O Vanádio é um mineral nobre e a Vanádio de Maracás, da canadense Largo Resources, é a única mineradora das Américas a produzi-lo. Ele está contido na estrutura da magnetita, um minério de ferro, e a rota de processo para chegar ao produto final comercializado pela empresa, Pentóxido de Vanádio em forma de pó ou flocos, nos padrões standard e high purity, é bem complexa. O produto é fundamental na produção de aços leves e de alta resistência, além de ligas de Titânio Alumínio, consumidos, por exemplo, pela indústria aeroespacial.

A operação em Maracás deve se prolongar por muitos anos, considerando a exploração atual de vanádio e as possibilidades de novos projetos. Entre recursos e reservas, a empresa hoje pode produzir vanádio até 2040. Atualmente, são conhecidos cinco corpos mineralizados e a operação ocorre no corpo denominado Gulçari A, com teor médio em torno de 1% de Vanádio.  Mas as pesquisas geológicas continuam e esse ano a campanha de sondagem contempla mais de 20 mil m de perfuração, volume que deverá se repetir em 2020, aumentando os conhecimentos ao Sul de Gulçari A.

Rodrigo da Conceição Lordão, coordenador de Geologia da empresa, explica que a cava Campbell atualmente tem cerca de 500 m de diâmetro.  A mineradora acredita que a Campbell esteja na área de maior teor do corpo mineral. As reservas de Campbell são em torno de 19 milhões de t, mas a  mineradora já planeja a abertura de uma segunda cava, chamada Novo Amparo, que tem reservas em torno de 10 milhões de t.

Álvaro Resende, diretor de Produção da mineradora, conta que a lavra tem operação terceirizada pela Fagundes, mas com a geologia e planejamento a cargo de equipes internas. Atualmente, o ROM está em torno de 850 mil t mensais. A operação de lavra é realizada por frota de 30 caminhões Mercedes-Benz de 35 t e quatro escavadeiras. As cinco perfuratrizes também são da Fagundes e o desmonte é realizado pela Enaex Britanite, responsável pelo fornecimento de explosivos e mão-de-obra, com paiol sob responsabilidade da mineradora.

Após a lavra, o material passa por britagem em três etapas, e concentração magnética a seco, gerando um pré-concentrado. Aqui, retiram cerca de 30% da massa, permitindo economia na utilização de água em etapas posteriores do processo. O material segue para uma segunda etapa de cominuição, moagem com 90% passante a 100 mesh, e uma segunda etapa de concentração. A partir daí se obtém o concentrado de magnetita, com 98% a 99% de magnéticos.

Nesse ponto o material já tem 3,21% de vanádio (nas minas sul-africanas por exemplo, o concentrado tem 2,02%) e passa para etapa seguinte, no forno de calcinação, onde é adicionado carbonato de sódio. Com temperatura em torno de 1.100 oC e oxigênio, ocorre oxidação e a magnetita se transforma em  hematita. Durante esse processo, o sódio reage com o vanádio e ao término da calcinação é gerada a hematita e o sal de vanádio, o vanadato de sódio. O vanádio passa a ser solúvel nesse ponto. Existe então uma etapa de lixiviação em água, com agitação, e o vanádio vai para a solução aquosa.  A partir daí se extrai o vanádio e deposita-se a hematita (com cerca de 8% de titânio) em pilhas.

Começa então a fase de purificação do vanádio. No primeiro ponto a sílica, que é um dos contaminantes, precisa ser removida. É feito um controle de PH, que passa de 11 para 8,5 com uso de ácido sulfúrico. Com esse ajuste do PH a sílica se precipita e é realizada uma etapa de filtragem, gerando uma solução limpa, pura de vanádio. Nessa etapa do processo é acrescentado o sulfato de amônia, que reage com vanádio e se precipita, formando o metavanadato de amônio, um outro sal.

O material passa por nova filtragem e o vanádio fica disponível em forma sólida. Depois é necessário remover a amônia em forno aquecido com temperatura de 600 a 650 oC. A amônia volatiliza e sobra o pentóxido de vanádio em forma de pó, um dos produtos comercializados pela empresa. Mas como a maior demanda é em forma de flocos, existe mais uma etapa para fusão, com aquecimento do pó a 850 oC. Os flocos são vendidos nas versões standard e alta pureza, este para a indústria aeroespacial que responde pelo consumo de 20% a 25% da produção.
A comercialização é feita em bags de 1 t, vendidos em lotes de 20 t. Toda a produção é transportada em contêineres por via rodoviária até o porto de Salvador (BA), onde será exportada. Atualmente, a exportação é 100% para a empresa suíça Glencore, com quem a empresa possui contrato até abril de 2020. Para se ter uma ideia de valores, com a cotação média atual, 1 t custa cerca de R$ 60 mil.

Resende explica que essa rota de processo é padrão para os poucos produtores primários de vanádio no mundo proveniente de rocha magnetita titano vanadífera, com ajustes eventuais no tipo de forno calcinador e de lixiviação. Mas a produção mundial de vanádio provém também de fontes secundárias, via processamento de escória de aço e ainda de cinza de petróleo.

Expansão eliminou gargalos

Resende ressalta que o conceito básico do projeto de expansão atual, no qual foram investidos R$ 87 milhões, foi atuar na eliminação de gargalos do processo, identificados basicamente em quatro pontos, adequando todos os equipamentos à capacidade do forno de calcinação, principal estrutura do complexo e um dos mais modernos do mundo em operação com Vanádio. O forno tem 90 m de comprimento e 4,2 m de diâmetro interno, com 800 t de refratário. Com a expansão, todas as etapas estão alinhadas à capacidade de processamento de concentrado do forno de cerca de 1.060 t. Em julho, a produção atingiu 1.043 t.

O primeiro ponto foi a expansão da área de moagem com aquisição de um novo moinho da FLSmidth e adição de bombas e ciclones, elevando a capacidade do circuito de moagem como um todo de 130 para 190 t/h. A mineradora optou por adquirir um moinho até maior do que o necessário para ser igual ao já existente, facilitando a manutenção e permitindo uma capacidade adicional de produção. Os moinhos são em série e o novo começou a rodar com minério três dias antes da cerimônia de inauguração.

O segundo ponto onde atuaram foi na capacidade de evaporação no final do processo. Para isso foi adquirido um evaporador da GEA de 5 m3, para trabalhar em série com o atual, e a capacidade passou de 15 para 20 m3/h.

O terceiro foco da expansão foi na etapa de remoção de amônia, que contava apenas com um forno rotativo e agora tem capacidade duplicada graças à aquisição de um segundo forno idêntico ao primeiro. Também foi instalado um forno de fusão adicional, porque também só existia um na planta original.

O último ponto de atenção foi a elevação da capacidade de estocagem com aumento do número de tanques nas fases de lixiviação, remoção de sílica e precipitação.

Titânio

Com a expansão atual da área de Vanádio concluída, o foco da empresa agora é o projeto para produção de titânio, que já tem uma planta piloto sendo instalada (adquirida usada de uma empresa na Bahia) e deverá começar a operar em outubro. A planta está localizada próxima da área de moagem e permitirá a confirmação de testes realizados em escala de bancada de laboratório, garantindo a eficiência de processo e qualidade do produto, que será enviado para clientes em potencial para validação. Basicamente, a planta incluirá deslamagem e flotação, porque será alimentada com o rejeito da moagem da operação atual de vanádio.

Álvaro Resende explica que o projeto de titânio tem duas vertentes. Uma é o tratamento de minério para a produção de ilmenita, que é o mineral de titânio, e a outra é a produção de hidróxido de titânio, via química que estão avançando em estudos em escala de laboratório. Duas gerências de P&D da empresa estão trabalhando com foco em encontrar as melhores soluções. Com a parte técnica equacionada, o projeto seguirá para a aprovação do board da Largo Resources. A Vanádio de Maracás espera conseguir essa aprovação até o final do ano. Mas a execução do projeto, se aprovado, demanda de um ano e meio a dois para implantação.

"O projeto de titânio é positivo porque aproveita os rejeitos já existentes para a produção de ilmenita. E no caso da produção do hidróxido de tanila, que é processo químico em estudos, trará uma grande inovação, porque será resíduo zero, enquanto a produção habitual de titânio geralmente produz resíduos industriais", explica Resende.

E ainda tem a hematita

Hematita, rejeito do processo que atualmente está sendo estocado, é um outro potencial para futuro desenvolvimento. Embora a hematita tenha de 59% a 60% de ferro, não pode ser comercializada porque possui de 6% a 8% de titânio e a indústria siderúrgica o considera como um contaminante para o processo no alto-forno.

Mesmo que essa questão técnica seja superada, existe ainda a parte logística a ser superada. Transportar o produto via rodoviária por mais de 350 km até Salvador hoje não seria viável, pelo preço do minério e as condições das rodovias.

Pouco impacto ambiental

De maneira geral, o impacto da atividade no meio ambiente local pode ser considerado pequeno, inclusive no quesito consumo de água, aspecto importante a ser considerado na região. Paulo Misk explica que o processo atual é 50% a seco, mas acredita que daqui a dois anos será de 90% a 100% a seco. “Procuramos fazer um trabalho responsável, com pouco impacto”, ressalta. Na primeira bacia, por exemplo, como o material já secou, está sendo empilhado em cima da segunda estrutura”, comenta.

Marllus Ribeiro de Assis, gerente de Operação e Planejamento de Mina, explica que as bacias de disposição de rejeitos foram construídas com estruturas muito robustas, dentro da pilha de estéril, e com impermeabilização com quatro camadas, evitando a infiltração no solo e permitindo que 96% da água retorne para recirculação no processo. As bacias, embora segundo ele praticamente não apresentem risco de rompimento por sua robustez, ainda assim possuem controles como os vistos em barragens mais complexas.

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