Nova metodologia para determinação de propriedades de sedimentação e adensamento de rejeitos de mineração

Abstract

No Brasil, a maioria dos rejeitos é lançada em forma de polpa em reservatórios formados por diques ou barragens. A altura dos diques e das barragens depende do transporte, da sedimentação e do adensamento dos rejeitos no reservatório. Dentre os três processos, a sedimentação e o adensamento são os que produzem variações de volume e, portanto, têm grande importância na determinação da altura daquelas estruturas. Pela teoria de Kynch, a sedimentação depende da relação entre o índice de vazios e o coeficiente de permeabilidade do rejeito, enquanto o adensamento depende, além dessa relação, da relação entre a tensão efetiva e o índice de vazios do rejeito. Essas relações podem ser obtidas em laboratório com o ensaio de adensamento induzido por forças de percolação (Hydraulic Consolidation Test - HCT). Entretanto, a interpretação dos resultados desse ensaio obriga a execução de etapas adicionais que o tornam mais demorado e menos preciso. O presente trabalho teve como principais objetivos, primeiro, desenvolver uma nova forma de interpretar e executar o ensaio HCT para determinar as curvas de compressibilidade e permeabilidade de rejeitos e, segundo, ampliar o banco de dados com resultados de ensaios HCT em diferentes rejeitos de mineração brasileiros. As principais conclusões apontam que a nova metodologia proposta cumpre com o objetivo de tornar o ensaio HCT mais rápido e preciso, e que o conjunto de resultados obtidos com os diversos rejeitos ensaiados contribui significativamente para a ampliação de um banco de dados de resultados de ensaios HCT em rejeitos brasileiros.

In Brazil, most mine rejects are disposed as pulp in reservoirs formed by dikes and dams. The height of these dikes and dams depends on reject transport, sedimentation and density in the reservoirs. Among these processes, sedimentation and density produce variations in volume, thus being of great importance in the determination of these structures’ height. Based on Kynch’s theory, sedimentation depends on the relationship between void ratio and the permeability coefficient of the reject while density, besides this relation, depends on the relation between the effective tension and the void ratio of the rejects. These relations can be obtained in the laboratory, with density assay induced by percolation forces (Hydraulic Consolidation Test - HCT). However, in order to interpret the results of these assays, additional steps are necessary, rendering interpretation longer and less precise. The main objectives of this study were: first, to develop a new procedure to interpret and implement the HCT assays and, secondly, to increase the data base with HCT assays in different Brazilian mineral rejects. The results indicate that the new methodology made the HCT test faster, and that the set of results obtained with the several rejects tested has contributed significantly to increase the database of HCT results of Brazilian mine rejects.