Realizado em Maceió/AL, de 28 a 30 de Agosto de 2013.
ISBN: 978-85-85905-04-0
TÍTULO: ESTUDO ELETROQUÍMICO DA INTERAÇÃO GALVÂNICA ENTRE CALCOPIRITA E GALENA
AUTORES: Idelfonso, M.I.A. (UEZO) ; Albuquerque Junior, C.R.F. (UEZO)
RESUMO: A eletroquímica dos sulfetos minerais é objeto de muitas pesquisas devido as
suas propriedades semicondutoras e da possibilidade de extração de metais a eles
associados. O presente trabalho teve como objetivo estudar a interação galvânica
entre calcopirita (CuFeS2) e galena (PbS) à luz da eletroquímica. Medidas dos
valores dos potenciais de repouso dos eletrodos minerais foram tomadas de 5 em 5
minutos durante 120 minutos. Na ausência de interação, a calcopirita sofreu
oxidação enquanto a galena reduziu-se. Já quando interligadas eletricamente, a
calcopirita não sofreu modificação em seu comportamento, diferentemente da galena
que comportou-se como aquela, oxidando-se. Pode-se concluir então que a interação
entre os minerais fez com que se comportassem como se fossem um único mineral.
PALAVRAS CHAVES: Calcopirita; Galena; Interação Galvânica
INTRODUÇÃO: O estudo das propriedades de superfície tem um papel importante na determinação
da flotabilidade e na eficiência de separação dos minerais. A química de
superfície de sulfetos é muito complexa, se comparada à dos metais e dos óxidos.
Um exemplo disso é o meio de moagem, onde acontece a interação galvânica entre
os próprios minerais sulfetados e entre esses minerais e o meio moedor. Isso
resulta numa corrente galvânica, que provoca reações eletroquímicas na
superfície dos minerais, gerada pela diferença entre os potenciais de repouso
(GONÇALVES, 2003). O conhecimento do potencial de repouso é de fundamental
importância para a avaliação de um mineral. Com esse valor, é possível obter
várias informações sobre um mineral referentes a seu comportamento sozinho ou
junto a outros minerais. Em qualquer processo industrial envolvendo minerais,
ocorrem reações químicas, em sua maioria de oxirredução, que exercem influência
marcante nas etapas que compõem tal processo. A interação galvânica que ocorre
entre dois minerais é causada pelos diferentes potenciais de eletrodo, que levam
a reatividades eletroquímicas distintas. Quando os minerais estão em contato,
formam uma célula galvânica e ocorrem reações de oxirredução devido às
diferenças entre seus potenciais de repouso.
MATERIAL E MÉTODOS: A fim de se obter medidas de potencial de repouso, foram preparados eletrodos de
minerais obtidos a partir de amostras naturais maciças de calcopirita e galena.
Cada amostra foi conectada a um fio de cobre com uma cola condutora à base de
prata e embutida numa resina epóxi não-condutora, com um dos lados do mineral
exposto à solução. Fora também utilizada uma célula de formato retangular feita
de acrílico, fechada com uma tampa do mesmo material. O eletrólito foi uma
solução de KCl 10-3mol.L-1. As medidas de potencial dos minerais isolados, em
relação a um eletrodo de calomelano saturado (ECS; E0=0,242V), foram tomadas com
o auxílio de multímetros digitais, durante um período total de 120 minutos em
intervalos de 5 em 5 minutos. Além dessas foram tomadas medidas de potencial dos
eletrodos minerais com interligação elétrica entre eles a fim de se avaliar o
efeito da interação galvânica entre os minerais em estudo sobre os valores dos
potenciais destes sulfetos.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Conforme mostrado na Figura 1, o potencial de repouso da calcopirita em relação
ao tempo, sofreu um aumento pronunciado, de cerca de 100 mV, durante os
primeiros 5 minutos, indicando forte oxidação da superfície mineral acarretando
a formação de villamaninita (CuS2) conforme a reação abaixo proposta por
Richardson (1995):
CuFeS2 + 3H2O ↔ CuS2 + Fe(OH)3 + 3H+ + 3e-
Analisando a Figura 2, que mostra a variação do potencial da galena em relação
ao tempo, observou-se que, já nos primeiros 5 minutos o seu potencial sofreu um
decréscimo, o qual se manteve até os 60 minutos, indicando redução da superfície
mineral. Nos 60 minutos seguintes, o potencial da galena manteve-se praticamente
constante.Interligando os eletrodos da calcopirita e da galena, nota-se na
Figura 3 que o potencial da calcopirita aumentou fortemente nos 10 minutos
iniciais. Ao mesmo tempo, o potencial da galena sofreu uma acentuada diminuição
de cerca de 96 mV. A partir daí, os valores dos potenciais de ambos os minerais
aumentaram, mantendo-se praticamente iguais até o final das medições. Com esses
resultados foi possível observar que a calcopirita sofreu oxidação, não
apresentando alteração significativa em seu comportamento na presença de
interligação elétrica com a galena. Porém, a galena teve seu comportamento
alterado, assemelhando-se ao comportamento da calcopirita. A superfície oxidada
da galena pode estar saturada com enxofre devido à interação de átomos de
oxigênio, de acordo com a reação:
PbS + O(superfície) + H2O ↔ Pb2+(aq) + S(PbS) + 2OH-(aq)
Segundo Guy e Trahar (1985), isso se deve a influência de íons de cobre
derivados da calcopirita.
Logo, pode-se inferir que a interação galvânica entre esses minerais faz com que
a superfície da galena comporte-se eletroquimicamente como a da calcopirita.
calcopirita e galena sem interligação
Variação dos potenciais de calcopirita e galena em
relação ao tempo sem interligação elétrica.
Variação dos potenciais com interligação
variação dos potenciais da calcopirita e galena na
presença de interligação
CONCLUSÕES: - As medições iniciais dos potenciais de repouso dos minerais isolados indicaram
que a calcopirita sofreu oxidação, enquanto a galena se reduziu.
- O fenômeno da interação galvânica não provocou na calcopirita alteração em seu
comportamento eletroquímico.
- A galena, na presença de interligação elétrica entre os eletrodos minerais,
comportou-se de maneira semelhante à calcopirita, o que foi confirmado pelos
valores de potencial de repouso de ambos.
- Quando interligadas, calcopirita e galena comportaram-se como se fossem um único
mineral.
AGRADECIMENTOS: À FAPERJ e à PROPESQ/UEZO.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: GONÇALVES, K.L.C. Efeito da oxidação superficial na flotação do minério de cobre e ouro do Salobo. Dissertação de Mestrado. Escola de Engenharia, Universidade Federal de Minas Gerais. , 136 p., 2003.
RICHARDSON, P.E. Surface chemistry of sulfide flotation. In.: Mineral Surfaces. Vaughan, D.J. ,& Pattrick, R.A.D. (editores), Chapman & Hall, Cambridge, p.261-302,1995.
GUY,P.J.,TRAHAR,E.J. The effect of oxidation and mineral interaction on sulphide flotation. In: Developments in Mineral Processing, Flotation of Sulphide Minerals, Ed. K.E.S. Forssberg, Elesevier Science Publishers B. V.6 ,p.91-110,1985.