Characterization of a coal tailing deposit for integrated mine waste management in the brazilian coal field of Santa Catarina

O carvão mineral brasileiro contém altos teores de impurezas (pirita e minerais de rochas sedimentares), sendo necessário seu beneficiamento. Os rejeitos do beneficiamento demandam uma grande área física para a sua disposição, modificam a topografia e geram a drenagem ácida de minas (DAM). O objetivo desse trabalho foi caracterizar um típico depósito de rejeitos na região carbonífera de Santa Catarina, buscando a separação de três frações para uso futuro: (a) uma fração para a geração de energia; (b) uma fração enriquecida em silicatos; e (c) uma fração com alto teor de enxofre. A metodologia do trabalho consistiu na amostragem e caracterização do material. A caracterização incluiu análise granulométrica, estudos densimétricos, medidas do teor de cinzas e enxofre, análise mineralógica por DRX, estudos petrográficos em lupa e medidas de contabilização de ácidos e bases. Os resultados granulométricos indicaram que 68% do material é composto por partículas grossas, 15%, por partículas finas e 17%, pelo lodo das bacias de sedimentação. Com o beneficiamento gravimétrico dos resíduos é possível uma recuperação teórica do material de 33,7% para geração de energia e 10,3% para produção de um concentrado rico em pirita. O material restante, com menor quantidade de enxofre e rico em silicatos, tem seu potencial de geração de acidez reduzido em 60% e apresenta possibilidade de uso na construção civil.Brazilian coals contain high levels of impurities (pyrite and sedimentary rocks minerals), requiring concentration procedures. The coal tailing deposits demand a large physical area, whose topography is changed and acid mine drainage (AMD) is generated. The aim of this work was to characterize a typical coal tailing deposit in the carboniferous region of Santa Catarina, seeking the separation of three fractions for future reuse: (a) a fraction for energy production; (b) a fraction composed mainly by silicate minerals; and (c) a fraction with a high concentration of pyrite. The work methodology consisted in sample collection and characterization of the material. The characterization included particle size analysis, dissymmetric studies, XRD analysis, petrography studies, and acid-base accounting tests. The results showed that 68% of the material is composed of coarse particles, 15% of fine particles, and 17% of slurry from settling ponds. It is possible, by gravimetric concentration of the material, to recover 33.7% for energetic application and 10.3% as a pyrite concentrate. The remaining material, with intermediate density, will have a decrease of about 60% in its net acid generation potential and presents potential for application in civil engineering construction