Caracterização mineralógica e cristaloquímica da prata em sulfetos e sulfossais do centro minero San José (Ouro-Bolívia)

O Centro Minero San José localiza-se no Cinturão Estanífero da Bolívia num grupo de colinas conhecidas como Serrania de Ouro, que erguem-se isoladamente no Altiplano central, a 8 km da Cordilheira Oriental dos Andes. O Centro é formado por jazidas polimetálicas (Ag, Sn, Pb, Sb, Zn), que tinham no momento da sua paralisação em 1990, uma capacidade produtiva de 400t/dia com teores médios de 360 g de Ag/t e 2,0% de Pb, e produzia concentrados de 19,10% Pb, 6275 g/t Ag, 12,80% Sb e 2,76 g/t de Au, que não podiam mais ser comercializados devido à multa imposta pela presença de Sb. Diversos processos metalúrgicos procuraram a obtenção do metal Ag, mas devido à complexidade de minério, todos ele se mostraram inviáveis. Não há referências sobre trabalhos mineralógicos, especialmente de microcomposição química realizados sobre a Ag neste Centro Minero, por esses motivos este trabalho teve como finalidade estudar as características mineralógicas e cristaloquímicas da prata neste Centro, procurando identificar as possíveis causas dos problemas encontrados nos processos metalúrgicos. Os estudos mineralógicos efetuados por microscopia de luz refletida, difração de raios-x e microscopia eletrônica de varredura, permitiram caracterizar galena e franckeita como os princípios portadores de Ag (médias de 0,54 e 0,48% respectivamente). Estanita-kesterita (média de 0,33%), zinkenita (0,47%), bournonita (média de 0,43%) e sulfossais tipos (a) (1,08%), (b) (1,56%) e (c) (0,43%) também são portadores de Ag, porém ocorrem em pequenas quantidades no minério. Pirita, arsenopirita, esfalerita, wurtzita, calcopirita, marcassita e pirrotita como sulfetos,, boulangerita e jamesonita como sulfossais, são minerais associados e que não contém Ag. Os estudos cristaloquímicos da galena, franckeita, zinkenita, estanita-kesterita e bournonita sugerem a existência de substituição iônica simples de chumbo por prata nos três primeiros (com influência de Cd, As e teores Sb não detectadas por MEV-EDS ou a ocorrência de sítios intersticiais) e Ag+=Cu+ nos dois últimos. Na galena também deve ocorrer substituição acoplada do tipo Ag++ (Sb)3+ = 2Pb2+ já que as concentrações de Ag são quase similares à de Sb. Os parâmetros da cela unitária da galena, franckeita e zinkenita são a (5,933±0,001 Å); a (5,86 Å), b (5,86 Å) e c (17,35 Å), e a (22,111±0,004 Å) e c (4,322±0,001 Å), respectivamente. Provavelmente o parâmetro a da galena esteja influenciado pela presença de Ag e Sb na sua estrutura, já que está ligeiramente menor que a reportado na literatura para galenas consideradas padrões (5,936-5,94 Å). As características micromorfológicas da galena, franckeita, zinkenita e estanita-kesterita, observadas em escalas de microns mostram ausência de inclusões, sugerindo que a prata encontra-se como soluções sólidas complexas sendo coerente com as substituições iônicas acima indicadas. Prata é encontrada também em galena como inclusões de franckeita (como agulhas e agregados prismáticos retos ou curvados) e zinkenita (agulhas e poligonal). Estas inclusões ocorrem às vezes com orientação ortogonal e em outras caoticamente, elas tem ainda distribuição homogênea e são semelhantes às relações topoaxiais da galena, mostrando assim forte evidência de exsolução. Inclusões de estanita de aspecto irregular na galena, e bournonita na forma de blebs na estanita, também são devidas à exsolução. Os estudos mineralógicos permitiram identificar também outros problemas que podem influenciar o tratamento metalúrgicos dos minerais de Ag, como: - Existência de embaçamentos ou revestimentos de anglesita e mineral Pb-S-O junto à galena e franckeita, que podem causar comportamento hidrofóbico. - Abundância de pirita no minério, além de pequena quantidade de arsenopirita, marcassita e pirrotita exsolvida e outros sulfetos como esfalerita, wurtzita e calcopirita exsolvida, que podem causar alto consumo de reagentes, inibição nos processos de cianetação, além de poderem constituir impurezas de difícil remoção no refinamento. - Presença de minerais de Sb e de Sb, Cd e As. Ao lado da franckeita, zinkenita e bournonita, a boulangerita e jamesonita são os principais minerais de Sb. Antimônio encontra-se também na estrutura da galena, estanita-kesterita, pirita, arsenopirita e sulfossais tipos (a), (b) e (c). Cádmio está usualmente presente nos sulfetos galena e esfarelita bem como em todos os sulfossais identificados. Arsênio está restrito a galena, pirita, franckeita, boulangerita e sulfossal complexo tipo (a). Os minerais de Sb e destes outros metais são nocivos aos diferentes processos metalúrgicos. A cianetação de Ag com estes metais seria praticamente impossível e nos processos pirometalúrgicos podem causar problemas de fusão parcial da carga e tampar os fornos. Em ambos casos podem formar gases tóxicos. Do ponto de vista da liberação de grãos todos os minerais portadores ou não portadores de Ag, são considerados de fácil liberação, à exceção das fases exsolvidas e mirmequíticas consideradas difíceis ou praticamente impossíveis de liberação. Todos esses aspectos nos permitem concluir que: - É grande o número de espécies minerais identificadas no minério do Centro Minero San José. Entre essas espécies os sulfetos e sulfossais representam a principal fonte de Ag, Sb, Sn e Pb. - Ag encontra-se como soluções sólidas na galena, franckeita, zirkenita e estanita-kesterita, sendo assim locking químico ou locking solução sólida. Os limites de solubilidade da Ag nestas soluções sólidas são de 0,5% aproximadamente. - Ag também encontra-se como exsoluções de franckeita, zirkenita e estanita-kesterita na galena, e de bournonita na estanita-kesterita. - A extração da Ag deve ser feita a partir dos minerais galena e franckeita principalmente, e seu tratamento deve ser como minerais de metais base. - Os minerais não portadores de Ag podem dificultar e encarecer os processos de tratamento metalúrgico da Ag.