Caracterização de pastas minerais

• Main Author: Christian Anthony Hernandez Osorio
• Other Authors: George Eduardo Sales Valadao
• Format: Others
• Language: Portuguese
• Published: Universidade Federal de Minas Gerais 2005
• Online Access: http://hdl.handle.net/1843/BUOS-8DQHQ4

=== Important participation in the world mining usines have winninig the tailings disposition system in form of paste. In the particular case of Brazil, this tendence is more comum everyday, remplacing the convencional system of disposition of tailings in large dam embankments in form of minerals slurries. The paste disposition form presents various advantages: lower capital and operations costs, lower enviromental impacts, higher water recuperations for recicly in the process, higher mine recuperations. A mineral paste can be defined as well colloidal system equivalent to homogeneus liquidus, without solid particulate segregation, no presents significatives water losses when softly disposit on stable surface. The minerals pastes can be disposited superficially (pastefill) or filled underground cavities (backfill). Higher mine recuperations can be reached to use backfill te be usefull mineral processing wastes. Other alternative can be used is rockfill process, wichmisture waste rock and tailings pastes. Normally, these minerals pastes are cemented with binder, the clasic portland cement, or successly more economical alternatives: fly ash, metakaolim, lime, etc. As minerals pastes characterics can be mencionated are viscosity, shear stress, yield stress, slump, repose angle, compression and shear resistances, permeability, etc. This work objective was rheological, physical and chemical characterization of mineral pastes prepared with different tailings of iron mineral processing origined of Minas Gerais ferriferous quadrilate. As principals conclusions of this work can be destacated:- The minerals pastes viscosity incresed in direct relationship to solidsconcentration, with equivalents operation conditions, resulting pastes more viscous in contrast with those preparared with a sample II (slimes of cyclosizing). - In reference to rheological behavior of pastes preparared with original and blended samples, a sample III (flotation tailings) showed reotropic pastes if compared with others studied pastes. Blended pastes present more tixotropic, whereas sample II (slimes) pastes present both reotropic and tixotropic behavior. - Slump test showed fine distribution size samples requered highest waterproportions to form mineral paste (slump batween 0 and 100%).- In the flume test was determinated for higher slopes of plane produz lower studied pastes repose angles, for lower solids concentrations more gradual drop have in repose angles. Angles rised up to 15° in laboratory tested pastes. - For cemented pastes with 4 and 8% of Portland cement observed characteric behavior with ups and downs in the curves of instantaneous stress with time. - A use of blended with metakaolin and lime how mineral paste binder permited solids particle aglomeration, while a Portland cement adition higher yield stress can be reached because formed concrete structures. === O sistema de disposição de rejeitos na forma de pasta vem ganhando no último tempo uma importante participação nas usinas da mineração no contexto mundial. No caso particular do Brasil também esta tendência está sendo mais comum cada dia, deslocando o sistema convencional de disposição de rejeitos em forma de polpas minerais contidas em barragens ou bacias de rejeitos. A disposição de rejeitos em forma de pasta apresenta variadas vantagens entre as que podem destacarse as seguintes: menores custos de investimento e de operação, menores impactos ambientais, maiores recuperações de águas de processo permitindo sua reciclagem, maiores recuperações de mina. Uma pasta mineral pode ser conceituada como um sistema coloidal que se apresenta como um fluído homogêneo, no qual não acontece segregação de partículas, e que se disposto de forma suave em superficies estáveis, não apresenta drenagem significativade água. As pastas minerais podem ser dispostas de forma superficial ou também ser empregadas para preencher cavas subterrâneas, operação conhecida como backfill. Ao utilizar backfill podem ser alcançadas maiores recuperações de mina além de aproveitarmaterial rejeitado no processamento mineral. Pode também ser empregado o processo de rockfill que involucra a utilização de rocha estéril misturada com pastas de rejeitos. Normalmente estas pastas minerais são cimentadas com ajuda de algum ligante, que classicamente é cimento portland, mas algumas alternativas mais econômicas tem sido utilizadas com muito sucesso, como é o caso de cinza volante, meta caulim, cal, dentre outras. Dentre as características das pastas minerais podem-se mencionar sua viscosidade, tensão de cisalhamento e escoamento ou ruptura, altura de abatimento (slump),ângulo de repouso, resistências à compressão, cisalhamento, permeabilidade, etc. O objetivo geral deste trabalho foi caracterizar reológica, física e químicamente pastas minerais preparadas a partir de diferentes rejeitos do processamento de minérios de ferro, provenientes do Quadrilátero Ferrífero de Minas Gerais. Dentre as conclusões mais relevantes deste trabalho podem ser destacadas as seguintes: - O valor da viscosidade de pastas minerais aumentou na razão direta do aumento da porcentagem de sólidos, nas mesmas condições de operação, sendo as pastas mais viscosas aquelas preparadas com a amostra II (lamas da ciclonagem). - Quanto ao comportamento reológico das pastas preparadas com as amostras originais e misturas, tem-se que amostra III (rejeito de flotação) apresentou as pastas mais reotrópicas se comparadas com as outras pastas estudadas. Asmisturas apresentaram pastas mais tixotrópicas, enquanto que a amostra II mostrou pastas de comportamento duplo (tixo e reotrópicas).- Quanto ao teste de abatimento (slump) foram as amostras de granulometria mais fina aquelas que precisaram de maiores proporções de água para formar pasta mineral (abatimentos entre 0 e 100%). - No teste de calha (flume) determinou-se que para maiores inclinações de calha se produzem menores ângulos de repouso nas pastas estudadas, agora para menores adensamentos a queda absoluta destes ângulos foi cada vez mais gradual. Alcançaram-se ângulos de repouso de até 15° nas pastas ensaiadas emlaboratório. - No caso das pastas cimentadas com 4 e 8% de cimento portland obtem-se um comportamento característico nas curvas que mostram quedas e recuperações no gráfico da tensão instantánea em função do tempo. - Ao utilizar uma mistura de meta caulim e cal como ligante na pasta mineral se logrou uma aglomeração das partículas sólidas das pastas, já no caso da adição de cimento portland podem-se alcançar maiores resistências de ruptura devido as estruturas do concreto assim formadas.