A Importância do Zinco

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O processo de obtenção do zinco a partir de concentrados minerais, sulfetados ou silicatados, se processa normalmente por processos hidrometalúrgicos com recuperação final do metal por eletrólise. O processo metalúrgico demanda elevada quantidade de energia elétrica, que constitui o principal insumo da indústria metalúrgica do zinco, além do insumo mineral.

O Brasil é o décimo segundo maior produtor mundial de Minério de Zinco, aproximadamente 284,4 mil toneladas de concentrado em 2011. Isto representa 2,3% da produção mundial, de 12,4 milhões de toneladas. A China é a maior produtora, com 3,9 milhões de toneladas em 2011 ou 31,45% da produção global. Na sequência, vêm o Peru com 11,30% e a Austrália com 11,30% (USGS – 2012).

As reservas medidas e indicadas de Zinco no Brasil alcançam 6,5 milhões de toneladas, a maioria no Estado de Minas Gerais (88%). O restante está distribuído nos Estados de Mato Grosso, Paraná e Pará. As reservas mundiais somam 250 milhões de toneladas. Austrália e China têm as maiores reservas: 22,4% e 17,2% do total, respectivamente (USGS – United States Geological Survey – 2012).

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ESTUDO DE CASO

A Votorantim Metais Zinco S/A produz concentrado de zinco nas minas de Vazante e Morro Agudo, localizadas em Minas Gerais e zinco refinado nas usinas de Três Marias e Juiz de Fora, MG. A mina de Vazante é enquadrada no padrão de mina de grande porte G2, tem operação mista (céu-aberto e subterrânea) e sua capacidade atual é para lavra de 3.500.000 t/ano. A Mina de Morro Agudo classificada como mina de porte médio M1, opera atualmente com capacidade de lavra da ordem de 1.200.000 t/ano.

Neste trabalho, o enfoque será na produção do concentrado de zinco sulfetado na mina de Morro Agudo e zinco refinado na usina de Três Marias, no Estado das Minas Gerais.

A Mina Morro Agudo de zinco e chumbo pertence à Companhia Mineira de Metais - CMM, do Grupo Votorantim, e está situada no município de Paracatu - MG, a 44 km da sua sede, sendo o minério beneficiado na usina de concentração, localizada no mesmo município. A mina de Monte Agudo foi inaugurada em 1988, sendo a lavra do minério subterrânea. O minério tratado é um polissulfeto de chumbo (1,6% Pb) e zinco (5,1% Zn), obtendo-se o concentrado de chumbo como subproduto, sendo assim, a única mina de chumbo em atividade no Brasil. A metalurgia dos concentrados de zinco dessa mina é realizada em uma usina da CMM localizada em Três Marias, MG.

A composição mineralógica média e os resultados das análises químicas do minério da jazida de Morro são apresentados na tabela abaixo.

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Os minerais que compõem o minério são esfalerita (sulfeto de zinco – ZnS) e galena (sulfeto de chumbo – PbS) e secundariamente pirita (sulfeto de ferro – FeS). O teor médio lavrável na mina é de 3,93% Zn e 1,29% Pb. Os dados disponíveis no momento indicam a existência de uma vida útil da mina por mais seis anos de operação ao ritmo atual (1,1 milhões de toneladas de ROM/ano).

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As principais etapas do beneficiamento do minério sulfetado de chumbo e zinco da mina são: britagem, homogeneização, moagem, flotação da galena, flotação da esfalerita, filtragem do concentrado final de chumbo e filtragem do concentrado final de zinco.

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Circuito de Cominuição

O minério lavrado, após ser descarregado e transportado em um alimentador vibratório, sofre uma britagem primária em um britador de mandíbulas com capacidade de 170 t/h com aberturas de saída de 76 a 89 mm. O produto da britagem apresenta uma granulometria menor que 89 mm e é conduzido por correia transportadora para a britagem secundária. Na britagem secundária é utilizado um britador cônico, com capacidade de 170 t/h, onde produto obtido possui granulometria menor que 21 mm e é conduzido por correia transportadora até uma peneira vibratória, com capacidade de 200 t/h. As frações de tamanhos maiores que 10 mm são transportadas para uma pilha pulmão com capacidade de 600 t. Dessa pilha pulmão o minério sofre uma britagem terciária num britador cônico com capacidade de 240 t/h, cujo produto está em circuito fechado com a peneira vibratória. A fração de tamanho menor que 10 mm é conduzida por correia transportadora até a pilha de homogeneização, a qual possui capacidade de 10.000t. Sob a pilha há cinco alimentadores vibratórios, com capacidade máxima de 25 t/h cada um, calibrados de forma a alimentar, por correia transportadora, a etapa de moagem a uma taxa de 75 t/h de minério.

A moagem do minério é realizada em um moinho de bolas com dimensões de 4,2 m de diâmetro 6,1 m de comprimento, operando com uma taxa de alimentação de 75 t/h. O moinho possui revestimento de borracha e um fator de enchimento de bolas de 37%. Na alimentação do moinho é adicionada água na razão de 0,58 m3/ t de minério, de modo a se obter uma percentagem de sólidos, em peso, de cerca de 60%. O consumo de bolas é de cerca de 380 g/t de minério. A moagem está em circuito fechado com uma bateria de doze ciclones (hidrociclones). O produto underflow retorna para o moinho e o overflow é conduzido às etapas de flotação.

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Circuito de Flotação da Esfalerita

Na alimentação do circuito de flotação da esfalerita, há, inicialmente, o condicionamento da polpa em dois condicionadores. No primeiro, com uma capacidade de 40 m3, na polpa proveniente do circuito de flotação de chumbo é adicionado o sulfato de cobre, para ativar a esfalerita, e cal, para modificar o pH para uma faixa de 12,6 a 12,8. A seguir, essa polpa juntamente com o rejeito da etapa cleaner 1, são condicionados em um segundo condicionador de 8,5 m3 onde é adicionado isobutil xantato, como coletor da esfalerita. O processo de flotação da esfalerita envolve as etapas rougher, scavenger, cleaner 1, cleaner 2 e cleaner 3.

A etapa rougher é realizada em três células, a scavenger em cinco células e a etapa cleaner 1 em duas células, cada célula tem capacidade de 14,2 m3. Na etapa cleaner 2 são empregadas cinco células com capacidade de 2,8 m3 cada, e, na etapa cleaner 3, uma célula com 9,4 m3 de capacidade.

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Na primeira célula rougher é adicionado o espumante mibcol e na terceira célula