Areia Silicosa
Belmonte - BA
A área do processo de mineração nº 871.411/2020 ocupa 47,91 ha e está localizada no município de Belmonte, Bahia, Brasil.
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Sintonize nosso podcast exclusivo apresentando o depósito de areia silicosa em Belmonte, Bahia.
GEOLOGIA LOCAL
A geologia do depósito de areia silicosa na área estudada é a mesma dos outros depósitos de areia silicosa da região, ou seja, está inserida na Formação Santa Maria Eterna, assim denominada por Lima et al. (1981).
Embora sejam tão comuns na região, as coberturas enriquecidas com areia silicosa são mais expressivas, tanto em área quanto em espessura, quando localizadas em terrenos tabulares elevados, com elevações próximas às da base dos litotipos do Grupo Barreiras, como os incidentes Principal e Delson Araújo. Esses depósitos são considerados os mais preservados, verdadeiros testemunhos de todo o processo de formação via concentração residual in situ da parte arenosa-argilosa das metadolomitas silicosas com intercalações de quartzito, provenientes da lixiviação da fração carbonática.
GEOLOGIA E GÊNESE DOS DEPÓSITOS DE AREIA
A ocorrência de areia silicosa dentro dos limites do processo 871.411/2020 foi mapeada em escala apropriada.
Este depósito mapeado está localizado na área dominada pela formação Santa Maria, na Bacia do Rio Pardo, constituída por metadolomitos silicosos com finas intercalações de quartzitos.
O trabalho de pesquisa realizado permitiu algumas conjecturas sobre a origem dos depósitos arenosos. Esses depósitos foram provavelmente formados por concentração residual in situ da parte arenosa-silicosa, resultante da lixiviação da fração carbonática presente em dolomitos muito silicosos.
O processo teria se iniciado na época em que os metassedimentos foram cobertos pela Formação Barreiras. A água superficial, infiltrada nos sedimentos, percolou através das rochas carbonato-silicosas, lixiviando a fração carbonática gradualmente, de cima para baixo (à medida que o nível freático era rebaixado regionalmente), alargando fraturas e deixando os compartimentos parcialmente solubilizados preenchidos com resíduo silicoso.
O processo permanece ativo até hoje, mesmo após a remoção da cobertura da Formação Barreiras. Da mesma forma que a cobertura sedimentar, uma porção substancial dos depósitos formados foi levada pela ação erosiva. Hipótese reforçada pela presença de corpos preservados, identificados na região.
Figura 1. Geologia local com malha rolante e litologias identificadas.
A natureza angular dos grãos de areia e cascalho, a ocorrência ocasional de pequenos cristais de quartzo bem formados no meio da areia, a ausência de argila, a baixa compactação (alta porosidade) da areia, a existência de sumidouros preenchidos, a ausência de sinais de estratificação no depósito arenoso, a morfologia dos depósitos e a verificação de um "fundo" composto por "areia dura" (não desagregada), são alguns dos aspectos que reforçam a hipótese genética exposta acima, eliminando a possibilidade de transporte de grãos de areia, para os quais apenas pequenos deslocamentos dentro dos "vazios" das cavidades de dissolução.
DESCRIÇÃO DOS FUROS DE AMOSTRAGEM
MAPEAMENTO GEOLÓGICO
Fotografias aéreas, imagens de satélite e GPS foram utilizados como ferramentas auxiliares para o mapeamento geológico, resultando na criação de um mapa simplificado. Nenhuma escavação foi feita na área, pois era apenas pastagem. Uma grade quadrada regular de 100m x 100m foi usada para perfurar os furos, estabelecendo uma profundidade máxima de 6,00 m.
A delimitação superficial do depósito arenoso foi feita através de observação direta no campo com o auxílio de GPS, adotando caminhos ao longo dos contatos entre a areia limpa e o material arenoso-argiloso amarelado, este último considerado como resíduo não utilizável.
Vale destacar que a transição da areia branca útil para a areia argilosa amarelada é facilmente identificada no campo, se levarmos em consideração os seguintes contrastes:
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Exposição do material trazido à superfície por formigueiros;
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Vegetação mais fina e atrofiada nas áreas de areia útil;
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Terreno mais elevado com morfologia típica de bandejas de areia;
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Terreno seco e poroso com um lençol freático mais profundo nas áreas de areia.
Figura 2. Mapa topogeológico e posicionamento da malha de sondagem e litologias identificadas.
SONDAGEM
O trabalho de sondagem foi precedido pelo planejamento em escritório onde, à luz do trabalho preliminar de reconhecimento geológico, foram selecionadas áreas potencialmente promissoras e pontos foram projetados para perfurar furos com ancoragem nos marcadores provisórios plotados durante a fase de levantamento topográfico.
O equipamento utilizado foi um trado tipo concha, diâmetro de 4” (10 cm), com um conjunto de hastes capazes de atingir uma profundidade de 6,00 metros.
Foi adotada uma grade de sondagem quadrada (100 x 100) m, estabelecendo uma profundidade máxima de 6,00 m, devido a limitações operacionais, por conta das fortes chuvas que caíram na região na época da sondagem, embora o depósito tenha evidências de possuir profundidades muito maiores. Foram perfurados 38 furos, distribuídos da seguinte forma: 26 furos positivos (em areia limpa e de alta pureza), 2 furos na interface de contato entre areia limpa e areia suja, enquanto os 10 furos restantes foram negativos, pois interceptaram cascalho e areia argilosa suja.
The positive holes were those that intercepted white, clean sand - reaching a maximum depth of 6.00 m - represented on the map above in green.
The contact holes were defined as those that intercepted an intercalation (interdigitation) between clean and dirty sand, whose holes were drilled at a depth of 2.50 m - represented on the map above in blue.
The negative holes are those that intercepted dark/yellowish sand, being interrupted after reaching a depth of 3.00 m - represented on the map above in red.
The positive holes were those that intercepted white, clean sand - reaching a maximum depth of 6.00 m - represented on the map above in green.
AMOSTRAGEM
Todos os furos foram amostrados, entretanto, amostras de 13 furos foram selecionadas para serem enviadas ao laboratório SGS Geosol para análise química e granulométrica, representando 48% dos furos perfurados. As contra-amostras foram catalogadas e estão armazenadas, assim como os núcleos dos outros furos, totalizando 38 espécimes, incluindo amostras e contra-amostras.
No sistema de coleta de amostras, foi definido que o primeiro metro do perfil seria descartado, por se tratar de areia cinza escura com raízes e matéria orgânica. Após descartar o primeiro metro, todo o material removido do furo foi quarteado, resultando em uma redução de quantidade, e foram retiradas duas amostras de 1 kg cada, devidamente rotuladas. Uma amostra foi enviada ao laboratório e uma contra-amostra foi retida e armazenada para possível uso futuro.
Cada amostra foi submetida à análise química para SiO2, elementos cromógenos (Fe e Ti), Al, Ca e Mg. Análises de orientação para outros elementos indicaram valores de pouca significância.
As análises foram realizadas pela SGS Geosol utilizando ICP e espectrometria de absorção atômica, com limites de detecção de 1 ppm. Cada amostra foi submetida à análise granulométrica seca utilizando peneiras de 5, 10, 14, 16, 18, 35, 80, 150 e 200 mesh.
Estudos mineramétricos (minerais constituintes da areia) e determinação de parâmetros físicos (densidade, umidade, porosidade e inchamento) foram realizados em amostras da ocorrência estudada, localizada próximo a Santa Maria Eterna, cujos dados obtidos, dada a semelhança dos resultados obtidos em áreas próximas, foram aceitos e considerados válidos, devido à extrema semelhança dos depósitos e seus arredores. A densidade natural "in situ" adotada foi de 1,50 t/m³, incluindo para cálculo de reservas. Outros parâmetros "in natura" são: porosidade = 42% e umidade = 3,3%.
ASPECTOS DO DEPÓSITO
QUALIDADE
Na descrição dos materiais utilizados nos furos de trado, apenas o aspecto visual macroscópico das amostras retiradas foi levado em consideração, estabelecendo assim um padrão do material a ser computado como material útil nos perfis dos furos, na amostragem e, consequentemente, no cálculo de reservas.
As areias com alto índice visual de brancura constituem o material útil, sempre apresentando bom contraste com as chamadas areias impuras, localizadas no topo do depósito, apresentando uma cor cinza escura e geralmente misturadas com matéria orgânica. Também foi observado que a areia impura está localizada em uma camada superficial de até 1,0 m de profundidade.
As areias úteis têm uma aparência muito homogênea em termos de granulometria e brancura entre os materiais provenientes de diferentes furos.
Surface layer excavation
Surface layer excavation
A areia útil tem uma granulometria fina e homogênea, com grãos de quartzo irregulares e angulares, translúcidos a transparentes (sob uma lupa), com intervalos de cascalho de quartzo leitoso fino e angular (com fragmentos ocasionais de até 4 mm). Prismas hexagonais bem formados de quartzo hialino de até 2 cm de comprimento raramente foram amostrados.
A areia útil é muito branca e pura, com raras presenças de material cinza ou amarelado, e quando submetida à lavagem manual e secagem subsequente, as diferenças de cor não são perceptíveis. Variações na umidade ou mesmo na iluminação podem causar diferentes impressões de brancura na mesma amostra.
"In Natura" Sand
Manually Washed Sand
"In Natura" Sand
QUALIDADE
As análises granulométricas realizadas revelaram que 91,71% do material amostrado estava predominantemente na faixa granulométrica de (-10, +200 mesh).
ANÁLISE QUÍMICA
Os resultados obtidos levam às seguintes observações principais sobre a natureza química da areia:
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As areias úteis apresentam uma aparência muito homogênea em termos de granulometria e brancura entre os materiais provenientes de diferentes furos.
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Os resultados são relativamente uniformes para todas as amostras analisadas.
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77,00% das amostras analisadas no depósito apresentam níveis superiores a 99,51% de SiO2; e os principais contaminantes (Ti, Ca, Mg, Al, Fe, P, Na, Zr e K) não atingem, em média, 704 ppm quando convertidos em seus respectivos óxidos. Outros elementos estudados (Mn, Cr, Li, Co, Ni, V e B) não atingem individualmente 1 ppm.
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O minério analisado apresenta um máximo de dióxido de silício (SiO2) de 99,80%, um mínimo de 98,95%, um desvio padrão de 0,22 e uma variância de 0,05, refletindo a homogeneidade do depósito em relação ao teor de SiO2.
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O titânio é o contaminante cromógeno com maior teor médio, apresentando uma dispersão apreciável de valores (máximo/mínimo e desvio padrão), ao contrário dos outros elementos que mostram dispersões muito menores.
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Os níveis de Fe são baixos e relativamente uniformes, o que ajuda a atenuar o comprometimento cromógeno causado pelo Ti.
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Outros elementos (Al, Ca, Mg, P, Na, Zr e K), devido à sua natureza não cromógena e teores relativamente baixos e homogêneos, não comprometem a qualidade da areia para os usos industriais mais comuns.
MINERALOGIA
Com relação à mineralogia, a leucoxena é principalmente responsável pelos teores de Fe e Ti, sendo dominante na fração menor que 200 mesh. Uma porção discreta de Fe e Ti pode estar incluída ou embutida nos grãos de quartzo.
O alumínio (Al), sódio (Na) e potássio (K) podem ser constituintes de minerais argilosos, na forma de agregados, mais abundantes na fração que passa por 200 mesh.
O zircônio (Zr) provavelmente se origina da zirconita, com grão muito fino e mais abundante na fração que passa por 200 mesh.
O cálcio (Ca), magnésio (Mg) e fósforo (P) não mostram níveis preferenciais nas três faixas granulométricas e devem fazer parte de minerais incluídos nos grãos de quartzo. As lâminas de metadolomito silicoso indicam a existência de minúsculos grânulos de carbonato incluídos nos grãos de quartzo recristalizado.
Os grãos de quartzo, sempre angulares, são leitosos a semitransparentes na fração retida em 35 mesh e hialinos nas frações mais finas que passam por 35 mesh. Esses grãos ocasionalmente aparecem acinzentados, devido a inclusões finas (rutilo, óxidos de Fe) ou incrustados na superfície com óxidos de Fe e Ti.
MODELAGEM GEOLÓGICA
Para determinar o volume de areia disponível, várias interpretações foram feitas com base nos dados de levantamento realizados pela empresa.
Como resultado do trabalho de sondagem, foi gerado um mapa de influência da grade de furos de sondagem, com profundidade potencial, indicando os teores de minério e os teores dos principais elementos cromógenos ferro (Fe) e titânio (Ti) presentes em cada furo analisado.
Para realizar o processo de modelagem, foram utilizados dados de furos de sondagem perfurados no corpo de areia para determinar a geometria e espessura do corpo de areia.
GRANULOMETRIA
No sistema de coleta de amostras, foi definido que os primeiros metros dos perfis de perfuração de cada furo seriam descartados, pois continham raízes e matéria orgânica.
Duas amostras compostas foram retiradas de cada furo (reduzidas a aproximadamente 1 kg cada, por quarteamento) e enviadas ao laboratório SGS Geosol.
Cada amostra foi submetida à análise granulométrica seca utilizando uma peneira Tyler de #20, #28, #48, #100, #200 mesh.
MALHA DE PESQUISA
Foi planejada e executada uma grade regular de 100x100m, que se mostrou bastante adequada, proporcionando boa espacialização da área e demonstrando a continuidade do material.
Como resultado, foi gerado um mapa da pesquisa realizada na área deste projeto de pesquisa.
ANÁLISES DA VIABILIDADE ECONÔMICA DO DEPÓSITO
O depósito na área em questão foi estudado, mapeado e submetido a um programa de perfuração com trado, com amostragem sistemática, seguida de análises granulométricas pelo laboratório SGS Geosol, cujo conjunto de amostras do Projeto foi enviado ao laboratório após serem rotuladas com os respectivos nomes dos furos perfurados na área de interesse, permitindo avaliar a qualidade da areia, adotando-se os critérios e exigências de qualidade do mercado.
Ao final dos trabalhos de campo e processamento de escritório, chegou-se a uma reserva medida de 2.408.400 toneladas e uma reserva indicada de 1.206.000 toneladas, que juntas resultam em 3.614.400 toneladas de areia útil de boa qualidade.
Abaixo está um resumo dos trabalhos de pesquisa realizados no depósito de areia e ao redor, processo ANM 871.411/2020.
RECONHECIMENTO PRELIMINAR DA ÁREA
Visando tornar o trabalho de mapeamento geológico mais consistente, foi feita uma compilação bibliográfica das informações existentes sobre as litologias que afloram na área de estudo.
No campo, foi realizado um reconhecimento geológico em toda a área, visando identificar alvos potencialmente promissores para areia para posterior detalhamento geológico e definição da malha de sondagem.
DEFINIÇÃO DO POSICIONAMENTO DOS FUROS
Foi projetada uma malha de perfuração com trado quadrada, com espaçamento de 100 x 100 m, cobrindo a maior parte do domínio superficial da areia útil, conforme ilustrado nos mapas apresentados neste relatório.
Cada furo foi localizado usando GPS, com marcadores de madeira colocados para fácil identificação pela equipe de perfuração. As alturas de abertura dos furos foram tomadas usando GPS.
EXECUÇÃO DA SONAGEM
Os furos foram perfurados com um trado mecânico tipo concha a uma profundidade de 6,00 m. O primeiro metro da perfuração foi descartado devido à contaminação, sendo considerados apenas 5 metros como areia útil. O material amostrado foi coletado e colocado sobre uma lona limpa para quarteamento, gerando, ao final, duas amostras compostas representativas do furo, cada uma pesando aproximadamente 1 kg.
MAPEAMENTO GEOLÓGICO
A geologia, origem, morfologia e alguns limites dos depósitos arenosos na área de pesquisa foram bem estabelecidos com o trabalho de pesquisa regional descrito neste relatório.
A delimitação superficial dos depósitos arenosos úteis para a área de pesquisa foi realizada diretamente em campo, com o auxílio de GPS, por meio de caminhadas cuidadosas ao longo de seus contatos com material arenoso argiloso amarelado e areia branca.
A transição da areia branca útil para a areia argilosa amarelada é clara no campo e pode ser facilmente identificada a curta distância, com base nos seguintes contrastes:
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Aparência e cor do material exposto pelos formigueiros;
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Vegetação mais fina e atrofiada na areia útil;
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Morfologia típica das bandejas de areia;
AMOSTRAGEM
Foi projetada uma grade retangular de perfuração com trado, com espaçamento de 100 x 100 m, cobrindo a maior parte do domínio superficial da areia útil.
Cada ponto de pesquisa foi localizado com GPS e identificado com uma estaca de madeira.
Cada amostra de areia útil coletada pela perfuração foi reduzida por quarteamento em duas amostras de 1 kg cada, sendo uma amostra enviada ao laboratório SGS Geosol e a outra amostra retida para atender a necessidades futuras.
ANÁLISE QUÍMICA E GRANULOMÉTRICA
Do total de furos perfurados na área, 13 furos, correspondendo a 48% do total, foram selecionados para análises químicas e granulométricas no laboratório SGS Geosol.
As amostras foram submetidas a análises químicas, incluindo SiO2 (%) e Al, Fe, Ti, Ca, Mg, Na, K, Zr (ppm) por espectrometria ICP. A análise granulométrica foi realizada a seco em malhas de peneira #5, #10, #14, #16, #18, #20, #35, #50, #80, #140, #200.
QUALIDADE DA AREIA
A análise granulométrica resultou em 53,31% do material na faixa de - #35 a + #200. A análise química mostra os teores médios de SiO2 (99,51%), Al (275,46 ppm), Fe (142,15 ppm), Ti (132,62 ppm), Ca (56,54 ppm), Na (31,08 ppm), K (25,54 ppm), Zr (22,23 ppm), Mg (18,08 ppm).
As características macroscópicas, granulometria, natureza química e mineralógica da areia estudada nesta área são aproximadamente equivalentes às encontradas no distrito mineiro de Santa Maria Eterna.
CÁLCULO DE RESERVAS
A reserva medida (MR) foi calculada considerando o produto do intervalo de areia útil amostrado em cada furo positivo, pela área de influência do furo dentro dos limites mapeados da areia útil e pela densidade da base de areia seca "in situ" (1,50).
A partir da área de superfície de 32,16 ha e com uma espessura de areia útil de 5 m, obtivemos uma reserva medida de 2.412.400 t. A partir do trabalho de perfuração foi possível medir as reservas de areia silicosa útil existentes na área.
A reserva indicada (IR) foi calculada considerando metade do produto da espessura média dos furos, pela área de influência do furo dentro dos limites mapeados de areia vezes a densidade da base de areia seca “in situ” (1,50).
Para calcular a reserva indicada, foi utilizada a área imediatamente abaixo da área da reserva medida, dado que os furos foram perfurados até uma profundidade de 6 metros por opção técnica e, abaixo dessa profundidade, ainda há presença de areia, fato comprovado pelo fato de que todos os furos perfurados na área não atingiram o fim do corpo de areia.
CONCLUSÕES FINAIS
A Brasil Mineração Ltda., ciente do potencial do depósito de minério de sílica existente dentro dos limites dos polígonos que definem os processos sob sua propriedade, canalizou esforços técnicos e financeiros com o objetivo de quantificar e qualificar o depósito de areia de sílica de alta pureza que ocorre na área rural de Belmonte, nas proximidades do distrito de Santa Maria Eterna.
A capacidade técnica e financeira da Brasil Mineração Ltda. também é digna de nota, pois é suficiente para realizar os trabalhos de pesquisa realizados na área, bem como os estudos e análises da substância que é objeto da pesquisa, a saber, areia de sílica de alta pureza. Vale ressaltar que os resultados obtidos fornecem elementos positivos que recomendam a implementação de uma mina em escala industrial para fornecimento contínuo ao mercado consumidor.
Pretendendo fazer bom e racional uso do minério de areia de sílica de alta pureza na área em estudo, pretende implantar uma Unidade de Processamento para o minério de interesse.
As características químicas e granulométricas do minério, as condições logísticas existentes nas proximidades do projeto, o baixo custo operacional e a crescente demanda por areia de sílica de alta pureza para atender às demandas da transição energética incentivaram a Brasil Mineração a avançar na busca por regularização e estudos aprofundados na área.
A pesquisa realizada assegura reservas que suportam operações por 20 anos com uma produção de 120.000 t/ano em condições altamente competitivas no cenário global.
