UNIVERSIDADE DE BRASÍLIA /INSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS

TESE DE DOUTORADO No 31

MARCO ANTÔNIO MARQUES GODOY

MINERALOGIA DOS PRODUTOS DE OXIDAÇÃO SOB PRESSÃO E BACTERIANA DO MINÉRIO DE OURO DA MINA SÃO BENTO, MG

Palavras-chave: jarosita com arsênio, escorodita, oxidação bacteriana, oxidação sob pressão, FTIR, Mössbauer, microssonda eletrônica, DSC/TG, DRX, SEM/EDS

DATA DA DEFESA:26/11/99
ÁREA DE CONCENTRAÇÃO:
ORIENTADOR: PROF. JOSÉ CARLOS GASPAR(UnB)
EXAMINADORES:PROFª. SARA LAIS RAHAL LENHARO (UnB)
PROF. PAULO DE TARSO F. DE O . FORTES (UnB)
PROF. PAULO ROBERTO G. BRANDÃO (UFMG)
PROF. HELMUT BORN (USP)

RESUMO
Foi realizada caracterização mineralógica do sistema de oxidação, alcalinização e rejeitos do CIL da Planta de Beneficiamento da mina de ouro São Bento (MG). Foram coletadas amostras em quatro períodos: uma amostra do concentrado de flotação, quatro amostras do sistema de oxidação com bactérias (BIOX) (bioreatores TK2, TK4/TK68 e espessador TK28), duas da oxidação sob pressão (PRESSOX) (reator M800, espessador M40), duas da alcalinização (tanque M630 e amostra F1) e uma do rejeito do CIL (M1000).
A pirrotita foi totalmente oxidada no BIOX. A arsenopirita, pirita e calcopirita mostraram comportamentos similares, sendo incipientemente oxidadas no BIOX, e quase totalmente oxidadas no PRESSOX, sendo detectadas só como traço nas amostras dos estágios subsequentes. Siderita foi detectada em pequenas quantidades no BIOX, a qual desapareceu no PRESSOX. O quartzo e a muscovita não sofreram grandes mudanças ao longo do processo, enquanto a clorita foi totalmente oxidada no PRESSOX.
A principal fase gerada no BIOX foi a amoniojarosita com quantidades menores de hidroniojarosita. Enxofre nativo foi detectado em quantidades apreciáveis. A goethita e a hematita foram os principais oxihidróxidos presentes. Foi observado um hidróxido de ferro não identificado, com ~10%peso de MgO. Subordinadamente, ocorrem fibroferrita, zykaita, bukovskyita, sarmientita, tooeleita, alunita e gipsita.
No PRESSOX a fase dominante foi a hidroniojarosita. Por DRX foram observadas quantidades importantes de hidroxisulfato férrico (Fe(OH)(SO4). Hematita e maghemita ocorrem em quantidades menores. Como acessórios foram identificados por DRX butlerita, bukovskyita, zykaita, tooeleita, ouropigmento, algumas fases de alumínio (hidroxicloreto Al hidratado [AlCl(OH)2·2H2O], Al2(OH)6·H2O, dickita e hidrobassaluminita), anidrita e dolerofanita.
As amostras da alcalinização e do rejeito do CIL apresentaram os mesmos minerais observados no PRESSOX, além de quantidades importantes de gipsita, bassanita e anidrita.
Na amostra F1 da alcalinização, as principais fases presentes foram escorodita, gipsita/bassanita, hematita, maghemita, goethita, grãos ricos em ouro, sílica amorfa e uma fase, aparentemente anidra, composta por Al e Si em proporções iguais, não detectada por DRX, denominada neste trabalho como fase B.
A química dos sulfatos de ferro indica que há duas amoniojarositas no BIOX e duas hidroniojarositas no PRESSOX, para cada ambiente há jarosita com alto e baixo arsênio. A amoniojarosita pobre em arsênio contém em média 10%As2O5 e a rica contém 20%As2O5. A hidroniojarosita pobre em arsênio contém em média 2%As2O5 e a rica contém 28%As2O5. Existe uma relação de substituição geral 1:1 entre o S e As, o que sugere uma solução sólida em direção a uma "As jarosita". O processo de cristalização parece ser controlado por um "solvus".

  
 
UNIVERSITY OF BRASILIA / INSTITUTE OF GEOSCIENCES

PhD THESIS No 31

MARCO ANTÔNIO MARQUES GODOY

MINERALOGY OF OXIDATED PRODUCTS UNDER PRESSURE BACTERIAL OF THE GOLD ORE OF THE SÃO BENTO MINE, MG

KeyWords: jarosite bearing arsenium, scorodite, bacterial oxidation, pressure oxidation, FTIR, Mössbauer, electron microprobe, DSC/TG, XRD, SEM/EDX.

DATE OF ORAL PRESENTATION:26/11/99
TOPIC OF THE THESIS:
SUPERVISOR:PROF. JOSÉ CARLOS GASPAR(UnB)
COMMITTEE MEMBERS:PROFª. SARA LAIS RAHAL LENHARO (UnB)
PROF. PAULO DE TARSO F. DE O . FORTES (UnB)
PROF. PAULO ROBERTO G. BRANDÃO (UFMG)
PROF. HELMUT BORN (USP)

ABSTRACT
A mineralogical characterization of samples from the oxidation and alkalinization system and CIL tailings from the São Bento gold mine (MG) was performed. Samples were collected in four different dates: one sample from the flotation concentrate, four from the bacteria oxidation system (BIOX) (TK2, TK4/TK68 bioreactors and TK28 thickener), two from the pressure oxidation (PRESSOX) (M800 reactor, M40 thickener), two from alkalinization (M630 tank and F1 sample), and one from the CIL tailings (M1000).
Pyrrhotite was completely oxidized in the BIOX. Arsenopyrite, pyrite, and chalcopyrite behave similarly and were only slightly oxidized in the BIOX, and nearly completely oxidized in the PRESSOX. Siderite occurs in small concentration in BIOX samples but has completely disappeared in PRESSOX samples. Quartz and muscovite were little affected along the process while chlorite has completely disappeared during PRESSOX.
In BIOX, amoniumjarosite, and hydroniumjarosite in lower abundance, are the main phases formed. Native sulfur was detected in significant concentrations. Goethite and hematite are the main oxyhydroxides and an unidentified hydroxide containing up to 10wt% MgO was observed. Subordinate phases in BIOX samples are fibroferrite, zykaite, bukovskyite, sarmientite, tooeleite, alunite, and gypsum.
In PRESSOX, hydroniumjarosite is the most abundant product. Ferric hydroxysulfate (Fe(OH)(SO4) was detected by XRD in significant amounts. Hematite and maghemite also occurr. XRD identified accessory phases are: butlerite, bukovskyite, zykaite, tooeleite, orpigment, hydrated Al hydroxycloride [AlCl(OH)2·2H2O], Al2(OH)6·H2O, dickite,  hydrobassaluminite), anhidrite, and  dolerofanite.
Alkalinization products and CIL taillings contain the same PRESSOX mineralogy, except for significant amounts of gypsum, anhidrite, and bassanite in the former. The main phases found in the F1 alkalinization sample were: scorodite, gypsum/bassanite, hematite, maghemite, goethite, composite grains very rich in gold crystals, amorphous silica, and an unidentified 1Al:1Si phase, which is apparently anhydrous (B phase).
Chemistry of the iron sulfates shows that there are two amoniumjarosites in the BIOX and two hydroniumjarosites in the PRESSOX; high and low-As jarosites in both environments. Low-As amoniumjarosite contains 10wt%As2O5 in average; while the high-As one contains 20wt%As2O5 in average. Low-As hydroniumjarosite contains 2wt%As2O5 in average; while the high-As one contains 28wt%As2O5 in average. As to S substitution ratio is 1:1 suggesting a solid solution series toward an “As jarosite”. Their crystallization seems to be controlled by a solvus.