Comportamento mecânico de rejeito de minério de ferro cimentado : efeito da granulometria e das condições de compactação

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Tebechrani Neto, Aziz
• Orientador(a): Consoli, Nilo Cesar
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Rejeito de mineração; Cimento portland; Comportamento mecânico
• Palavras-chave em Inglês: Tailings; Portland cement; Moisture content; Fines content; Simple shear; Compaction
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/277396

O interesse mundial sobre o estudo das técnicas de estabilização geotécnica de rejeitos vindos da indústria de mineração tem crescido substancialmente nas últimas décadas. Isso ocorre devido à necessidade comercial crescente dos diversos minérios e, também, devido à utilização de jazidas com teores cada vez menores do minério econômico. Como consequência, isso ocasiona em quantidades cada vez maiores de rejeito sendo produzidas e, como forma de descarte, são comumente dispostas em barragens. Na última década, em especial, o interesse nestes estudos cresceu também devido as grandes catástrofes ocorridas no Brasil recentemente envolvendo barragens de rejeito, na barragem do Fundão em Mariana-MG em 2015 e na barragem da mina do Córrego do Feijão em Brumadinho-MG em 2019. Com base nisso, boa parte da indústria de mineração busca renovar seu método e sua técnica de disposição, sendo um destes métodos a aplicação da filtragem deste rejeito e, em seguida, a sua disposição em pilhas compactadas. Aliado a isso, fatores como a variação granulométrica do rejeito advindo do processo de mineração e a variação pluviométrica da região são questões a serem investigadas para uma compactação segura e que garanta uma pilha resistente e rígida. Assim, esta tese tem o objetivo de avaliar a aplicabilidade da estabilização de um rejeito de minério de ferro, localizado no Quadrilátero Ferrífero em Minas Gerais, com variações dos teores de ultrafinos de rejeito (20%, 30% e 40%) e dos teores de umidade (11%, 13% e 15%) e teores de cimento (1%, 3% e 5%). Para isso, serão realizados ensaios de condutividade hidráulica, resistência à compressão simples (RCS), velocidade de pulso-ultrassônico (UPV) e simple shear. Nos ensaios de RCS e UPV, duas etapas foram avaliadas, a primeira fixando o peso específico (17 e 18 kN/m³) e a segunda fixando o grau de compactação (GC = 100%). No ensaio simple shear, foram realizadas três etapas, onde a primeira avalia os efeitos da cimentação (C = 1%) e também traz respostas das demais variáveis, na segunda busca-se respostas mais claras com relação ao comportamento das envoltórias das amostras não cimentadas, e na terceira selecionou-se amostras de diferentes teores de ultrafinos com GC = 100% e também em mesmas condições de índices de vazios, para respostas mais amplas dos efeitos destes fatores nas misturas. Como resultados, no que diz respeito aos ensaios de RCS e UPV, foi observado que as variáveis analisadas foram estatisticamente significativas nos ganhos de resistência e rigidez, com destaque ao teor de cimento. Com relação à variação no teor de ultrafinos e no teor de umidade, pouco efeito foi verificado nas variações de resistência e rigidez, apesar de terem sido estatisticamente significantes nos ensaios avaliados. No ensaio simple shear, por sua vez, notase uma maior resistência e rigidez para amostras com menor quantidade de finos e que estejam no ramo seco, independente se a amostra tem o mesmo índice de vazios ou o mesmo peso específico. Além disso, boas aproximações de envoltórias são notadas, seja esta linear ou curvilínea. Nas envoltórias lineares, um mesmo ângulo de atrito foi encontrado para amostras com mesmo teor de ultrafinos, independente da umidade e do teor de cimento empregado.