Análise do comportamento mecânico de rejeito de minério de ferro submetido a ativação alcalina pelo método “two parts”

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Fracaro, Taciane Pedrotti
• Orientador(a): Consoli, Nilo Cesar
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Rejeito de mineração; Minério de ferro; Ativação alcalina; Comportamento mecânico
• Palavras-chave em Inglês: Mining; Mechanical resistance; Triaxial tests
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/248672

O Brasil ocupa posição de liderança no cenário global de mineração, como sendo uma das maiores produções do mundo. Dos minérios produzidos, o minério de ferro é o mineral metálico com maior volume de produção, logo gera grandes quantidades de rejeito, ou seja, material não aproveitado resultante do processo de beneficiamento do minério, geralmente dispostos em barragens. Entretanto, ocorreram inúmeros acidentes com barragens de rejeitos, que acarretaram a proibição de construções de barragens a montante, impulsionando a busca por novas soluções para disposição destes. Por esse motivo, surge como possiblidade a substituição das barragens por pilha de rejeito filtrado. Espera-se com essa estrutura, obter características geotécnicas mais favoráveis, em função da redução do índice de vazios, maior homogeneidade e controle da estrutura. Buscando melhorar as propriedades do rejeito filtrado para ser disposto em pilhas, mostra-se como possibilidade torná-lo mais resistente e capaz de suportar solicitações indutoras de liquefação, através da estabilização química por ativação alcalina. Com base neste contexto, o presente trabalho analisou a eficiência da estabilização do rejeito de minério de ferro através da álcali ativação a base de metacaulim, silicato de sódio e hidróxido de sódio pelo método de “two parts”. Para isso, buscou-se a dosagem ótima de precursor e ativadores, variando as razoes SiO2/Al2O3 e Na2O/SiO2 do sistema e posteriormente otimizou a dosagem através da metodologia de superfície resposta. Ademais, se analisou o comportamento quanto a diferentes tempos de cura. Com a dosagem ótima, foram analisadas as propriedades mecânicas (resistência ao cisalhamento e comportamento tensão-deformação) que comprovaram a eficiência da estabilização observando um aumento significativo de resistência proporcionado pela cimentação. Quando comparado ao cimento Portland os resultados mostraram que a álcali ativação necessita de maiores tempos de cura para atingir sua resistência final, contudo essa alcança valores superiores de resistência aos 28 e 60 dias de cura dias de cura, comprovando sua efetividade. Através de análises MEV/EDS determinou-se que o produto de reação do cimento Portland é diferente do produto de reação do geopolímero, sendo para o primeiro um gel C-S-H, enquanto para o segundo é um sílico aluminato alcalino N-A-S-H.