O processo de lixiviação consiste em extrair substâncias minerais do solo, ou até mesmo o seu deslocamento por meio da infiltração ou dissolução em um líquido, como a água em contato com o solo. Existem muitos métodos de lixiviação hoje em dia e a escolha depende principalmente do teor do minério, isto é, a porcentagem do mineral em interesse, e da facilidade desse minério em se dissolver em contato com um reagente.
Lixiviação no local: "in situ"
Tecnicamente, o minério é fragmentado e lixiviado no próprio local por um determinado período de tempo.
Para que ocorra esse método, é preciso ficar atento a certas propriedades:
O minério deve ser de baixo teor;
Tanto a mineração quanto o transporte são procedimentos de custo elevado;
É possível obter bons resultados a partir de minérios de alto teor;
O minério deve ser permeável para a lixiviação em solução;
O corpo do minério deve estar confinado entre uma camada impermeável que irá prevenir as perdas de solução.
A técnica de pulverização desse método pode ser observada na imagem abaixo:
Já, a técnica de injeção está na imagem abaixo:
Exemplos a partir do método de lixiviação "in situ": extração de depósitos subterrâneos de sais solúveis, como NaCl,NaSO4 e trona (Na3HCO3CO3.2H2O), além de minérios de cobre e urânio. A presença de pirita (FeS2) nos minérios de cobre aumenta a taxa de lixiviação devido a sua oxidação (reação exotérmica) e consequente formação de H2SO4 e Fe2(SO4)3.
Lixiviacao em pilha ou em depósito ("heap" ou "dump")
Assim, o agente lixiviante é pulverizado no topo do depósito através do qual percola. A solução lixiviada é coletada no fundo da pilha e quando o material é todo lixiviado, o rejeito é removido por caminhões, com a área sendo reutilizada para nova batelada.
Exemplos de lixiviação em pilha:
Lixiviação por percolação ou cuba (vat)
Por outro lado, nos materiais que apresentarem partículas de tamanhos desiguais, ocorre a compactação das partículas menores nos espaços maiores, obstruindo canais de escoamento. Logo, a extração torna-se lenta com formação de caminhos preferenciais, levando ao processo insatisfatório com formação de muita lama.
O material é colocado em um tanque equipado com fundo falso e coberto com um meio filtrante. A solução é adicionada no topo do tanque, permitindo a percolação sobre o material. Os tanques são arranjados em um sistema operando em regime contínuo e em contracorrente, de forma que a alimentação do sólido seja adicionada no último tanque e o agente lixiviante fresco no 1º tanque, sendo bombeado sucessivamente para os demais tanques até atingir o último.
As vantagens desse método começam pelo baixo custo de reagente; elevadas concentrações na produção de soluções e a eliminação de operações onerosas, isto é, decantação e filtração.
Capacidade média dos tanques: 12000 Ton.
Ao final da lixiviação, os tanques são esvaziados com pás mecânicas e nova batelada é introduzida.
Tempo de lixiviação: de 2 a 4 dias.
Empregado na lixiviação de minérios de ouro, cobre e urânio.
Veja o tanque empregado na lixiviação por percolação:
Lixiviação em polpa ou agitada
Esse processo é empregado nas seguintes condições: se o minério de alimentação for de teor alto, se os metais de valor forem grãos pequenos disseminados na rocha e se os metais de valor são difíceis para dissolver exigindo agitação intensa para elevar a taxa de dissolução, faz-se necessária a realização de extensivas etapas de britagem e moagem antes da lixiviação para expor a superfície do sólido.
Entretanto, esse método precisa de equipamentos de alto custo e é necessário alto índice de recuperação. Podem ser adotadas condições de lixiviação suaves (soluções diluídas + temperatura ambiente) ou severas (soluções concentradas ácidas ou básicas + alta temperatura e pressão).
Os métodos de agitação podem ser conduzidos de duas maneiras: mecânica, em que se usa um impelidor (transmite a energia cinética rotacional) acoplado a um motor, equipamentos caros e com alto custo de manutenção; e pneumática, onde se usa ar comprimido ou vapor em alta pressão. Sua vantagem é o menor custo de manutenção por haver partes móveis no sistema de agitação.
Nesse método por lixiviação pode ocorrer a pressão ambiente ou sob pressão. A primeira é conduzida em vasos abertos ou fechados em temperaturas ambiente ou moderada, em temperaturas próximas ao ponto de ebulição da solução com o refluxo por meio da instalação de condensador ou em reatores vedados para prevenir a perda de vapor. Já a segunda, utiliza-se vasos de pressão (autoclaves) e pode ser de dois tipos: na ausência ou na presença de ar ou oxigênio.
O processo de cura é utilizado quando a lixiviação agitada se torna impossível devido a cristalização da polpa do minério como uma massa densa nos primeiros estágios da lixiviação. A mistura solidificada é alimentada em um reator sem agitação, numa temperatura em torno de 200°C. Ela pode ser conduzida em digestores ou em fornos rotativos.
Atingindo essa temperatura, o material reage vigorosamente → reação exotérmica. O material se solidifica, impossibilitando a agitação. Após 13h, o material deixa o reator. Depois do resfriamento, ácido sulfúrico diluído (ou água) é adicionado para dissolver e descarregar a "torta".