Evaluation of the potential in critical metals in the fine tailings dams of the Panasqueira Mine (Barroca Grande, Portugal)

Abstract

As part of the Europe 2020 strategy, the European Commission identified two constraints that have affected the competitiveness and growth of the European economy: its high dependency on the importation of finished products, and the insecurity of the supply of raw materials. With regards to the latter, the European Commission developed the "Raw Materials Initiative", which promotes an efficient use of resources, as well as encouraging recycling, with particular emphasis on mining waste. This waste must therefore be recognised as a potential source of resources, in particular critical raw materials, which are essential for the production of high-tech equipment, crucial for the competitiveness of the European industry. This use of mining waste as a source of raw materials may also reduce the exploitation of natural resources, which are used for the same purpose, thus introducing the concept of a circular economy.Taking into consideration the relevance of this issue in today’s society, the main goal of this dissertation was to evaluate the potential in critical metals of the mining waste deposited in the fine tailings dams of the Panasqueira mine, located in Portugal, in the municipality of Covilhã, at the Barroca Grande site. From a methodological point of view, the work focused on: (i) surface and borehole sampling; (ii) particle size characterisation of the samples (LDPS); (iii) chemical-mineralogical characterisation of the samples (XRD and SEM); and (iv) elemental characterisation of the samples (XRF).This work allowed us to determine the concentration of critical metals, which are relevant in the context of the national and European economy.The results obtained suggest that in both of the fine tailings dams, which granulometrically range from medium silt to medium sand, and the anomalous concentrations of critical metals, more specifically the semi-metals germanium (Ge) and antimony (Sb), and the metal and light rare earth element cerium (Ce), are significant. In some cases these concentrations are 24 times higher than the natural abundance of these elements in the upper continental crust.

No âmbito da Estratégia Europa 2020, a Comissão Europeia identificou dois constrangimentos que têm condicionado a competitividade e o crescimento da economia europeia: a elevada dependência de importação de produtos acabados e a insegurança no fornecimento de matérias-primas. Relativamente a este último, a Comissão Europeia promoveu a “Iniciativa Matérias-Primas”, estimulando a eficiência no uso de recursos e a circularidade, com destaque para a valorização dos resíduos de extração mineira. Estes resíduos devem, portanto, passar a ser reconhecidos como uma potencial fonte de recursos, nomeadamente de matérias-primas críticas, essenciais para a produção de equipamentos de alta tecnologia, cruciais para a competitividade da indústria europeia. A utilização de resíduos de extração mineira como fonte de matéria-prima pode reduzir a exploração de recursos naturais usados com o mesmo objetivo, introduzindo-se assim o conceito de economia circular.Tendo em consideração a relevância deste tópico para a sociedade de hoje, o objetivo principal desta dissertação consistiu em averiguar o potencial em metais críticos dos resíduos de extração mineira depositados nas células de lamas da mina da Panasqueira, localizadas em Portugal, no concelho da Covilhã, no lugar de Barroca Grande. Do ponto de vista metodológico, o trabalho centrou-se na: (i) recolha de amostras superficiais e em profundidade; (ii) caracterização granulométrica das amostras (LDPS); (iii) caracterização químico-mineralógica das amostras (XRD e SEM); e (iv) caracterização elementar das amostras (XRF).Este trabalho permitiu determinar a concentração de metais críticos relevantes no contexto da economia nacional e europeia. Os resultados obtidos sugerem que em ambas as células de lamas, com granulometria a variar de silte médio a areia média, as concentrações anómalas de metais críticos, nomeadamente dos semi-metais germânio (Ge) e antimónio (Sb), e do metal e terra rara leve cério (Ce), são significativas. Em alguns casos, estas concentrações são 24 vezes superiores à abundância natural destes elementos na crosta continental superior.