Hoje em dia, o beneficiamento dos minérios de potássio é realizado através de três processos distintos: primeiro, a dissolução em água seguida de cristalização; segundo a, flotação; e terceiro, a separação eletrostática.
Neste artigo, vamos detalhar cada um desses processos para você. Esperamos que aproveite a leitura!
Explorando a formação e separação de depósitos de sais minerais
O método de dissolução/cristalização é um dos mais tradicionais, enquanto o procedimento de flotação de sais potássicos foi estabelecido nos Estados Unidos em 1918. A separação eletrostática foi primeiramente empregada em grande volume nas usinas da Alemanha, para a segregação de minerais de minério complicado.
Acúmulos de minerais como a halita (NaCl), extremamente comum, silvita (KCl) e carnalita (KMgCl3.6H2O) originaram-se pela evaporação lenta de águas salgadas, em bacias isoladas, de pouca profundidade. As “camadas” de sal assim constituídas, principalmente no hemisfério norte, durante o Paleozóico superior, Permiano (345 a 280 M.a.) e Devoniano (435 a 395 M.a.), foram revestidas, ao longo do tempo geológico, por outros sedimentos depositados.
Um dos possíveis processos de criação dessas camadas salinas, que podem ter espessuras significativas, é: a água fluvial carrega, em solução, vários sais dissolvidos e quando desembocam em mares fechados onde a evaporação é igual ou excede o influxo de águas de rios, a densidade de sais começa a crescer continuamente.
Devido a elevação do nível dos oceanos, essas bacias podem ser invadidas por águas de mar aberto, ricas de NaCl, conforme ilustrado na figura 2. Ao invés disso, em épocas de chuvas intensas, podem deixar de estar saturados.
Assim se justifica a variação, de estratos mais abundantes em KCl, NaCl ou de argilas. Atualmente, esses acúmulos são localizados, com regularidade, em profundezas consideráveis.
Reservas de potássio e halita: da formação à exploração
Os acúmulos de halita podem ter sido originados quando grandes quantidades de água do mar foram separadas dos oceanos por estruturas geológicas e subsequente concentração de NaCl por evaporação. As estratificações de sais de potássio se mostram, comumente, intercaladas com outros sais, como o NaCl, por exemplo.
Na Província de Saskatchewan, no Canadá, a mais importante província mineira de K em escala mundial, as camadas de minério ocorrem a profundidades que oscilam de 1.000 m no núcleo a 3.000 m próximo à divisa com os EUA.
No Brasil, as estimativas de potássio são em torno de 1,5 bilhão de toneladas, englobando as reservas de silvinita e carnalita. Presentemente, os jazimentos mais explorados estão localizados no estado de Sergipe. Esses jazimentos foram encontrados em 1963 durante atividades de busca de petróleo na área.
Sabe-se que há uma associação frequente entre domos salinos e petróleo. Em Sergipe as reservas de potássio totalizam cerca de 504 milhões de toneladas de silvinita e 12,9 bilhões de toneladas de carnalita.
Deste total de reservas, somente 129,6 milhões de toneladas de silvinita foram consideradas exploráveis após a aplicação de índices de redução geológica e critérios de mineração.
Minérios de potássio a profundidades não maiores que 1.400m, são extraídos principalmente por métodos convencionais de mineração subterrânea mecanizada. Variações da técnica do tipo “câmaras e pilares” são comumente usadas.
Exploração de minério de potássio por técnicas alternativas
Outros métodos, especialmente o de mineração por solubilização, também podem ser aplicados.
Normalmente, as cavidades são formadas pela extração do sal e colunas ficam entre elas para suporte. Em Colonsay, Canadá, a obtenção de minério de potássio é feita pelo processo de “câmaras e pilares”.
No processo de lavra são utilizadas máquinas mineradoras contínuas, cujos rotores têm capacidade de extrair até 19 t/min de minério potássico, conforme demonstrado na figura 3. As câmaras têm larguras que podem variar entre 18 e 23 m e comprimentos de mais de 914 m.
As colunas, partes não extraídas entre as cavidades, fornecem sustentação para o teto superior da mina. Esse método só permite a extração de 45% do total.
No Novo México, EUA também é produzido minério potássico utilizando o mesmo sistema de “câmaras e pilares”. A mina de Taquari-Vassoras, a única em operação no Brasil, também é lavrada com a técnica de “câmaras e pilares”.
A presença de aquíferos trouxe complicações na perfuração dos poços da mina, que precisaram ser revestidos com um concreto especial e um tipo de epóxi para fornecer suporte e prevenir a inundação.
A presença de grisu (gases explosivos), associada à proximidade de zonas petrolíferas na área, aumentou ainda mais o desafio da extração do minério de potássio. A mina de Taquari-Vassoras consiste em um poço principal e outro de serviço, com 5 m de diâmetro e 450 m de profundidade. A recuperação na lavra da mina é de 46%.
A técnica de mineração por dissolução é comumente utilizada quando a mineração subterrânea não é viável economicamente, devido à profundidade das jazidas, e, portanto, o método de infusão de água mostra-se relativamente mais rentável, conforme ilustrado na figura 4.
Essa abordagem possui algumas vantagens, como, por exemplo, a abolição do custo de perfuração de poços. Além disso, depósitos que originalmente eram explotados por mineração convencional podem passar a utilizar essa técnica no final de suas operações, com o objetivo de um melhor aproveitamento do depósito.
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