Estudos sobre drenagem e redução de umidade do minério de ferro de Carajás com a utilização de geossintéticos

Abstract

A Companhia Vale extrai grande quantidade do minério de ferro que produz no Brasil, na mina de Carajás, Pará. No fim do processo de extração e deposição do minério nos pátios de armazenamento, o minério de ferro apresenta elevados valores de umidade o que aumenta os custos do transporte. No pátio de armazenamento, antes do transporte, o minério é depositado em pilhas com precárias condições de drenagem da base. Assim, a redução da umidade do minério nesta fase, ou durante o transporte para o porto de exportação pode gerar economias significativas, com importantes implicações econômicas. Este trabalho apresenta resultados de estudos laboratoriais para avaliar a utilização de geossintéticos como sistemas drenantes para reduzir o teor de umidade do minério. Geotêxteis não tecidos e geocompostos para drenagem foram testados em combinação com o minério de ferro. Parte do programa de ensaios de laboratório consistiu em ensaios de razão entre gradientes sob pressão, para investigar a compatibilidade entre os materiais geossintéticos filtrantes e o minério. Foram realizados testes especiais utilizando o equipamento de razão entre gradientes, onde diferentes valores de sucção foram aplicados com o auxílio de uma bomba de vácuo, com a intenção de se analisar a redução do teor de umidade do minério. Foram aplicadas tensões normais de até 2000 kPa, alguns ensaios com aplicação direta da carga total e alguns com estágios de 500 kPa. Os resultados obtidos demonstraram o potencial para a utilização de geossintéticos em sistemas de drenagem para reduzir a umidade contida. O uso combinado de geossintéticos e sucção foi capaz de reduzir a umidade do minério em até 50%. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT

Vale Mining Company extracts a large amount of the iron production in Brazil from its mining plant at Carajás, in the state of Pará, Brazil. At the end of the extraction process and deposition inside the plant facilities, the mass of ore presents large values of moisture content that increases transportation costs. In the mining plant, prior to transportation, the ore is deposited in piles with poor drainage conditions at the base. Thus, reductions of ore moisture content at this stage or during transportation to the harbour for exportation can yield to significant savings, with substantial economical implications. This paper presents results of laboratory studies to assess the use of geosynthetics drainage systems to reduce ore moisture content. Nonwoven geotextiles and geocomposites for drainage were tested in combination with ore products with varying particle sizes. Part of the laboratory testing programme consisted of gradient ratio tests under pressure to investigate the compatibility between geotextile filter and ore. Special tests using the gradient ratio apparatus where varying values of suction were applied to the drainage layer were also carried out to investigate reductions on ore moisture content. Normal stresses up to 2000 kPa were applied to the ore-geotextile systems tested. The results obtained showed the potential for the use of geosynthetics drainage systems to reduce ore moisture content. The combined use of geotextile and suction was able to reduce ore moisture content by over 50%.