Coal ash and calcium carbonate on acid drainage mitigation in coal mining overburden

A drenagem ácida é um problema ambiental, não-exclusivo, mas comumente associado à mineração do carvão e decorrente da oxidação de sulfetos, como a pirita, presente nos estéreis e rejeitos da mineração. A cinza derivada da queima do carvão constitui um resíduo, de utilização ainda limitada, no Brasil, mas que apresenta potencial de neutralização da acidez. Desse modo, estudou-se a possibilidade de utilização de cinzas da combustão do carvão mineral em combinação com carbonato de cálcio (CaCO3) para correção da drenagem ácida decorrente da oxidação de pirita em estéril da mineração de carvão de Candiota (RS). Amostras de 50 g do material estéril que continha pirita foram tratadas com 16 combinações de cinza da combustão do carvão e CaCO3 e acondicionadas em frascos de lixiviação. O experimento foi realizado em delineamento inteiramente casualizado, fatorial 4 x 4 (quatro doses de CaCO3 e quatro doses de cinza), em três repetições. Os frascos foram submetidos a lixiviações periódicas com água destilada, a cada duas semanas, durante oito meses. Os lixiviados foram caracterizados quanto ao pH, acidez livre e concentrações de S, Si e Fe. Os resultados demonstraram que: o uso da cinza do carvão de Candiota não é viável, tanto por apresentar baixa capacidade de neutralização da acidez quanto por diminuir a eficiência do CaCO3. Após oito meses de intemperismo simulado, apenas 11 % dos sulfetos foram oxidados na ausência de carbonato e cinzas. O uso de carbonato e, em menor grau, de cinza, acelerou a taxa de oxidação dos sulfetos. A oxidação da pirita contida nas amostras ocorreu com maior velocidade nos dois primeiros meses de intemperismo simulado; desse modo, recomenda-se o uso de calcário logo após a exposição do estéril da mineração, visando minimizar a drenagem ácida. Pesquisas, de longo prazo, que visem à otimização das doses de CaCO3 e ao uso de outros corretivos na mitigação da drenagem ácida devem ser estimuladas.Acid drainage is an environmental problem, not exclusive, but commonly associated to coal mines. It arises from the oxidation of sulfides, like pyrite, in overburden and mining tailings. The use of ashes from coal combustion is still limited in Brazil, but such residues have a potential use as neutralizing agent for acid mine drainage. This study intended to evaluate the interaction between the use of coal ash and CaCO3 to neutralize acid drainage from pyrite oxidation in coal mining overburden from Candiota (RS) - Brazil. Samples of overburden material containing pyrite were treated with increasing CaCO3 doses and coal ash in leaching flasks. The treatments were disposed in a completely randomized design in 4 x 4 factorial scheme (4 doses of CaCO3 and 4 doses of coal ash) with three replications. The flasks were submitted every two weeks to leaching with distilled water during eight months. The leached solutions were analyzed for pH, free acidity and S, Si and Fe contents. Results showed that the use of ash was impractical not only due to its low neutralizing capacity, but also because it reduced the CaCO3 efficiency. After eight months of simulated weathering only 11% of the sulfides were oxidized in the absence of ash or carbonate. The use of CaCO3 and, to a lesser extent of ash, increased the pyrite oxidation rate. Pyrite in coal overburden oxidized faster in the first two months of simulated weathering, thus it is recommended that lime be applied just after overburden exposition in order to minimize acid drainage. Further investigation aiming to optimize the CaCO3 doses and test alternative neutralizing materials in long term experiments should be encouraged