Caracterização de rejeitos de minério de ferro para uso em pavimentação

Abstract

Neste trabalho foram investigadas em laboratório as características químicas, mineralógicas e geotécnicas dos rejeitos provenientes do beneficiamento do minério de ferro, objetivando-se a sua inserção no ciclo produtivo, como materiais de construção para pavimentação. A coleta dos materiais foi efetuada em pontos específicos do processo de beneficiamento, interceptando-se os seus lançamentos em barragem, preservando-se assim as suas propriedades e características individuais. A aplicabilidade ensejada destina-se a minimização dos impactos negativos decorrentes das áreas de empréstimo necessárias às obras de pavimentação e a redução do volume dos rejeitos dispostos em barragens. Assim, foram avaliadas as suas propriedades para utilização em camadas estruturais do pavimento. Os rejeitos analisados foram os da separação por flotação e concentração magnética, coletados na usina de beneficiamento Alegria, pertencente a Companhia Vale, Mariana- MG, Brasil. O programa de laboratório envolveu a realização dos seguintes ensaios: Granulometria conjunta, LL e LP, Massa específica dos sólidos, Compactação, CBR, Resistência à compressão simples e Durabilidade por molhagem e secagem dos rejeitos melhorados com cimento Portland, Triaxial de cargas repetidas, Difratometria de raio X, Espectometria por indução ótica e pH. Pela classificação TRB o rejeito da flotação é A4 e o da concentração A3, e suas composições granulométricas são compatíveis para utilização como materiais para sub-base ou base em solo cimento, ABNT (1990) EB 2096. Os resultados CBR dos dois rejeitos na energia intermediária bem como as suas expansões CBR foram:compatíveis com as exigências para sub-base de pavimentos flexíveis. As análises por difratometria apresentam presença de argilominerais não expansivos. O modelo de melhor ajuste do módulo resiliente foi o composto em função da tensão desviadora e tensão confinante. Os rejeitos de mineração de ferro apresentaram potencial para uso em pavimentação especialmente quando melhorados com cimento.

In this work it was carried out a series of laboratory tests towards chemical, mineralogical and geotechnical characterization of rejects from iron ore processing, for use in paving. Material sampling was done in specific points as they were generated during the beneficiation process along the cycle, in order to preserve their properties. The alternative applicability as paving materials is intended to minimize some of the negative impacts caused in ores as well as by reducing the volume of rejects disposed in tailing dams . Thus, their properties were evaluated for use in structural layers of pavement. The rejects studied were generated by flotation separation and magnetic concentration, sampled from Alegria Mine plant, located at Mariana, Minas Gerais, Brazil. The laboratory testing program carried out the following tests: sieve analysis, Atterberg Limits (LL and PL), Specific gravity, compaction, CBR (California Bearing Ratio), compressive strength rejects of improved with cement, Durability by wetting and drying cycles, Resilient Modulus, X-ray diffraction, optical and induction Spectrometry, and pH. The rejects studiend wer classified as A4 (flotation) and A4 (magnetic concentration) according to TRB classification system. These materials are suitable for use as sub-base or improved base with additon of cement according to ABNT (1990, EB 2096). CBR test results using intermediate energy of both rejects showed to be compatible with the requirements for sub-base of flexible pavements, Diffraction analysis revealed the presence of non-expansive clay minerals. Results of resilient modulus tests agrred well when using the composite model as a function of confining and deviator stress. Test results from compressive strength and durability by wetting and drying of both rejects improved with cement will serve as reference for future research works. In conclusion, these reject materials from iron mining presented a potential for paving purposes specially when improved with cement.