GABRIELLA CRISTINA DE FIGUEIREDO FREIRE

151 Pages·2012·4.78 MB·English

INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA
DO RIO GRANDE DO NORTE

GABRIELLA CRISTINA DE FIGUEIREDO FREIRE

BIOLIXIVIAÇÃO: UMA ROTA BIOTECNOLÓGICA PARA EXTRAÇÃO DA
SCHEELITA

NATAL–RN
2017
GABRIELLA CRISTINA DE FIGUEIREDO FREIRE

BIOLIXIVIAÇÃO: UMA ROTA BIOTECNOLÓGICA PARA EXTRAÇÃO DA
SCHEELITA

Dissertação apresentada ao Programa de Pós-
Graduação em Uso Sustentável de Recursos
Naturais (PPGUSRN), do Instituto Federal de
Educação, Ciência e Tecnologia do Rio Grande
do Norte, em cumprimento às exigências legais
como requisito parcial à obtenção do título de
Mestre em Ciências Ambientais, na linha de
Sustentabilidade e Gestão dos Recursos
Naturais.
Orientador: D.r Julio Cesar de Pontes

Natal-RN
2017
Freire, Gabriella Cristina de Figueiredo.

F862b Biolixiviação: Uma rota biotecnológica para extração da Scheelita /
Gabriella Cristina de Figueiredo Freire. – 2017.

147 f: il. color.

Dissertação (Mestrado Profissional em Uso Sustentável de Recursos
Naturais) – Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio

Grande do Norte, Natal, 2017.
Orientador(a): Prof. D.r Júlio Cesar de Pontes.

1. Tratamento de metais. 2. Biolixiviação. 3. Scheelita. 4.
Microrganismos. I. Pontes, Júlio Cesar de. II. Instituto Federal de

Educação, Ciência e Tecnologia do Rio Grande do Norte. III. Título.

CDU 622.7

Catalogação na Publicação elaborada pela Seção de Processamento Técnico da
Biblioteca Setorial Walfredo Brasil (BSWB) do IFRN.

Dedico esse trabalho a Deus,
Aos meus pais, Patrícia e Eugênio,
Às irmãs Bruna, Ana Beatriz e Mª Valentina.
AGRADECIMENTOS

A Deus pelo dom da vida, pela saúde, oportunidade, coragem e sabedoria que me
concedeu para conseguir concluir mais essa etapa pessoal e profissional.
À minha querida mãe, Patrícia Amorim, por todo amor, dedicação, cuidado, incentivo,
atenção, carinho e coragem que me transmitiu durante todos os dias de vida; o apoio para não
desistir dos meus sonhos, e pelo lindo exemplo de mulher que é em minha vida.
Ao meu pai Eugênio Pacheli, por seu amor, carinho, dedicação, e incentivo em todas as
minhas etapas de vida.
Às minhas irmãs Bruna, Ana Beatriz e Maria Valentina pela paciência, incentivo e
carinho de sempre.
A todos os meus familiares, tias, tios, primas e primos que estão sempre comigo
incentivando e me dando força.
Às minhas queridas Avó Ivoneide Amorim e a tia Veralice Amorim por pelo apoio
carinho, amor e paciência.
Ao orientador Profº Dr. Julio Cesar Pontes pelo apoio durante a longa e dificultosa
caminhada para concluir a dissertação.
Ao Profº José Yvan Pereira Leite pela oportunidade de aprendizado e contribuições
durante o desenvolvimento da pesquisa no Laboratório de Tecnologia Mineral do Instituto
Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio Grande do Norte - IFRN.
Aos companheiros bolsistas e ex-bolsistas do laboratório de Tecnologia Mineral do
IFRN, Arthemis, Bruno, Vitória, Daniel, Matheus e Sidney, por toda ajuda e companheirismo
durante o desenvolvimento da pesquisa.
Ao meu amigo e bolsista José Rodolpho por sua valiosíssima ajuda, amizade, incentivo
e companheirismo, bem como, por todo carinho e atenção que me foram dados para conseguir
concluir o meu trabalho no laboratório.
Ao Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio Grande do Norte
(IFRN), especialmente, ao Programa de Pós-graduação em Uso Sustentável de Recursos
Naturais (PPGUSRN) e todos os professores e funcionários, pela oportunidade de aprendizado
diário.
Ao Núcleo de Análises de Água e Esgoto (NAAE) por todo apoio laboratorial durante
as análises da água da mina Brejuí e das lixívias microbiológicas.
Aos funcionários e técnicos de laboratório do Instituto Federal do Rio Grande do Norte
– IFRN (Natal-Central), especialmente a Douglisnilson Morais (NAAE), Priscilla Azevedo
(NAAE), Mirlene Neyce (NAAE), Andrezza Oliveira (NAAE), Maxssuel Pedro (Lab.
Química) e Ângela Dias pelo apoio e aprendizado durante a execução das análises físico-
química e microbiológicas realizadas na pesquisa.
Aos professores Doutores do programa de Pós-graduação em Uso Sustentável de
Recursos Naturais (PPGUSRN): Valdenildo Pedro (ex-coordenador), Mário Taváres, Leci
Reis, André Calado, José Américo, Gerda Pinheiro, e Alexandre Magno da Rocha (externo),
pelos conhecimentos repassados durante esses dois anos de curso.
À Diretoria Acadêmica de Recursos Naturais-DIAREN do IFRN, na pessoa do Profº.
Dr. João Batista, pelo apoio e presteza em solucionar entraves administrativos durante o
andamento da pesquisa.
Aos amigos de graduação Danielle Maria, Luciene Keyla, Allane Freire, Milka Priscila,
Rômulo Rodrigo que sempre estão ao me lado me incentivando, apoiando com amizade sincera,
verdadeira, amorosa, e por não me deixarem desistir dos meus sonhos.
À amiga Danielle Maria pela valiosa e importantíssima orientação durante a execução
e conclusão dessa dissertação, sem ela não teria conseguido concluí-la. Muito obrigada pelo
carinho, atenção, orações e incentivos a cada dia de trabalho na reta final.
Ao amigo Manoel Alexandre Diniz por todo estímulo, conselhos, carinho e orações.
À amiga Elayze Thayze pelo carinho, mensagens de incentivo, e por sempre torcer pela
minha felicidade.
Aos colegas de curso, pelo companheirismo, contribuições, aprendizado e entusiasmo,
dentro e fora da instituição de ensino, em especial, à Valiene, Sylbenia Alves, Ana Valéria de
Medeiros, Andréia Nunes, Fausto Pereira e Robson Garcia.
Ao amigo Ozenildo Gil pelo importantíssimo incentivo durante o processo seletivo do
mestrado, pois sem a sua persistência talvez não estivesse com meu título hoje.
A todos aqueles que, direta e indiretamente, contribuíram para conclusão desse trabalho
e a obtenção desse título tão desejado e sonhado.
RESUMO

A lixiviação bacteriana, também conhecida por biolixiviação, vem sendo muito aplicada pela
indústria mínero-metalúrgica para tratar diversos minérios, bem como para recuperar metais e
rejeitos. Esta rota tecnológica pode ser uma alternativa ao processamento de rejeitos de
scheelita. O estudo em questão, teve como objetivo analisar o comportamento da aplicação da
biolixiviação da scheelita, a partir de amostras puras e de água proveniente de mina Brejuí,
localizadas em Currais Novos-RN. As amostras de scheelita foram submetidas aos ensaios de
biolixiviação em Erlenmeyer de 250 ml, submetidos a controle de tempo de contato e
temperatura, em uma incubadora Shaker. A agitação de 120 rpm foi mantida constante em todos
os ensaios, em 120 rpm. O comportamento da solubilização de scheelita foram analisadas em
soluções de água de mina com pH iniciais entre 2-5. O pH foi corrigido com solução de ácido
sulfúrico. As amostras foram filtradas, o material retido submetido a mufla em temperatura de
700ºC durante 50 minutos, e das lixívias filtradas foram coletadas amostras para análise
bacteriológica em placa de Petri, a fim de quantificar o crescimento bacteriano. Os resultados
mostram que existe crescimento da solubilização para tempo de contato estudado (96 h) para
todas as faixas de pH estudadas, bem como, o crescimento bacteriológico não foi estabilizado.
Foi obtido resultado da ordem de 12% de extração, no entanto, como não se identificou o
decrescimento dos microrganismos e as curvas de extração são crescentes é recomendável
elevar o tempo de contato visando maximizar os resultados da biolixiviação.
Palavras-Chave: Biolixiviação. Scheelita. Solubilização. Microrganismos.
ABSTRACT

Bacterial leaching, also known as bioleaching, has now been widely applied by the mineral-
metallurgical industry to treat various ores as well as to recover metals and tailings. This
technological route may be an alternative to the processing of scheelite tailings. The objective
of this study was to evaluate the application of a biotechnological route for the solubilization
of scheelite from pure samples and water from Brejuí mine located in Currais Novos-RN. The
Scheelite samples were submitted to the 250 ml Erlenmeyer bioleaching tests, subjected to
contact and temperature control in a Shaker incubator. Stirring was kept constant in all runs at
120 rpm. The behavior of the sheelite solubilization was analyzed in of mine water solution
with initial pH ranging between 2-5. The pH was corrected with sulfuric acid solution. The
leachates were filtered and the filter material subjected into a muffle at 700°C for 50 minutes.
The leached samples were collected for bacteriological analysis in Petri dish, to verify the
bacterial growth. The results show that there is a growth solubilization for the contact time
studied (120 h) for all pH ranges studied, as well as the bacteriological growth was not
stabilized. In this phase of the work, a 12% solubilization result was obtained. However, as the
microorganisms were not identified and the extraction curves were increasing, it is advisable
try to increase the contact time to maximize the leaching results.
Keywords: Biolixiviation. Scheelite. Solubilization. Microorganisms.
LISTA DE ILUSTRAÇÕES

Figura 1 - Mapa de localização geográfica do município de Currais Novos-RN............ 28
Figura 2 - Mecanismos de ação entre microrganismos e minérios, durante o processo
de biolixiviação de sulfetos minerais............................................................. 54
Figura 3 - Mapa de localização da área da Mina Brejuí. 63
Quadro 1 - Classificação das indústrias consumidoras de Scheelita e suas respectivas
aplicações...................................................................................................... 34
Quadro 2 - Evolução histórica da hidrometalurgia no mundo.......................................... 45
Quadro 3 - Características dos principais microrganismos biolixiviantes e seus
respectivos minérios de atuação.................................................................... 123
Quadro 4 - Parâmetros e características influenciadoras da biolixiviação em pilhas, e
na recuperação de metais............................................................................... 58
Quadro 5 - Parâmetros e técnicas utilizadas para análise físico-química da água da
mina............................................................................................................... 66
Quadro 6 - Parâmetro e técnica utilizada para análise bacteriológica da água da mina.... 66
Quadro 7 - Lista da sequência de retirada das amostras da incubadora em função do
tempo final de incubação............................................................................... 71
Quadro 8 - Fórmula do cálculo de quantificação das Unidades Formadoras de Colônias
(UFC/ml)....................................................................................................... 79
Quadro 9 - Resultados da análise físico-química da água da Mina Brejuí........................ 81
Quadro 10 - Resultado da análise bacteriológica da água da Mina Brejuí......................... 83
Fotografia 1 - Vista panorâmica da área da Mina Brejuí....................................................... 35
Fotografia 2 - Vista panorâmica da Mineração Tomaz Salustino, com detalhe para pilhas
de rejeitos existentes na propriedade.............................................................. 35
Fotografia 3 - Vista frontal da planta de beneficiamento da Mina Brejuí............................. 36
Fotografia 4 - Área de beneficiamento com detalhe para as mesas vibratórias
(concentradoras) da Mina Brejuí................................................................... 37
Fotografia 5 - Visão frontal para mesa concentradora vibratória em operação..................... 41
Fotografia 6 - Detalhe para uma das pilhas de rejeitos existentes na área da Mineração
Tomaz Salustino............................................................................................ 42