Reuse of iron ore tailing, from the disaster involving the Fundão’s dam rupture, in the production of clay bricks

O intuito da presente pesquisa foi estudar uma nova alternativa para o reaproveitamento de rejeito de minério de ferro, visando a sua aplicação em blocos cerâmicos de vedação. Para tal, desenvolveu-se um planejamento experimental de misturas em rede simplex, composto por três componentes: o rejeito e dois materiais argilosos. As matérias primas foram submetidas à caracterização física, química, mineralógica e morfológica. Posteriormente, as misturas definidas por meio do planejamento experimental foram preparadas, e exemplares cilíndricos foram produzidos por prensagem. Após a queima a 850°C, 950°C e 1050°C, os corpos de prova foram caracterizados quanto à retração linear na queima, densidade aparente, porosidade aparente, absorção d’água e resistência à compressão axial. Os resultados obtidos mostraram que a incorporação do rejeito nas massas cerâmicas contribuiu para a redução da retração linear na queima e da resistência mecânica, e aumento da porosidade aparente e absorção d’água. Em seguida, determinou-se a composição ótima, contendo 29,1% (em massa) de rejeito e que atendeu aos critérios normativos (nacional e internacional). A partir dessa mistura ideal, novos exemplares foram produzidos por prensagem e extrusão, e submetidos a queima a 950°C. Após a caracterização física e mecânica, os resultados experimentais foram confrontados com os valores estimados, calculados por meio de modelos matemáticos. Para a caracterização ambiental, foram realizados os ensaios de solubilização e lixiviação em amostras de bloco com o rejeito de minério de ferro, e amostras de bloco comercial produzido com as mesmas argilas utilizadas na presente pesquisa. As concentrações medidas foram comparadas com os limites máximos estipulados pela ABNT NBR 10004:2004, que permite a classificação dos materiais em termos de periculosidade. Foi constatado que a mistura ótima definida demonstrou melhor comportamento em relação à imobilização de metais, e pode ser classificada como não tóxica e não inerte.The intent of this research was to study a new alternative for the recycling of iron ore tailing, aiming its application in construction clay bricks. For such purpose, a simplex design of experiments was developed, using three components: the iron ore tailing and two clayey materials. The raw materials were subjected to physical, chemical, mineralogical and morphological characterization. Next, the mixtures defined by the experimental design were prepared, and cylindrical samples were produced by press moulding. After the firing at 850°C, 950°C and 1050°C, the specimens were characterized in terms of firing linear shrinkage, bulk density, apparent porosity, water absorption and compressive strength. The obtained results show that the incorporation of tailing in ceramic masses decreases the linear shrinkage and mechanical strength, and increases the apparent porosity and water absorption. Then, the optimal composition was determined, that contains 29,1% (by mass) of iron ore tailing and meets the standard specifications (national and international). From this ideal mixture, new samples were produced by pressing and extrusion, and subjected to firing at 950°C. After the Physical and mechanical characterization, the experimental results were compared with the estimated values, calculated by mathematical models. For the environmental characterization, solubilization and leaching tests were carried out in brick samples with the iron ore tailing and commercial brick samples, produced from the same clays used in this study. The measured concentrations were compared with the maximum limits defined by ABNT NBR 10004:2004, that allows the classification of materials in terms of hazardousness. It was found that the optimal mixture demonstrated better behavior in relation to the metals immobilization, and it can be classified as non- toxic and non-inert.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superio