História de Mudança
Investigadores afirmam que o material residual numa mina de níquel no Botsuana contém quantidades viáveis de níquel, cobalto e cobre, mas continuam a ser necessários ensaios à escala-piloto e uma…
Investigadores afirmam que o material residual numa mina de níquel no Botsuana contém quantidades viáveis de níquel, cobalto e cobre, mas continuam a ser necessários ensaios à escala-piloto e uma avaliação económica.
De acordo com investigadores da Botswana International University of Science and Technology (BIUST) e da Midlands State University (MSU), no Zimbabué, o material residual de uma mina de níquel no Botsuana poderá constituir uma fonte secundária de níquel, cobalto e cobre, metais utilizados em baterias de veículos elétricos.
A equipa estima que a mina, a Tati Nickel Mining Company (TNMC), possui cerca de três milhões de toneladas de rejeitados do separador magnético que poderiam ser reprocessados.
Os rejeitados são o material que sobra após o minério ser processado. Tirivaviri Mamvura, investigador principal do projeto e professor sénior no Departamento de Engenharia Química, de Materiais e Metalúrgica da BIUST, afirmou que é necessário trabalho adicional para confirmar a recuperação de metais à escala-piloto e determinar se o processo é economicamente viável.
A conclusão poderá oferecer uma fonte alternativa de minerais críticos numa altura em que a transição global para veículos elétricos e energias renováveis está a aumentar a procura de materiais para baterias.
O projeto, intitulado Beneficiation of the Nickel-Cobalt (Ni-Co) Ores for Battery Technology Application, foi apoiado pela Science Granting Councils Initiative (SGCI). Procura desenvolver métodos economicamente viáveis para processar minérios de níquel de baixo teor, que se tornaram cada vez mais difíceis e dispendiosos de explorar para as empresas mineiras.
Mamvura afirmou que a análise da equipa revelou uma oportunidade para recuperar metais a partir do que anteriormente era considerado resíduo.
“Quando visitámos a TNMC, o nosso objetivo inicial era analisar o corpo principal de minério. No entanto, durante a amostragem, tornaram-se evidentes o contexto histórico e o enorme volume de rejeitados do separador magnético”, disse.
“A nossa análise comprovou que estes rejeitados não são resíduos, mas uma valiosa fonte secundária de níquel, cobalto e cobre.”
Recuperar valor de minérios de baixo teor
O níquel e o cobalto são componentes importantes das baterias de iões de lítio utilizadas em veículos elétricos e sistemas de armazenamento de energia. Mamvura afirmou que o níquel ajuda a aumentar a densidade energética da bateria, enquanto o cobalto contribui para a estabilidade e a segurança.
Afirmou que a disponibilidade decrescente de minérios sulfuretos de níquel-cobalto de alto teor criou desafios económicos para as operações mineiras no Botsuana e no Zimbabué. Referiu as dificuldades financeiras vividas pela TNMC e pela Bindura Nickel Corporation (BNC), no Zimbabué, onde o processamento de minérios de menor teor se revelou dispendioso.
A investigação seguiu quatro etapas, começando pela caracterização de minérios sulfuretos de níquel da TNMC e de minérios óxidos de níquel da BNC, para determinar a sua composição mineral e propriedades físicas.
Em seguida, os investigadores analisaram técnicas de flotação, incluindo flotação por nanobolhas e flotação seletiva, para separar os minerais valiosos do minério.
A equipa avaliou também o processo Activox, no qual o minério concentrado é moído até se tornar um pó muito fino e depois tratado, sob alta pressão, com químicos que extraem os metais.
A equipa desenvolveu modelos preditivos com recurso a métodos estatísticos, redes neuronais artificiais e sistemas de inferência neuro-difusa adaptativa para identificar as condições ótimas de moagem.
Mamvura afirmou que a equipa enfrentou desafios significativos, incluindo acesso limitado a amostras de minério e a equipamento no Zimbabué e a corrosão de um reator utilizado durante a lixiviação a alta pressão. Apesar disso, disse que a equipa obteve várias conclusões relevantes.
As experiências de flotação alcançaram uma recuperação de cobre até 65% e uma recuperação de níquel e cobalto de cerca de 29% a partir de amostras de minério bruto.
Mamvura afirmou que a caracterização do minério de níquel do Botsuana também identificou oportunidades para reduzir as necessidades de moagem face ao processo Activox original, potencialmente diminuindo os custos operacionais.
Da investigação laboratorial à aplicação industrial
Mamvura afirmou que as conclusões demonstram o potencial para reprocessar rejeitados históricos e melhorar a economia do processo Activox.
Disse que o trabalho da equipa na otimização do Activox responde aos problemas de custo que levaram ao abandono da tecnologia na TNMC.
Embora a implementação industrial em larga escala ainda não tenha ocorrido, Mamvura afirmou que o projeto gerou um envolvimento direto com a TNMC e outras partes interessadas.
Disse que foi anunciado que a mina reabrirá sob nova gestão, o que representa uma oportunidade para testes futuros e adoção das recomendações do projeto.
A equipa espera envolver-se com a empresa para que a sua investigação possa fornecer novos dados sobre o potencial de reprocessamento dos minérios da mina e dos rejeitados históricos, disse.
Mamvura afirmou que é necessário trabalho adicional para concluir a etapa de lixiviação a alta pressão, confirmar a recuperação de metais à escala-piloto e demonstrar viabilidade comercial.
Será também necessária uma parceria com a indústria e investimento adicional para escalar das experiências laboratoriais para operações-piloto e comerciais.
Construir a cadeia de valor africana das baterias
Mamvura afirmou que o Botsuana e o Zimbabué têm reservas substanciais de níquel e cobalto e que o desenvolvimento de capacidade local de beneficiação permitiria a ambos os países afastarem-se da simples exportação de matérias-primas.
“Ao desenvolvermos um método custo-eficaz para processar minérios de baixo teor e rejeitados, estamos a criar um caminho para refinar estes minerais em metais de qualidade para baterias dentro de África”, disse.
“Isto desloca a cadeia de valor da extração para o processamento e o fabrico, mantendo mais valor económico no continente.”
Acrescentou que o trabalho poderá estimular indústrias a jusante, como o fabrico de células de bateria, e que a visão de longo prazo é contribuir para cadeias de valor regionais de baterias, em vez de fornecer matérias-primas a processadores no estrangeiro.
A investigação reforça competências e colaboração
Mamvura afirmou que o projeto também reforçou a capacidade de investigação e a colaboração entre as duas universidades.
Apoiou dois assistentes de investigação, uma mulher e um homem, que adquiriram experiência prática em processamento mineral, hidrometalurgia e técnicas avançadas de modelação.
Uma delas, Boitshepho Marakalala, afirmou que o projeto alargou a sua compreensão de como o processamento mineral se liga às tecnologias de baterias e à transição energética em sentido mais amplo.
O seu trabalho envolveu recolha e preparação de amostras, britagem, crivagem, moagem e flotação, bem como processos a jusante, como extração por solventes, precipitação e cristalização, para recuperar sais metálicos de elevada pureza.
Disse que a experiência a incentivou a olhar para além da recuperação convencional de metais e a considerar a qualidade e a adequação dos produtos minerais para aplicações energéticas.
“O ganho mais valioso do projeto foi uma perspetiva mais ampla sobre a minha base técnica. Ajudou-me a desenvolver-me como investigadora independente e mostrou-me como o processamento mineral e a investigação em materiais se ligam a desafios globais maiores, como a segurança energética, o abastecimento de materiais e a transição energética”, afirmou Marakalala.
Mamvura afirmou que a colaboração também resultou em dois artigos de revista em acesso aberto e que os investigadores principais de ambas as universidades visitaram os respetivos campus para trocar conhecimento.
O financiamento apoia a inovação local
Mamvura descreveu o financiamento da SGCI como a pedra angular do projeto. Disse que permitiu adquirir equipamento essencial, incluindo uma unidade de flotação por nanobolhas e um reator de autoclave, e realizar análises de amostras em instituições parceiras em países como a África do Sul e o Japão. Também possibilitou que os investigadores principais do Botsuana e do Zimbabué se reunissem presencialmente.
O financiamento também permitiu à equipa reavaliar e adaptar uma tecnologia protegida por patente, o Activox, às condições locais do minério, disse, abrindo caminho a mais inovação e, potencialmente, a uma nova patente.
Disse que a apresentação das conclusões no Fórum Anual da SGCI 2024 permitiu estabelecer contactos com outros investigadores e que a equipa está agora a interagir com outros grupos de investigação sobre possíveis projetos colaborativos.
Mamvura afirmou que, se o trabalho for bem-sucedido, poderá apoiar a revitalização e modernização das operações de processamento de níquel na região.
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Publicado em 5 de novembro de 2026
Por Jackie Opara-Fatoye
