Bactérias Mineradoras

Saiba como bactérias podem atuar como mineradores e reduzir o impacto ambiental causado pelos rejeitos da mineração
Jaqueline Carmo da Silva
jackycs_133@hotmail.com

A mineração é um dos setores básicos da economia mundial, propiciando tecnologia e conforto para a sociedade. Na atividade de mineração, grandes volumes e massas de materiais são extraídos e movimentados, a quantidade de resíduos gerada pela atividade depende do processo utilizado para a extração do minério. Os rejeitos causam um grande impacto ambiental e na busca pela redução do problema, bactérias ditas mineradoras tem sido utilizadas, em um processo chamado de biolixiviação.

Na mineração existem dois tipos principais de resíduos sólidos: os estéreis e os rejeitos. Os estéreis são os materiais escavados e não tem valor econômico, enquanto, que os rejeitos são resíduos que contêm valor econômico por apresentarem partículas de metais. Esses rejeitos são dispostos em grandes pilhas, apresentam minério de baixo teor, que expostas ao intemperismo, geram dano ao ambiente, como a chamada drenagem ácida de mina, que em quantidades consideráveis de metais e outras substâncias podem contaminar o solo e os recursos hídricos. 

A biolixiviação é a utilização de microrganismos para a extração de metais. O processo consiste em organizar o rejeito mineral em pilhas sobre uma estrutura impermeável ligada a um sistema de drenagem. Aplica-se uma solução aquosa na qual forma um meio de cultura para as bactérias endógenas das rochas ou essa solução pode conter os microrganismos com ação lixiviante, essas bactérias irão produzir uma solução ácida e oxidante que irá percorrer por toda a pilha de rocha, liberando o metal presente nela. Isso gera uma solução concentrada de metal que é direcionada para um tanque. Nesse tanque é realizada a extração do metal através da precipitação.

A lixiviação por meio de microrganismos, para extração de metais, contribui com a redução da contaminação ocasionada pelos rejeitos, já que a pirometalurgia (método tradicional para extração) não é aplicado nesses rejeitos, pois é um processo de custo elevado, que consiste basicamente na queima do minério.

Vários microrganismos são utilizados para o processo de recuperação de metal e de um modo geral, esses microrganismos são acidófilos, quimiotróficos (obtém sua energia através de compostos inorgânicos) ou autotróficos. Eles são classificados de acordo com a temperatura em que se desenvolvem, distinguindo-se em: mesófilos (se desenvolvem em temperatura entre 15 até 40°C), termófilos moderados (entre 40 a 50°C) e termófilos extremos (entre 55 a 80°C). As bactérias mais frequentemente isoladas e utilizadas são mesófilas e suas linhagens são das espécies Acidithiobacillus ferrooxidans, Acidithiobacillus thiooxidans e Leptospirillum ferrooxidans, essas bactérias, geralmente, coexistem intensificando o processo de biolixiviação. A A. ferrooxidans apresenta como característica marcante a resistência a altas concentrações de íons metálicos. Já a A. thiooxidans produz e tolera altas concentrações de ácido sulfúrico. E a bactéria L. ferrooxidans tem a capacidade de oxidar maiores taxas de íon ferroso.

De olho no potencial desses microrganismos, muitas pesquisas são realizadas na área de biolixiviação, no entanto, poucas pesquisas seguem para uma aplicação comercial. Apenas, o Chile e África do Sul utilizam a biolixiviação em escala industrial. No Brasil, o grupo de pesquisa da professora Denise Bevilaqua, do Instituto de Química (UNESP-Araraquara), utiliza a A. ferrooxidans para a recuperação de cobre, a partir da calcopirita, sendo essa a principal fonte de cobre do mundo, além de recuperar o minério, o grupo busca um melhor desempenho dessa bactéria, através de meios de culturas que potencialize a oxidação de ferro e enxofre. Segundo, a professora Denise essas bactérias podem ser encontradas em estuários marinhos ou estruturas metálicas, sendo responsável pela corrosão dessas estruturas.

 

O Mecanismo da biolixiviaçao

Minérios, como a pirita (FeS2), conhecida como “ouro dos tolos”, quando oxidada gera sulfato férrico e este composto apresenta uma grande ação lixiviante, ou seja, é um processo no qual os minérios são removidos das rochas, através de uma solução aquosa. Porem, as reações químicas que levam a formação do sulfato férrico são lentas e desse modo, recuperar metais de uma pilha de rejeitos levaria muito tempo.

Assim, os microrganismos com ações lixiviantes, aceleram a velocidade de oxidação dos diversos sulfetos minerais. A biolixiviação pode ocorrer por dois mecanismos; no contato direto o microrganismo libera substâncias que reagem com o mineral, dissolvendo o mesmo. Por fim o mineral é oxidado e em seguida são recuperados na forma solida. No contato indireto o mineral sofre oxidação pelo íon férrico em solução, que é reduzido a íon ferroso, pela própria oxidação do mineral. Neste caso, o microrganismo regenera o agente oxidante, ou seja, oxida o íon ferroso a íon férrico, oxidando o mineral que pode ser recuperado em sua forma sólida.

O processo de biolixiviação apresenta várias vantagens em relação aos métodos tradicionais, como a pirometalurgia e a hidrometalurgia, neste caso, o metal é extraído de seu mineral por meio de soluções aquosas. Essa tecnologia que envolve os microrganismos tem economia dos insumos utilizados nos processos hidrometalurgicos, já que as bactérias produzem os ácidos e agentes oxidantes empregados na hidrometalurgia, a biolixiviação requer baixo consumo de energia, diferente dos métodos convencionais e precisa de baixo investimento de capital inicial, além disso, a biolixiviação não produz gases tóxicos como a pirometalurgia. Porem, uma dificuldade do processo é o conhecimento das bactérias e os mecanismos, que as mesmas apresentam na interação com o metal, pois estes não estão totalmente dominados. 

Desse modo, para uma melhor eficácia da biolixiviação, muitas pesquisas ainda precisam ser realizadas, no intuito de conhecer as limitações dos microrganismos e dessa forma, contorna-las. 

 

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