EM - Escola de Minas
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A Escola de Minas de Ouro Preto foi fundada pelo cientista Claude Henri Gorceix e inaugurada em 12 de outubro de 1876.
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Item On the compatibility and theoretical equations for mixtures of tropical soils and bentonite for barrier purposes.(2018) Morandini, Thiago Luiz Coelho; Leite, Adilson do LagoVast regions of the globe are covered by tropical soils, increasing the perspective of using them for barrier design at solid/liquid disposal facilities. They comprise diverse pedological taxonomies, but have common features, specially the dominant mineral composition of quartz, kaolinite clay and Fe-Al-Mn oxides/hydroxides. Despite the vast occurrence, sometimes tropical soil samples may not be suitable for barrier purposes, which can be overcome using bentonite as additive, provide that technical evaluations are adopted. An important technical issue to be addressed is the compatibility between the barrier materials and the liquids to be disposed. Compatibility studies usually involve laboratory testing using direct and indirect methods, which were involved in this research. The indirect studies involved modified Atterberg limits and the direct approach was developed using direct permeation. The tropical soil samples were selected to be in different weathering stages, considering the laterization degree. The chosen bentonite content to compose the mixtures was 3, 6, 9 and 12% on a dry weight basis. The elected chemical solutions for these studies were: calcium chloride (CaCl2), nitric acid (HNO3), sodium hydroxide (NaOH), ethanol (C2 H5OH) and tap water. As a summary, the main research objectives were: (1) comparison between direct and indirect methods for compatibility evaluation; (2) assessment of the influence of the bentonite content on the compatibility of tropical soil samples; (3) investigation of the influence of the laterization degree on compatibility and (4) evaluation of theoretical equations to predict the compatibility of these samples through back analysis. The results indicate that: indirect and direct methods are similar from a qualitative point of view; bentonite is more sensitive to chemicals than the natural soil components; the laterization degree is not so influent on the compatibility and good compatibility predictions were obtained with the proposed theoretical equations.Item Shear strength of tropical soils and bentonite mixtures for barrier design.(2016) Morandini, Thiago Luiz Coelho; Leite, Adilson do LagoCompacted clayey tropical soils have great potential to be used as barriers in waste disposal facilities, considering that some technical requirements are fulfilled (e.g. hydraulic conductivity; compatibility after disposal; shear strength; swelling/cracking, etc). In turn, the bentonite addition is relevant for the cases where the hydraulic conductivity must be lowered, and therefore investigations on the changes of the mechanical parameters of tropical soils induced by the bentonite addition are of great interest. This paper presents the results of a laboratory investigation on the shear strength of different samples of tropical soils and their mixtures with bentonite in the proportions of 0, 3, 6, 9 and 12% (dry weight basis). The tropical soil samples were collected considering the lateritic, transitional and non-lateritic behavior according to the MCT-M (Modified-Miniature-Compacted-Tropical) classification. The laboratory tests consisted of CU (Consolidated- Undrained) triaxial tests under the confining stresses of 100, 200 and 400 kPa. The results have showed that the addition of bentonite produced a significant increase in the plasticity of the tropical soil samples (PI increases 4 to 6 times), considerably reduced their friction angle (by as much as 11o) and stiffness at peak (modulus reductions of 2.5 to 4 MPa) and gave rise to a slight increase in their cohesion (up to 12 kPa). These facts must be considered in the barrier stability analyses when heavy loads are applied. The important role of the shear strength on barrier design is highlighted.Item Reduction of acid rock drainage using steel slag in cover systems over sulfide rock waste piles.(2015) Almeida, Rodrigo Pereira de; Leite, Adilson do Lago; Soares, Anderson BorghettiThe extraction of gold, coal, nickel, uranium, copper and other earth-moving activities almost always leads to environmental damage. In metal and coal extraction, exposure of sulfide minerals to the atmosphere leads to generation of acid rock drainage (ARD) and in underground mining to acid mine drainage (AMD) due to contamination of infiltrating groundwater. This study proposes to develop a reactive cover system that inhibits infiltration of oxygen and also releases alkalinity to increase the pH of generated ARD and attenuate metal contaminants at the same time. The reactive cover system is constructed using steel slag, a waste product generated from steel industries. This study shows that this type of cover system has the potential to reduce some of the adverse effects of sulfide mine waste disposal on land. Geochemical and geotechnical characterization tests were carried out. Different proportions of sulfide mine waste and steel slag were studied in leachate extraction tests. The best proportion was 33% of steel slag in dry weight. Other tests were conducted as follows: soil consolidation, saturated permeability and soil water characteristic curve. The cover system was numerically modeled through unsaturated flux analysis using Vadose/w. The solution proposed is an oxygen transport barrier that allows rain water percolation to treat the ARD in the waste rock pile. The results showed that the waste pile slope is an important factor and the cover system must have 5 m thickness to achieve an acceptable effectiveness.Item Coberturas secas com escória de aciaria visando a neutralização de drenagem ácida de rochas : ensaios de coluna.(2014) Salviano, Adriana Barbosa; Leite, Adilson do LagoA drenagem ácida de rochas (DAR) se configura hoje num grande problema ambiental, atingindo principalmente a mineração e a construção civil. O objetivo deste estudo é investigar a possibilidade de aplicação da escória de aciaria, um importante resíduo sólido da indústria metalúrgica, para a construção de coberturas secas reativas em pilhas de estéril contendo rochas ácidas. Para isto foram utilizados ensaios laboratoriais de lixiviação em colunas, tendo como material gerador ácido amostras provenientes da Mina de Urânio Osamu Utsumi, Caldas MG, pertencente às Indústrias Nucleares do Brasil S/A. Quatro diferentes cenários construtivos foram testados, com diferentes proporções de escória, cal hidratada e resíduo sólido ácido. Os resultados demonstraram o grande potencial neutralizador da escória, onde sua alcalinidade superou a cal hidratada. Apesar de alguns fatores construtivos ainda necessitarem avaliação, abre-se aqui uma boa perspectiva para o uso da escória de aciaria em coberturas secas, conferindo a este resíduo uma nobre destinação.Item Ensaios de alterabilidade para a previsão da drenagem ácida na barragem de Irapé, Brasil.(2013) Duarte, Marcelo Guimarães; Leite, Adilson do Lago; Gomes, Romero CésarA barragem de Irapé, localizada no sudeste brasileiro e inaugurada em 2006, representou um marco na engenharia nacional, devido às condições adversas de sua construção, como topografia íngreme e a presença de sulfetos nos maciços de fundação, o que sustentava a hipótese de geração de drenagem ácida de rochas (DAR). Na época, o problema da DAR era pouco conhecido na construção de usinas hidrelétricas e diversos estudos foram conduzidos para controle e minimização dos riscos ambientais e de engenharia do empreendimento. Estes estudos sustentaram medidas inovadoras de engenharia, incluindo o zoneamento do enrocamento, a adoção de geossintéticos impermeabilizantes e a proteção com aditivos das estruturas de concreto. Este trabalho apresenta resumidamente os resultados de uma ampla campanha laboratorial que objetivou complementar os referidos estudos, na tentativa de melhor avaliar o mecanismo de geração ácida sob o contexto da UHE Irapé. Ela consistiu de amostragem, caracterização petrográfica e química das amostras, ensaios estáticos (pH em pasta e NAG) e cinéticos (lixiviação em colunas e em extrator Soxhlet, ensaios de ciclagem). Os resultados demonstraram que não houve geração ácida nos ensaios cinéticos e no ensaio de pH em pasta, levando-se em consideração os tempos e as condições de ensaio. Por outro lado, a presença de sulfetos nas análises petrográficas e os resultados dos ensaios NAG revelaram potencial de geração ácida em algumas das amostras, demonstrando a necessidade de pesquisas adicionais.Item Balanço hídrico do bota-fora BF4 da mina de Urânio Osamu Utsumi, como subsídio para projetos de remediação de drenagem ácida.(2008) Fagundes, Júnio René Toledo; Leite, Adilson do Lago; Mello, Carlos Eduardo Ferraz de; Gomes, Romero CésarA drenagem ácida de mina (DAM) constitui um dos grandes problemas ambientais associados às atividades mineradoras. Ela se caracteriza basicamente pela elevação da acidez no meio e, consequentemente, pela dissolução de metais pesados associados às matrizes rochosas. O impacto direto da DAM se reflete na degradação da qualidade dos corpos hídricos, com suas conhecidas consequências. Inserido na avaliação da geração da DAM, o presente trabalho tem como objetivo principal a obtenção do balanço hídrico na região do bota-fora BF4, um dos maiores responsáveis pela formação da DAM na mina de urânio Osamu Utsumi, propriedade das Indústrias Nucleares do Brasil (INB), situada em Caldas MG. A utilização desta “ferramenta” hidrológica serviu como medida preliminar, na tentativa da determinação dos principais contribuintes hídricos e na melhoria do entendimento do fluxo aquoso para a geração de DAM, no local. Para o balanço, dados meteorológicos fornecidos pela INB e pelo Instituto Nacional de Meteorologia (INMET) foram utilizados e também vazões hídricas monitoras pela INB. Considerando-se as hipóteses adotadas, os resultados indicam a precipitação como o principal contribuinte para o volume de DAM gerado na base do BF4, norteando assim possíveis medidas de remediação.Item Avaliação em laboratório do uso de sistemas de coberturas alcalinas para prevenção da drenagem ácida de mina.(2012) Abreu, Adriana Trópia de; Faria, Efigênia Miranda de; Guimarães, Juliana Alves Costa; Leite, Adilson do Lago; Lena, Jorge Carvalho deA drenagem ácida de mina (DAM) é um problema ambiental em escala mundial. Ela é proveniente do processo de oxidação química de materiais da mineração que contenham minerais sulfetados expostos a condições atmosféricas com a mediação de bactérias. As águas ácidas geradas nesses ambientes podem comprometer a qualidade dos recursos hídricos. Para tentar conter essa DAM, métodos de prevenção e remediação têm sido aplicados. As coberturas secas têm sido estudadas como alternativa de prevenção, visto que a remediação tem mostrado-se de custo elevado. O objetivo deste trabalho foi avaliar o uso de coberturas alcalinas para controlar a geração de ácido proveniente do estéril da mineração de urânio, U, por meio de sistemas colunas de lixiviação. Para isso, foram estudados sistemas de coberturas que têm como agentes de neutralização a lama vermelha, o calcário e a cal. Amostras de estéril e de água foram coletadas na mina Osamu Utsumi, em Caldas, MG. Foram realizadas análises químicas e mineralógicas do estéril, da cal, do calcário e da lama vermelha. Para os testes cinéticos, foram montadas sete colunas de lixiviação: C1(estéril); C2 (estéril + cobertura de lama vermelha); C3 (estéril + cobertura de calcário); C4 (estéril + cobertura de cal); COB2 (cobertura de lama vermelha); COB3 (cobertura de calcário); e COB4 (cobertura de cal). As amostras lixiviadas foram monitoradas por 100 dias. Os resultados mostraram que a cal e a lama vermelha têm maior potencial neutralizador. No entanto, esses agentes neutralizantes oferecem o inconveniente de introduzir material solúvel no lixiviado. Dessa forma, considerando os parâmetros avaliados, foi demonstrado que o uso de mistura de lama vermelha com estéril do bota-fora 4 (BF4) pode ser uma alternativa viável para o controle de geração de DAM associada à reciclagem de resíduos industriais alcalinos.Item Análise de múltiplas variáveis no fechamento de mina - estudo de caso da pilha de estéril BF-4, Mina Osamu Utsumi, INB Caldas, Minas Gerais.(2008) Nóbrega, Flávia Andrade; Lima, Hernani Mota de; Leite, Adilson do LagoA Mina Osamu Utsumi das Indústrias Nucleares do Brasil (INB), localizada no município de Caldas/MG, esteve em operação de 1982 a 1995, quando ocorreu a paralisação definitiva da lavra e tratamento de minério de urânio. Desde então, a INB tem, como principal passivo, para fins de fechamento, a drenagem ácida gerada na cava, nas pilhas de estéril e na praia de rejeitos. A drenagem ácida de mina (DAM) na Mina Osamu Utsumi é relevante, tanto do ponto de vista ambiental, quanto pelos custos envolvidos na neutralização desta. Em dezembro de 2004, a INB assinou um termo de referência para elaboração e apresentação do plano de fechamento solicitado conjuntamente pelo IBAMA e CNEN. Diversos estudos têm sido realizados como subsídio à preparação do plano de fechamento. Esse artigo apresenta a aplicação do método da Análise de Múltiplas Variáveis (AMV) no estudo da melhor alternativa para o fechamento do “Bota-Fora” BF-4 da INB, dado seu potencial de geração de DAM.Item Assessment of two kinetic tests to predict the acid mine drainage in waste rock samples of a uranium mine.(2014) Abreu, Adriana Trópia de; Faria, Efigênia Miranda de; Chaves, Carla Thamilis Fonseca; Leite, Adilson do Lago; Lena, Jorge Carvalho deA drenagem ácida de mina é o resultado do processo de oxidação de rochas que contêm minerais sulfetados. Esse processo ocorre quando o material sulfetado é exposto a condições atmosféricas. Nessas condições, sucessivas reações de oxidação dos sulfetos levam à formação de águas ácidas. Isto é agravado quando as rochas existentes no local não têm capacidade de neutralizar o ácido formado. A condição de baixo pH da água drenada acelera o processo de solubilização de materiais sólidos (rochas, solos e sedimentos) e favorece a lixiviação de metais e metaloides, tornando-os disponíveis no ambiente, fato que pode comprometer a qualidade dos cursos d’águas adjacentes. Esse quadro é muito comum em minas abandonadas, nas quais o material retirado fica exposto, como é o caso da Mina Osamu Utsumi, em Caldas-MG. O objetivo desse trabalho foi avaliar e comparar dois tipos de ensaios cinéticos, na tentativa de prever a geração ácida do estéril da Mina Osamu Utsumi. Os ensaios foram realizados em extrator Soxhlet e coluna de lixiviação. Os lixiviados obtidos nos ensaios foram analisados para parâmetros físico-químicos (pH, Eh e CE) e metais e metalóides.Item Estudos cinéticos de sistemas de coberturas alcalinas em pilha de estéril para a prevenção de drenagem ácida de mina.(2008) Murta, Flávia Cristina; Leite, Adilson do Lago; Lima, Hernani Mota deA drenagem ácida apresenta-se como um dos grandes problemas da mineração em regiões que possuem minerais sulfetados. Tal fenômeno está ligado especificamente ao processo de oxidação destes minerais, na presença de água, oxigênio e bactérias. Particularmente, o problema da drenagem ácida é crítico na mina de urânio Osamu Utsumi, pertencente às Indústrias Nucleares do Brasil (INB), Caldas MG. Nela há geração de drenagem ácida em diversos locais, incluindo as grandes pilhas de estéril presentes, o reservatório da cava da mina e outros. Sendo assim, o objetivo desta dissertação foi avaliar medidas de remediação passiva para a drenagem ácida de uma das pilhas de estéril desta mina, utilizando-se para este fim colunas de lixiviação em laboratório. Os resultados obtidos mostram que a adição de bentonita foi eficiente na diminuição da infiltração de água na coluna, não alterando, porém, a qualidade do lixiviado. Por sua vez, nas proporções utilizadas, a adição de cal hidratada e dolomita aumentaram o pH do lixiviado um ponto em média, comprovando suas qualidades em combater a drenagem ácida. Resultados de potencial de oxiredução, acidez, sulfato e alguns metais também são apresentados.