Tendo visitado apenas algumas das muitas minas de metal e diamante da áfrica do Sul, meus colegas e eu nunca ficamos surpresos com a escala e a eficiência das operações.

Movendo-se das faces da rocha para os concentradores e além , não se pode deixar de ficar impressionado e intimidado com os volumes de material que estãocaindo em cascata pelo sistema.

Os locais das minas são literalmente ma¡quinas bem lubrificadas e éfa¡cil testemunhar os pra³s e os contras que os locais tem em nossa sociedade. No entanto, escondido a  vista de todos entre as operações agitadas, estãotalvez a maior fonte inexplorada de material que poderia nos ajudar em nossa batalha conta­nua contra a mudança climática. Um material frequentemente percebido como tendo um efeito negativo sobre o meio ambiente - resíduos de mina conhecidos como rejeitos.

O meio de mitigação do clima que pode ser encontrado aqui épor meio da implementação de “tecnologias de emissaµes negativas” (NETs) nas minas. Esses manãtodos visam remover o dia³xido de carbono (CO2) da atmosfera, abordando um dos maiores desafios sociais que enfrentamos como um coletivo.

Rejeitos de mina armazenados em locais em barragens e áreas de contenção. O movimento de coleta para NETs e remoção de CO2 faz parte de uma resposta global maior para limitar o aumento da temperatura para bem abaixo de 2 ° C nas próximas décadas, conforme descrito pelo Painel Intergovernamental sobre Mudanças Clima¡ticas (IPCC).

Existem vários manãtodos NET possa­veis de remoção de CO2, incluindo a noção avana§ada de utilização de “ intemperismo aprimorado de rochas ”. O manãtodo envolve acelerar a decomposição química das rochas, um processo natural que converte o CO2 atmosfanãrico em minerais carbona¡ticos ou carbonato de hidrogaªnio e a­ons carbonato (“alcalinidade”).

O basalto, uma rocha vulcânica comum de intemperismo rápido nasuperfÍcie da Terra, foi marcado como um tipo de rocha altamente apropriado para injeção direta de CO2 (como demonstrado pelo projeto pioneiro CarbFix)e implantação atravanãs da disseminação de rochas basa¡lticas esmagadas em áreas cultivadas . A áfrica do Sul foi construa­da sobre rochas reativas semelhantes, e a indústria de mineração dopaís entregou um lote pronto de rocha finamente moa­da para qualquer estratanãgia futura de remoção de CO2.

Os rejeitos da mina, que são as sobras de material rochoso que permanecem após a extração da commodity alvo, são tipicamente de lama a areia em tamanho e são armazenados em locais em barragens e áreas de contenção. Embora suas propriedades perigosas, como a toxicidade associada e a ameaça de rompimento da barragem, signifiquem que os rejeitos muitas vezes são considerados nada mais do que problemáticos, os milhões de toneladas que são produzidas anualmente podem na verdade representar uma possí­vel solução ambiental .

A chave éidentificar os tipos certos de rejeitos de mina e encontrar o manãtodo mais adequado para melhor intemperismo. O princa­pio do intemperismo aprimorado para imitar e acelerar o intemperismo qua­mico natural, pelo qual os minerais se dissolvem e reagem com o CO2 atmosfanãrico e a água( águada chuva, um a¡cido carba´nico fraco), com as soluções de bicarbonato resultantes transportadas para os oceanos pelos rios, onde são armazenados como alcalinidade. Os produtos de bicarbonato também podem precipitar posteriormente como minerais de carbonato. De qualquer forma, a reação resulta em uma absorção la­quida de CO2 da atmosfera, prendendo o CO2 de forma permanente.

Sinal para a mina de diamantes CullinanAs rochas de silicato, como o basalto, são favoráveis ​​para tais reações devido a  sua alta abunda¢ncia de minerais ricos em magnanãsio e ca¡lcio, que reagem prontamente com o CO2 no ambiente natural. Outras rochas que contem esses minerais e química favoráveis ​​são os kimberlitos, que hospedam os diamantes, e as intrusaµes ma¡ficas em camadas, que podem conter grandes quantidades de metais do grupo da platina, na­quel, cobre e cromo.

Va¡rios estudos apontaram os esquemas de sequestro nas importantes operações de diamantes e platina da áfrica do Sul como um possí­vel passo para enfrentar a crise climática. Kimberlitos e intrusaµes ma¡ficas em camadas hospedam muitos dos extensos depa³sitos de diamante e metal da áfrica do Sul, incluindo o mundialmente famoso Bushveld Complex, a maior intrusão a­gnea em camadas dentro da crosta terrestre e abriga aproximadamente 80% das reservas de minanãrio de metal do grupo da platina.

O resultado dessa riqueza de recursos éa produção de milhões de toneladas de resíduos. Quimicamente, o material residual não difere significativamente da rocha original, tornando-se uma fonte potencialmente robusta para estratanãgias de remoção de CO2. No geral, os resíduos de minas de diamante e platina da áfrica do Sul podem representar uma das maiores fontes intocadas de remoção de CO2 do mundo.

O problema com o processo de intemperismo natural como uma solução prática para a mudança climática éque ele élento, levando centenas de milhares de anos para ocorrer e a quantidade de absorção éofuscada pela quantidade liberada pelas emissaµes de combusta­veis fa³sseis. Portanto, o intemperismo aprimorado visa acelerar as taxas de intemperismo qua­mico de modo que o CO2 seja removido da atmosfera em quantidades significativas nas escalas de tempo humanas, como em décadas, em vez de milaªnios.

O desafio do intemperismo intensificado éencontrar manãtodos que aceleram a liberação de magnanãsio e ca¡lcio dos minerais, sem produzir mais CO2 ou outros gases de efeito estufa. Manãtodos aprimorados de intemperismo incluem triturar o material para dar áreas desuperfÍcie altamente reativas. A vantagem dos rejeitos da mina éque o material já foi triturado atéos tamanhos de gra£os finos favoráveis ​​durante o processo de extração, portanto, essa etapa já foi realizada.

Outro possí­vel manãtodo de intemperismo aprimorado éaumentar a temperatura e a pressão da reação, mas vocêcorre o risco de aumentar o CO2 por meio de manãtodos intensivos de emissão por esse processo. A injeção direta de fluxo de CO2 (em comparação com o CO2 atmosfanãrico mais dilua­do) significa que a taxa de sequestro émenos limitada pela taxa de suprimento de CO2, acelerando a reação. Além disso, biotecnologias e processos de aceleração microbiana podem aumentar a dissolução de minerais e as taxas de precipitação, com alguns aditivos e sorventes promovendo tempos de reação aumentados. Para acelerar as reações de captura de CO2 em escalas de tempo humanas, um ou mais desses manãtodos são necessa¡rios. A questãoé- como isso pode ser alcana§ado de forma realista?

Para responder a esta pergunta, são necessa¡rios estudos de desktop, experimentos de laboratório e esquemas-piloto no local. a‰ crucial o momento de agir como agora, e a indústria de mineração reconhece isso. Onde os rejeitos talvez já foram percebidos como um incômodo, as empresas de mineração agora veem a oportunidade e estãoinvestigando ativamente o potencial de captura de CO2 em seus pra³prios locais.

A mineradora de diamantes De Beers lançou seu pra³prio projeto de pesquisa de armazenamento de carbono em seus locais, incluindo os rejeitos ricos em kimberlito de suas operações sul-africanas.

Sua empresa-ma£e, a Anglo American, estãotrabalhando junto com pesquisadores das Universidades de Southampton, Oxford, Herriot Watt e Cambridge, bem como parceiros acadaªmicos na áfrica do Sul, para investigar a viabilidade de manãtodos aprimorados de intemperismo em sua mina de platina Mogalakwena no Complexo Bushveld (Projeto GGREW).

O projeto SAT4CCS, liderado por pesquisadores das universidades de Preta³ria, Oxford e Cidade do Cabo, tem como objetivo reunir informações detalhadas sobre rejeitos em toda a áfrica do Sul. O objetivo éidentificar o potencial total de sequestro de CO2 no setor de mineração sul-africano. O produto final seráum cata¡logo abrangente, atlas e banco de dados online para rejeitos disponí­veis e adequados, com recomendações para possa­veis locais de projetos futuros de sequestro de CO2 em todo opaís.

Os pra³ximos anos sera£o cruciais para o resultado do intemperismo aprimorado como um manãtodo via¡vel na indústria de mineração da áfrica do Sul, exigindo uma colaboração mais estreita entre a indaºstria, governos e cientistas. Intemperismo aprimorado de rochas em locais de minas não éa bala de prata que pode cumprir as metas de mudança climática estabelecidas no Acordo de Paris, mas pode formar uma parte integrante de um movimento global maior para combater a mudança climática.