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 Influência da adição de compósito estabilizador no comportamento reológico de rejeitos de minério de ferro depositados em barragens.(2022) Matias, Ana Carolina de Paula; Peixoto, Ricardo André Fiorotti; Marques, Eduardo Antônio Gomes; Peixoto, Ricardo André Fiorotti; Marques, Eduardo Antônio Gomes; Carvalho, José Maria Franco de; Cury, Alexandre AbrahãoOs grandes riscos socioambientais que uma barragem de contenção de rejeitos oferece impulsionam estudos sobre a estabilidade desse material ao longo da vida útil dessas estruturas, assim como sobre a correta destinação dos rejeitos armazenados. A estabilidade estrutural de barragens tornou-se um tema cada vez mais frequente nas empresas de mineração, órgãos reguladores e no meio acadêmico, acentuado após o rompimento das barragens de Fundão em Mariana, MG (2015) e B1 em Brumadinho, MG (2019) com alcance nacional e internacional. O gerenciamento do sistema de contenção de rejeitos deve ser realizado durante todo o ciclo de vida da estrutura envolvida, desde a sua construção, operação, até o seu descomissionamento e desativação. O uso de modelos reduzidos tem sido uma alternativa para a avaliação do comportamento de uma estrutura em verdadeira grandeza (protótipo), por se constituir de alternativa técnica e economicamente viável. A Teoria da Similitude e a análise dimensional fornecem meios para estabelecer a similaridade de comportamento entre o original e o modelo reduzido. Considerando-se o atual estado das barragens de rejeitos no Brasil e sua potencial instabilidade, este estudo propõe a utilização de um compósito estabilizador constituído por powder de escória de aciaria, linear alquil benzeno sulfonato de sódio (LAS), cloreto de sódio e cimento Portland, capaz de influenciar de forma positiva a estabilidade dos rejeitos depositados em barragens. Dessa forma, busca-se tornar os processos de operação e descaracterização dos sistemas de contenção mais seguros e eficientes. Avaliou-se o comportamento reológico de rejeitos de minério de ferro com adição de compósito estabilizador nas dosagens de 0,75%, 1,5%, 3%, 6%, 12%, 24% e 48% em relação à massa de sólidos desses rejeitos, durante intervalos de tempo de 2h, 6h, 24h, 48h, 96h e 144h. Para efeitos de comparação também foi produzida uma matriz referência (sem adição de estabilizador). Os dados obtidos a partir dos ensaios de reologia foram utilizados em simulações numéricas com o auxílio do FLOW-3D®. A partir dos resultados verificou-se que o compósito estabilizador é capaz de aumentar a viscosidade dos rejeitos, sendo uma opção viável para estabilização do material depositado em barragens, ainda que em situação de ruptura.Item Creep em rejeito de bauxita : caracterização reológica e simulação numérica.(2023) Duarte, Jessica Pereira; Ferreira, Lucas Deleon; Ferreira, Lucas Deleon; Oliveira Filho, Waldyr Lopes de; Delgado, Bruno GuimarãesO conhecimento do comportamento de fluência de rejeitos de mineração pode auxiliar na acurácia da previsão do comportamento tensão-deformação-tempo dos materiais e na otimização de espaço para armazenamento de rejeitos, porém estudos sobre o assunto ainda são limitados. O comportamento da fluência em rejeitos de bauxita foi analisado através de uma abordagem teórica e prática, baseada na caracterização reológica (ensaios reológicos de creep e rotacionais) e análises numéricas. Os testes de fluência e recuperação realizados nos rejeitos de bauxita revelaram que o material apresentou deformações irreversíveis quando submetido a ciclos de carregamento constantes, indicando alterações em sua estrutura sólida com comportamento viscoelástico-plástico. O desenvolvimento do modelo numérico foi baseado em parâmetros geotécnicos estimados a partir de um compilado de ensaios de laboratório e de campo. Por meio da análise numérica, foi possível comparar o desenvolvimento de deslocamentos, poropressão e tensões entre um modelo constitutivo que considera fluência (Soft Soil Creep, SSC) e um modelo constitutivo simplificado (elástico perfeitamente plástico com critério de ruptura de Mohr-Coulomb), que não incorpora a dimensão do tempo. O trabalho destaca que a incorporação da dimensão temporal e das características viscoplásticas do material é fundamental para uma caracterização mais completa e assertiva dos fenômenos de adensamento e fluência, principalmente para rejeitos.Item Avaliação de características mineralógica, química e física na formação de pasta de minério de ferro.(2023) Cerqueira, Eduardo Perdigão; Rodrigues, Otávia Martins Silva; Pereira, Carlos Alberto; Pereira, Carlos Alberto; Alexandrino, Júnia Soares; São José, Fábio deO desenvolvimento das minas de minério de ferro no quadrilátero ferrífero, no estado de Minas Gerais, a partir do século XX, tem como característica a lavra de corpos minerais com teores cada vez mais baixos e menor grau de liberação. Para beneficiar esses minérios, rotas de processo são projetadas considerando uma maior necessidade de cominuição, tendo como efeito colateral, a geração de um volume maior de lama nos circuitos das usinas de beneficiamento. Devido às limitações técnicas para concentrar lamas, esses resíduos são destinados às barragens de rejeito. Apesar dessa prática tradicional e consolidada, acredita-se que o conhecimento dos aspectos reológicos envolvidos no processo de adensamento (resultando em pastas minerais ou polpas de alta densidade) abre horizontes para opções de disposição mais seguras e inovadoras. Adicionalmente, o domínio dos aspectos reológicos contribui para compreensão de comportamentos observados em tubulações de bombeamento. Sabe-se que o tamanho e formato das partículas influenciam no arranjo das moléculas de água ao redor delas, consequentemente, na maneira como elas se sedimentam e escoam. Sendo assim, o principal objeto desse trabalho foi avaliar a influência da morfologia e granulometria de partículas minerais, comuns em lamas de minério de ferro e nas características reológicas das pastas e/ou polpas de alta densidade obtidas a partir de ensaios de espessamento. Além disso, tem-se em vista compreender como os floculantes e os coagulantes, bem como o pH podem alterar as características reológicas desses minerais, para isso, testes de sedimentação foram realizados em diferentes condições; os produtos desses ensaios foram submetidos a ensaios reológicos. Os resultados apontaram para o seguinte: a obtenção de pastas minerais em escala laboratorial é consoante a metodologia dos ensaios de sedimentação e da dosagem de reagentes, ademais, foi possível caracterizar amostras, como fluidos pseudoplásticos.Item Análise comparativa de métodos para determinação da tensão de escoamento em rejeitos de mineração.(2020) Santos, Átila Geraldo Rochido dos; Pereira, Eleonardo Lucas; Pereira, Eleonardo Lucas; Lima, Hernani Mota de; Russo, Mário Luís CabelloAs propriedades reológicas dos rejeitos são amplamente utilizadas na indústria da mineração como ferramenta de investigação, capazes de fornecer o correto detalhamento dos sistemas de bombeamento das plantas de tratamento de minérios, transporte dos rejeitos para deposição e parâmetros de entradas para software que realizam análises de rupturas hipotéticas de barragens de rejeitos. As propriedades reológicas dos rejeitos são obtidas a partir de ensaios geotécnicos de laboratório, ou seja, os ensaios de reometria. Nesse contexto, os ensaios realizados através dos Slump são usualmente utilizados pela facilidade de ser executado e promover baixo custo financeiro. Entretanto, é possível encontrar, nas pesquisas que tratam da sua utilização, questionamentos referentes aos materiais e os procedimentos de realização dos testes, como, por exemplo, os moldes com formas geométricas do tipo cilíndrica ou do tipo tronco de cone, as metodologias de cálculos utilizadas, a influência dos tempos de leituras, bem como as estruturas dos moldes. Considerando os fatores mencionados, o presente estudo objetivou avaliar, por meio de ensaios de Slump e de palheta (Vane Test), a tensão de escoamento do rejeito do minério de ferro, fazendo-se o uso de diferentes tipos de materiais e de procedimentos para realização destes ensaios. Neste estudo,foi realizada a caracterização dos rejeitos de mineração, definidas as dosagens associadas às misturas dos rejeitos e determinada a tensão de escoamento através de ensaios de Vane e de Slump. Os ensaios de Vane foram realizados com o objetivo de correlacionar os seus resultados com aqueles obtidos no teste de Slump, considerando os valores de tensão de escoamento. As análises mostraramse satisfatórias, dado que o Vane Test apresentou bons resultados validando a rotina das correlações realizadas nesta pesquisa. Apesar de pequenas variações na correlação, ao verificar suas regressões lineares, constatou-se que os resultados foram satisfatórios, no âmbito da proposta inicial desta dissertação.Item Reologia de depósitos de rejeitos espessados de minério de ferro para estudos de dam break.(2020) Chácara, Débora Magalhães; Oliveira Filho, Waldyr Lopes de; Oliveira Filho, Waldyr Lopes de; Saliba, Aloysio Portugal Maia; Reis, Érica Linhares; Ian Schumann Marques MartinsEste trabalho trata da reologia de depósitos de rejeitos de mineração para estudos de ruptura de barragem. O objetivo principal é mostrar como a formação de um depósito de rejeitos impacta as propriedades geotécnicas e reológicas deste material, e as consequências destes resultados nos estudos de simulação de ondas de propagação, resultantes da ruptura de estrutura de contenção destes depósitos. O material utilizado foi um rejeito fino proveniente do beneficiamento do minério de ferro. Foram estudados os fatores que influenciam a reologia deste material, principalmente a sua tensão de escoamento e a transição de comportamento do material de viscoelástico sólido para viscoelástico líquido. Para isto, foi feita a caracterização geotécnica e reológica deste rejeito. Esta última envolveu ensaios rotacionais e oscilatórios, realizados em reômetro moderno. O material apresentou comportamento de fluido viscoso ou viscoplástico, dependendo do teor de sólidos. As propriedades reológicas se mostraram dependentes do teor de sólidos do material e do tipo de preparação da amostra. Os resultados dos ensaios reológicos foram utilizados nas simulações numéricas com o programa Flow3D®. Foi simulada a ruptura de um depósito hipotético de rejeitos, em diferentes cenários, e avaliada a relação entre a distância percorrida (alcance, espalhamento), a velocidade, e o tempo de chegada da onda, com as propriedades reológicas que foram determinadas. Por último, foi explorada a influência da inclinação do depósito e da região a jusante na onda de propagação, característica que resultou em uma diferença expressiva nos resultados da simulação. Foi verificado que a dependência com o teor de sólidos e história de tensões (formação) do depósito resulta em propagações de onda num amplo espectro de caracterização desde Mud flood, passando por Mudflow, até chegar ao escorregamento.Item The rheology of banded iron formation : constraints from axial compression experiments.(2012) Gonçalves, Cristiane Paula de Castro; Hirth, Greg; Lagoeiro, Leonardo EvangelistaAmostras de formações ferríferas bandadas (BIF), compostas por diferentes proporções de quartzo e hematita foram deformadas, em experimentos de compressão axial, usando-se a prensa triaxial de Griggs, sob T = 900ºC, P =1.5 GPa e taxas de deformação de 10-5 e 10-6 s-1. O principal objetivo é investigar qual fase mineral controla a reologia de rochas poliminerálicas e determinar os processos que controlam a resistência observada para tais rochas. Amostras de BIF, da região do Quadrilátero Ferrífero, foram cortadas perpendicularmente à foliação, que é definida por bandas paralelas de quartzo e óxidos de ferro. A resistência das amostras diminui com o aumento da porcentagem de hematita e com a diminuição da taxa de deformação. Sob taxa de deformação de 10-5 s-1, amostras com bandamento composicional bem desenvolvido mostraram a mais alta resistência. Sob taxa de deformação mais lenta, 10-6 s-1, significativa diferença entre amostras com ou sem bandamento composicional não é observada. Como comparação, a 10-6 s-1, a amostra com a mais alta porcentagem de quartzo é tão fraca quanto a amostra com a mais alta porcentagem de hematita a 10-5 s-1. A deformação é localizada nas bandas ricas em hematita e uma observação intrigante é que os grãos de quartzo, nessas bandas, mostram maior evidência de deformação cristal-plástica que os grãos presentes em bandas quartzosas.