Analysis of the iron mining wastes behavior submitted to the HCT test

O crescente avanço tecnológico vem cobrando um preço alto em termos ambientais, ao exigir uma intensificação na exploração dos recursos minerais. A necessidade do uso de jazidas consideradas anteriormente inviáveis, pelo baixo teor de minerais, gera volumes maiores de resíduos divididos em estéril e rejeito. Os estéreis normalmente não são agressivos ao meio ambiente e podem ser estocados em pilhas. Os rejeitos, ao contrário, podem ser agressivos, de forma que sua estocagem deve atender tanto às disponibilidades econômicas das mineradoras, quanto à necessidade do menor impacto possível ao meio ambiente. Quando disposto em forma de polpa, ou lama, o sucesso depende diretamente de um bom dimensionamento dos reservatórios. Para que isso ocorra, é necessário avaliar corretamente tanto a compressibilidade quanto a condutividade hidráulica do material. Entretanto, as lamas provenientes destes processos são muito moles e a teoria do adensamento convencional de Terzaghi não se aplica. Sendo assim, esses materiais passaram então a ser estudado através de uma teoria de adensamento com deformações finitas e ensaios especiais de adensamento. Entre estes, nas últimas décadas o ensaio HCT (Hydraulic Consolidation Test) ganhou um espaço cada vez maior no estudo do comportamento de rejeitos de mineração. Este ensaio tem como princípio geral a aplicação de um fluxo descendente ao longo da amostra que, em associação aos efeitos de peso próprio, induz o adensamento por forças de percolação. Além disso, durante o ensaio são aplicadas velocidades distintas de percolação, gerando valores constantes de diferença de pressão entre o topo e a base da amostra. É relevante, então, verificar a influência da escolha da velocidade nos resultados finais. E para um estudo mais completo, é importante que sejam realizados ensaios com diferentes teores de sólidos, e assim verificar se essa variação interfere de alguma forma nos viiiresultados. Após a análise dos resultados, percebeu-se que no caso do rejeito de granulometria fina, a variação do teor de sólidos inicial, não interfere grandemente na proporção da mistura no momento do ensaio. Desse modo, as curvas de compressibilidade e permeabilidade não apresentam valores discrepantes entre si, e foram consistentes com resultados característicos de materiais finos. Em se tratando do rejeito grosso, o HCT se mostrou adequado à obtenção dos parâmetros necessários, através de um procedimento iterativo. Seus resultados foram compatíveis com os obtidos através do ensaio de adensamento incremental, comprovando sua validade. Também foi possível concluir, que para ambos os rejeitos, a escolha da velocidade de fluxo não interfere significativamente no resultado final.The technological growth of mining industries has been taking its toll on the enviroment, in order to explore mineral resources more intesively daily. The need to exploit previously unfeasible deposits, generates larger volumes of waste. These can be divided into two groups, sterile and tailing. The first, is usually not aggressive to the environment and can be stockpiled. On the other hand, tailing waste can be harmful in a way that its storage must fulfill both the company's economic interest and the need for the least environmental impact possible. When disposed in slurry form, its success depends directly on the correct design of the reservoir. For this to happen, it is necessary to correctly evaluate the compressibility and permeability of the tailing. However, tailings are highly compressible and it is necessary to study the consolidation characteristics of this material by means of techniques that consider large deformations. In recent decades, the use of the Hydraulic Consolidation Test (HCT), has become a common occurrence in the studies of tailing behavior. This test induces consolidation by percolation forces due to a decreasing flow along the sample and effects of self-weight. This essay aims to compare these results with ones obtained by one-dimensional consolidation tests. Moreover, during the test different flow rates are applied to the specimen, generating constant pressure values between its top and bottom surfaces. It is important then to verify the effects of flow rate in the final results. Additionally, it is valuable that tests with different initial solid contents are performed and analyzed to understand if it influences the results. After these studies, it was noted that for the fine tailing, the initial solid content variation does not influence the compressibility and permeability values, and these were consistent with characteristic values. In dealing with thick tailing, the HCT was proven adequate for obtaining the needed parameters through an iterative process. Results were compatibles with the ones obtained by one-dimensional consolidation xtests, proving its validity. It was also possible to conclude that for both kinds of tailing, the flow rate choice does not significantly interfere in the final results.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológic