Síntese plasmoquímica de alta frequência e extração de metais preciosos de minérios sulfetados refratários da região do Kyzylkum
Introdução e formulação do problema
O processamento dos minérios refratários de ouro e arsênio da região do Kyzylkum Central pelos métodos metalúrgicos tradicionais (biooxidação, oxidação em autoclave) implica consumo energético considerável e sérios riscos ambientais. Nas arsenopiritas (FeAsS), o ouro encontra-se predominantemente em estado isomórfico finamente disperso (“invisível”), bloqueado no interior da rede cristalina.
O objetivo deste estudo foi avaliar um método físico-químico fundamentalmente novo de abertura da matriz sulfetada e de extração dos metais encapsulados por meio de uma ação ressonante dirigida de alta frequência em um meio isento de oxigênio e isotopicamente modificado.
[ACRESCENTADO] Anteriormente, o autor publicou a metodologia de desintegração ressonante de AF de minérios refratários — “Método de desintegração de componentes minerais e de abertura do ouro de minérios e concentrados sulfetados auro-arseniosos particularmente refratários por ação ressonante de ondas eletromagnéticas de AF” (Gorny Vestnik Uzbekistana, nº 2(89), 2022, p. 85–91). O presente trabalho desenvolve essa metodologia e relata um efeito adicionalmente registrado — a composição isotópica anômala do ouro sintetizado.
Metodologia experimental e materiais
Serviram de objeto de estudo amostras de arsenopirita refratária (ao todo foram estudadas 27 amostras distintas de minério), obtidas das jazidas de Kokpatas e Daugyztau. O tempo de irradiação de cada amostra variou de 1 a 3 horas.
Arquitetura da instalação experimental
- Zona de reação A amostra do mineral era colocada no interior de uma célula hermética e isenta de oxigênio, diretamente acima de um recipiente com a fase líquida.
- Modificador isotópico do meio A fase líquida consistia em um condensado de água pesada (deutério), obtido por separação cinética de isótopos durante a evaporação controlada de um corpo d'água natural sob a ação da energia solar ao longo de 2–3 dias.
- Fonte do campo e emissor A ação eletromagnética era realizada por meio de uma antena tubular especial de cobre da faixa de AF, conectada a um gerador de alta frequência.
Protocolo experimental: ao se energizar o sistema de CEM de AF, o circuito oscilante era levado a um estado de ressonância ondulatória aguda. Devido ao intenso efeito pelicular e à alta densidade de corrente superficial, a temperatura da antena de cobre ultrapassava o ponto de fusão do cobre (1085°C). Simultaneamente, ocorria a evaporação intensa do líquido deuterado subjacente. Ao alcançar a superfície incandescente da antena, os vapores de deutério sofriam ionização, formando uma densa tocha de plasma de alta frequência fora do equilíbrio, que atuava como catalisador do processo.
Resultados e discussão
Transformações macroscópicas e ensaio ao fogo
Sob a ação do plasma de AF de deutério, ocorria a destruição tanto térmica quanto eletrodinâmica da estrutura cristalina da arsenopirita. Os íons do metal liberado (ou recém-sintetizado) eram transportados pelas forças eletromagnéticas para a zona de gradiente máximo do campo, depositando-se na superfície do tubo de cobre em fusão. Na superfície da antena de cobre observava-se macroscopicamente um nítido efeito de “douramento”, devido à profunda difusão térmica. Os elementos fundidos da antena foram enviados ao laboratório CNIL. O ensaio ao fogo padrão (método de copelação) confirmou inequivocamente a presença de ouro elementar na liga de cobre.
Verificação físico-nuclear e espectro isotópico
Para excluir a influência da matriz, os elementos da antena de cobre, juntamente com todas as 27 amostras, foram enviados ao Laboratório Central de Análise por Ativação Gama (LC AAG), na cidade de Zarafshan. Todas as amostras foram submetidas à irradiação com um fluxo intenso de radiação gama de frenamento (bremsstrahlung) de alta energia, gerada por um acelerador linear de elétrons ao incidir sobre um alvo refratário (de tungstênio). O complexo espectrométrico automatizado registrou um pico nítido em 409 keV, correspondente ao isômero Au-197m (meia-vida de 7.7 s), o que confirma a presença do nuclídeo estável Au-197. No entanto, além da fase estável, o espectrômetro identificou uma cadeia isotópica anômala de ouro: Au-196, Au-198, Au-199, bem como linhas correlacionadas de prata (Ag) e urânio (U).
Interpretação física e conclusões geofísicas
A detecção dos isótopos de vida curta Au-198 e Au-199 comprova que, durante o experimento, os núcleos de ouro foram submetidos a um denso fluxo de nêutrons livres. A dinâmica de formação desse espectro isotópico indica a ocorrência de processos nucleares de baixa energia (transmutação ou troca isotópica) diretamente no interior do plasma de AF de deutério fora do equilíbrio, na interface “cobre–arsenopirita”.
Hipótese geofísica
Os dados empíricos obtidos nessa modelagem laboratorial podem ser extrapolados para a interpretação de processos endógenos de grande escala na litosfera da Terra. A arquitetura subterrânea das jazidas do Kyzylkum funciona efetivamente como reatores ondulatórios naturais. Os deslocamentos tectônicos ao longo de zonas de falhas profundas geram pressões ultra-altas locais, correntes sismogênicas e campos piezoelétricos capazes de aquecer instantaneamente microvolumes da camada acima de 1000°C, levando os sulfetos semicondutores (FeAsS) ao estado de plasma. Na presença de fluidos profundos naturalmente enriquecidos em deutério, desencadeia-se um processo contínuo de nucleossíntese endógena (“nascimento”) do ouro e dos elementos associados. Isso exige uma revisão fundamental dos modelos cosmogônicos clássicos de formação das jazidas minerais.
[ACRESCENTADO] A hipótese geofísica exposta nesta seção não passou por revisão independente e requer verificação adicional — diferentemente da metodologia de desintegração ressonante de AF do minério, publicada anteriormente no “Gorny Vestnik Uzbekistana”.