Rejeitos - Tailings

Um panorama de Broken Hill , New South Wales , apoiado por depósitos de estéril e rejeitos da linha de filão


Rejeitos são os materiais que sobram após o processo de separação da fração valiosa da fração não econômica ( ganga ) de um minério . Rejeitos são distintos de sobrecarga , que é a resíduos de rocha ou outro material que se sobrepõe uma formação mineral e é deslocado durante a mineração sem ser processado.

A extração de minerais do minério pode ser feita de duas maneiras: mineração de placer , que usa água e gravidade para concentrar os valiosos minerais, ou mineração de rocha dura , que pulveriza a rocha que contém o minério e depois depende de reações químicas para concentrar o procurado material. No último, a extração de minerais do minério requer cominuição , ou seja, moer o minério em partículas finas para facilitar a extração do (s) elemento (s) alvo. Por causa dessa cominuição, os rejeitos consistem em uma pasta de partículas finas, variando do tamanho de um grão de areia a alguns micrômetros. Os rejeitos da mina são normalmente produzidos na fábrica na forma de lama , que é uma mistura de finas partículas minerais e água.

Rejeitos, especialmente rejeitos armazenados na água por barragens de rejeitos em lagoas, podem ser fontes perigosas de produtos químicos tóxicos, como metais pesados, sulfetos e conteúdo radioativo. Essas lagoas também são vulneráveis ​​a grandes rompimentos ou vazamentos das barragens, causando desastres ambientais . Por causa dessas e outras preocupações ambientais, como vazamento de lençóis freáticos , emissões tóxicas ou morte de pássaros, as pilhas de rejeitos e lagoas costumam estar sob escrutínio regulatório. Existem diversos métodos de recuperação do valor econômico, contendo ou de outra forma mitigando os impactos dos rejeitos. No entanto, internacionalmente, essas práticas são ruins, às vezes violando os direitos humanos, e o primeiro padrão no nível das Nações Unidas para a gestão de rejeitos foi estabelecido para mitigar esses riscos em 2020.

Terminologia

Rejeitos também são chamados mina lixeiras , lixeiras colmo , limos , caudas , lixo , resíduos de lixiviação , slickens , ou terra de cone (terrikon) .

Exemplos

Minerais de sulfeto

O efluente do rejeito da mineração de minerais sulfídicos tem sido descrito como "o maior passivo ambiental da indústria de mineração". Esses rejeitos contêm grandes quantidades de pirita (FeS 2 ) e sulfeto de ferro (II) (FeS), que são rejeitados dos procurados minérios de cobre e níquel, bem como do carvão. Embora inofensivos no subsolo, esses minerais são reativos com o ar na presença de microrganismos, que, se não gerenciados adequadamente, levam à drenagem ácida da mina .

Menino amarelo em um riacho recebendo drenagem ácida de mina da mineração de carvão de superfície

Mineração de rocha fosfática

Pilha de fosfogesso localizada perto de Fort Meade, Flórida . Eles contêm os subprodutos residuais da indústria de fertilizantes fosfatados.

Estima-se que entre 100 milhões e 280 milhões de toneladas de resíduos de gesso fosfatado sejam produzidas anualmente como consequência do processamento de rocha fosfática para a produção de fertilizantes fosfatados. Além de ser inútil e abundante, o fosfogesso é radioativo devido à presença de urânio e tório naturais e seus isótopos filhos.

Alumínio

O rejeito de bauxita é um resíduo gerado na produção industrial de alumínio . A provisão para os cerca de 77 milhões de toneladas produzidas anualmente é um dos problemas mais significativos para a indústria de mineração de alumínio .

Lama vermelha

Lama vermelha perto de Stade ( Alemanha )
Bauxita , um minério de alumínio ( departamento de Hérault , França ). A cor avermelhada deve-se aos óxidos de ferro que constituem a maior parte da lama vermelha.

A lama vermelha , formalmente denominada resíduo de bauxita, é um resíduo industrial gerado durante o processamento da bauxita em alumina usando o processo Bayer . É composto por vários compostos óxidos , entre eles os óxidos de ferro que lhe dão a cor vermelha. Mais de 95% da alumina produzida globalmente é por meio do processo Bayer; para cada tonelada de alumina produzida, aproximadamente 1 a 1,5 toneladas de lama vermelha também são produzidas. A produção anual de alumina em 2020 foi de mais de 133 milhões de toneladas, resultando na geração de mais de 175 milhões de toneladas de lama vermelha.

Devido a esse alto nível de produção e a alta alcalinidade do material , ele pode representar um risco ambiental significativo e um problema de armazenamento. Como resultado, um esforço significativo está sendo investido na busca de melhores métodos para lidar com isso, como a valorização de resíduos , a fim de criar materiais úteis para cimento e concreto .

Menos comumente, esse material também é conhecido como rejeito de bauxita, lodo vermelho ou resíduos de refinaria de alumina.

Carvão

Resíduos de carvão na Pensilvânia

Rejeito de carvão (também descrito como resíduo de carvão, rejeito de carvão, material residual, colmo, osso ou gota) é o material que sobra da mineração de carvão, geralmente como pilhas de rejeitos ou depósitos de entulho . Para cada tonelada de carvão mineral gerada pela mineração, restam 400 quilos de resíduos, o que inclui parte do carvão perdido parcialmente recuperável economicamente. O refugo de carvão é diferente dos subprodutos da queima do carvão, como as cinzas volantes .

Pedras de entulho de carvão
Pilhas de resíduos de carvão podem ter consequências ambientais negativas significativas, incluindo a lixiviação de resíduos de ferro, manganês e alumínio para os cursos de água e drenagem ácida de minas . O escoamento pode criar contaminação de águas superficiais e subterrâneas. Como a maioria dos resíduos de carvão contém componentes tóxicos, não é fácil recuperá-los com o replantio de plantas como gramíneas de praia.

Economia

As primeiras operações de mineração muitas vezes não tomavam medidas adequadas para tornar as áreas de rejeitos ambientalmente seguras após o fechamento. As minas modernas, especialmente aquelas em jurisdições com regulamentações de mineração bem desenvolvidas e aquelas operadas por empresas de mineração responsáveis , muitas vezes incluem a reabilitação e o fechamento adequado de áreas de rejeitos em seus custos e atividades. Por exemplo, a Província de Quebec , Canadá , exige não apenas a apresentação de um plano de fechamento antes do início da atividade de mineração, mas também o depósito de uma garantia financeira igual a 100% dos custos estimados de reabilitação. Barragens de rejeitos costumam ser o passivo ambiental mais significativo para um projeto de mineração.

Os rejeitos da mina podem ter valor econômico no sequestro de carbono devido à grande área de superfície exposta dos minerais.

Preocupações ambientais

A fração de rejeitos para o minério pode variar de 90-98% para alguns minérios de cobre a 20-50% dos outros minerais (menos valiosos). Os minerais e rochas rejeitados liberados através da mineração e processamento têm o potencial de danificar o meio ambiente ao liberar metais tóxicos (arsênio e mercúrio sendo os dois principais culpados), por drenagem ácida (geralmente por ação microbiana em minérios sulfetados) ou danificando a vida selvagem aquática que dependem de água limpa (versus suspensões).

As lagoas de rejeitos também podem ser uma fonte de drenagem ácida , levando à necessidade de monitoramento e tratamento permanente da água que passa pela barragem de rejeitos; o custo da limpeza da mina tem sido dez vezes maior do que as estimativas da indústria de mineração quando a drenagem ácida estava envolvida.

Desastres

O maior perigo das bacias de rejeitos é o rompimento da barragem, sendo o rompimento mais divulgado nos Estados Unidos o rompimento de uma barragem de polpa de carvão na inundação de West Virginia Buffalo Creek em 1972, que matou 125 pessoas; outros colapsos incluem o desastre ambiental Ok Tedi na Nova Guiné , que destruiu a pesca do rio Ok Tedi . Em média, em todo o mundo, há um grande acidente envolvendo uma barragem de rejeitos a cada ano.

Outros desastres causados ​​por rompimentos de barragens de rejeitos são o derramamento de cianeto de Baia Mare em 2000 e o acidente da planta de alumina em Ajka .

Direitos humanos

Os depósitos de rejeitos tendem a estar localizados em áreas rurais ou perto de comunidades marginalizadas, como comunidades indígenas . O Padrão Global da Indústria sobre Gerenciamento de Rejeitos recomenda um "processo de due diligence de direitos humanos para identificar e abordar aqueles que estão em maior risco devido a uma instalação de rejeitos ou sua falha potencial."

Métodos de armazenamento

Historicamente, os rejeitos eram descartados da maneira mais conveniente, como em água corrente a jusante ou em drenos . Por causa das preocupações com esses sedimentos na água e outros problemas, as bacias de rejeitos começaram a ser usadas. O desafio da sustentabilidade na gestão de rejeitos e estéril é descartar o material, de modo que seja inerte ou, se não, estável e contido, para minimizar as entradas de água e energia e a pegada superficial de resíduos e avançar para encontrar usos alternativos .

Represas e lagoas de rejeitos

Limitadas por represas (um represamento é uma barragem), essas barragens normalmente usam "materiais locais", incluindo os próprios rejeitos, e podem ser consideradas barragens de aterro . Tradicionalmente, a única opção para armazenamento de rejeitos era lidar com uma polpa de rejeitos. Essa lama é um fluxo diluído de sólidos de rejeitos dentro da água que foi enviada para a área de armazenamento de rejeitos. O projetista moderno de rejeitos tem uma variedade de produtos de rejeitos para escolher, dependendo de quanta água é removida da lama antes da descarga. A remoção de água não só pode criar um sistema de armazenamento melhor em alguns casos (por exemplo, empilhamento a seco, veja abaixo), mas também pode ajudar na recuperação de água, que é um grande problema, pois muitas minas estão em regiões áridas. Em uma descrição de 1994 de represas de rejeitos, entretanto, a US EPA declarou que os métodos de desidratação podem ser proibitivamente caros, exceto em circunstâncias especiais. O armazenamento subaquático de rejeitos também tem sido utilizado.

Lagoas de rejeitos são áreas de rejeitos de mineração onde o material rejeitado pela água é bombeado para uma lagoa para permitir a sedimentação (ou seja, separação) de sólidos da água. A lagoa geralmente é represada com uma barragem e é conhecida como represas de rejeitos ou barragens de rejeitos. Foi estimado em 2000 que havia cerca de 3.500 represas de rejeitos ativos no mundo. A água do reservatório é de algum benefício, pois minimiza o transporte de rejeitos finos pelo vento para áreas povoadas onde os produtos químicos tóxicos podem ser potencialmente perigosos para a saúde humana; no entanto, também é prejudicial ao meio ambiente. Lagoas de rejeitos são freqüentemente um tanto perigosas porque atraem animais selvagens, como aves aquáticas ou renas, pois parecem ser uma lagoa natural, mas podem ser altamente tóxicos e prejudiciais à saúde desses animais. Os tanques de rejeitos são usados ​​para armazenar os resíduos produzidos pela separação dos minerais das rochas ou a lama produzida na mineração de areias betuminosas. Os rejeitos às vezes são misturados com outros materiais, como a bentonita, para formar uma pasta mais espessa que retarda a liberação de água impactada para o meio ambiente.

Existem muitos subconjuntos diferentes desse método, incluindo represas em vales, diques em anel, represas em cava e fossas especialmente cavadas. O mais comum é a lagoa do vale, que aproveita a depressão topográfica natural do solo. Grandes barragens de terra podem ser construídas e preenchidas com os rejeitos. Minas a céu aberto esgotadas podem ser recarregadas com rejeitos. Em todos os casos, deve-se levar em consideração a contaminação do lençol freático subjacente, entre outras questões. A desidratação é uma parte importante do armazenamento do tanque, pois os rejeitos são adicionados às instalações de armazenamento e a água é removida - geralmente drenando para as estruturas de torres decantadoras. A água retirada pode ser reutilizada no ciclo de processamento. Uma vez que uma instalação de armazenamento é preenchida e concluída, a superfície pode ser coberta com solo superficial e a revegetação pode ser iniciada. No entanto, a menos que um método de cobertura não permeável seja usado, a água que se infiltra na instalação de armazenamento terá que ser continuamente bombeada para o futuro.

Rejeitos de pasta

Rejeitos de pasta são uma modificação dos métodos convencionais de disposição de rejeitos (armazenamento em lagoa). As lamas de rejeitos convencionais são compostas por um baixo percentual de sólidos e um conteúdo de água relativamente alto (normalmente variando de 20% a 60% de sólidos para a maioria das minerações de rocha dura) e quando depositadas na lagoa de rejeitos os sólidos e líquidos se separam. Em rejeitos de pasta, a porcentagem de sólidos na pasta de rejeitos é aumentada através do uso de espessantes de pasta para produzir um produto onde ocorre a separação mínima de água e sólidos e o material é depositado em uma área de armazenamento como uma pasta (com uma consistência semelhante a pasta de dentes). Os rejeitos da pasta têm a vantagem de que mais água é reciclada na planta de processamento e, portanto, o processo é mais eficiente em termos de água do que os rejeitos convencionais e há um menor potencial de infiltração. No entanto, o custo do espessamento é geralmente mais alto do que para rejeitos convencionais e os custos de bombeamento para a pasta também são normalmente mais altos do que para rejeitos convencionais, uma vez que bombas de deslocamento positivo são normalmente necessárias para transportar os rejeitos da planta de processamento para a área de armazenamento. Rejeitos de pasta são usados ​​em vários locais ao redor do mundo, incluindo Sunrise Dam na Austrália Ocidental e Bulyanhulu Gold Mine na Tanzânia.

Empilhamento a seco

Os rejeitos não precisam ser armazenados em lagoas ou enviados como lama para os oceanos, rios ou riachos. Há um uso crescente da prática de desidratação de rejeitos usando filtros a vácuo ou de pressão para que os rejeitos possam ser empilhados. Isso economiza água, o que potencialmente reduz os impactos no meio ambiente em termos de redução nas taxas de infiltração potenciais, espaço usado, deixa os rejeitos em um arranjo denso e estável e elimina o passivo de longo prazo que as lagoas deixam após o término da mineração. No entanto, embora haja méritos potenciais para secar rejeitos empilhados, esses sistemas costumam ter um custo proibitivo devido ao aumento do custo de capital para comprar e instalar os sistemas de filtro e o aumento nos custos operacionais (geralmente consumo de eletricidade e consumíveis associados, como tecido de filtro) de tais sistemas.

Armazenamento em trabalhos subterrâneos

Embora o descarte em fossos abertos esgotados seja geralmente uma operação simples, o descarte em vazios subterrâneos é mais complexo. Uma abordagem moderna comum é misturar uma determinada quantidade de rejeitos com agregado de resíduos e cimento, criando um produto que pode ser usado para preencher vazios subterrâneos e stopes . Um termo comum para isso é HDPF - High Density Paste Fill. HDPF é um método mais caro de eliminação de rejeitos do que o armazenamento em tanque, no entanto, tem muitos outros benefícios - não apenas ambientais, mas pode aumentar significativamente a estabilidade das escavações subterrâneas, fornecendo um meio para que o estresse do solo seja transmitido através dos vazios - em vez de ter que passar ao redor deles - o que pode causar eventos sísmicos induzidos pela mineração, como o sofrido anteriormente no desastre da mina Beaconsfield .

Rejeitos ribeirinhos

Normalmente denominado RTD - Disposição de Rejeitos Riverine. Na maioria dos ambientes, o que não é uma prática ambientalmente adequada, tem visto uma utilização significativa no passado, levando a danos ambientais espetaculares como os causados ​​pela Mount Lyell Mining and Railway Company na Tasmânia até o rio King , ou o envenenamento da mina Panguna na Ilha Bougainville , o que levou a uma agitação civil em grande escala na ilha e ao eventual fechamento permanente da mina.

Em 2005, apenas três minas operadas por empresas internacionais continuavam a usar o descarte do rio: a mina Ok Tedi , a mina Grasberg e a mina Porgera , todas na Nova Guiné. Este método é usado nestes casos devido à atividade sísmica e perigos de deslizamento de terra que tornam outros métodos de descarte impraticáveis ​​e perigosos.

Rejeitos submarinos

Normalmente referido como STD (Eliminação de Rejeitos Submarinos) ou DSTD (Eliminação de Rejeitos em Mar Profundo). Os rejeitos podem ser transportados por meio de um duto e, em seguida, despejados de modo a descer às profundezas. Praticamente, não é um método ideal, já que a proximidade com profundidades fora da prateleira é rara. Quando o STD é usado, a profundidade da descarga é frequentemente o que seria considerado raso, e danos extensos ao fundo do mar podem ocorrer devido à cobertura pelo produto de rejeitos. Também é fundamental controlar a densidade e a temperatura do produto de rejeito, para evitar que ele viaje por longas distâncias ou mesmo flutue até a superfície.

Este método é usado pela mina de ouro na Ilha Lihir ; o descarte de resíduos tem sido considerado pelos ambientalistas como altamente prejudicial, enquanto os proprietários afirmam que não é prejudicial.

Fitoestabilização

A fitostabilização é uma forma de fitorremediação que usa plantas hiperacumuladoras para estabilização e contenção de rejeitos a longo prazo, por meio do sequestro de poluentes no solo próximo às raízes. A presença da planta pode reduzir a erosão eólica, ou as raízes da planta podem prevenir a erosão hídrica, imobilizar metais por adsorção ou acumulação e fornecer uma zona ao redor das raízes onde os metais podem precipitar e estabilizar. Os poluentes tornam-se menos biodisponíveis e o gado, a vida selvagem e a exposição humana são reduzidos. Esta abordagem pode ser especialmente útil em ambientes secos, que estão sujeitos à dispersão do vento e da água.

Métodos diferentes

Esforços e pesquisas consideráveis ​​continuam a ser feitos para descobrir e refinar melhores métodos de disposição de rejeitos. A pesquisa na mina de ouro de Porgera está se concentrando no desenvolvimento de um método de combinação de produtos de rejeitos com resíduos de rocha grossa e lamas residuais para criar um produto que pode ser armazenado na superfície em depósitos de lixo de aparência genérica ou pilhas de estoque. Isso permitiria que o uso atual de descarte ribeirinho cessasse. Um trabalho considerável ainda precisa ser feito. No entanto, a co-disposição foi implementada com sucesso por vários designers, incluindo AMEC , por exemplo, a Elkview Mine em British Columbia.

Recuperação de lagoas por microbiologia

Durante a extração do óleo da areia oleosa, rejeitos consistindo de água, lodo, argilas e outros solventes também são criados. Este sólido se tornará rejeitos finos maduros por gravidade. Foght et al (1985) estimaram que existem 10 3 heterótrofos anaeróbios e 10 4 procariotos redutores de sulfato por mililitro na lagoa de rejeitos, com base nos métodos convencionais de número mais provável. Foght fez um experimento com duas bacias de rejeitos e uma análise das arquéias , bactérias e o gás liberado das bacias de rejeitos mostrou que eram metanógenos . À medida que a profundidade aumentava, os sinais de CH 4 liberados diminuíam.

Siddique (2006, 2007) afirma que os metanógenos na lagoa de rejeitos vivem e se reproduzem por degradação anaeróbia, que irá diminuir o peso molecular da nafta para hidrocarbonetos alifáticos , aromáticos, dióxido de carbono e metano. Essas arquéias e bactérias podem degradar a nafta, que era considerada resíduo durante o processo de refino do petróleo. Ambos os produtos degradados são úteis. Hidrocarbonetos alifáticos, aromáticos e metano podem ser usados ​​como combustível no dia a dia dos humanos. Em outras palavras, esses metanógenos melhoram o coeficiente de utilização. Além disso, esses metanógenos alteram a estrutura da lagoa de rejeitos e ajudam o efluxo de água dos poros a ser reutilizado para o processamento de areias betuminosas. Como as arquéias e as bactérias metabolizam e liberam bolhas nos rejeitos, a água dos poros pode atravessar o solo facilmente. Uma vez que aceleram a densificação de rejeitos finos maduros, as bacias de rejeitos são capazes de sedimentar os sólidos mais rapidamente para que os rejeitos possam ser recuperados mais cedo. Além disso, a água liberada dos rejeitos pode ser utilizada no procedimento de refino do petróleo. Reduzir a demanda de água também pode proteger o meio ambiente da seca.

Reprocessamento

À medida que as técnicas de mineração e o preço dos minerais melhoram, não é incomum que os rejeitos sejam reprocessados ​​usando novos métodos, ou mais completamente com métodos antigos, para recuperar minerais adicionais. Extensos depósitos de rejeitos de Kalgoorlie / Boulder no oeste da Austrália foram reprocessados ​​com lucro na década de 1990 pela KalTails Mining.

Uma máquina chamada PET4K Processing Plant tem sido usada em vários países nos últimos 20 anos para remediar rejeitos contaminados.

Política internacional

A ONU e as comunidades empresariais desenvolveram um padrão internacional para gestão de rejeitos em 2020 após a falha crítica do desastre da barragem de Brumadinho . O programa foi convocado pelo Programa das Nações Unidas para o Meio Ambiente (PNUMA), Conselho Internacional de Mineração e Metais (ICMM) e os Princípios para Investimento Responsável .

Veja também

Referências

links externos