Efeito do método de moldagem no comportamento de resíduo de minério de ferro : Moist Tamping e Slurry Deposition

Abstract

A disposição de resíduos de mineração em cavas de minas descomissionadas é uma prática comum, tendo em vista a imensa quantidade de resíduos gerados diariamente no processo de extração mineral. Existe grande dificuldade de se analisar em laboratório amostras de resíduos, visto que a retirada de amostras indeformadas é quase inviável. Tal fato gerou o surgimento de diversas metodologias de moldagem em laboratório, para viabilizar a analise destes resíduos, sendo as mais comuns Moist Tamping (MT), Water Pluviation (WP), Air Pluviation (AP), e uma variante criada mais recentemente sendo a Slurry Deposition (SD). Diversos trabalhos visando comparar métodos vem sendo feito, no entanto, poucos trabalhos analisaram resíduos de minério, ainda mais em ensaios laboratoriais com equipamentos de Simple Shear (SS), promovendo o controle total de poropressão e possibilitando analises não drenadas de alta qualidade. A presente pesquisa busca analisar as propriedades mecânicas de um resíduo de minério de ferro disposto hidraulicamente utilizando amostras remoldadas por meio de moist tamping (MT) e slurry deposition (SD). Comparações entre os tipos de moldagem serão realizadas, verificando as envoltórias de resistência, incluindo as tendências contrativas ou dilativas e a rigidez. Serão realizados ensaios de laboratório em regime monotônico e cíclico, com controle e medição das poropressões, possibilitando uma análise não drenada em tensões efetivas das amostras, com variados índices de vazios, para diferentes tensões confinantes. Os resultados da pesquisa mostram que o resíduo não apresentou propriamente tendência à liquefação para tensões efetivas de 50 a 400 kPa, no entanto, existe uma geração elevada de poropressão positiva no início dos ensaios em amostras fofas. Ao que tange a comparação entre os métodos, tanto o MT quanto SD alcançaram uma mesma envoltória de resistências, sugerindo que o efeito da moldagem foi negligenciado. Concluiu-se que por melhor que seja a representação de campo com a moldagem em laboratório de SD, pouco impacto foi gerado no resultado de comportamento final, somado a complexidade de moldagem e falta de padronização, são fatores que estimulam ainda mais a utilização do método de Moist Tamping (MT).

The mining tailings disposal in decommissioned mine pits is becoming a common practice, given the immense amount of waste generated daily in the mineral extraction process. Nevertheless, reality shows that studying tailings samples in laboratory is a great problem, due to the difficulty in retrieving undisturbed samples in-situ. This fact caused the emergence of several laboratory molding methodologies to enable the analysis of tailings, the most common being Moist Tamping (MT), Water Pluviation (WP), Air Pluviation (AP), and a variant most recently created being Slurry Deposition (SD). Several studies tried to compare methods, however, fewer studies analyzed ore tailings, especially in laboratory tests with Simple Shear (SS) equipment, promoting total poropressure control and enabling high-quality non-drained analyses. This research aims to analyze the mechanical properties of a hydraulically disposed iron ore tailings using samples prepared by moist tamping (MT) and slurry deposition (SD) methods. Both preparation methods were compared, checking the strength envelope, including analysis of counteractive or dilative trends. Laboratory tests will be carried out in a monotonic and cyclic regiment, with control and measurement of poropressures, enabling undrained analysis at effective stresses, with various levels of void rations and different confining stresses. Results shows that the iron ore tailings did not exactly show a liquefaction tendency, for effective stresses of 50 to 400 kPa, however, there is a high generation of positive poropressure at the beginning of the tests in low densities samples. Regarding the comparison between methods, both MT and SD reached the same strength envelope, suggesting that the preparation methods effect was neglected. It was concluded that, no matter how better the representation of in-situ internal structure when using the SD preparation method, little impact was generated in the final behaviour, compared to the MT method. This fact added to the complexity of the SD method and lack of standardization, further stimulates the use of the Moist Tamping (MT) method.