DEMIN - Departamento de Engenharia de Minas
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Item Desempenho de sistemas de cobertura por meio de modelagem numérica bidimensional para uma pilha de resíduo de bauxita filtrado.(2023) Silva Junior, Gedeon Carlos da; Souza, Felipe Ribeiro; Nogueira, Christianne de Lyra; Souza, Felipe Ribeiro; Nogueira, Christianne de Lyra; Maia, Karla Cristina Araújo Pimentel; Lima, Hernani Mota deO fechamento de estruturas geotécnicas é uma das etapas obrigatórias em qualquer empreendimento mineral. Um dos principais objetivos de qualquer fechamento desse tipo é a garantia da estabilidade física, química e biológica de longo prazo, com integração ao ambiente de maneira harmoniosa e redução dos impactos associados às atividades minerárias. Nesse sentido, a utilização de sistemas de cobertura se destaca como uma das estratégias mais eficientes para minimizar os impactos ambientais das estruturas de disposição de rejeitos. Este trabalho apresenta análises numéricas de interação solo-planta-atmosfera bidimensionais realizadas no software Seep/W 2023.1 para avaliar o desempenho de diferentes sistemas de cobertura para uma pilha de resíduo de bauxita não inerte filtrado. Para isso, inicialmente foram interpretados ensaios para definição dos parâmetros dos materiais disponíveis para cobertura, além da compilação de dados climáticos e estabelecimento de parâmetros da vegetação. Posteriormente, análises de sensibilidade realizadas avaliaram o refinamento da malha de elementos finitos dos modelos, características da vegetação e variação da geometria. Por fim, análises de cenários de cobertura indicaram que para o clima semiárido sistemas simplificados possuem bom desempenho, entretanto para o clima tropical amazônico apenas sistemas robustos formados por grandes espessuras de barreiras hidráulicas, ou pela utilização de geossintéticos, ou ainda pela utilização de sistemas compostos por barreiras hidráulicas e barreiras capilares, conseguiriam reduzir a infiltração líquida aos valores objetivados na análise. A utilização de modelos numéricos para a avaliação do desempenho de sistemas de cobertura se mostrou eficaz para realização de um primeiro filtro de todas as alternativas estudadas, além de possibilitar o entendimento, a partir de análises de sensibilidade, dos parâmetros e características que mais influenciaram nos resultados.Item Resistência à compreensão uniaxial do enchimento de rejeito cimentado mina subterrânea de ouro Turmalina - Conceição do Pará/MG.(2023) Garcia, Daniel Henrique dos Santos; Silva, José Margarida da; Silva, José Margarida da; Pereira, Mariana Arruda; Santos, Rita de Cássia PedrosaA estabilidade do maciço rochoso é essencial em todas as minas subterrâneas economicamente rentáveis. Neste contexto, o preenchimento de realces/blocos com pasta cimentícia vem sendo uma tecnologia importante na indústria da mineração, devido aos seus benefícios técnicos, econômicos e ambientais. Sabe-se que a segurança de trabalhadores e equipamentos, bem como a manutenção do ciclo de operação, estão diretamente conectados ao tempo de vida da mina. Nesta seara, a mineração subterrânea por corte e enchimento fornece a oportunidade de uma lavra seletiva e, consequentemente, recuperação de pilares que muitas das vezes são constituídos por teores de minério economicamente rentáveis, garantindo o principal objetivo de aumentar a rentabilidade. Um limitante deste método, no entanto, é que aumentando o teor de cimento das pastas de rejeito (pastefill), aumenta-se a resistência do aterro produzido em subsolo, porém leva-se ao aumento direto e exponencial do custo de mineração. Diante disso existe uma necessidade de analisar e estudar os rejeitos da planta de beneficiamento para serem aplicados como pasta de preenchimento mineral (pastefill) objetivando o pré-tratamento necessário e a proporção de cimento Portland necessários para alcançar resistência suficiente na aplicação segura do pastefill. Uma das propriedades importantes do enchimento é a sua resitência. Em algumas minas de cobre e ouro, encontram-se valores de resistência de cerca de 1MPa, com valores de 1 a 4% de ligante. Este estudo foi realizado com intuito de determinar, economicamente, a resistência ideal do enchimento tipo pastefill na Mineração Subterrânea de ouro Turmalina na cidade de Conceição do Pará em Minas Gerais, pertencente ao grupo Jaguar Mining. Amostras de rejeito filtrado “cake” foram coletadas diretamente da planta de beneficiamento e classificadas quimicamente (fluorescência e difração de raios X) e fisicamente (umidade; densidade, granulometria) por meio de ensaios laboratoriais. Foram reproduzidos em laboratório 48 corpos de prova divididos em quatro traços diferentes variando porcentagem de cimento Portland em 1%; 2,5%; 3,5% e 5% moldados em corpos de prova cilíndricos de 5x10 cm. Realizaram-se ensaios de mini abatimento (mini slump-test) e resistência à compressão uniaxial (MPa) de acordo com o tempo de cura, sendo aos 7, 14, 21 e 28 dias. A partir dos resultados, produziram-se curvas para análises e o estudo mostrou que uma pasta com 3,5% de cimento Portland na composição, para a granulometria original do cake da Mina Turmalina, apresentou um gráfico com tendência de crescimento, ou seja, que sua resistência não atingiu seu ganho máximo após os 28 dias de cura. Em tese, este traço permite forças suficientes que possam prevenir falhas, rupturas e colapsos no aterro artificial gerado no subsolo quando comparado com os demais. A pasta contendo 1% de cimento Portland não atingiu parâmetro de resistência à compressão uniaxial satisfatório, apresentando também elevado grau de retração dos corpos de prova na reprodução em laboratório. Para a participação de 5% de adição de ligante apresentou UCS de 1,12 MPa aos 28 dias de cura. Os resultados mostraram que são necessários mais de 28 dias para que o pastefill atinja sua resistência máxima em um ambiente não úmido. Isso implica diretamente o avanço de lavra, mostrando que há a necessidade de tal ciclo ser maior que quatro semanas e o confinamento lateral da pasta seja assegurado.Item Taninos na floculação de rejeito de minério de ferro.(2022) Vieira, Warleson Candido dos Santos; Reis, Érica Linhares; Reis, Érica Linhares; Alexandrino, Júnia Soares; Nogueira, Francielle CâmaraContemporaneamente na mineração, o grau de liberação dos minerais de interesse se encontra cada vez em granulação mais fina, havendo, portanto, nos rejeitos gerados a presença destas partículas menores. Torna-se necessário então, realizar o tratamento adequado desse rejeito para que os sólidos em suspensão sejam separados da água, mas quanto menor o tamanho destas partículas maior será o desafio do abatimento e separação das partículas do meio aquoso. Nesses casos, a floculação de rejeitos de minérios de ferro se torna uma etapa decisiva para da separação sólido/líquido nas plantas industriais. No entanto, os reagentes atualmente utilizados nesta etapa possuem custo elevado, muitas vezes baixa eficiência e toxidez para o meio ambiente, com aplicação restrita em alguns países. O objetivo deste trabalho foi avaliar o uso de derivados taninos comerciais: TC1, TC2, TC3 (produzidos a partir da casca da Acacia mearnsii) e extrato produzido da casca de angico (Anadenanthera columbrina) como agentes de agregação na separação sólido/líquido de rejeitos de minério de ferro. Espécies minerais puras, comumente majoritárias em rejeitos de minério de ferro (hematita e quartzo) com granulação ultrafina (<10 μm), foram utilizadas para realizar os testes de agregação dos agentes de agregação nas dosagens de 1, 10 e 100 mg/L em valores de pH de 6 a 9. TC3 obteve o maior valor de porcentagem de material sedimentado para ambos os minerais na dosagem de 10 mg/L e pH 7 (97,12% e 95,68% para hematita e quartzo, respectivamente). O agente de agregação produzido a partir da casca de angico apresentou bons resultados de sedimentação para hematita (>90%), porém, o melhor resultado obtido para o quartzo ocorreu na dosagem de 100 mg/L em pH 8 (64,63% do material sedimentado). Pelo método da vanilina, os taninos condensados foram determinados nos agentes de agregação e o reagente com maior teor foi o TC1 (0,242 EC/mg de amostra) mas os resultados foram próximos para todos os comerciais. Os ensaios JarTest foram realizados com TC3 (10 mg/L) e polpas com duas porcentagens: 70% de hematita e 30% de quartzo e também com proporções invertidas. Foi possível otimizar o gradiente de velocidade e sedimentação e os melhores resultados, em relação aos encontrados na literatura para poliacrilamida, ocorreram com 60 rpm e 10 min (24,71 NTU). Para a polpa com maior percentual de quartzo, o melhor desempenho que superou a poliacrilamida ocorreu com gradiente de 60 rpm e 30 minutos de sedimentação (63,3 NTU).