Caracterização ambiental e reaproveitamento como agregado graúdo para concreto de um estéril de mineração de ouro

Abstract

A atividade de extração mineral gera uma grande quantidade de resíduos sólidos que, dependendo de suas características, podem causar problemas ambientais. Estima-se que apenas no estado de Minas Gerais tenham sido geradas mais de 606 Mt de resíduos sólidos da mineração. A utilização desse material para outros fins pode se converter em uma bonificação econômica e ainda trazer ganhos em gestão ambiental. Neste trabalho, estudou-se o potencial de uso do estéril gerado no desenvolvimento de uma mina subterrânea de ouro, situada no Estado de Minas Gerais, como agregado graúdo para concreto. O material foi caracterizado em relação as suas propriedades mineralógicas e petrográficas, composição elementar, periculosidade conforme NBR 10.004 (2004) e potencial de geração de acidez. Adicionalmente, amostras do material foram britadas e classificadas de forma a atender os quesitos granulométricos para Brita no2. O agregado foi analisado em relação a distribuição granulométrica, massa específica, teor de material fino, teor de argila em torrões e materiais friáveis, teor de partículas leves, resistência a abrasão, teor de sais e cloretos, teor de sulfatos, índice de forma, sanidade e resistência ao esmagamento seguindo os requisitos das normas NBR 7211 (2022) e DNER EM 037/97. A análise petrográfica indicou que se trata de uma rocha metamórfica classificada como clorita-hornblenda-quartzo-feldspato hornfels, de caráter competente e coloração cinza. Quanto a periculosidade, usando os critérios da NBR 10.004, classifica-se como um Resíduo Não Perigoso - Não Inerte (Classe IIA). Resultados da análise elementar pelo método EPA 3050b indicam que o elemento arsênio ultrapassa o valor de investigação para solos industriais estabelecido na Resolução CONAMA 420 de 2009. Pela análise do pH em pasta, teste NAG e balanço ácido base, os materiais tendem a ser neutros ou levemente alcalinos, sem potencial de geração de drenagem ácida de mina. Os ensaios em células úmidas comprovaram esse comportamento, com valores de pH do lixiviado entre 6,0 a 8,0 ao longo das semanas. Os elementos tóxicos acima mencionados se apresentaram nos lixiviados das células úmidas em concentrações muito baixas, permitindo concluir que, embora presentes no corpo mineral, esses elementos possuem uma baixa mobilidade geoquímica em condições de exposição natural. Esse comportamento foi confirmado pela metodologia EPA 1313. Os resultados das análises do uso do estéril como agregado graúdo demonstraram que o material atende todos os quesitos previstos para uso em concreto no Brasil, com exceção do índice de forma de 3,38, cujo limite máximo é de 3,00. Esse fator pode estar associado a origem da metamórfica da rocha e o modo de cominuição empregado neste trabalho. Conclui-se que cerca de 60% a 70% do estéril gerado no processo de mineração pode ser aproveitado como Brita no2, e se este for o caso, considerando a geração de estéril anual da mina, um retorno econômico de mais de R$ 2 milhões por ano poderá ser aproveitado. Uma fração considerável do restante pode ser readequado granulometricamente ou aproveitado como agregado fino. A sequência de procedimentos usados neste trabalho pode contribuir em ações de licenciamento, gestão e sustentabilidade ambiental dos empreendimentos mineiros.

Mineral extraction activity generates a large amount of solid waste which, depending on its characteristics, can cause environmental problems. It is estimated that only in the Minas Gerais state alone, more than 606 Mt of solid mine waste was generated. Using material for other purposes can become an economic bonus and also bring gains in environmental management. In this work, the potential for using waste rock generated in the development of an underground gold mine, located in the State of Minas Gerais, as coarse aggregate for concrete was studied. The material was characterized in relation to its mineralogical and petrographic properties, elemental composition, hazardousness according to NBR 10.004 (2004) and potential for generating acidity. Additionally, samples of the material were crushed and classified in order to meet the granulometric requirements for coarse aggregate. The aggregate was analyzed in relation to particle size distribution, specific mass, fine material content, clay content in lumps and friable materials, light particle content, abrasion resistance, salt and chloride content, sulfate content, shape index, health and resistance to crushing following the requirements of standards NBR 7211 (2022) and DNER EM 037/97. The petrographic analysis indicated that it is a metamorphic rock classified as chloritehornblend-quartz-feldspar hornfels, with a competent characteristic and gray color. As for dangerousness, using the NBR 10.004 criteria, it is classified as a Non-Hazardous Waste - Non-Inert (Class II-A). Results of the elemental analysis using the EPA 3050b method indicate that the element arsenic exceeds the investigation values for industrial soil established in CONAMA Resolution 420 of 2009. Based on paste pH analysis, NAG test and acid-base balance, the materials tend to be neutral or slightly alkaline, with no potential for generating acid mine drainage. Tests in wet cells confirmed this behavior, with leachate pH values between 6.0 and 8.0 over the weeks. The toxic elements mentioned above were present in the wet cell leachates in very low concentrations, allowing us to conclude that, although present in the mineral body, these elements have low geochemical mobility under natural exposure conditions. This behavior was confirmed by the EPA 1313 methodology. The analysis result of mine waste as coarse