Comportamento geomecânico monotônico e cíclico de rejeito de minério de ferro "ultrafino" artificialmente cimentado ou compactado

• Ano de defesa: 2025
• Autor(a) principal: Schulz, Luana Rutz
• Orientador(a): Festugato, Lucas, Consoli, Nilo Cesar
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Engenharia
• Palavras-chave em Inglês: Ultrafine iron ore tailings; Dry stacking; Cemented paste tailings; Triaxial testing; Cyclic loading
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/302420

A indústria da mineração ocupa papel central na economia brasileira e mundial, especialmente na produção de metais como o ferro. Esse processo gera elevados volumes de rejeitos que requerem soluções seguras e viáveis de disposição. Entre eles, destaca-se o rejeito de minério de ferro “ultrafino”, oriundo do processo de deslamagem, que, por sua granulometria predominantemente siltosa, elevado peso específico das partículas e baixa plasticidade, representa um desafio significativo tanto do ponto de vista mecânico quanto operacional. Esta pesquisa investiga o comportamento geomecânico desse material em duas formas de disposição: empilhamento filtrado e compactado (UF-Comp) e disposição confinada em polpa cimentada (UF-Cim). A metodologia envolveu ensaios de caracterização física, química, mineralógica e reológica, além de ensaios triaxiais monotônicos e cíclicos sob diferentes níveis de confinamento e trajetórias de tensão. Os resultados mostraram que o UF-Comp apresenta comportamento dilatante, com rigidez e resistência superiores mesmo sem aglomerantes, em condições de compactação próximas ao peso específico aparente seco máximo da energia Proctor Normal. O UF-Cim, com 7,5% de cimento e 60% de teor de sólidos, comportou-se como material muito fracamente cimentado, mantendo características mecânicas de solos fofos após plastificação. Em ambos os casos, observou-se degradação da rigidez e acúmulo de deformações sob cargas repetidas, sendo que maiores tensões efetivas iniciais não resultaram, necessariamente, em melhor desempenho cíclico. Ainda assim, não houve ocorrência de liquefação plena e os resultados pós-cíclicos mantiveram compatibilidade com as envoltórias de resistência obtidas em regime monotônico. Além dos aspectos mecânicos, destacam-se diferenças operacionais importantes: o empilhamento compactado exige controle rigoroso de umidade e é mais sensível à sazonalidade climática, enquanto a disposição em polpa cimentada permite operação contínua, inclusive em períodos chuvosos, apesar dos custos com cimento.