Lama Vermelha Da Indústria De Beneficiamento De Alumina: Produção, Características, Disposição E Aplicações Alternativas

A bauxita é um minério muito importante na obtenção da alumina (Al2O3), matéria-prima na produção de alumínio. Antigamente, o beneficiamento da bauxita era realizado através do processo Le Chatelier. Esse método consiste no aquecimento da bauxita com carbonato de sódio a 1200°C, remoção dos aluminatos formados com água e precipitação do hidróxido de alumínio através da ação do gás carbônico. No entanto, devido à drástica redução no custo de produção da alumina, o processo Le Chatelier foi substituído pelo processo Bayer. O processo Bayer é utilizado até hoje praticamente sem mudanças significativas, somente com a substituição do carbonato pelo hidróxido de sódio e pela utilização de pressão durante a digestão.

Durante o processo de beneficiamento da bauxita através do processo Bayer, é formado um resíduo insolúvel denominado lama vermelha. Este resíduo é composto por óxidos insolúveis de ferro, quartzo, aluminossilicatos de sódio, carbonatos e aluminatos de cálcio e dióxido de titânio.

Devido à grande quantidade de água de processo que segue com o material sólido para disposição, os métodos convencionais de disposição de lamas são denominados métodos úmidos. Os métodos úmidos aplicáveis à lama vermelha consistem em grandes diques onde a lama vermelha é disposta com baixo teor de sólidos. A separação de fases ocorre no local de disposição, onde o material sólido sedimenta e surge um sobrenadante alcalino. A operação é simples e barata, consistindo na sedimentação natural da fase sólida e na recirculação do sobrenadante para a fábrica. Porém o potencial de impacto sobre o meio ambiente é alto. A área de disposição final necessária é grande, 100 a 200 acres em média. Os custos associados são altos, devido à necessidade de impermeabilização da área antes da disposição, feita normalmente através de membranas plásticas ou da aplicação de camada de material impermeável, devido aos riscos de contaminação do solo e do lençol freático, entre outros componentes.

O hidróxido de sódio presente na lama vermelha é recuperado através do deságue, que também possibilita a redução da quantidade de material encaminhado para descarte. A utilização de espessadores foi o primeiro processo de deságue aplicado à lama vermelha. Os espessadores foram amplamente aplicados durante as décadas de 1950 e 1960 e ainda hoje são utilizados. A eficiência dos espessadores na concentração de sólidos é de 20 a 30%. Subsequentemente, a utilização de filtros rotatórios a vácuo prevaleceu como etapa final do deságue antes da disposição final. A eficiência destes filtros é função da filtrabilidade da lama vermelha produzida na refinaria, alcançando valores entre 40 e 50% de teor de sólidos. Mais recentemente foram desenvolvidos os espessadores de alta performance. Essa tecnologia envolve a adição de floculantes, alcançando taxas de concentração de sólidos mais elevadas e apresentando eficiência ente 28 e 55%. Outra tecnologia que apresenta boas perspectivas de aplicação no deságue da lama vermelha são os filtros hiperbáricos, que alcançaram em testes, em escala piloto, taxas de 70 a 80 % de teor de sólidos. Apesar das boas indicações, a literatura não registra aplicações de filtros hiperbáricos em escala real, possivelmente devido a dificuldades operacionais.

Diversos problemas podem ser originados com a disposição inadequada da lama vermelha, tais como: i) Contaminação da água de superfície e subterrânea por NaOH, ferro, alumínio ou outro agente químico; ii)