Propriedades físicas e geomecânicas à luz do estado crítico de um rejeito de ouro

Abstract

Com os últimos acidentes ocorridos no Brasil envolvendo barragens para contenção de rejeitos, a legislação nacional está cada vez mais restritiva quanto a operação e construção de barragens associadas a processos minerários. Deste modo, as mineradoras vêm buscando novas formas de dispor os resíduos gerados do processo de beneficiamento de minério. Contudo, o grande volume de material gerado deste processo, as áreas no entorno dos empreendimentos minerários progressivamente mais antropizadas e a necessidade de preservação do meio ambiente demandam projetos de engenharia geotécnica cada vez mais arrojados e desafiadores. No entanto, quanto mais desafiador é um projeto, mais se deve conhecer sobre todos os elementos intrínsecos a ele. O processo de filtragem dos rejeitos gerados no processo de mineração com seu posterior empilhamento, o chamado dry stacking, está sendo amplamente difundido no país como a melhor solução para substituir as barragens. Assim, espera-se substituir este tipo de estruturas por empilhamentos construídos com o rejeito filtrado. Todavia, este tipo de solução ainda é uma prática nova e pouco difundida no Brasil, acarretando a necessidade de maior conhecimento deste tipo de estrutura, do material empregado em sua construção e seu comportamento frente às inúmeras variáveis que compõem o clima tropical brasileiro e frente às grandes alturas necessárias para viabilizar a solução do problema de disposição de rejeitos, que varia em maior e menor escala a depender do tipo de minério tratado. Posto isto, a mecânica dos solos clássica não mais atende às demandas de complexidade dos projetos em desenvolvimento para auxiliar na verificação de segurança e exequibilidade. Neste trabalho foram conduzidos alguns ensaios de modo a se ter uma estimativa inicial do comportamento de um rejeito de ouro filtrado proveniente do Quadrilátero Ferrífero, Minas Gerais, Brasil, quanto ao estado crítico. Foram realizados ensaios de caracterização do rejeito, compressão triaxial com medidas de velocidade de ondas cisalhantes e de permeabilidade do material e o ensaio oedométrico. Assim, foi possível se obter uma estimativa inicial da posição da linha de compressão normal (LCN) e da linha do estado crítico (LEC).

With the latest accidents in Brazil involving tailings storage facilities, national legislation is increasingly restrictive regarding the operation and construction of dams associated with mining processes. In this way, mining companies have been looking for new ways to dispose of the waste generated from the ore beneficiation process. However, the large volume of material generated from this process, the areas around the mining projects progressively more anthropized and the need to preserve the environment demand increasingly bold and challenging geotechnical engineering projects. Nevertheless, the more challenging a project is, the more one must know about all the elements intrinsic to it. The process of filtering the tailings generated in the mining process with its subsequent stacking, the so-called dry stacking, is being widely disseminated in the country as the best solution to replace the dams. Thus, it is expected to replace this type of structures by piles built with the filtered tailings. Nonetheless, this type of solution is still a new and not very widespread practice in Brazil, resulting in the need for greater knowledge of this type of structure, of the material used in its construction and its behavior in the face of the numerous variables that make up the Brazilian tropical climate and the great heights necessary to enable the solution of tailings disposal problem, which varies in greater and lesser scale depending on the type of ore treated. That said, classical soil mechanics no longer meets the complexity demands of projects under development to help verify safety and feasibility. In this work, some laboratory tests were carried out in order to have an initial estimate of the behavior of a filtered gold tailings from the Quadrilátero Ferrífero, Minas Gerais, Brazil, regarding the critical state. Characterization tests were carried out on the gold tailings, as well as triaxial compression tests with measurements of shear wave velocity, permeability and the oedometric test. Thereby, it was possible to obtain an initial estimate of the position of the normal consolidation locus (NCL) and the critical state locus (CSL).