de tiossulfato de amnio (on cprico comocatalisador) para lixiviar minrios refratrios de ouro da mina de Carlin-USA. Arefratariedade causada pela combinao de ouro encapsulado em sulfetos e presenade matria carbonosa. O grande ganho da utilizao do tiossulfato reside na poucaafinidade do complexo ouro-tiossulfato pelo carvo ativado. Este fato permite a extraodo ouro de minrios contendo matria carbonosa ativa (Wan e Brierley, 1997). O processoproposto envolve a bio-oxidao dos sulfetos em pilhas, a neutralizao dos slidos,lixiviao com tiossulfato de amnio e cementao com cobre. Extraes da ordem de60% foram relatadas (pH aproximadamente 9).

Dificuldades na utilizao de reagentes alternativos ao cianeto incluem a menor estabilidadedo complexo formado (Tabela 1) e, principalmente, do prprio reagente, o que resulta emmaiores consumos e inviabiliza a utilizao em grande escala. A tiouria, por exemplo, mostra-se atraente no sentido da cintica mais rpida de lixiviao e no fato da reao ocorrer emmeio cido, portanto, particularmente atrativa para a lixiviao de minrios refratrios querequerem uma etapa cida de pr-oxidao. Entretanto, a tiouria decompe-se de umaforma relativamente rpida e irreversvel. Para estabilizar o complexo e favorecer o aumentoda taxa de reao torna-se necessria a utilizao de concentraes mais elevadas dereagentes e, como conseqncia, o reciclo dos mesmos (Caldeira e Ciminelli, 1993). Poroutro lado, o oxignio torna-se, nesses casos, pouco eficiente, devido a fatores cinticosrelacionados com a sua baixa solubilidade em meio aquoso (5-10 mg/L). Oxidantes maiscaros tornam-se necessrios (Fleming, 1992). Todos esses fatores explicam a manutenodo cianeto, nos ltimos 100 anos, como o reagente universal para a extrao do ouro.

A termodinmica dos sistemas metal-cianeto-gua ser discutida atravs de diagramasEh-pH. Estes ilustram a predominncia relativa dos diversos constituintes de um dadosistema, em meio aquoso, em funo das variveis Eh (V) e pH, controladas a partir daadio de oxidantes/redutores e cidos/bases, respectivamente. A discusso datermodinmica de diversos sistemas minerais utilizando diagramas Eh-pH apresentadapor Garrels e Christ (1961).

A Figura 3 apresenta o diagrama Eh-pH para o sistema CN-H2O. Neste, como nosdemais diagramas mostrados neste captulo, sobrepe-se o campo de estabilidade da gua,delimitado pelo equilbrio O2/ H2O (limite superior) e H2O /H2 (limite inferior):O2(g) + 4H+(aq) + 4e- = 2H2O(l) (4)

2H2O(l) + 2e- = H2(g) + 2OH-(aq) (5)

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Reescrevendo a reao (5) para explicitar o H+:2H+(aq) + 2e- = H2(g) (6)As reaes (4) e (6) acima so representadas no diagrama atravs de linhas tracejadasobtidas a partir das equaes:

Eh(V) = 1,23 - 0,059pH, a 25oC e pO2 = 1 atm (7)

Eh(V) = - 0,059pH, a 25oC e pH2 = 1 atm (8)Acima da reta superior a gua decompor-se- em oxignio (oxidao) e abaixo da retainferior, em hidrognio (reduo).De uma forma mais genrica, as retas indicadas em um diagrama Eh-pH, representamsemi-reaes de reduo(2):a A+ b B + m H+ + n e- d D + c C (9)calculadas a partir da equao de Nernst:

Eh = Eh - (0,059/n). log ({D}d{C}c)/({A}a{B}b) - 0,059 ( m/n ) pH (10)A atividade do on H+ separada das atividades dos outros reagentes e produtos visandoa obteno de uma equao onde o pH explicitado:

Eh = (Eh - c') -x pH = y- x pH (11)A eq.(11) define uma reta em um grfico Eh-pH. Observa-se que "y" o intercepto empH = 0 e "x" a inclinao da reta. Dois casos limites merecem destaque. O primeiro,quando a reao no envolve H+ (m= 0), a reta resultante ser uma horizontal:Eh = Eh - c' = y (12)O segundo ocorre quando a reao no envolve eletrons, por exemplo, a reao de dissociao:

HCN(aq) = H+(aq) + CN-(aq) (13)Neste caso n=0 e a equao de Nernst no pode ser utilizada. O equilbrio HCN/CN- ,independe do Eh e, portanto, aparecer no diagrama Eh-pH como uma reta vertical,determinada a partir das equaes:

K = {H+}-m ({D}d{C}c)/({A}a{B}b )= {H+}-m K' = e-DG/RT (14)

-DG /RT = 2,3 ( -m log {H+} + log K') (15)

pH = (1/m) [-DG /(2,3. RT) - log K'] (16)A aplicao da equao (16) prev o H+ como reagente. Todas as retas que aparecem emum diagrama Eh-pH enquadram-se nos tipos descritos pelas eqs. (11), (12) ou (16),indicando reaes que dependem do Eh e pH, apenas do Eh, ou do pH, respectivamente.

(2) importante salientar que "m" pode assumir valores positivos ou negativos, indicando que ohidrognio aparecer como reagente ou produto da reao. J os eletrons devero estar sempre do ladoesquerdo, ou seja, a reao ser escrita na forma de reduo.

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A construo de diagramas Eh-pH hoje auxiliada por softwares disponveis no mercado.O processo envolve a identificao das espcies envolvidas com os correspondentes valoresde energia livre de formao, sendo que vrios pacotes j disponibilizam um grande bancode dados. De qualquer forma, muito importante a anlise crtica dos dados disponveis,buscando a confiabilidade e a consistncia dos mesmos. Ainda, o domnio da construo tambm fundamental para a verificao dos resultados obtidos, especialmente nos casosde diagramas mais complexos.

O diagrama Eh-pH do sistema CN-H2O apresentado na Figura 3 mostra que as regiesde predominncia do HCN e CN- situam-se fora do campo de estabilidade da gua ou bemprximas do limite inferior, indicando que essas espcies no so estveis em meio aquosoaerado, sendo espontaneamente (3) oxidadas a cianato pelo oxignio: 2CN-(aq) + 2H2O(l) = 2CNO-(aq) + 4e- + 4H+(aq) 17)

O2(g) + 4H+(aq) + 4e- = 2H2O(l) (4)

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(3) Reaes espontneas apresentam DE>O (ou DG

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A Figura 4 ilustra a grande rea de estabilidade do cianocomplexo de ouro, em toda afaixa de pH. Observa-se que a reao espontnea ocorre no sentido de formao dosprodutos compreendidos entre a retas O2/H2O e Au(CN)2-/Au: gua e Au(CN)2-. Amudana de inclinao na reta Au(CN)2-/Au decorre da dissociao do cido ciandrico.Em pH 9,1, o metal reage como on CN- para formar o complexo dicianoaurato, atravs de uma reao que independe do pH:

2Au + 4CN- = 2 Au(CN)2 + 2 e (19)A reao (19), no sentido da reduo, representada no diagrama Eh-pH atravs de umareta horizontal, determinada pela eq. (12).

A Figura 5 apresenta o diagrama Ag-CN-H2O. A semelhana entre os sistemas Au-CN-H2Oe Ag-CN-H2O fica demonstrada pela comparao das figuras 4 e 5. A prata difere do ouro, pelaformao do slido AgCN. De acordo com a Figura 5, esta fase slida no dever interferir coma extrao dos metais preciosos, uma vez que formada apenas em condies cidas. Oscomplexos Ag(CN)3 e Ag(CN)4 so formados em elevadas concentraes de cianeto e, portanto,fora das condies adotadas na construo do diagrama (Xue at alii, 1984).

Tratando-se da extrao de ouro, importante destacar que o metal um componentemenor diante dos demais constituintes do minrios: extrai-se alguns poucos gramas de Aupor cada tonelada de minrio tratado. E apesar das condies termodinmicas, altamentefavorveis cianetao do ouro, alguns minerais associados so tambm lixiviados.

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A Tabela 2 mostra as constantes de estabilidade de cianocomplexos metlicos. Complexosque apresentam constantes de equilbrio superiores quela do cianocomplexo de ouro soformados preferencialmente durante a cianetao. Dentre os complexos mostrados na tabela(II), apenas o Fe (III) e o Co(II) so mais estveis que o cianocomplexo de ouro. Metaisfreqentemente encontrados nos minrios de ouro, como Ag, Zn, Cu, Ni e Fe(II) tambmformam complexos bastante estveis. Entretanto, o consumo de cianeto causado pela formaodos cianocomplexos metlicos ser determinado pela solubilidade do mineral portador.

Os sulfetos so constituintes freqentes de minrios de ouro. A decomposio dos sulfetosdurante a cianetao cria duas fontes de contaminantes: os ctions metlicos e os compostoscontendo enxofre. O metal ir consumir cianeto em uma extenso determinada pela suaconcentrao em soluo e pela estabilidade do complexo (Yannopoulos, 1991). A dissoluodo enxofre gera uma srie de espcies, nas quais o elemento aparece com um nmero deoxidao variado: ons sulfeto, sulfito, tiossulfato, que finalmente sero oxidados a sulfato.Alguns desses compostos podem interferir diretamente com a reao de lixiviao do ouro(ons sulfetos podem ser adsorvidos no ouro ou mais provavelmente nos gros Au-Ag,causando passivao ou, ainda, reagir com o cianeto e o oxignio, tornando desfavorveisas condies para a dissoluo dos metais preciosos (Xue et alii, 1984, Ciminelli, 1987). ATabela 3 indica a solubilidade de alguns sulfetos freqentemente encontrados nos minriosde ouro. Alguns exemplos que merecem destaque so a pirrotita (Fe1-xS), a calcosita

Tabela 2Constantes de estabilidade de cianocomplexos metlicos (Marsden e House, 1992)

on Metlico Complexo log 1Zn2+ Zn(CN)4 19,6Ag+ Ag(CN)2 20,5Cu+ Cu(CN)3 21,6Ni2+ Ni(CN)4 30,2Fe2+ Fe(CN)6 35,4Au+ Au(CN)2 39,3Fe3+ Fe(CN)6 43,6Co3+ Co(CN)6 64,01 representa a constante de equilbrio para a seguinte reao

de complexao do metal: Mn+ + mCN- = M(CN)m.

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(Cu2S) e o cobre nativo. Esses minerais, que podem ocorrer no minrio em teores muitosuperiores ao teor de ouro (% vs. g/t), reagem com o cianeto, provocando um grande eindesejvel consumo do lixiviante.

Sulfetos e xidos de ferro esto presentes em praticamente todos os minrios aurferos. Apirita (FeS2) aparece como o mais comum dentre os sulfetos, seguida da arsenopirita(FeAsS) e da pirrotita (Fe1-xS). A marcassita (FeS2) e a pirrotita (Fe1-xS ) so os sulfetosde ferro mais reativos, enquanto a pirita e a arsenopirita so praticamente insolveis nacianetao. As regies de estabilidade dos cianocomplexos de ferro, Fe(CN)6, e Fe(CN)6,esto mostradas nas Figuras 6 e 7. Observa-se que o complexo de Fe(II) predomina nascondies usualmente utilizadas na cianetao: pH~10,5 e Eh~0V, enquanto o complexode Fe(III) est confinado a um estreito intervalo de pH e potenciais relativamente elevados.A formao dos cianocomplexos de ferro causa um considervel aumento do consumo decianeto, em decorrncia da elevada razo 6CN:1Fe dos complexos.

A dissoluo dos sulfetos gera tambm ons solveis (S2-), que iro consumir oxignio naoxidao at o estado estvel hexavalente na espcie sulfato. Alm disso, o on sulfeto

Tabela 3Solubilidade relativa de minerais sulfetados em soluo contendo cianeto

Mineral % dissolvida

calcocita (Cu2S)1 90,2bornita( FeS.2Cu2S.CuS)1 70,0cobre nativo1 90,0

calcopirita (CuFeS2)1 5,6pirrotita ( Fe1-xS)1 totalmente solvelarsenopirita (FeAsS)2 0,9pirita (FeS2)2 0,5ouro-pigmento(As2S3)3 73,0realgar (AsS)3 9,4estibinita(Sb2S3)3 21,0

1 0,1% NaCN, 24h a 23OC (Hedley e Tabachnick, 1958)

2 slidos 200+270 mesh Tyler, 0,05% NaCN, 10h, pH10,5 (Ciminelli, 1987)

3 slidos 200+325 mesh Tyler 0,05% NaCN, 6h, pH12,2 (Hedley e Tabachnick, 1958)

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reage com cianeto na presena de oxignio e forma tiocianato (Xue et alii, 1984). Asreaes de formao dos cianocomplexos de ferro e enxofre so indicadas abaixo:

FeS + 6CN- = Fe(CN)6 + S2- (20)

S2-+ CN- + 1/2O2 + H2O = SCN- + 2OH- (21)De forma a reduzir a dissoluo dos sulfetos solveis na etapa de cianetao prticausual a utilizao da aerao prvia e intensiva da polpa, seguida da cianetao em condiesde baixa alcalinidade. O objetivo, no caso, trabalhar em condies que favoream nosomente a formao de uma camada passivadora de xido de ferro nos sulfetos solveis(Figuras 6 e 7) mas, tambm, a oxidao do sulfeto a tiossulfato e, finalmente, a sulfato(equaes (22) e (23)).

As equaes de oxidao do on sulfeto a sulfato so indicadas abaixo:

2 S2- + 2O2 + H2O = S2O3 + 2OH- (22)

S2O3 + 2OH- + 2O2 = 2SO4 + H2O (23)

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A elevada solubilidade da pirita, prevista pela termodinmica (Figura 7), no confirmadapela prtica industrial. Considerando-se a freqente associao do ouro com este sulfeto,esta baixa solubilidade torna-se um dos fatores determinantes da seletividade da cianetao.A pirita caracteriza-se pelo maior potencial de repouso entre os sulfetos, uma propriedadeque geralmente atribuda formao de uma camada superficial passivadora, rica emoxignio. possvel que essa camada oxidada aja como um barreira natural oxidao dosulfeto. importante destacar que os xidos de Fe(III), como a hematita e a goethita, sotambm praticamente insolveis na cianetao, a despeito da extensa rea de estabilidadedos cianocomplexos de ferro prevista pelos diagramas Eh-pH (Figura 6). Fatores cinticos,associados reduo do Fe(III) a Fe(II) podem ser a razo deste comportamento.

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Arsenopirita (FeAsS), realgar (AsS) e ouro-pigmento (As2S3) so sulfetos de arsnio de

ocorrncia freqente nos minrios de ouro. O diagrama Eh-pH para o sistema Fe-S-As-CN-H2O indicado na Figura 8. O arseneto ferroso, FeAs2, muito estvel com relao ao Fe eAs, foi eliminado do sistema, de forma a evidenciar a presena da arsenopirita. Observa-seque, com a introduo do elemento As, a arsenopirita passa a ocupar a regio previamenteocupada pela pirrotita na Figura 7. A solubilidade de todos os minerais contendo ferroparece caracterizar-se pela forte afinidade entre os ons ferroso e cianeto. Portanto, a baixasolubilidade dos xidos de ferro, da pirita e da arsenopirita atribuda a fatores cinticos.

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As dificuldades geralmente encontradas na lixiviao de ouro associado pirita e arsenopirita so determinadas, principalmente, pela granulometria fina do ouro no mineralhospedeiro e no pela interferncia de compostos de arsnio e de enxofre solubilizados(Ciminelli, 1987). A presena de ouro encapsulado e na forma de gros muito finos exigiruma moagem fina ou mesmo uma etapa de oxidao sob presso, bio-oxidao ou ustulao,conforme indicado na Figura 1.

Na oxidao sob presso e na bio-oxidao, o arsnio descartado na forma de arsenatofrrico. A ustulao de minrios contendo arsenopirita conduzida em dois estgios: primeiro,

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a 450-650oC, para a remoo do arsnio na forma de trixido de arsnio gasoso e osegundo, a 650-750 oC, no qual a hematita e o dixido de enxofre so formados. O trixidode arsnio, resfriado e coletado na forma slida, dever ser disposto em valas preparadase monitoradas, devido s caractersticas de material altamente txico.

Realgar e ouro-pigmento so mais reativos que a arsenopirita (Tabela 3) e podem afetara extrao do ouro. Acredita-se que este efeito seja causado pelo consumo de reagentese, principalmente, pela adsoro dos produtos da dissoluo dos sulfetos, tais como os onssulfito (S2-) e tioarsenito (AsS3-) nos gros do metal (Hedley e Tabachnick, 1958). Asolubilidade, em meio aquoso aerado, de sulfetos de arsnio, como realgar e ouro-pigmento, indicada no diagrama Eh-pH mostrado na Figura 9.

Minrios de ouro contendo minerais de antimnio como a estibinita (Sb2S3) apresentamcomportamento muito semelhante queles contendo arsnio. Alguns produtos de oxidao,tais como tioantimonitos (SbS3 ) e tioantimoniatos (SbS4 ) podem formar pelculaspassivadoras sobre o ouro, causando uma reduo significativa da taxa de cianetao(Hedley e Tabachnick, 1958).

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Minerais de cobre so constituintes relativamente freqentes dos minrios de ouro. Vriosdesses minerais, dentre os quais a malaquita (CuCO3), a cuprita (Cu2O), a calcocita (Cu2S),a bornita (Cu5FeS4) e o cobre metlico so prontamente solveis em solues contendocianeto. Algumas excees so a crisocola (CuSiO3) e a calcopirita (CuFeS2), o menossolvel dentre todos (Hedley e Tabachnick, 1958). Nas condies tpicas da cianetao, oprincipal complexo formado Cu(CN)3 (Figura 10). A relao 3CN/1Cu indica a extensodo consumo de cianeto causado por pequenos teores de cobre solvel no minrio. Asespcies Cu(CN)2 e Cu(CN)4 tambm so formadas em uma faixa mais cida e maioresconcentraes de cianeto, respectivamente. O cobre passa por todos os estgios dotratamento do ouro, estando presente, at mesmo no "bullion". O limite entre as reasocupadas pela calcocita e o cianocomplexo (Figura 10) sugere a possibilidade de se lixiviaro sulfeto com cianeto (Ciminelli, 1987).

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De acordo com a literatura, o principal efeito do cobre na cianetao elevar o consumode cianeto. Nesses casos, uma razo mnima de CN/Cu igual a 4 recomendada. Quandoa concentrao de cobre solvel no minrio muito elevada, a viabilidade do projeto podeficar comprometida. Apesar do grande interesse despertado, principalmente, na ltimadcada, ainda no existe uma soluo universal para o tratamento de minrios de ouro-cobre. As abordagens propostas podem ser classificadas entre (i) aquelas que procuramminimizar o consumo de cianeto, por exemplo, atravs da remoo prvia do cobre viadissoluo seletiva (pr-lixiviao) ou da complexao/precipitao do metal (cianetaoamoniacal) e (ii) aquelas que envolvem a recuperao do cianeto consumido, como noprocesso AVR e suas variaes (Fleming, 1998, Leo et alli, 1998, Leo et alii, 2000).

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O mecanismo da reao de dissoluo do ouro por cianeto foi estudado por Elsner, em1846. Elsner verificou que o oxignio atmosfrico essencial para a dissoluo do ouro eprops a seguinte reao qumica (Fleming, 1992):4Au + 8NaCN + O2 + 2H2O = 4NaAu(CN)2 + 4NaOH (24)

Alguns anos depois, Bodlander sugeriu que a dissoluo do ouro ocorreria em duas etapas,com a formao de perxido de hidrognio como produto intermedirio:

2Au + 4NaCN + O2 + 2H2O = 2NaAu(CN)2 + 2NaOH + H2O2 (25)

2Au + 4NaCN + H2O2 = 2NaAu(CN)2 + 2NaOH (26)Observa-se que a equao (24) a soma das equaes (25) e (26).

A natureza eletroqumica da reao foi inicialmente sugerida por Kudryk e Kellog (1954),que tambm propuseram que a velocidade da reao controlada pela difuso do oxigniodissolvido ou do cianeto, dependendo das concentraes relativas destes (os autorespropuseram a razo limite [CN-]/[O2] = 8), at a superfcie do ouro. Habashi (1967) propeas seguintes reaes andica e catdica:

2Au + 4CN- = 2 Au(CN)2 + 2 e- (27)

O2 + 2H2O + 2e- = H2O2 + 2 OH- (28)

A Figura 11 ilustra o conceito do mecanismo de transferncia de eltrons atravs domecanismo eletroqumico. O on cianeto (CN-) e o oxignio (O2) difundem-se at a superfciedo ouro no interior da camada limite de Nernst, onde so adsorvidos, reagem com o metalformando o on perxido e o cianocomplexo auroso, que deixam a interface da reao,difundindo-se at a soluo.

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A superposio das curvas catdicas e andicas permite a previso da velocidade dareao global a partir da determinao da corrente da reao i : o intercepto das curvascatdicas e andicas obedece ao princpio de que os eletrons liberados pela reao andicadevero ser consumidos pela reao catdica. A velocidade da reao global (i nointercepto) cresce com o aumento da concentrao do cianeto at um ponto em que passaa ser controlada pela velocidade de difuso do oxignio (i4). Fleming (1992) sugere queessa concentrao limite de 2,5x 10-3 mol/L (ou cerca de 60 mg/L) de CN-, na ausnciade cianicidas, dentre os quais o ferro(II) e o cobre so os mais freqentes. Sendo umareao controlada por difuso, a agitao constitui-se em uma importante varivel.

Em condies de agitao vigorosa e de elevadas taxas de suprimento de oxignio, areao pode ser controlada pela reao qumica. Nesse caso, o processo torna-se maissensvel temperatura e presena de impurezas. Porm, as condies experimentaismantidas na prtica usual levam ao controle por difuso (Habashi, 1967).

A maior parte das pesquisas envolvendo a reao eletroqumica da dissoluo de ouro temsido desenvolvida em sistemas puros, utilizando-se disco de ouro ou eletrodo simples dometal (Cathro e Koch, 1963; Kirk et alii, 1978; Schaffer, 1994). Nestes sistemas, soidentificadas trs correntes andicas mximas na faixa de -0,4V e + 0,6V, indicando trszonas de passivao.

Nicol et alii (1987) discute a polarizao andica de eletrodos de ouro e seleciona, combase nos resultados dos diferentes trabalhos as regies em -0,4V, em 0,3 e em 0,6V. Oprimeiro pico, em -0,4V, estaria relacionado com a formao da espcie adsorvida AuCN,indicada pela etapa (a), abaixo, do mecanismo proposto por McArthur (1972): O segundopico, em 0,3V, estaria associado etapa (b), que envolve a oxidao do ouro com atransferncia de um eletron.

(a) Adsoro de cianeto na superfcie do ouro:Au + CN- (aq) =AuCN

ads (29) (b) Extrao eletroqumica de um eltron:AuCN

ads = Au(CN) ads + e (30) (c) Combinao do produto intermedirio adsorvido com outro on cianeto: Au(CN)

ads + CN- (aq) = Au(CN)2 (aq) (31)

Com relao ao pico em 0,6V existe uma concordncia geral de que este causado pelaformao de uma camada de xido na superfcie do ouro.

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O estudo da cintica de uma reao heterognea visa (i) a identificao das variveis queafetam a velocidade da reao, quantificando os efeitos dessas variveis atravs de umaexpresso da equao de velocidade e (ii) a identificao da(s) etapa(s) controladora(s)da reao, dessa forma contribuindo para a determinao do mecanismo da reao.Termodinamicamente muito favorecida, a dissoluo do ouro em solues cianetadas ficalimitada pela baixa velocidade da reao.

Alguns estudos da cintica de dissoluo de ouro puro em sistemas contendo cianeto soapresentados a seguir. Habashi (1967) prope uma equao de velocidade coerente como mecanismo de difuso do cianeto e do oxignio at a interface da reao. Seguindo omodelo clssico de difuso na fase fluida, a resistncia est confinada em uma camadaestagnada (camada limite de Nernst), adjacente ao slido, atravs da qual a transfernciade massa ocorre apenas por difuso molecular (o transporte ocorre atravs de um fluidoestacionrio ou em escoamento laminar). Considera-se tambm que a funo da variaoda concentrao ao longo da camada limite aproximadamente linear e a camada fluidaapresenta composio uniforme. Segundo Habashi, a velocidade da reao de dissoluodo ouro puro pode ser expressa pela equao:

v ( eq.g/s-1) = (2 A DCN- DO2 [CN-] [O2] ) / {d (DCN- [CN-] + 4DO2 [O2])} ( 36)onde: "A" a rea superficial do disco de ouro em contato com a fase aquosa (cm2), DCN- eDO2 so os coeficientes de difuso (cm2/s), [CN-] e [O2] so concentraes mdias (mol/cm3)e "d" a espessura da camada limite de Nernst (cm). Analisando-se a equao acimaobserva-se que, para baixas concentraes de cianeto (DCN- . [CN-]

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elevao da concentrao de oxignio dissolvido, com conseqentes ganhos de velocidadede reao e de reduo no consumo de cianeto.

Embora o trabalho de Habashi tenha o grande mrito de ter explicitado a fronteira entrecontrole por difuso de oxignio e cianeto, a aplicao prtica da equao dificultadapela necessidade de se estimar a rea superficial das partculas de ouro expostas no minrio,a espessura da camada limite de Nernst e os coeficientes de difuso.

A equao proposta por Brittain (1975) considera que medida que a reao de cianetaoprossegue e a concentrao de ouro no slido diminui, ocorre um aumento de resistncia dissoluo do metal, de acordo com a equao:

E = Eo (1 - a[Au]) (40)

onde: E a resistncia oferecida dissoluo, Eo a resistncia quando [Au] aproxima-se de zero, a uma constante e Au a concentrao de ouro no minrio. Por simplicidade,foi assumida uma relao linear entre o teor de ouro e a resistncia. Esta resistncia estrelacionada energia de ativao, segundo o autor, e pode ser incorporada equao deArrhenius (equao (41)):k = ko e -E/RT = ko e -Eo (1 - a[Au])/RT (41)onde: k a constante de velocidade, R a constante dos gases (8,314 J/mol.K = 1,987 cal/mol.K), ko a constante de Arrhenius (fator de frequncia) e T a temperatura em Kelvin.Entretanto, a aplicao desta equao complexa dada necessidade de se quantificar a.

Alguns modelos matemticos foram desenvolvidos com base em mtodos estatsticos. Noestudo de Splaine et alli (1982) vrias fraes de minrio foram separadas por tamanho,com base na disponibilidade do metal para a lixiviao (forma de exposio ao agentelixiviante), e submetidas cianetao. Assumiu-se que a distribuio dos gros de ouropode ser estimada atravs da integrao mltipla de funes de probabilidades. Este estudofoi aplicado a 13 minrios da frica do Sul e seis deles apresentaram a relao entretamanho da partcula exposta e extrao com significncia estatstica. No caso de minriosexibindo caractersticas de porosidade considerveis, provavelmente, o modelo probabilsticodesenvolvido no deve apresentar resultados satisfatrios.

Uma equao de velocidade de primeira ordem foi proposta por McLaughlin e Agar (1991):para descrever a velocidade de dissoluo de ouro em tanques agitados:

dC/dt = -k (C-CI) (42)onde C a concentrao de ouro (g/t) no slido no tempo t (horas), k a constante de velocidade(h-1) e CI a concentrao de ouro (g/t) no resduo de lixiviao a um tempo teoricamente infinito.Aps a integrao da equao, com os limites de C=Co em t=0 e C=C em t=t , obtm-se:

E = 100(Co - C)/Co = Ei (1 - e-kt ) 43)

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onde E a extrao (%) de ouro no tempo t (horas), Ei a extrao mxima de ouro e k a constante de velocidade (h-1). Ensaios de cianetao com trs diferentes minrios deouro em escala de laboratrio resultaram em erro mdio inferior a 3% com a aplicao daequao de primeira ordem, comparada com os dados experimentais.

Com base em estudos de cintica de dissoluo de ouro por cianeto com diversos minrios,Liu e Yen (1995-1) concluram que o ajuste dos dados cinticos equao de primeiraordem proposta por McLaughlin e Agar no era satisfatrio, uma vez que a velocidade deextrao de ouro depende da granulometria e da composio mineralgica do minrio,alm das concentraes de cianeto e oxignio. A equao (43), proposta por McLaughline Agar (1991) foi, ento, modificada para se obter melhor ajuste dos dados experimentaisao modelo; o erro mdio determinado foi de 1%.

E = Ei (1 - ge-kt ), (44)onde E a extrao de ouro (%) no tempo t (horas), Ei a extrao mxima de ouro (%)e k e g so constantes. As constantes Ei, k e g so determinadas atravs de algoritmo.Com base nos dados experimentais de E observado e t estima-se Ei, k e g . Estes valoresso substitudos na equao (44) e obtm-se o E calculado. O processo iterativo continuaat que a soma quadrtica do erro ((E

observado - E calculado)2) seja mnima. A constante g muito sensvel s concentraes de cianeto e oxignio. medida que os nveis de cianetoe oxignio aumentam, o valor de g decresce (Liu e Yen, 1995-1). Quando g =1, a equao(44) idntica equao (43). A equao (43) pode ser considerada, portanto, um casolimite da equao (44).

A cianetao de diversos minrios da frica do Sul foi estudada por Nicol et alii (1984),que props uma equao de segunda ordem para a dissoluo de ouro por cianeto:

-d[Au]/dt = k ([Au] - [Au]e)2 (45)

onde: k a constante de velocidade e [Au]e a concentrao de ouro no minrio aps umtempo teoricamente infinito. Os valores de k e [Au]e foram determinados por regressono linear da equao (45), aps integrao. O erro no foi determinado quantitativamente,mas o ajuste aos dados experimentais parece ser adequado.

A equao cintica de dissoluo do ouro no circuito de cianetao da usina de FazendaBrasileiro- BA foi determinada a partir de aproximadamente 8000 dados de turno da operaoindustrial da lixiviao em tanques. As curvas cinticas de teor de ouro no minrio em cadatanque em funo do tempo de residncia no circuito foram construdas. A aplicao dosmtodos diferencial e integral (Levenspiel, 1972) para a determinao da equao develocidade mostrou que a cianetao pode ser descrita por uma reao de primeira ordemem relao ao teor de ouro no slido. Coeficientes de determinao (R2) prximos de 0,9foram obtidos, indicando um ajuste adequado dos dados experimentais (industriais) equaode velocidade de primeira ordem (Gomes, 1997: Gomes et alii, 1998).

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So muitas as variveis envolvidas no processo de cianetao. O perfeito entendimento decada uma dessas variveis e de sua relao com as demais fundamental para umgerenciamento efetivo da operao de lixiviao visando a mxima extrao possvel (Gomes,1999-2; Gomes, 2000). Alm das concentraes de cianeto e de oxignio, a reao dependedo pH, da rea do gro de ouro acessvel aos reagentes, da concentrao de slidos na polpa,da agitao, do tempo de residncia e da temperatura. A eficincia da lixiviao deve serentendida como o resultado do processo interativo de controle destas variveis.

Tratando-se de uma reao heterognea, a rea do gro de ouro exposta torna-se umavarivel importante a ser considerada. Segundo Fleming (1992), sob condies de taxa dereao controlada por difuso (soluo saturada com ar) o ouro ir dissolver a uma velocidadede 3,25 mg/cm2. Portanto, uma partcula com 0,044 mm de dimetro levar 13 horas para sedissolver; particulas com 0,150 mm levaro 40 horas. Gros maiores que 0,074 mm so, emgeral, separados por densidade, antes da etapa de cianetao. Gros entre 0,045 e 0,074 mmiro requerer um tempo de residncia total na cianetao que varia, normalmente, entre 30 e48 horas. Formas irregulares (no esfricas) e partculas de ouro parcialmente expostasrequerem tempos de residncia maiores. A presena de gros de ouro de tamanho grosseiropode levar a abaixamentos significativos da recuperao do metal.

Conforme j demonstrado, a velocidade da reao de lixiviao cresce com o aumento daconcentrao do cianeto at um ponto em que passa a ser controlada pela difuso dooxignio. A concentrao tima de cianeto livre vai depender da mineralogia do minrio edever ser determinada em cada caso. Nveis comumente utilizados so 0,05-0,2% deNaCN. Recomenda-se o uso de baixas concentraes de cianeto na lixiviao de minriosde ouro devido aos menores custos operacionais envolvidos, tanto de processo como detratamento de efluente. Conforme demonstrao anterior, uma razo tima entre asconcentraes de cianeto e de oxignio igual a aproximadamente 6 dever ser mantida deforma a se atingir nveis mximos de taxa de dissoluo.

Pelas razes j mencionadas, na prtica industrial da cianetao a reao de dissoluo doouro geralmente controlada pela difuso de oxignio na polpa (Kondos et alii, 1995; Liue Yen, 1995-2). Como conseqncia, alguns fatores passam a exercer um papel determinantena velocidade da reao: (i) a concentrao de oxignio em soluo - funo principalmenteda presso parcial do oxignio e da temperatura. (ii) a transferncia do oxignio at ainterface da reao - depende do sistema de disperso e da reologia da polpa; (iii) aexistncia de reaes paralelas, consumidoras de reagentes, envolvendo outros constituintesdo minrio. O ar comumente utilizado como fonte de oxignio na lixiviao de minriosde ouro devido a sua disponibilidade, baixo preo e menor agressividade quando comparadoa outros oxidantes qumicos (oxignio puro, H2O2, Na2O2, CaO2, KMnO4, Cl2, Br2 ) (Haque,1992; Loroesch, 1990; Nugent, 1990).

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Existe uma relao de dependncia entre a concentrao de cianeto livre em soluo e opH da polpa. Valores de pH acima de 9,2 devem ser mantidos durante todo o tempo decianetao com o objetivo de se evitar a formao de gs ciandrico (HCN).Acompanhamento do pH tanque a tanque e correo, caso seja necessrio, deve serrotina para circuitos de lixiviao de minrios sulfetados. A dissoluo dos sulfetos diminuia alcalinidade da polpa devido formao de ons sulfato. A maioria das usinas operaentre pH 10,5 e 12 (Power e Ritchie, 1983).

A agitao eficiente favorece a difuso dos reagentes cianeto e oxignio dissolvido at ainterface de reao, pois diminui a espessura da camada limite.

Quanto mais diluda a polpa, mais favorecido o contato entre o ouro e o agente lixiviante(cianeto) e maior a taxa de solubilizao do metal. O inconveniente de se trabalhar compolpas diludas a necessidade de tubulaes de dimetro maior, tanques de agitao,bombas, filtros e clarificadores maiores. Em geral, a concentrao de slidos em polpas aserem cianetadas varia de 45 a 52%, em peso.

A velocidade de cianetao de ouro aumenta com o aumento de temperatura at 85oC.Acima desta temperatura , a taxa de cianetao de ouro diminui devido ao decrscimo dasolubilidade do oxignio (2 a 3 mg/L gua a 85 oC), aumento da reatividade qumica deminerais de ganga (Fe, Cu, As, Sb, Zn, S, Hg, etc.) e decomposio do cianeto (Liu e Yen,1995-1; Habashi, 1967).

A polpa deve permanecer em contato com a soluo de cianeto durante o tempo necessriopara que ocorra a solubilizao do ouro presente no minrio, assegurando o alcance darecuperao desejada. O tempo de residncia est intimamente relacionado com outrasvariveis, tais como, as concentraes de reagentes, a eficincia da agitao, a concentraode slidos na polpa e o tamanho do gro de ouro exposto ao agente lixiviante. Emboradependente das caractersticas do minrio, os tempos de residncia utilizados na prticaesto geralmente na faixa de 30 a 48 h.

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A necessidade de se garantir a mxima extrao de ouro em circuitos de lixiviao torna-se bastante clara ao se atentar para o fato de que aproximadamente 50% dos custosoperacionais totais j foram realizados nas etapas anteriores de tratamento do minriocomo: cominuio, classificao, concentrao gravtica, espessamento, dentre outras (parao caso de minrios no refratrios de ouro) e que, qualquer perda de extrao de ouro nalixiviao significa a execuo de gastos no revertidos em resultados de produo e,consequentemente, reduo de receita. Para minrios refratrios (realizao de operaes

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de pr-tratamento oxidativo da polpa), assegurar a mxima extrao do ouro na etapa doprocesso de lixiviao aps a operao de uma srie de processos anteriores ainda maiscrtica, devido ao maior custo operacional envolvido na etapa de preparao do minrio.

A etapa de lixiviao do ouro extremamente importante, pois, alm de refletir diretamentena gerao de receita do empreendimento, define parmetros, tais como a granulometriado produto da cominuio, a necessidade de tratamento pr-oxidativo e outros, para asdemais etapas do processo. Estas definies passam por uma avaliao das possveisalternativas de processo que resultem no alcance de uma recuperao metalrgicatecnicamente possvel e economicamente vivel.

O melhor resultado a ser obtido na lixiviao de minrios aurferos depende de diversosfatores que devem ser convenientemente estudados, avaliados e testados, tais comomineralogia, controle das variveis de processo, projeto do processo e aspectos econmicos(Figura 14).

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- Mineralogia: A forma de ocorrncia do ouro no minrio deve ser cuidadosamente estudadaatravs de caracterizao mineralgica (Kahn et alii, 1990; Gasparini, 1983; Henley, 1983;Henley, 1986) a fim de indicar as alternativas de processo mais adequadas ao tratamentodo minrio (Scheiner, 1987; Henley, 1975; Oosthuyzen et alii, 1994).O minrio aurfero deve ser avaliado em termos de:(a) identificao e quantificao dos minerais presentes;(b) influncia dos minerais de ganga sobre a recuperao do metal de interesse e o consumode reagentes;(c)custos operacionais envolvidos com o pr-tratamento do minrio, para o caso de minriosrefratrios;(d) definio da granulometria do minrio a ser tratado a fim de expor as partculas de ouroao agente lixiviante. Esta definio deve ser avaliada em termos econmicos, j que altos

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custos de moagem so requeridos medida que o minrio contenha proporo significativade ouro incluso em silicatos.

A influncia da mineralogia sobre o resultado de extrao do ouro , normalmente, definidana elaborao do projeto do processo de beneficiamento. Entretanto, ateno especialdeve ser dada representatividade das amostras utilizadas para a definio da rota deprocesso j que, no incio do projeto, as informaes so restritas e podem no representaras caractersticas do minrio ao longo da vida til da mina, especialmente no caso de minassubterrneas. Cabe ao engenheiro de processo o acompanhamento das caractersticasmineralgicas durante o perodo de operao do empreendimento, a verificao de possveisinfluncias sobre o processo de cianetao e a busca de alternativas econmicas para semanter nveis aceitveis de extrao e de consumo de reagentes.

Definio dos limites timos das variveis de processo e acompanhamento: A lixiviaoefetiva de minrios de ouro apresenta uma srie de variveis de processo correlacionadasque devem ser acompanhadas durante a operao de cianetao, de forma a propiciar aanlise de dados de processo e a tomada de aes rpidas, visando alcanar a mximaextrao possvel. O perfeito entendimento das variveis de processo do circuito decianetao de dado minrio e de seu interrelacionamento com as demais so requisitosbsicos para uma operao adequada da lixiviao.

Cada minrio possui caractersticas prprias que determinam os valores limites timospara as variveis de processo. Estes valores limites podem ser definidos atravs doestabelecimento de correlao matemtica satisfatria (coeficiente de determinao - R2prximo de 1) que relacione as principais variveis de processo mensurveis com o teor deouro no rejeito da lixiviao medidos em ensaios de laboratrio, piloto ou na operaoindustrial. Para se estabelecer esta correlao passa-se por um levantamento de dadosque pode ser de turno ou dia, cria-se uma matriz de n dados de x variveis independentes,tais como: teor de ouro que alimenta a lixiviao, densidade de polpa, concentrao deoxignio nos tanques de cianetao, concentrao de cianeto de sdio nos tanques decianetao, tempo de residncia da polpa no circuito, dentre outras, correlacionadas com oteor de ouro no rejeito. A correlao linear mltipla ou outra que fornea melhor ajuste dosdados experimentais funo matemtica obtida torna-se uma ferramenta utilizada notrabalho dirio, que permite prever o teor de ouro no rejeito, atravs da medida dos valoresdas variveis de processo envolvidas (Gomes, 1997 e Gomes et alii, 1998).

Esta correlao pode ser utilizada, e isto extremamente interessante, para se conheceras variveis que mais impactam o resultado de extrao de ouro no circuito de cianetaoatravs da aplicao do teste "t" de Student (Gomes, 1997; Gomes et alii, 1998). Estasvariveis mais importantes passam a ser crticas no acompanhamento da lixiviao. AFigura 15 mostra a metodologia para anlise de dados da lixiviao utilizando-se acorrelao matemtica.

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A influncia do pH sobre o consumo de cianeto de sdio bastante significativo. Deve-seacompanhar cuidadosamente o valor de pH da polpa cianetada para se manter a mximaconcentrao possvel de cianeto durante a lixiviao e minimizar o efeito prejudicial damaior dissoluo de impurezas em pH alto.

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Com relao s variveis concentrao de cianeto de sdio e concentrao de oxigniodissolvido na polpa, deve-se ter bastante claro que, na maioria das usinas, no incio dalixiviao, a concentrao de cianeto de sdio bastante alta (nos tanques de adio doagente lixiviante) e que, portanto, a velocidade de lixiviao depende primariamente daconcentrao de oxignio dissolvido. Isto explica e confirma os resultados de ensaiosrealizados por muitos pesquisadores mostrando o aumento da cintica inicial de lixiviaoe a reduo das perdas devido presena de ouro cianetvel no rejeito, quando so utilizadosoxignio puro e perxidos na cianetao (Haque, 1992; Marsden e House, 1992). medidaque a lixiviao se desenvolve nos tanques posteriores, a concentrao de cianeto de sdio

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diminui com o tempo, devido s perdas por decomposio (j que o on cianeto instveltermodinamicamente e apresenta tendncia degradao natural) e devido ao consumoprovocado pela presena de cianicidas na polpa. A velocidade de lixiviao nos tanquesposteriores ao tanque de adio de cianeto passa a ser controlada, ento, pela concentraodo agente lixiviante. Uma forma de se conseguir velocidades de extrao de ourosatisfatrias, nestes tanques, realizar a adio estagiada de cianeto em dois ou maistanques (Gomes et alii, 1998). Cada minrio deve ser estudado individualmente para queseja determinada a melhor forma de distribuio da soluo de cianeto de sdio nos tanques,de forma a maximizar a extrao. Atualmente, medidas "on-line" de pH, concentrao decianeto de sdio e oxignio dissolvido podem ser realizadas e a correo para os limitesdefinidos para se garantir a extrao muito rpida e efetiva. Muitas usinas esto operandocom estes medidores no mundo inteiro.

Uma forma bastante simples de se acompanhar o consumo de cianeto de sdio por cianicidas,em circuitos em que o minrio contm ferro e cobre como elementos presentes em mineraisde ganga reativos, envolve a determinao da concentrao desses elementos em amostrasdo circuito de cianetao por Espectrofotometria de Absoro Atmica. A presena dosmetais em soluo fornece uma indicao da presena de complexos solveis de cobre eferro. Em muitas usinas, um acompanhamento rotineiro da formao de cianicidas duranteo processo de cianetao realizado atravs da determinao qualitativa de ferrocianetoe sulfocianeto nas solues de sada da lixiviao.

Projeto do Processo: O projeto de um dado processo de beneficiamento de minrio aurferotem como objetivo principal "garantir um projeto de uma usina confivel, flexvel e simplesde operar e manter" (Nardi, 1996). A seleo de rotas de processo com maior probabilidadede sucesso tcnico e econmico para o empreendimento deve ser realizada com base emresultados de caracterizao mineralgica, ensaios tecnolgicos, desenvolvimento defluxogramas de processo, estudo de viabilidade econmica e desenvolvimentos tecnolgicos.O projeto do processo deve contemplar a existncia de flexibilidade operacional (obviamentedentro de limites econmicos que no resultem em investimentos desnecessrios) parapequenas variaes ao longo do tempo das caractersticas mineralgicas do minrio noprevistas no projeto e alteraes da forma de adio dos reagentes nos tanques. Todoprocesso hidrometalrgico passa por otimizaes durante o perodo de operao buscandomaximizar a extrao e reduzir os gastos com o consumo de reagentes (adio estagiadae controlada de cianeto de sdio, por exemplo).

Aspectos econmicos: Anlises detalhadas de rejeitos de cianetao de minrios de ourotm mostrado que a eficincia da lixiviao de muitas usinas de beneficiamento de ouropode ser melhorada significativamente. Os mtodos convencionais de caracterizaomineralgica no so capazes de quantificar as incluses e associaes do ouro devidoaos baixos teores envolvidos. Uma ferramenta analtica desenvolvida no "Anglo AmericanResearch Laboratory" permite examinar o comportamento de ouro em minrios ou em

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qualquer tipo de produto da usina e conhecida como Diagnstico de Lixiviao (Lorenzene Tumilty, 1992; Torres e Costa, 1995). A perda de ouro no rejeito que resulta diretamenteem ineficncia da lixiviao a presena de ouro ainda passvel de ser cianetado queacompanha o rejeito da usina. O ouro presente no rejeito na forma de incluso em sulfetos/xidos ou silicatos corresponde a uma parcela do ouro no disponvel para a extrao. Oacompanhamento do ouro cianetvel pode ser realizado de forma bastante simples nasusinas de beneficiamento. Basta amostrar a cada turno/dia o rejeito e recianet-lo emtambor rotativo por determinado tempo. O ouro extrado desta forma corresponde ao ouroque poderia ainda ter sido extrado durante o processo industrial. Neste caso, faz-senecessrio, a avaliao das condies operacionais a fim de minimizar a perda de ourocianetvel. A existncia de ouro ainda passvel de cianetao no rejeito resulta em reduoda produo do metal, reduo de receita e realizao de gastos nas etapas de preparaodo minrio no convertidos em resultado de produo.

Concluindo, o tringulo custo operacional de moagem (granulometria do minrio a serlixiviado), custo com reagentes na cianetao e recuperao metalrgica deve ser sempreavaliado em termos econmicos, a fim de se obter o melhor resultado operacional (receitagerada-custos envolvidos).

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