Olá, leitores do PB! Hoje iremos aprender sobre lixiviação bacteriana. É uma expressão estranha, mas o significado é bem simples. Refere-se à capacidade que certas bactérias possuem de solubilizar determinados componentes presentes em uma amostra mineral, desde que seja passível de lixiviação.
Historicamente, a primeira aplicação industrial de lixiviação data de 1752, nas Minas do Rio Tinto na Espanha. As pilhas para produção de cobre através da cominuição do minério eram dispostas sobre o solo plano, impermeabilizado e levemente inclinado. As camadas de minério eram alternadas com camadas de madeira para favorecer a combustão das pilhas e promover a ustulação dos sulfetos de cobre e ferro presentes no minério, gerando sulfatos, óxidos de cobre e ferro e SO2. Após a combustão, água era distribuída no topo da pilha e percorria pelo minério, dissolvendo os sulfatos e produzindo uma substância ácida com sulfatos de ferro, cobre e ácido sulfúrico.
Fonte: David Perez
Desde então, o processo de lixiviação evoluiu muito graças à biotecnologia, através de estudos que evidenciaram que certos microrganismos poderiam ser usados no processo, como várias espécies de algas, fungos e bactérias que habitam em depósitos minerais. Além disso, sabe-se que a produção de águas ácidas a partir de minerais contendo enxofre inorgânico se deve à associação de vários gêneros como Thiobacillus, Leptospirillum, Sulfolobus, Sulfobacillus, Acidianus e Acidiphilium. Atualmente, Thiobacillus ferrooxidans e Thiobacillus thiooxidans são as bactérias mais utilizadas em biolixiviação pela biohidrometalurgia (ramo da metalurgia que utiliza bactérias para obter metais).
Microscopia de Thiobacillus ferrooxidans.
Fonte: Fineartamerica
Assim, inúmeras vantagens, como o baixo consumo de energia e de reagentes, além do aproveitamento de rejeitos minerais (minérios de teores reduzidos) foi possível em jazidas de pequeno porte graças a biohidrometalurgia. No processo operacional também é possível aproveitar a ação natural de bactérias já presentes nos minérios apropriados (aqueles em que o metal de interesse já se apresenta na forma de sulfeto, como, por exemplo, a calcopirita CuFeS2) que se transformará sob ação oxidativa bacteriana no sulfato solúvel correspondente, o CuSO4. Caso o metal de interesse não se apresente nesta forma mineralógica, deve existir no minério um outro sulfeto (por exemplo, a pirita FeS2) para ser oxidado pela bactéria e gerar agentes lixiviantes (ácido sulfúrico e o íon férrico) capazes de promover a solubilização do metal não sulfetado.
Resumidamente, o processo consiste na deposição de milhares de toneladas de minério sobre uma base impermeabilizada e irrigação desta deposição com ácido sulfúrico, que será coletado após a percolação no minério e reciclado para intensificar a atividade microbiana no substrato mineral. Esta ação ocasiona uma elevação da acidez e do poder oxidante da solução devido à produção de H2SO4 e do íon Fe3+. Finalmente, o metal pode ser extraído da solução por métodos convencionais.
Esquema geral de uma lixiviação bacteriana de uma pilha de minério.
Fonte: Dissertação de mestrado, DE OLIVEIRA, 2014.
Agora que você já sabe como funciona o processo deve estar curioso para saber como as bactérias agem não é mesmo? Bem, elas atacam os minerais sulfetados de três formas: ataque por contato direto, por contato indireto e por ataque indireto, sendo que os três mecanismos podem ocorrer simultaneamente durante a lixiviação. Vejamos:
EMecanismos de ação bacteriana em biolixiviação: A) Mecanismo de contato direto; B) mecanismo de contato indireto; C) mecanismo ataque indireto.
Fonte: Dissertação de mestrado, DE OLIVEIRA, 2014.
A) Mecanismo de contato direto: Ocorre quando a bactéria fixa-se à superfície do sulfeto durante a dissolução oxidativa do mineral, mediada por enzimas que atuam diretamente em sua estrutura cristalina. A bactéria utiliza enzimas para atacar os minerais oxidáveis através do contato físico entre eles.
B) Mecanismo de contato indireto: As bactérias secretam uma substância polimérica que complexa-se ao ferro, conferindo carga positiva à célula, estabelecendo-se, assim, uma atração eletrostática entre o micro-organismo e a superfície carregada negativamente de alguns minerais, favorecendo a dissolução.
C) Ataque indireto: Não há adesão ou contato bacteriano com a superfície do mineral. A bactéria gera Fe3+ por solubilização oxidante do Fe2+. O Fe3+ , forte agente oxidante, reage com outros metais, tornando-se solúvel, e nesta reação o Fe2+ é novamente oxidado, lixiviando o minério.
O principal grupo dos minerais lixiviáveis é o dos sulfetos, como os sulfetos de cobre e de ferro, e de urânio. Entretanto existem outras bactérias como Bacilus circulans e Bacilus mucillaginosus conhecidas como silicato-bactérias que são capazes de lixiviar bauxita e alumina. Assim, a biotecnologia apresenta-se como alternativa ecológica e sustentável aos métodos convencionais que são utilizados por várias mineradoras e que tem causado estrago e acidentes desastrosos principalmente na minha querida Minas Gerais. Compartilhem o texto nas redes sociais e não deixem de divulgar todas as possibilidades de aplicações biotecnológicas publicadas pelo PB!
