Modelagem e simulação da drenagem ácida de mina em colunas

• Main Author: Cláudio Marcelo Bernardes de Souza
• Other Authors: Marcelo Borges Mansur
• Format: Others
• Language: Portuguese
• Published: Universidade Federal de Minas Gerais 2010
• Online Access: http://hdl.handle.net/1843/BUOS-8DRHW7

=== Acid Mine Drainage (AMD) is recognized as one of the most important problem facing the mining industry as it can cause chemical degradation of the aqueous environments. In this study, a hydraulic-kinetic-diffusive model has been developed to describe the AMD phenomena in leaching columns incorporating hydrodynamic and chemical processes. The hydraulic model comprises the 1-D analytic solution of Richards equation assuming the existence of a similarity relationship between thewater retention function and the water content profiles taken at fixed times. The chemical description was developed assuming that pyrite oxidation occurs according to the shrinking core model and that sulfide minerals are uniformly distributed within spherical grains of the host rock that fills the column. The model consists of oxygen balance to evaluate the intrinsic oxidation rate, and pyrite mass balance to evaluate the pyrite fraction reacted with time and column position. A leaching column operation during six months was simulated assuming that the pyriticmaterial was exposed to successive weekly cycles of dry and wet periods. Simulation results demonstrate the formation of acid effluent and consequent increase on the sulfate concentration; both results are comparable with experimental results obtained in columns at laboratory scale, so the model can be a helpful tool in order to propose developing strategies for controlling AMD. === A Drenagem Ácida de Mina (DAM) é reconhecida como um dos problemas mais importantes para a indústria de mineração, pois pode causar a degradação química dos ambientes aquosos. Neste estudo, um modelo hidráulico-cinético-difusivo foi desenvolvido para descrever o fenômeno da drenagem ácida em colunas de lixiviação incorporando processos hidrodinâmicos e químicos. O modelo hidráulico compreende a resolução analítica unidimensional da equação de Richards admitindo a existência de uma relação de semelhança entre a função de retenção de água e os perfis de teor de água tomados em tempos fixos. A descrição química foi desenvolvida supondo que a oxidação da pirita ocorre de acordo com o modelo do núcleo não reagido e assumindo que minerais sulfetados encontram-se uniformemente distribuídos no interior da matriz mineral que preenche a coluna. O modelo consiste no balanço de oxigênio para avaliar a taxa intrínseca de oxidação da pirita e balanço de massa para avaliar a fração de pirita reagida com o tempo e a posição da coluna. A operação de uma coluna de lixiviação durante seis meses foi simulada assumindo que o material piritoso foi exposto a sucessivos ciclos semanais de períodos secos e molhados. Os resultados das simulações demonstram a formação de efluentes ácidos e conseqüente aumento da concentração de sulfato,ambos os resultados são comparáveis com os resultados experimentais obtidos em colunas em escala de laboratório, de modo que o modelo pode ser uma ferramenta útil a fim de propor o desenvolvimento de estratégias para o controle da DAM.