Análise mecânica e microestrutural de rejeito de minério de ouro estabilizado com solução polimérica

Abstract

Os desastres relacionados ao armazenamento de rejeitos da mineração ocorridos nos últimos anos despertaram o interesse da Geotecnia em técnicas para reuso destes resíduos como materiais construtivos. O desafio é grande visto a enorme quantidade de material gerada e, normalmente, grandes distâncias médias de transporte. Contudo, técnicas de estabilização e reforço são alternativas promissoras para destinar pelo menos parte desse material a obras geotécnicas. Neste sentido, esta tese avalia o comportamento mecânico e microestrutural de um rejeito de minério de ouro no estado puro e estabilizado com uma solução polimérica ainda não aplicada na literatura nessas condições. Avaliou-se ainda a melhoria deste compósito com o uso de cal (prática de campo para solos argilosos estabilizados com este polímero) e com reforço de fibras de polipropileno. Os compósitos foram investigados utilizando a metodologia do experimento fatorial 2k estabelecendo dois níveis para os fatores: teor polimérico (6% e 9%), tempo de cura (7 e 28 dias) e massa específica (1,7 g/cm³ e 1,8 g/cm³). Esses materiais primeiramente foram caracterizados por meio da determinação da granulometria, da massa específica e da curva de compactação na energia Proctor Normal. Para a análise mecânica foram conduzidos ensaios de resistência à compressão simples, cisalhamento direto, sucção total e determinação do módulo a pequenas deformações. A caracterização mineralógica foi feita com os ensaios de Difração de Raios-X e Espectrometria de Fluorescência de Raios-X. A análise microestrutural contou com ensaios de Microtomografia Computadorizada, Microscopia Eletrônica de Varredura e Microscopia Ótica. A análise química avaliou os valores do pH pelo método do pHmetro e o desempenho térmico pela Análise Termogravimétrica. Os resultados dos ensaios indicam a viabilidade do uso deste estabilizante como opção para reuso dos rejeitos de minério de ouro em estruturas geotécnicas. A resistência a compressão simples do compósito atingiu valores próximos a 2 MPa, especialmente para um teor polimérico de 9% em massa. A inserção das fibras poliméricas no compósito rejeito-polímero melhorou consideravelmente o comportamento dúctil do material. Os resultados do ensaio de cisalhamento direto demonstraram que a atuação do polímero está no efeito coesivo gerado nas partículas. Os resultados de microtomografia confirmam essa constatação, indicando ainda queda na porosidade e, portanto, na permeabilidade do material estabilizado. Por fim, observa-se que o manejo desta solução é simplificado em campo, sendo que sua aplicação requer apenas técnicas e equipamentos comuns na prática geotécnica