Uma nova tecnologia para processamento de minérios, desenvolvida na
Universidade de São Paulo (USP), poderá revolucionar a mineração,
principalmente a extração do cobre. Chamada de nanohidrometalurgia
magnética (NHM), é 100% brasileira e considerada “verde” porque o
impacto ambiental é mínimo se comparado com outras práticas do setor. A
técnica é realizada em meio aquoso, com uso de nanopartículas
supermagnéticas em vez de solventes orgânicos, como o querosene, por
exemplo, utilizado nos processos convencionais. Coordenado pelo químico
Henrique Toma, professor do Instituto de Química da USP (IQ-USP), o
artigo que reúne os trabalhos do grupo que levaram ao desenvolvimento da
tecnologia foi publicado na revista Green Chemistry e rendeu um pedido de patente.
Desenvolvido por Ulisses Condomitti durante a elaboração da tese de
doutorado realizada sob orientação de Toma e defendida no IQ-USP, o novo
processo emprega a nanotecnologia para renovar e aperfeiçoar um
procedimento já aplicado pela indústria mineradora, a hidrometalurgia.
“Entre as vantagens da nanohidrometalurgia está a possibilidade de
executar todas as etapas em um único procedimento sequencial, no mesmo
reator operando em condições ambientais, dispensando o tradicional uso
de extração com solventes orgânicos, tratamentos ácidos e etapas de
concentração, além de diminuir a produção de rejeitos”, explica Toma.
“As nanopartículas captadoras de metais são integralmente regeneradas
após o procedimento, sem nenhum tratamento adicional.”
O novo processo desenvolvido na USP é uma alternativa para a
hidrometalurgia convencional, que começa com a lixiviação, um
procedimento para a separação dos minérios por meio de ácido ou,
alternativamente, com bactérias, seguido do tratamento químico com
agentes complexantes – que formam compostos – de metais. A diferença é
que o agente químico complexante e o solvente usado para extração do
metal são substituídos por nanopartículas superparamagnéticas
controladas por campo magnético e produzidas com magnetita (óxido de
ferro). Elas são misturadas em uma solução aquosa rica em sais de cobre.
Após alguns minutos, os íons de cobre (Cu2+) dissolvidos se
ligam às nanopartículas por meio do agente complexante presente em sua
superfície, e elas são atraídas para a superfície de um eletrodo, também
imerso, sob ação de um ímã posicionado do lado externo. Dessa forma,
as nanopartículas com os sais de cobre ficam concentradas sobre a
superfície do eletrodo. Em seguida é aplicada energia elétrica sobre o
eletrodo que causa a migração e a transferência de elétrons dos íons de
cobre para o eletrodo, gerando o cobre metálico (Cu).
Depois de cerca de cinco minutos de aplicação de eletricidade, as
nanopartículas liberam praticamente todo o metal que se encontrava
ligado a elas. “A eletrodeposição proporciona um cobre com pureza de
99,9%”, diz Toma. “As nanopartículas, por sua vez, são liberadas para
uso posterior.” Segundo Toma, o experimento realizado em laboratório
mostrou-se vantajoso em relação ao processo tradicional de
hidrometalurgia na economia de tempo. Com nanotecnologia, a obtenção de
cobre metálico acontece em alguns minutos, enquanto no processo
industrial atual leva sete dias.
Outra vantagem é que todo o processamento pode acontecer em um mesmo recipiente (ver infográfico).
As partículas são atraídas para as placas metálicas dos eletrodos de
cobre, e a eletrodeposição acontece de forma localizada. Não há
necessidade de transporte até outro reator como ocorre na
hidrometalurgia convencional. Isso significa redução de custo,
simplificação de processo e maior racionalidade. “A nanohidrometalurgia
magnética também gera menor quantidade de descartes”, diz Toma. “Existe
ainda a possibilidade de automatização, usando reatores de menor
dimensão.” De acordo com o pesquisador, a nova técnica também é
aplicável a vários metais estratégicos, incluindo o processamento das
terras-raras, um trabalho em desenvolvimento no IQ-USP. O próximo passo
do grupo é transferir a tecnologia para alguma empresa. Ele conta que
duas já demonstraram interesse, a 3M e a Caraíbas, a única mineradora no
Brasil que produz cobre metálico, embora insuficiente para o mercado
interno.
Toma lista outros argumentos para demonstrar a importância da nova
nanotecnologia, a começar pela importância do cobre – o principal metal a
ser beneficiado –, fundamental em setores como construção civil,
indústria elétrica, máquinas, transporte e eletrônica. No caso
específico do Brasil, embora o país seja rico em minerais, não o é em
cobre. “O dono das maiores reservas mundiais desse elemento é o Chile,
com 38% do total”, informa Toma. “O Brasil detém cerca de 1,5% e o país
não possui minérios ricos nesse elemento. O que existe é de baixo teor,
em torno de 4% a 5%, porém adequado para uso com a nova tecnologia.” No
mundo, segundo o químico, a mineração de cobre – e mesmo de outros
metais – apresenta alguns problemas atualmente. Entre eles, estão o
esgotamento gradual dos minerais de alto teor e o aumento de impactos
ambientais, causados tanto pela extração como pelo processamento.
Fonte: Revista Fapesp
