Análise do uso de rejeito de mineração para aplicação em camada de sublastro ferroviário
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Universidade Federal de Minas Gerais
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Dissertação de mestrado
Título alternativo
Analysis of the use of mining waste for application in railway subballast layer
Primeiro orientador
Membros da banca
Thiago Bomjardim Porto
Marcelo Franco Porto
Marcelo Franco Porto
Resumo
As atividades de mineração geram uma quantidade significativa de estéreis e rejeitos,
subprodutos do processo de lavra e beneficiamento do minério, os quais apresentam
características mineralógicas, geotécnicas e físico-químicas variáveis em função do tipo de
minério e do próprio processo de beneficiamento. Essa situação tem sido uma preocupação das
mineradoras, em função de questões ambientais, técnicas e econômicas. Portanto, tornam-se
viáveis o uso de técnicas e materiais alternativos, diante da falta de recursos financeiros para
aplicação nos mais diversos setores da economia e da necessidade de proteção ambiental. A
adição de polímeros em materiais granulares, como rejeitos de mineração, é uma técnica de
melhoria de solos que propicia ganho de resistência mecânica ao compósito, reduzindo
impactos ao meio ambiente. O rejeito arenoso estudado foi coletado nos municípios de
Congonhas e São Gonçalo do Rio Abaixo no estado de Minas Gerais. Nesta pesquisa, o objetivo
principal foi avaliar a possibilidade de reaproveitar o rejeito de minério de ferro na construção
de camada estrutural de pavimento ferroviário. A pesquisa experimental realizou estudos de
caracterização física com os ensaios de análise granulométrica, limites de Atterberg e densidade
real. Para a caracterização mineralógica realizou os ensaios de difração por raio x, e para a
caracterização mecânica do rejeito, realizou os ensaios de compactação, expansão e índice de
suporte Califórnia (CBR). Com base nos resultados obtidos com os ensaios citados, pôde-se
concluir, que a utilização do rejeito arenoso, para uma amostra, em camada de sublastro
ferroviário não é viável, pois o rejeito não apresenta propriedades mecânicas de interesse à
pavimentação, com baixa capacidade de suporte. No entanto, para a amostra com a estabilização
química com a adição de 2% do polímero SOILTECH, os resultados foram satisfatórios. Houve
o aumento da umidade ótima, massa específica, CBR, e redução da expansão.
Abstract
Mining activities generate a significant amount of waste and tailings, byproducts of the mining
and beneficiation process, which have mineralogical, geotechnical and physical-chemical
characteristics that vary depending on the type of ore and the beneficiation process itself. This
situation has been a concern for mining companies due to environmental, technical and
economic issues. Therefore, the use of alternative techniques and materials has become viable,
given the lack of financial resources for application in the most diverse sectors of the economy
and the need for environmental protection. The addition of polymers to granular materials, such
as mining tailings, is a soil improvement technique that provides increased mechanical
resistance to the composite, reducing impacts on the environment. The sandy tailings studied
were collected in the municipalities of Congonhas and São Gonçalo do Rio Abaixo in the state
of Minas Gerais. The main objective of this research was to evaluate the possibility of reusing
iron ore tailings in the construction of a structural layer for railway paving. The experimental
research carried out physical characterization studies with granulometric analysis tests,
Atterberg limits and true density. For the mineralogical characterization, X-ray diffraction tests
were performed, and for the mechanical characterization of the tailings, compaction, expansion
and California Bearing Index (CBR) tests were performed. Based on the results obtained with
the aforementioned tests, it was possible to conclude that the use of sandy tailings for a sample
in a railway subballast layer is not viable, since the tailings do not present mechanical properties
of interest to paving, with low support capacity. However, for the sample with chemical
stabilization with the addition of 2% of the SOILTECH polymer, the results were satisfactory.
There was an increase in optimum moisture, specific mass, CBR, and reduction in expansion
Assunto
Transportes, Mineração - Minas Gerais, Resíduos - Minérios de ferro - Reaproveitamento, Minérios de ferro - Reaproveitamento, Polímeros, Ferrovias - Construção
Palavras-chave
Rejeito de minério, sublastro, pavimento, ferroviário
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