Reprocessamento de rejeitos de chumbo-zinco para recuperação de chumbo e zinco

Mina de chumbo e zinco A. Bawdwin, Mianmar

A mina de chumbo e zinco de Bawdwin está localizada no Estado de Shan, no norte de Mianmar, e é a maior mina de chumbo e zinco do país, com uma longa história de produção. Do final do século XIX ao início do século XX, sua planta de processamento de minério sulfídico recuperava apenas concentrado de chumbo rico em prata, enquanto os rejeitos de flotação eram descartados diretamente em encostas e ravinas próximas. Ao longo de muitos anos de acúmulo, estima-se que aproximadamente 2 milhões de toneladas de rejeitos antigos tenham sido armazenados. Em 2007, o Instituto de Pesquisa Metalúrgica de Kunming foi contratado para realizar pesquisas sobre o processo de beneficiamento desses rejeitos antigos e ficou responsável pelo projeto, comissionamento no local e desempenho (em conformidade com as normas) da nova planta de processamento. O Instituto de Pesquisa Metalúrgica de Kunming concluiu os testes de laboratório em 2007, determinando um fluxo de processo e condições adequadas para implementação em Mianmar. O projeto da planta foi concluído no primeiro semestre de 2008, e uma nova planta de processamento com capacidade de 500 t/d foi construída até o final de 2009, apresentando excelente desempenho de beneficiamento.

Os resultados da análise química multielementar da amostra de rejeitos estão apresentados na Tabela 4-44, e os resultados da análise de fases do chumbo e do zinco na amostra estão apresentados na Tabela 4-45.

Tabela 4-44 Resultados da análise multielementar dos rejeitos (%)

Tabela 4-4 Resultados da análise de fases do chumbo e do zinco nos rejeitos (%)

Devido ao armazenamento prolongado nos topos das colinas, os rejeitos sofreram intemperismo e oxidação, especialmente com uma taxa de oxidação muito elevada do chumbo nos rejeitos. Portanto, foi adotado um processo de flotação para recuperar chumbo e zinco dos rejeitos. Considerando as condições reais de construção no norte de Mianmar, decidiu-se recuperar apenas os minerais de chumbo-zinco intermisturados como um concentrado de chumbo-zinco a granel para venda direta, enquanto os minerais de zinco restantes seriam recuperados como um concentrado de zinco qualificado. Assim, os principais produtos após o reprocessamento são o concentrado de chumbo-zinco a granel, o concentrado de sulfeto de zinco e o concentrado de óxido de chumbo.

Por meio de pesquisas experimentais detalhadas, o processo de flotação preferencial mostrado na Figura 4-29 foi finalmente adotado. Nesse processo, a finura de moagem é de 95% com passagem de -0,074 mm. O silicato de sódio é utilizado como dispersante, o xantato de etila e o dietilditiocarbamato (SN-9#) como coletores, e o óleo de pinho como espumante. É realizada uma etapa de desagregamento, duas etapas de limpeza e uma etapa de purga para obter o concentrado bruto de chumbo-zinco. Os rejeitos da etapa de remoção são então tratados com sulfato de cobre como ativador, xantato de butila como coletor e óleo de pinho como espumante, utilizando uma etapa de desbaste, uma etapa de limpeza e uma etapa de remoção para obter o concentrado de sulfeto de zinco. Por fim, os rejeitos da etapa de purificação são tratados com sulfeto de sódio como depressor, xantato de butila como coletor e óleo de pinho como espumante, utilizando uma etapa de extração bruta, duas etapas de limpeza e duas etapas de purificação para obter o concentrado de óxido de chumbo e os rejeitos finais.

Os índices médios de produção obtidos durante o comissionamento da planta de reprocessamento de rejeitos são apresentados na Tabela 4-46. Atualmente, a planta está operando bem, aproveitando ao máximo esse recurso de rejeitos antigos.

Figura 4-29 Fluxo do processo de recuperação de chumbo e zinco a partir de rejeitos

Tabela 4-46: Depuração de indicadores de produção (em %)

Mina de chumbo e zinco de B. Chaihe

A mina de chumbo e zinco de Chaihe acumulou vários milhões de toneladas de rejeitos. A operação trata inicialmente os rejeitos por separação por gravidade, utilizando calhas espirais, e, em seguida, submete o concentrado pesado à flotação, produzindo concentrados qualificados de zinco, chumbo e enxofre, ao mesmo tempo em que recupera a prata de forma abrangente. Com base em uma capacidade anual de processamento de rejeitos de 850.000 toneladas, com 150.000 toneladas de concentrado por gravidade encaminhadas para a flotação, a recuperação total anual inclui: 1.890 toneladas de concentrado de chumbo a 46% Pb, 10.542 toneladas de concentrado de enxofre a 35% S, 5.840 toneladas de concentrado de sulfeto de zinco a 45% Zn e 18.991 toneladas de concentrado de óxido de zinco a 35% Zn. O concentrado de chumbo contém 3.212 kg de prata.

C. Uma mina de chumbo e zinco na província de Gansu

Uma mina de chumbo e zinco na província de Gansu descarrega 2.000 t/d de rejeitos com uma finura de 60% que passam pela malha de -0,074 mm e uma concentração de sólidos de 25%. Os rejeitos contêm 0,2%–0,3% de Pb, 1,1%–2% de Zn e 3%–5% de S. Os minerais de chumbo são principalmente cerussita e galena; os minerais de zinco incluem a smithsonita e a esfalerita. A planta de reprocessamento de rejeitos utilizava originalmente um processo de flotação preferencial em massa para recuperar chumbo, zinco e enxofre, com máquinas de flotação a jato de alta eficiência como equipamento de flotação. Após o comissionamento, produziu-se um concentrado de zinco de baixo teor, com teor de 31,5% de Zn e recuperação de 46%; no entanto, o teor do concentrado de enxofre era de apenas 25,22% de S, para o qual não havia mercado local, e nenhum produto de chumbo foi obtido. Apenas minerais sulfetados foram recuperados, e não óxidos. Os graus de liberação foram: chumbo 61,11%, zinco 25,5%, enxofre 88,8%. A liberação insuficiente, combinada com a ausência de uma etapa de moagem no processo, resultou em baixa eficiência de separação. Para resolver esses problemas, o processo foi modificado com base em fluxogramas recomendados e índices de teste. O processo modificado emprega um circuito combinado de gravidade (calha espiral) + flotação (máquina de flotação a jato de alta eficiência) para a pré-separação em massa de Pb-Zn-S (Figura 4-30). O concentrado em massa entra em um moinho de bolas em circuito fechado com um hidrociclone. O transbordamento do ciclone (90% com partículas menores que 0,074 mm) é deslimado em um tanque de deslimagem, e o subfluxo (25% de sólidos) é submetido a um estágio de flotação de limpeza em massa. Os rejeitos da flotação de limpeza são devolvidos à flotação de desagregação em massa. O circuito de flotação de separação consiste em: flotação de chumbo (uma etapa de desbaste, duas de limpeza, uma de recuperação) e flotação de zinco a partir dos rejeitos de chumbo (uma etapa de desbaste, uma de limpeza, uma de recuperação), com os rejeitos finais se tornando concentrado de enxofre. Todos os equipamentos de flotação são máquinas de flotação a jato de alta eficiência. O esquema de reagentes utiliza o método “sulfeto de sódio–xantato” para a flotação de chumbo e zinco. Após um curto período de comissionamento após a modificação, foram obtidos um concentrado de chumbo com 40% de Pb e recuperação de 43%, um concentrado de zinco com 45% de Zn e recuperação de 62,5%, e um concentrado de enxofre com 35,3% de S e recuperação de 60%. Todos atenderam aos requisitos locais de qualidade para comercialização. Foram alcançados bons benefícios técnicos e econômicos, proporcionando experiência para a utilização abrangente desses rejeitos.

Mina de chumbo e zinco de D. Fankou

Os rejeitos da mina de chumbo e zinco de Fankou consistem principalmente em ganga (quartzo, minerais carbonáticos, sericita, etc.), seguidos por enxofre e ferro. O enxofre e o ferro estão presentes predominantemente na forma de pirita, que representa cerca de 20% em massa do total dos rejeitos. Zeng Maohua et al., com base nas características dos rejeitos de Fankou, adotaram um processo de peneiramento a 0,074 mm e separação por gravidade em uma mesa vibratória. Isso descartou 40% dos minerais de ganga, reduzindo os custos subsequentes de moagem e flotação, ao mesmo tempo em que enriqueceu elementos valiosos, como enxofre, chumbo, zinco, prata, gálio e germânio. Ao controlar a dosagem e o tempo de adição do sulfeto de sódio, as condições de flotação para o concentrado de enxofre foram aprimoradas, resultando em um novo processo para a recuperação do concentrado de enxofre a partir de rejeitos de chumbo-zinco. Os resultados dos testes em escala de laboratório mostraram que, após a peneiração fina, a separação por gravidade e a flotação, os rejeitos produziram um concentrado de enxofre com 35,7% de S e uma recuperação total de 63,5%.

Figura 4-30 Fluxo do processo de beneficiamento de rejeitos