Como prevenir escala de gesso

Membranas de osmose reversa (RO), nanofiltração (NF) e ultrafiltração (UF) são usadas há muito tempo na indústria de dessalinização para tratar água do mar e água salobra. No entanto, à medida que a população global aumenta[1], é imperativo disponibilizar mais água fresca e limpa. É por isso que a Genesys International voltou sua experiência para fornecer anti-incrustantes e produtos de limpeza para uma indústria menos tradicional – a mineração.

De acordo com um artigo de 2012 de Paulina Szyplinska, a mineração é o quarto maior consumidor de água em todo o mundo[2], mas 90% da água da mina é reciclável usando tecnologias como RO ou NF. Embora esta ainda seja uma aplicação comparativamente nova da tecnologia de membrana de filtração de água, o número de usinas associadas às operações de mineração aumentou dramaticamente nos últimos 10 anos.

Existe um desafio específico que afeta as plantas de filtragem de água de mina – altos níveis de sólidos totais dissolvidos (TDS), o que leva a uma forte tendência à formação de incrustações, especialmente sulfato de cálcio (CaSO4) ou gesso.

Essas condições estão fora dos parâmetros operacionais recomendados pelos fabricantes de membranas. Por esse motivo, a indústria de tecnologia de membrana tradicionalmente descarta o setor de mineração como uma fonte de negócios, considerando-o desafiador demais para valer a pena.

No entanto, apesar disso, parece que os operadores de mineração estão investindo cada vez mais na filtração por membrana RO e NF, atraídos pelo benefício da recuperação aprimorada de metal, bem como pela capacidade de limpar as águas residuais. Por meio da própria pesquisa da Genesys International, ela identificou até 389 minas atualmente usando filtração por membrana, 301 delas comissionadas desde 2009.

A empresa acredita que, com a química certa e uma mente aberta, é possível não apenas inibir incrustações complexas, mas também limpar membranas incrustadas e incrustadas de forma eficaz para restaurar seu desempenho. E parece que outros estão começando a entender. A equipe da Genesys foi recentemente encorajada a ver os seguintes comentários em um artigo de Darryl Butcher, diretor da BDB Process, Austrália, sobre dois projetos de fábricas de membranas com os quais ele esteve envolvido na África[3]: "Nenhuma dessas aplicações operava o sistema escolhido membranas dentro das janelas operacionais recomendadas publicadas pelos fabricantes, mas ambas foram técnica e comercialmente muito bem-sucedidas e ambas superaram o desempenho previsto usado para justificar o gasto de capital do projeto... Parece provável que as membranas serão aplicadas em uma ampla gama de aplicações para melhorar resultados do processo”.

Ao contrário de outros tipos de incrustação, o CaSO4 é independente do pH. Isso significa que a adição de um ácido ou álcali não terá efeito na prevenção da formação de incrustações. A Genesys desenvolveu dois novos anti-incrustantes – Genmine AS26 e Genmine AS65 – que são capazes de inibir o CaSO4 em pH baixo e alto (níveis de saturação de até x8-10).

Genmine AS26 é particularmente resistente a condições ácidas, o que é raro para um anti-incrustante. Formulado e aperfeiçoado por meio de testes rigorosos, ele pode inibir o CaSO4 em valores de pH tão baixos quanto 1-2 (Fig. 1). Isso significa que nenhum pré-tratamento caro é necessário para neutralizar o efluente da mineração para que o anti-incrustante funcione. Isso deve resultar em economia de CAPEX e OPEX, tornando ainda mais viável a recuperação de metais e água limpa dos resíduos de rejeitos.

É claro que nem todas as águas de mina são ácidas, e é por isso que a empresa também desenvolveu o Genmine AS65, que é capaz de inibir a incrustação de CaSO4 em níveis de saturação de x8-10 (Fig. 2) em valores de pH neutro e alcalino. Isso é particularmente relevante para os processos de lixiviação por pilha de cianeto alcalino, onde as membranas são usadas para concentrar licores ricos e estéreis. Ao fornecer produtos específicos para águas de minas ácidas e alcalinas, a empresa é capaz de fornecer a química certa para potencialmente qualquer água de mina que seja afetada pela incrustação de gesso.

Se a escala de gesso já se acumulou, talvez devido ao uso de anti-incrustantes ineficazes ou dosagem inadequada, removê-la sem danificar a membrana é um desafio, mas não impossível. Isso deve ser feito o mais rápido possível para evitar que a própria escama cause danos irreversíveis à superfície da membrana.