Empilhamento de rejeito : retroanálise de uma pilha experimental

Abstract

O principal minério produzido no Brasil é o de ferro, utilizado principalmente na fabricação de aço e ferro fundido. O processo de extração de depósitos de minério abrange diversas atividades vinculadas à pesquisa, extração, tratamento e beneficiamento do recurso mineral, sendo que neste último são geradas grandes quantidades de resíduos em forma de polpa, que são comumente dispostos em barragens. Recentemente, graves acidentes ocorridos após o rompimento dessas estruturas levaram à busca de métodos construtivos mais seguros. Neste sentido, esta tese busca analisar o comportamento mecânico de uma pilha experimental construída a partir de rejeito de minério de ferro filtrado estabilizado com cimento Portland CPV. O programa experimental foi estabelecido com o objetivo de realizar uma retro análise de uma pilha experimental de rejeito de minério de ferro filtrado, executada a partir de uma parceria entre a UFRGS e a empresa VALE S.A. A escolha do teor de cimento, teor de umidade e características de compactação foram baseados no estudo de Chaves (2023). Após a construção da pilha, foram coletadas amostras indeformadas em dois momentos, logo após a compactação e após um período de cura em campo. Foram então realizados ensaios mecânicos e microestruturais buscando-se comparar a cura realizada em laboratório e em campo. A partir do estudo estatístico, ao compararmos as médias ajustadas, as amostras curadas em campo apresentaram um comportamento mecânico levemente superior ao das amostras curadas em laboratório, comportamento também identificado no gráfico tensão-deformação, que exibiu uma curva com o pico ocorrendo a maiores deformações. A retroanálise indicou que as amostras compactadas em campo tiveram uma resistência à compressão baixa, resistência à tração próxima, e elevada rigidez, quando comparadas às amostras moldadas em laboratório com as mesmas características de campo. Os resultados da análise como um todo, se mostraram satisfatórios, assim é possível afirmar que o método pode ser extrapolado para o campo, sem grandes interferências devido à cura em campo.

The main ore produced in Brazil is iron, used mainly in the manufacture of steel and cast iron. The process of extracting ore deposits encompasses several activities linked to research, extraction, treatment, and improvement of the mineral resource, with the latter generating large amounts of waste in the form of pulp, which are commonly disposed of in dams. Recently, serious accidents occurred after the rupture of these structures led to the search for safer construction methods. In this sense, this thesis seeks to analyze the mechanical behavior of an experimental pile built from filtered iron ore tailings stabilized with CP-V Portland cement. The experimental program was established with the objective of carrying out a retro analysis of an experimental pile of filtered iron ore tailings, carried out through a partnership between UFRGS and the company VALE S.A. The choice of cement content, moisture content and compaction characteristics were based on the study by Chaves (2023). After building the pile, undisturbed samples were collected in two moments, right after compaction and after a period of curing in the field. Mechanical and microstructural tests were then carried out, seeking to compare the cure performed in the laboratory and in the field. From the statistical study, when comparing the adjusted means, the samples cured in the field showed a slightly superior mechanical behavior than the samples cured in the laboratory, a behavior also identified in the stress-strain graph, which displayed a curve with the peak occurring at greater deformations. Retroanalysis indicated that the field-compacted specimens had low compressive strength, close tensile strength, and high stiffness when compared to laboratory-formed specimens with the same field characteristics. The results of the analysis were satisfactory, so it is possible to state that the method can be extrapolated to the field, without major interference due to field curing.