PROCESSO DE INTEGRAÇÃO DE PLANTAS HIDROMETALÚRGICAS PARA MINÉRIOS DE ZINCO SULFETADOS E SILICATADOS

Classificação IPC

Resumo técnico

"PROCESSO DE INTEGRAÇÃO DE PLANTAS HIDROMETALÚRGICAS PARA MINÉRIOS DE ZINCO SULFETADOS E SILICATADOS" . Essa invenção se refere a um processo de integração (junção) dos dois processos hidrometalúrgicos de obtenção de zinco atualmente existentes no mundo, aquele que se utiliza dos minérios silicatados e o outro, que se utiliza dos minérios sulfetados. Mais precisamente, é um processo de integração onde a hidrometalurgia do minério silicatado (willemita, calamina, smithsonita, etc...) é feita conjuntamente com a hidrometalurgia do minério sulfetado (blenda) e onde as etapas iniciais de cada hidrometalurgia como REPOLPAMENTO (110), TRATAMENTO DE MAGNÉSIO (120), PRÉ-LIXIVIAÇÃO (140), LIXIVIAÇÃO ÁCIDA (150) E CALCINAÇÃO (100), pelo lado do silicatado, e a USTULAÇÃO (200), pelo lado do sulfetado, podem ou devem ser mantidas. Convenientemente, esta invenção mostra como interagir no sentido de chegarmos a um só processo de LIXIVIAÇÃO, ponto no qual ocorre a integração das duas hidrometalurgias. A polpa (24) da Lixiviação Neutra (210), após ser submetida a uma fase de separação sólido-líquido (220), dá origem a uma solução de sulfato de zinco (25) que contém todo o zinco que foi possível extrair tanto do minério ou concentrado silicatado quanto do sulfetado. Essa solução (25) contendo todo o zinco extraído vai ser purificada em uma única PURIFICAÇÃO (290) e a solução assim purificada (38) vai para as cubas eletrolíticas (300) onde, por meio de corrente contínua, o zinco se deposita em placas metálicas (39), as quais, por sua vez, são enviadas para uma única FUNDIÇÃO (310) dando origem finalmente ao zinco e suas ligas (40). Essa integração pode ser feita de quatro modos diferentes. A primeira modalidade (ver figura 1) consiste em repolpar (110) o minério silicatado (2) com um líquido (1) produzindo assim uma polpa (3) que vai para o Tratamento de Magnésio (120) afim de se colocar o MgO solúvel dentro de parâmetros (MgO 20g/l) considerados bons para a eletrólise (300). A polpa (5) proveniente do tratamento de magnésio (120) é submetida a uma separação sólido-líquido (130) após a qual a parte sólida (7) segue para uma etapa de PRÉ-LIXIVIAÇÃO (140), cujo objetivo é o de dissociar quimicamente os carbonatos, sem colocar a sílica em solução, e o de minimizar os efeitos de matérias orgânicas (aminas). A polpa (8), após a Pré-Lixiviação (140), é enviada para uma etapa de Lixiviação Ácida do Silicatado (150), produzindo assim uma nova polpa (10), que por sua vez é enviada para uma segunda separação sólido-líquido (160). Essa segunda separação sólido-líquido (160) produz um líquido (11) e uma parte sólida (12), a qual é novamente submetida a uma terceira separação sólido-líquido (170). O sólido (14) resultante desta última vai para uma etapa de lavagem de resíduos (180), produzindo uma polpa (18), a qual, juntamente com a polpa (34) proveniente da lavagem de resíduos (270), é encaminhada para outra separação sólido-líquido (190). Esta, por sua vez, produz um sólido (36), que é descartado, e um líquido (35), que é enviado para uma etapa de tratamento posterior (280). Os líquidos (11) e (13) são encaminhados para a LIXIVIAÇÃO NEUTRA (210) e nesta etapa são misturados com o ustulado sulfetado (20) proveniente da USTULAÇÃO (200), com a solução exaurida (4) e com o MnO~ 2~ (21) provenientes da eletrólise (300), com o líquido (22) proveniente do tratamento Jarosita-Geotita-Paragoetita (250) e com o líquido (23) proveniente da Lixiviação-Ácida (230). A polpa (24) produzida na Lixiviação-Neutra (210) vai para uma separação sólido-líquido (220), ao fim da qual o líquido (25) vai para a PURIFICAÇÃO (290) e o sólido (26) vai para a LIXIVIAÇÃO-ÁCIDA (230), onde é então atacado por uma mistura de solução exaurida (4) e ácido sulfúrico concentrado (27). A polpa (28) da lixiviação-ácida (230) vai para uma separação sólido-líquido (240), ao término da qual o sólido (29) é descartado ou enviado para o Tratamento Jarosita-Goetita-Paragoetita (250), enquanto que o líquido (23) em parte retorna para a lixiviação-neutra (210) e em parte vai para o tratamento Jarosita-Goetita-Paragoetita (250) a fim de se eliminar os elementos As, Sb, Ge, Te, Se, etc, que são nocivos para a eletrólise (300). Tal eliminação se dá através precipitação de paragoetita ou de hidróxido férrico. Nesta etapa (250) se adiciona agente neutralizante (30) e amônia (31), produzindo assim uma polpa (32) que vai para uma separação sólido-líquido (260), ao fim da qual a parte sólida (33) é enviada para uma etapa de alvagem de resíduos (270), produzindo uma polpa (34) que, por sua vez, juntamente com a polpa (18), é submetida a uma separação sólido-líquido (190). A parte líquida (22) retorna para a Lixiviação Neutra (210) fechando o circuito de integração. Além disso, os líquidos (11) e (13) provenientes da Lixiviação Ácida do Silicatado (150) podem, se houver conveniência, serem adicionadas na Lixiviação Ácida (230) e no Tratamento de Jarosita-Goetita-Paragoetita (250), em partes que podem variar de 0 a 100%. Como mostrado na figura 1, há uma perfeita integração dos processos envolvendo os produtos líquidos (11) e (13) do silicatado com as etapas (210), (230) e (250) do sulfetado, além da reciclagem dos líquidos (23), (22), (21) e (4) e da integração de partes sólidas (14) e (33), seja através das lavagens de resíduos (180) e (270), seja também através do tratamento ou reciclagem da parte sólida (29). É por essa razão que denominamos o procedimento de "processo de integração de plantas hidrometalúrgicas para minérios de zinco sulfetados e silicatados". A segunda modalidade (ver figura 2) difere da primeira pelo fato de eliminarmos a Lixiviação Ácida do Silicatado (150),as separações sólido-líquido (160) e (170) e a etapa de Lavagem de Resíduos (180). Essa modalidade somente será bem sucedida caso de faça uma perfeita dissociação dos carbonatos, sem colocar a sílica em solução, e caso o efeito da saponificação, provocada por matérias orgânicas (aminas) seja muito reduzido. Nesta hipótese será necessário e conveniente colocar uma nova etapa de separação sólido-líquido após a separação sólido-líquido (220) para filtrar o líquido (25) e não permitir, desta feita, a passagem de qualquer partícula sólida para a etapa de purificação (290). A terceira modalidade (ver figura 3) introduz a CALCINAÇÃO (100) com o objetivo de eliminar completamente as matérias orgânicas e dissociar os carbonatos. Com isso se pode eliminar a etapa de PRÉ-LIXIVIAÇÃO (140). Nesta modalidade o calcinado (41), no total ou em boa parte, vai para o Tratamento de Magnésio (120), podendo também ir em menor parte para a Lixiviação Neutra (210), Lixiviação Ácida (230) e Tratamento Jarosita-Goetita-Paragoetita (250). O tratamento de Magnésio (120) produz uma polpa (5) que, após sofrer um processo de separação sólido-líquido (130), produz um líquido (6) - que, por sua vez, vai ser enviado para outro tratamento - e uma parte sólida (7) que vai para Lixiviação Neutra (210), Lixiviação Ácida (230) e tratamento Jarosita-Goetita-Paragoetita (250), em partes que podem variar de 0 a 100%. Finalmente podemos prever uma quarta modalidade (ver figura 4) no caso de, através de uma flotação eficiente, for possível obter um teor de MgO < 1,0% no concentrado silicatado. Neste caso a etapa de Tratamento de Magnésio (120) e a posterior etapa de separação sólido-líquido (130) podem ser eliminada e, do lado dos silicatados, somente haverá a CALCINAÇÃO (100), onde o calcinado silicatado (41) poderá ser juntado na Lixiviação Neutra (210), na Lixiviação Ácida (230) ou no Tratamento Jarosita-Goetita-Paragoetita (250). Eventualmente poderá ser feita a etapa de Pré-lixiviação (140), se não conseguirmos com a Calcinação (100) uma perfeita dissociação dos carbonatos. Atende-se ainda que, em caso de se fazer a Calcinação (100) (modalidades terceira e quarta), poderá ser conveniente fazer uma segunda separação sólido-líquido (normalmente em filtros) no líquido (25) resultante da etapa (220), evitando assim a passagem de qualquer partícula sólida para a subseqüente etapa da Purificação (290). A integração das plantas trará grande economia quando uma indústria de hidrometalurgia de zinco puder dispor de concentrados silicatados e sulfetados. Acrescente-se ainda que essa integração será otimizada se uma unidade de extração por solvente for instalada junto ao conjunto, uma vez que por meio dela poderá ser tratada toda parte residual, lamas de processo, águas de processo, cinzas de zinco, etc..., produzindo assim um aumento no rendimento de extração de zinco e uma maior conservação do meio ambiente.