Estabilização de resíduo de mineração de ferro por meio de um sistema ligante álcali-ativado de metacaulim e silicato de sódio alternativo - Farenzena, Helena Portela (2023)
O setor da mineração representa uma atividade essencial para a economia, uma vez que é responsável pela produção de insumos indispensáveis a vida cotidiana. Entretanto, as atividades mineradoras geram volumes significantes de resíduos no decorrer dos processos de extração. Diversos desastres e grandes riscos atrelados a barragens de resíduos de mineração fazem da disposição destes materiais um desafio moderno. Como uma alternativa, a disposição de resíduos de mineração tem se concentrado no método de empilhamento a seco, entretanto para sua aplicação é necessário a compreensão adequada acerca do comportamento dos resíduos de mineração. Como um recurso capaz de melhorar a resistência mecânica e consequentemente o risco de colapso dos resíduos e mineração de ferro se apresenta a estabilização química, com uso de agentes cimentantes. Nesta conjuntura, como cimentos convencionais apresentam um alto impacto ambiental, espera-se globalmente pesquisas por novos materiais alternativos aos tradicionais. Neste contexto, o processo de álcali-ativação se apresenta como uma solução para os obstáculos inerentes a geração de resíduos, relacionados aos materiais cimentícios tradicionais. Esta pesquisa objetiva avaliar o comportamento mecânico e microestrutural de um resíduo de mineração de ferro (RMF) estabilizado por um cimento álcali ativado (CAA) composto de dois subprodutos da mineração: um metacaulim alternativo e um silicato de sódio alternativo, submetidos a um regime de deformações planas. Esta avaliação foi realizada a partir de ensaios simple shear e ensaios de microscopias eletrônicas de varredura (MEV) com EDS. O ensaio simple shear permite a condição de deformação plana em amostras totalmente saturadas sob condições de carregamento não drenadas. Foram realizadas misturas de resíduo de minério de ferro com 0, 1, 3, e 5% CAA, a fim de quantificar a influência dessa variável nos parâmetros de resistência e deformabilidade do material estudado. Os resultados mostram o grande impacto positivo na resistência do sistema RMFCAA principalmente para proporções de 3 e 5% de CAA, entretanto a adição de 1% CAA foi suficiente para reduzir a tendencia compressiva encontrada nas amostras sem cimentação. A análise microestrutural permitiu observar que o resíduo de mineração de ferro, caracterizado pela ausência de ligação entre partícula, passa a apresentar ligações entre partículas à medida que se aumenta o teor de cimento, com produtos de reações identificados como géis N-A-S-H. Por fim, os resultados demonstraram que o CAA se apresenta como uma opção adequada para o melhoramento do comportamento mecânico do resíduo de mineração de ferro.