The byproduct of processing rocks for the purpose of extraction of minerais is a waste which is generally referred to as tailings. These byproducts are impounded behind dams specially designed for thjs objective and are known as tailings deposits. The objective of this study is to investigate the true capacity of a reservoir when waste material is impounded. The process consists of dispersion, sedimentation and consolidation, which take place simultaneously. It is the purpose of the present study to analyze these coupled phenomena of soil formation to estimate the volume of waste that can be impounded. This is an important factor from a financiai and ecological view point. A theory is proposed which contains the sedimentation and consolidation processes. In arder to have a complete modelling of the problem an Implicit Finite Difference Code was developed. The code is based on the use of the Preissmann Scheme and the Double Sweep Method to solve the system of partial differential equations that form the sedimentation part of the problem. A new constitutive model for the characterization of the stress-strain behavior of the solid skeleton, considering the changes in the state of the material is developed. This forms an important part of the basic equation of the consolidation process coupling pore-pressure dissipation and deformation of the soil mass. A Finite Element Code is developed incorporating both nonlinearities, i.e. those arising from the material response (Elasto-Plastic Model) and those due to geometrical (Eulerian System) nonlinearities. To complement the study, the case of the disposal of a bauxite mine in a reservoir located in Saramenha, district of Ouro Preto, Minas Gerais, Brazil is considered. Comparison between numerical analysis and field measurements is made based on total and effective stresses profiles, void ratio profile and vertical displacements through the soil formation profile. The numerical analysis successfully predicts the filling of the reservoir, which helps build confidence in the numerical procedure developed in this study.

Diversos estudos vêm sendo realizados para o reaproveitamento dos resíduos industriais, demonstrando a importância do uso dos mesmos na redução do impacto ambiental e desenvolvimento tecnológico. A utilização deles pelas indústrias deve ser viabilizada, através da substituição parcialmente ou total nas composições, desde que não comprometam as propriedades finais dos produtos. Em geral, utilizam-se resíduos minerais ou o reciclo de outros materiais em formulações de produtos da cerâmica vermelha. Por vezes, encontra-se a utilização em grês e até no grês porcelanato e porcelanas. No entanto, poucos trabalhos apresentam a utilização de resíduos e reciclados na composição de materiais cuja formulação seja mais complexa, como na produção de fritas e esmaltes. No presente trabalho, foi estudada a utilização de um resíduo de beneficiamento mineral de uma rocha com espodumênio (RSL) no desenvolvimento de uma frita e um esmalte cerâmico. A caracterização da frita foi realizada por meio de testes de fusibilidade, dilatação térmica e características físicas finais. Na segunda parte do trabalho, foi desenvolvido um esmalte por meio de mistura do resíduo RSL em uma formulação de esmalte comercial, tendo sido avaliado os aspectos visuais e o coeficiente de expansão térmica. Por meio dos testes realizados nos corpos-de-prova desenvolvidos, alcançou-se o principal objetivo deste trabalho que foi viabilizar a utilização do resíduo RSL como uma matéria-prima para a produção industrial de fritas e esmaltes cerâmicos. Os resultados obtidos na pesquisa foram comparados com dados de formulações comerciais e parâmetros utilizados na indústria de fritas e esmaltes. Na substituição parcial de insumos minerais pelo resíduo RSL as quantidades foram manipuladas, alcançando de modo satisfatório os parâmetros almejados. / Several studies have been conducted for the recycling of industrial wastes, demonstrating the importance of their use in reducing the environmental impact and technological development. Their use by industries should be made possible through partial or total substitution in the compositions, provided they do not compromise the final product properties. In general, mineral waste or recycled materials are used in the formulation of red clay ceramic products. Sometimes you will find use in stoneware and porcelain stoneware tiles and even in china. However, few studies show the use of waste and recycled materials in the composition of which formulation is more complex, as in the production of frits and glazes. In the present work, the use of a residue of mineral beneficiation of a spodumene bearing rock (RSL) in the development of frits and glazes was studied. The characterization of the frits was carried out by testing melting, thermal expansion and final physical characteristics. In the second part of the work was to develop a glaze by mixing the residue RSL in a commercial formulation of glaze, which the visual aspects and the dilation of bodies were evaluated. By means of tests performed on the bodies developed, it was achieved the main goal of this work which was to enable the utilization of waste RSL as a raw material for the industrial production of ceramic frits and glazes. The results obtained in the study were compared with data from commercial formulations and parameters used in the frits and glaze industry. In partial replacement of mineral inputs by RSL residue quantities were handled, achieving a satisfactory manner the desired parameters.

O objetivo do presente trabalho foi estudar a utilização de rejeito de carvão, proveniente da região carbonífera de Santa Catarina, na fabricação de blocos de concreto para pavimentação em substituição ao agregado miúdo natural. Produziu-se um agregado miúdo reciclado de rejeitos de carvão (AMR) através do beneficiamento do rejeito bruto. A metodologia do trabalho compreendeu as seguintes etapas: (a) amostragem do rejeito de carvão no módulo de rejeitos de uma típica mineradora de carvão de Santa Catarina; (b) o beneficiamento gravimétrico do rejeito bruto visando a concentração dos minerais inertes e ajuste da granulometria; (c) a caracterização química, física, morfológica e mineralógica do AMR; (d) a produção dos blocos de concreto com cinco diferentes porcentagens de substituição (0, 25, 50, 75 e 100%) do agregado miúdo natural pelo AMR; (e) a avaliação dos blocos de concreto em relação a resistência à compressão, a resistência à abrasão e a absorção de água; e (f) realização de ensaios estáticos e cinéticos para a predição da ocorrência de lixiviado ácido a partir do rejeito de carvão, no AMR e nos blocos de concreto produzidos. Os resultados demonstram que é possível a transformação de 44% do material disposto em um módulo de rejeitos em AMR para construção civil. O material apresenta 90% de cinzas, teor de enxofre de 1,9% e teor de carbono de 3,5%. De acordo com a ferramenta estatística ANOVA, os resultados obtidos com os blocos produzidos com 25% e 50% de substituição não apresentam diferença significativa em relação aos blocos referência (0% de substituição) nas três variáveis de resposta analisadas. Os resultados dos ensaios estáticos e cinéticos demonstraram que o rejeito bruto e o AMR são potenciais geradores de drenagem ácida de minas (DAM). Os blocos produzidos não possuem a característica de gerar DAM devido à alta alcalinidade do cimento, sendo essa tecnologia conhecida como solidificação/estabilização (S/S). O estudo demonstra que é possível aproveitar parte dos rejeitos da mineração de carvão como agregado miúdo na produção de blocos de concreto para pavimentação, reduzindo o passivo ambiental das indústrias carboníferas catarinenses. Cria-se, assim, uma nova perspectiva para o gerenciamento de resíduos sólidos de mineração dentro dos princípios da produção mais limpa e desenvolvimento sustentável. / The aim of this study was the use of coal waste from the coal region of Santa Catarina in the manufacture of concrete block for paving to replace the natural fine aggregate. It was produced a recycled fine aggregate from coal waste (AMR) through the processing of raw waste. The methodology of the research comprised the following steps: (a) sampling of coal waste in the coal tailing of a typical coal mining company of Santa Catarina; (b) processing raw waste aiming to concentrate inert mineral stream and grain size adjustment; (c) chemical, physical, morphological and mineralogical characterization of the AMR; (d) production of concrete blocks with five different percentages of replacement (0, 25, 50, 75 and 100%) of natural fine aggregate by AMR; (e) evaluation of concrete blocks regarding the compressive strength, abrasion resistance and water absorption; and (f) performance of static and kinetic tests for predicting the occurrence of acid leached from the raw waste, AMR and concrete blocks produced. The results show that it is possible to transform 44% of the coal tailing in an AMR for construction. The material has 90% of ash, sulfur content of 1.9% and carbon content of 3.5%. According to the ANOVA, the results obtained with the blocks produced 25% and 50% of replacing present no significant difference for the reference blocks (0% replacement) on the three response variables examined. The results of kinetic and static tests showed that the raw waste and AMR are potential generators of acid mine drainage (AMD). The produced blocks have not the characteristic of generating AMD due to high alkalinity of cement. This technology is known as solidification/stabilization (S/S). The study shows that it is possible to make good use of the coal wastes from mining as fine aggregate in the production of concrete block for paving. It reduces the environmental liability of coal industries in Santa Catarina and creates therefore a new perspective for the management of solid waste from mining within the principles of cleaner production and sustainable development.

O objetivo do presente trabalho foi estudar a utilização de rejeito de carvão, proveniente da região carbonífera de Santa Catarina, na fabricação de blocos de concreto para pavimentação em substituição ao agregado miúdo natural. Produziu-se um agregado miúdo reciclado de rejeitos de carvão (AMR) através do beneficiamento do rejeito bruto. A metodologia do trabalho compreendeu as seguintes etapas: (a) amostragem do rejeito de carvão no módulo de rejeitos de uma típica mineradora de carvão de Santa Catarina; (b) o beneficiamento gravimétrico do rejeito bruto visando a concentração dos minerais inertes e ajuste da granulometria; (c) a caracterização química, física, morfológica e mineralógica do AMR; (d) a produção dos blocos de concreto com cinco diferentes porcentagens de substituição (0, 25, 50, 75 e 100%) do agregado miúdo natural pelo AMR; (e) a avaliação dos blocos de concreto em relação a resistência à compressão, a resistência à abrasão e a absorção de água; e (f) realização de ensaios estáticos e cinéticos para a predição da ocorrência de lixiviado ácido a partir do rejeito de carvão, no AMR e nos blocos de concreto produzidos. Os resultados demonstram que é possível a transformação de 44% do material disposto em um módulo de rejeitos em AMR para construção civil. O material apresenta 90% de cinzas, teor de enxofre de 1,9% e teor de carbono de 3,5%. De acordo com a ferramenta estatística ANOVA, os resultados obtidos com os blocos produzidos com 25% e 50% de substituição não apresentam diferença significativa em relação aos blocos referência (0% de substituição) nas três variáveis de resposta analisadas. Os resultados dos ensaios estáticos e cinéticos demonstraram que o rejeito bruto e o AMR são potenciais geradores de drenagem ácida de minas (DAM). Os blocos produzidos não possuem a característica de gerar DAM devido à alta alcalinidade do cimento, sendo essa tecnologia conhecida como solidificação/estabilização (S/S). O estudo demonstra que é possível aproveitar parte dos rejeitos da mineração de carvão como agregado miúdo na produção de blocos de concreto para pavimentação, reduzindo o passivo ambiental das indústrias carboníferas catarinenses. Cria-se, assim, uma nova perspectiva para o gerenciamento de resíduos sólidos de mineração dentro dos princípios da produção mais limpa e desenvolvimento sustentável. / The aim of this study was the use of coal waste from the coal region of Santa Catarina in the manufacture of concrete block for paving to replace the natural fine aggregate. It was produced a recycled fine aggregate from coal waste (AMR) through the processing of raw waste. The methodology of the research comprised the following steps: (a) sampling of coal waste in the coal tailing of a typical coal mining company of Santa Catarina; (b) processing raw waste aiming to concentrate inert mineral stream and grain size adjustment; (c) chemical, physical, morphological and mineralogical characterization of the AMR; (d) production of concrete blocks with five different percentages of replacement (0, 25, 50, 75 and 100%) of natural fine aggregate by AMR; (e) evaluation of concrete blocks regarding the compressive strength, abrasion resistance and water absorption; and (f) performance of static and kinetic tests for predicting the occurrence of acid leached from the raw waste, AMR and concrete blocks produced. The results show that it is possible to transform 44% of the coal tailing in an AMR for construction. The material has 90% of ash, sulfur content of 1.9% and carbon content of 3.5%. According to the ANOVA, the results obtained with the blocks produced 25% and 50% of replacing present no significant difference for the reference blocks (0% replacement) on the three response variables examined. The results of kinetic and static tests showed that the raw waste and AMR are potential generators of acid mine drainage (AMD). The produced blocks have not the characteristic of generating AMD due to high alkalinity of cement. This technology is known as solidification/stabilization (S/S). The study shows that it is possible to make good use of the coal wastes from mining as fine aggregate in the production of concrete block for paving. It reduces the environmental liability of coal industries in Santa Catarina and creates therefore a new perspective for the management of solid waste from mining within the principles of cleaner production and sustainable development.

O objetivo do presente trabalho foi estudar a utilização de rejeito de carvão, proveniente da região carbonífera de Santa Catarina, na fabricação de blocos de concreto para pavimentação em substituição ao agregado miúdo natural. Produziu-se um agregado miúdo reciclado de rejeitos de carvão (AMR) através do beneficiamento do rejeito bruto. A metodologia do trabalho compreendeu as seguintes etapas: (a) amostragem do rejeito de carvão no módulo de rejeitos de uma típica mineradora de carvão de Santa Catarina; (b) o beneficiamento gravimétrico do rejeito bruto visando a concentração dos minerais inertes e ajuste da granulometria; (c) a caracterização química, física, morfológica e mineralógica do AMR; (d) a produção dos blocos de concreto com cinco diferentes porcentagens de substituição (0, 25, 50, 75 e 100%) do agregado miúdo natural pelo AMR; (e) a avaliação dos blocos de concreto em relação a resistência à compressão, a resistência à abrasão e a absorção de água; e (f) realização de ensaios estáticos e cinéticos para a predição da ocorrência de lixiviado ácido a partir do rejeito de carvão, no AMR e nos blocos de concreto produzidos. Os resultados demonstram que é possível a transformação de 44% do material disposto em um módulo de rejeitos em AMR para construção civil. O material apresenta 90% de cinzas, teor de enxofre de 1,9% e teor de carbono de 3,5%. De acordo com a ferramenta estatística ANOVA, os resultados obtidos com os blocos produzidos com 25% e 50% de substituição não apresentam diferença significativa em relação aos blocos referência (0% de substituição) nas três variáveis de resposta analisadas. Os resultados dos ensaios estáticos e cinéticos demonstraram que o rejeito bruto e o AMR são potenciais geradores de drenagem ácida de minas (DAM). Os blocos produzidos não possuem a característica de gerar DAM devido à alta alcalinidade do cimento, sendo essa tecnologia conhecida como solidificação/estabilização (S/S). O estudo demonstra que é possível aproveitar parte dos rejeitos da mineração de carvão como agregado miúdo na produção de blocos de concreto para pavimentação, reduzindo o passivo ambiental das indústrias carboníferas catarinenses. Cria-se, assim, uma nova perspectiva para o gerenciamento de resíduos sólidos de mineração dentro dos princípios da produção mais limpa e desenvolvimento sustentável. / The aim of this study was the use of coal waste from the coal region of Santa Catarina in the manufacture of concrete block for paving to replace the natural fine aggregate. It was produced a recycled fine aggregate from coal waste (AMR) through the processing of raw waste. The methodology of the research comprised the following steps: (a) sampling of coal waste in the coal tailing of a typical coal mining company of Santa Catarina; (b) processing raw waste aiming to concentrate inert mineral stream and grain size adjustment; (c) chemical, physical, morphological and mineralogical characterization of the AMR; (d) production of concrete blocks with five different percentages of replacement (0, 25, 50, 75 and 100%) of natural fine aggregate by AMR; (e) evaluation of concrete blocks regarding the compressive strength, abrasion resistance and water absorption; and (f) performance of static and kinetic tests for predicting the occurrence of acid leached from the raw waste, AMR and concrete blocks produced. The results show that it is possible to transform 44% of the coal tailing in an AMR for construction. The material has 90% of ash, sulfur content of 1.9% and carbon content of 3.5%. According to the ANOVA, the results obtained with the blocks produced 25% and 50% of replacing present no significant difference for the reference blocks (0% replacement) on the three response variables examined. The results of kinetic and static tests showed that the raw waste and AMR are potential generators of acid mine drainage (AMD). The produced blocks have not the characteristic of generating AMD due to high alkalinity of cement. This technology is known as solidification/stabilization (S/S). The study shows that it is possible to make good use of the coal wastes from mining as fine aggregate in the production of concrete block for paving. It reduces the environmental liability of coal industries in Santa Catarina and creates therefore a new perspective for the management of solid waste from mining within the principles of cleaner production and sustainable development.

Os depósitos de carvão no Brasil possuem conteúdos relativamente baixos de matéria orgânica. Aproximadamente 65% do carvão ROM (Run-of-min) extraído de minas subterrâneas na região carbonífera de Santa Catarina são descartados como resíduo em depósitos de rejeitos. Esse rejeito contem minerais sulfetados, principalmente a pirita, que oxida e pode gerar drenagem ácida de minas, com diversos impactos ambientais e custos econômicos. Entretanto, com o processamento do rejeito de carvão para concentração da pirita, esta pode-se tornar matéria prima para diversos produtos, entre eles o ácido sulfúrico (insumo deficitário no país, utilizado em grandes quantidades na indústria de fertilizantes). O objetivo deste trabalho foi caracterizar o rejeito de carvão para concentração da pirita proveniente da camada Bonito, no estado de Santa Catarina, avaliando-se o seu potencial uso na produção de ácido sulfúrico e os ganhos ambientais com a dessulfurização do material remanescente. Para isso, foram construídas as curvas de separabilidade densimétrica de uma amostra de rejeito grosso e de uma amostra de rejeito fino. Definiram-se densidades de cortes, de forma a recuperar um material carbonoso remanescente (d<2,2), um material dessulfurizado (2,2<d<2,7) e um concentrado de pirita (d>2,7). Efetuou-se a caracterização das frações densimétricas através de imagens fotográficas e análises de cinzas, enxofre, umidade, poder calorífico, difração de raio-x (DRX), fluorescência de raio-x (FRX) e análise termogravimétrica. As análises ambientais realizadas foram: classificação de resíduos conforme NBR 10.004 e teste estático de predição de acidez pelo método de contabilização de ácidos e bases. Estimou-se a produção de ácido sulfúrico a partir do concentrado piritoso obtido com o processamento do rejeito de carvão das camadas Barro Branco e Bonito e avaliaram-se os ganhos ambientais. Os resultados demonstraram que o rejeito proveniente do circuito de grossos (87,2% do material descartado) possui teor de enxofre de 7,8% e 79,9% de cinzas, já os finos (12,8% do material) tem um teor de enxofre de 4,9% e 70,8% de cinzas. Com a separação densimétrica do rejeito em 2,2 e 2,7, obteve-se uma fração d<2,2 g/cm³ com recuperação mássica de 20,7% para os grossos e 45,2% para os finos que só possui aproveitamento energético em termoelétricas se misturado com carvão de baixo enxofre. O material dessulfurizado (2,2<d<2,7 g/cm³) corresponde a 66% em massa do rejeito para os grossos, possui 3,8% de enxofre e potencial de geração de acidez 60% inferior ao rejeito original. Já a fração pirítica (d>2,7 g/cm³) possui recuperação mássica de 13% para os grossos e teor de enxofre de 33,1%. Quando comparada com a camada Barro Branco, a camada Bonito apresenta níveis superiores de S na fração intermediária, com maior potencial de geração de acidez. De qualquer forma, os rejeitos de carvão grossos, tanto da Camada Barro Branco como Bonito, são passíveis de beneficiamento por processos gravimétricos para obtenção de concentrados com no mínimo 30% de enxofre. Caso houvesse um planejamento global de aproveitamento da pirita na região carbonífera de Santa Catarina para produção de ácido sulfúrico, um acréscimo de 14% da demanda brasileira deste insumo poderia ser realizado com os atuais níveis de produção de carvão, reduzindo em até 75% o enxofre disposto no ambiente e trazendo benefícios econômicos e ambientais à região carbonífera de Santa Catarina. / The grade of coal deposits in Brazil is relatively low, and approximately 65% of the run-of-mine (ROM) coal extracted from underground mines in the carboniferous region of Santa Catarina is discarded as waste in dump deposits. These waste discards contain sulfide minerals, particularly pyrite, which oxidize and give rise to acid rock drainage (ARD) with recognized environmental impacts and economic costs. However, the coal waste could be gravimetrically processed to produce a pyrite concentrate to be used as a raw material for sulfuric acid production (an income with deficient production in the country, largely used in fertilizer industry). The aim of this work was to study the coal waste from the Bonito seam in the state of Santa Catarina, Brazil, evaluating its use for the production of sulfuric acid and the environmental implications of remaining material after the desulfurizing step. Washability curves of coarse and fine waste material from a coal preparation plant working with the Bonito seam was performed. Three different density fractions were separated: a carbonaceous material (d<2.2 g/cm3), a desulfurized material (2.2 and 2.7 g/cm³), and a pyrite concentrate (d>2.7 g/cm³). Characterization studies were carried out by photographic images and ash, sulfur, moisture, calorific value, X-ray diffraction (XRD), X-ray fluorescence (XRF), and thermogravimetric analysis (TGA). Environmental classification of the waste was conducted in terms of NBR 10.004 and static acid prediction test by the acid-base accounting method. It was also estimated the production of sulfuric acid from Barro Branco and Bonito seams as well the environmental benefits of such desulfurization procedures. The results showed that the coarse fraction of coal tailing from Bonito seam (87.2% of the discarded mass) presents 7.8% sulfur and 79.9% ash. The fine waste fraction from the spirals circuit (12.8% of the discarded mass) showed 4.9% sulfur and 70.8% ash. Both materials were subjected to density separation. The fraction d<2.2 g/cm³, with a mass recovery of 20.7% for the coarse fraction and 45.2% for the fine fraction, could be only used for energy production if a moisture with low sulfur coal was provided. The intermediate density material (2.2<d<2.7 g/cm³), which corresponds to a 66% of the mass coarse mass fraction and presents 3.8% sulfur, have a 60% lower acid generation material than the raw waste. The pyrite concentrate (d>2,7) reached a 13% mass recovery with 33.1% sulfur. Comparing the Barro Branco and Bonito seams, the Bonito seam showed superior levels of sulfur in the 2.2<d<2.7 g/cm³ fraction, with a higher an acid generation potential. Nevertheless, the coarse fraction of both seams can be processed for pyrite concentration, reaching the minimum of 30% sulfur necessary for sulfuric acid production by roasting. Considering the levels of coal production in the carboniferous region of Santa Catarina, an input of 14% in the national demand of sulfuric acid would by supplied. This procedure will also reduce in 75% the pyrite disposed in landfills, bringing economic and environmental benefits to the local coal chain production.

O estado do Rio Grande do Sul é o terceiro maior produtor de pedras preciosas do Brasil, atrás apenas de Minas Gerais e da Bahia, destacando-se a produção de ágatas na região de Salto do Jacuí. Na lavra e beneficiamento são produzidos grandes quantidades de resíduos que estão a espera de destino e utilização ambientalmente correta. De modo específico, este trabalho avaliou a possibilidade de utilização do resíduo de ágata rolada na fabricação de blocos de concreto celular espumígeno (BCCE), utilizados como blocos de vedação na construção civil. Adicionalmente, desenvolveu-se uma mistura de dois agentes espumígenos provenientes de ácidos graxos de coco, como agente incorporador de ar, pela adição de espuma pré-formada. A metodologia de produção foi baseada no modelo de produção dos blocos de uma pequena indústria na Região de Passo Fundo/RS, que produz e comercializa BCCE. Em um estudo prévio de bancada, foram estudadas a composição da espuma, a granulometria do resíduo, o teor de água e o tempo de mistura. Os materiais componentes do BCCE são resíduo de sílica de pedras roladas de ágatas (SiO2 - 92,5%), espuma preparada com ácidos graxos de coco, água de qualidade potável e cimento como agente aglomerante. Nos testes de bancada, foram confeccionados 36 corpos de prova, em forma cilíndrica, de tamanho 50 mm de diâmetro por 100 mm de altura, com diferentes volumes de ar incorporado, divididos em três grupos. As amostras foram deixadas durante 28 dias à temperatura ambiente, em processo de cura, e após foram analisados quanto à resistência à compressão, densidade e distribuição das bolhas de ar. Os resultados foram avaliados pela Análise de Variância e demonstraram que o Grupo II apresentou densidade de 430 Kg/m3, e resistência de 0,92 MPa. Este resultado está próximo do atendimento aos requisitos da norma para classe de resistência de < 400 Kg/cm3 (NBR 13438, 2013). / The state of Rio Grande do Sul is the third largest producer of gemstones in Brazil, only losing to the states of Minas Gerais and Bahia, and agate production stands out in the region of Salto do Jacuí. Great amounts of waste, which are waiting for environmentally correct destination and use, are produced in mining and processing. Particularly, this study assessed the potential use of rolling waste of agates in civil construction, and the manufacturing of foam concrete blocks as a full substitute for sand. Additionally, a mixture was made of two foaming agents derived from coconut fatty acids as air-developer agent, and as hydraulic binder the Portland CP V ARI-RS cement. The production methodology was based on the production model of the blocks in a small industry, which produces and sells foam concrete blocks in the region of Passo Fundo, RS, Brazil. In a previous bench study the parameters foam composition, residue granulometry, water content, and mix time were adequate and later replicated industrially. The materials composing foam concrete blocks are rolled agate stones silica (SiO2 – 92.5%), foam from coconut fatty acids, fresh water, and cement as binder. In bench tests, 36 cylindrical specimens were produced, with 50 mm of diameter and 100 mm of height, with different volumes of incorporated air, divided into three groups. The samples were kept at room temperature for 28 days with healing process, and after that, the resistance to compression, density, and air bubbles distribution were analyzed. Results were assessed by Analysis of Variance, and showed that Group II presented density of 430 Kg/m3 and resistance of 0.92 MPa. This result is close to meeting the requirements of the norm for resistance class of < 400 Kg/cm3 (NBR 13438, 2013).

No estado do Rio Grande do Sul, os garimpos de pedras preciosas estão distribuídos em duas regiões principais: no Distrito Mineiro de Ametista do Sul (maior produtor de ametista) e no Distrito Mineiro de Salto do Jacuí (maior produtor de ágata). Nestes dois distritos mineiros são explorados geodos, parcial ou totalmente preenchidos por camadas intercaladas de ágata, quartzo incolor, ametista, calcita e opala. O processo de extração desses geodos gera grande quantidade de rejeito, composto tanto pela rocha portadora do minério como também por minério de baixa qualidade. No município de Soledade se concentram as principais empresas de beneficiamento e também o comércio dos materiais gemológicos explorados no Rio Grande do Sul. No entanto, a maioria dos objetos produzidos que visam à exportação se repete nas diversas indústrias beneficiadoras sem diferencial aparente. A opala encontrada nos garimpos de Salto do Jacuí ocorre em muitas cores. A opala branca é a mais comum e não é valorizada, gerando, assim, significativa quantidade de rejeito. Através deste estudo, objetiva-se estabelecer uma metodologia de beneficiamento por usinagem CNC do rejeito de opala branca e ágata oriundo do Distrito Mineiro de Salto do Jacuí, que agregue valor pelo design e tecnologia. Considerando que os processos mais utilizados nas indústrias atualmente para a ágata, o tingimento e o corte em chapas, não se aplicam à opala, pode-se afirmar que a introdução da tecnologia de usinagem CNC neste setor pode auxiliar no aproveitamento desse material, ao modificá-los e valorizá-los como objetos de adorno sob a forma de camafeus. A metodologia empregada para a presente pesquisa consistiu de etapas de identificação dos locais de extração de ágata e de opala branca do Estado; avaliação dos procedimentos mais utilizados para beneficiamento destes materiais; estudo e análise do material por técnicas específicas; ensaios de usinagem CNC, análise das fresas utilizadas e dos materiais envolvidos após os processos de usinagem e desenvolvimento de produto. Foram realizados nove ensaios de usinagem e as análises posteriores, identificando nos resultados obtidos que, com as fresas adequadas destinadas ao desgaste (maior diâmetro) ou acabamento (menor diâmetro de ponta), quando utilizados em conjunto com parâmetros e estratégias de usinagem bem definidos, são suficientes para que se alcance o objetivo definido nesta pesquisa. / In the state of Rio Grande do Sul, the precious stones mines are distributed in two main regions: in the Mining District of South Amethyst (largest producer of amethyst) and the Mining District of the Salto Jacuí (largest producer of agate). In these two districts Geodis miners are exploited, partially or completely filled by intercalated layers of agate, clear quartz, amethyst, opal and calcite. The extraction process of Geodis generates large amounts of waste, comprising both the rock of the ore carrier as well as of low quality ore. In the municipality of Soledade focus the main company to benefit from trade and gemological materials used in Rio Grande do Sul. However, most of the objects produced aimed at the export is repeated in various industries benefit without apparent difference. The opal found in the mines of the Salto Jacuí appears in many colors. The white opal is the most common and is not valued, thus generating significant amount of waste. Through this study, that aims to establish a methodology for processing by the CNC machining waste of opal and white agate from the Mining District of the Salto Jacuí, a great value was added for design and technology. Whereas the most currently used in industries for agate, dyeing and cut into plates, are not applied to the opal, one can say that the introduction of CNC machining in this sector can assist in the exploitation of such material, to modify and value them as objects of adornment in the form of camafeus. The methodology used for this research consisted of steps of identifying locations for extraction of opal and white agate the state, evaluate the procedures used for further processing of these materials, study and analysis of the material by specific techniques, testing of CNC machining, analysis of cutters and materials used after the processes involved in machining and product development. Were conducted nine tests of machining and the subsequent analysis, identifying the results that, with the cutters suitable for the wear (larger diameter) or finishing (minor diameter of tip), when used together with parameters and machining strategies for well-defined, are sufficient to achieve the goal defined in this study.

A geração de resíduos provocada pela atividade mineradora é revestida de considerável preocupação ambiental, tanto em função da área envolvida no depósito deste material, quanto pelos impactos causados por eventuais rupturas que possam a ocorrer nestes reservatórios. O método de disposição de resíduos, frequentemente utilizado pelas mineradoras, consiste no bombeamento do material por via úmida até os reservatórios de alteamento contidos através de diques ou barragens. Este processo pode tornar estas áreas suscetíveis à ocorrência de rupturas causadas por liquefação do material. Quando este tipo de evento acontece, tem-se um aumento repentino da poropressão, com consequente redução da resistência ao cisalhamento. A verificação do potencial de liquefação de resíduos de mineração é, portanto, imprescindível à prevenção de impactos ambientais, além de colaborar na execução de projetos geotécnicos mais seguros e econômicos. Neste trabalho são analisados três reservatórios distintos, sendo um composto por resíduo de mineração de ouro e os outros dois por resíduo de mineração de bauxita. Os resultados de ensaios realizados em campo (SCPTU/CPTU e SDMT) são utilizados na avaliação geotécnica dos resíduos, buscando-se verificar a compatibilidade com avaliações já realizadas através de ensaios de laboratório. O potencial de liquefação estática dos materiais é observado em laboratório para baixos níveis de tensões, demonstrando que os resíduos são suscetíveis à liquefação estática. Este comportamento é verificado também na interpretação de ensaios de campo, interpretados através de correlações de natureza semiempírica baseadas na combinação de uma medida representativa de pequenas deformações (módulo cisalhante) combinado a uma medida obtida à grandes deformações (resistência à penetração) que, combinadas, permitem a determinação do parâmetro de estado do material. A primeira proposta consistiu na definição de uma fronteira entre materiais de comportamento contrátil e dilatante no espaço G0/qc versus p’/pa. Esta proposta apresentou uma resposta adequada, entretanto, a concentração de todos os pontos referentes aos resíduos analisados, possivelmente suscetíveis ao fenômeno de liquefação estática, numa mesma região gráfica, somente foi possível no espaço G0/qc versus qc1. Neste espaço a separação entre materiais de comportamento dilatante e contrátil foi possível com a inserção de uma fronteira empírica. Este estudo demonstrou a boa sensibilidade dos parâmetros G0 e qc ao fenômeno de liquefação estática. A suscetibilidade à liquefação cíclica dos resíduos de mineração de ouro e bauxita também foi verificada através de correlações com resultados de ensaios de campo. Esta análise indicou a possibilidade de ocorrência do fenômeno para os mais baixos níveis de magnitude de sismo atuante. / Waste generation caused by mining activity emerges as an environmental concern, both because of the large area involved in deposits of this material, as well as the possible impacts caused by occasional failures that may occur in these deposits. The method of waste disposal, often used by mining companies, consists by pumping wet material in sequence until completion of the reservoirs contained by dikes or dams. This process makes these areas susceptible to the occurrence of the liquefaction failures. When this type of event happens there is a sudden increase in pore pressure with consequent reduction shear strength, which can result is risk of containment structures. Therefore, verification of liquefaction potential of these materials is essential in the prevention of environmental impacts. The present work analyzes three different reservoirs, one consisting of gold mining tailings and the other two of bauxite mining tailings. The results of field tests (SCPTU/ CPTU and SDMT) are used in geotechnical evaluation of tailings in order to verify the compatibility with evaluations already carried out through laboratory tests. The static liquefaction potential observed in laboratory at low levels of stresses is consistent with field assessment from in situ tests. Semiempirical correlations based on field tests are based on small strain measurements (shear modulus) combined with large strain measurements (penetration resistance), that are used to defined the state parameter of the material. The first proposal consisted in defining a boundary between materials of contractive and dilatant behavior in space G0/qc versus p’/pa. The proposal presented an appropriate response, however, the concentration of all analyzed points, possibly susceptible to static liquefaction phenomenon, in the same graphical region was only possible in space G0/qc versus qc1. In this space the separation between materials of contractive and dilatant behavior was possible with the inclusion of an empirical boundary. This study demonstrated the good sensitivity of the parameters G0 and qc to the static liquefaction phenomenon. The cyclic liquefaction susceptibility of the gold and bauxite mining tailings was also verified by correlation with field tests results. This analyzes indicated the possibility of occurrence of the phenomenon to the lowest levels of earthquake magnitude.

No estado do Rio Grande do Sul, os garimpos de pedras preciosas estão distribuídos em duas regiões principais: no Distrito Mineiro de Ametista do Sul (maior produtor de ametista) e no Distrito Mineiro de Salto do Jacuí (maior produtor de ágata). Nestes dois distritos mineiros são explorados geodos, parcial ou totalmente preenchidos por camadas intercaladas de ágata, quartzo incolor, ametista, calcita e opala. O processo de extração desses geodos gera grande quantidade de rejeito, composto tanto pela rocha portadora do minério como também por minério de baixa qualidade. No município de Soledade se concentram as principais empresas de beneficiamento e também o comércio dos materiais gemológicos explorados no Rio Grande do Sul. No entanto, a maioria dos objetos produzidos que visam à exportação se repete nas diversas indústrias beneficiadoras sem diferencial aparente. A opala encontrada nos garimpos de Salto do Jacuí ocorre em muitas cores. A opala branca é a mais comum e não é valorizada, gerando, assim, significativa quantidade de rejeito. Através deste estudo, objetiva-se estabelecer uma metodologia de beneficiamento por usinagem CNC do rejeito de opala branca e ágata oriundo do Distrito Mineiro de Salto do Jacuí, que agregue valor pelo design e tecnologia. Considerando que os processos mais utilizados nas indústrias atualmente para a ágata, o tingimento e o corte em chapas, não se aplicam à opala, pode-se afirmar que a introdução da tecnologia de usinagem CNC neste setor pode auxiliar no aproveitamento desse material, ao modificá-los e valorizá-los como objetos de adorno sob a forma de camafeus. A metodologia empregada para a presente pesquisa consistiu de etapas de identificação dos locais de extração de ágata e de opala branca do Estado; avaliação dos procedimentos mais utilizados para beneficiamento destes materiais; estudo e análise do material por técnicas específicas; ensaios de usinagem CNC, análise das fresas utilizadas e dos materiais envolvidos após os processos de usinagem e desenvolvimento de produto. Foram realizados nove ensaios de usinagem e as análises posteriores, identificando nos resultados obtidos que, com as fresas adequadas destinadas ao desgaste (maior diâmetro) ou acabamento (menor diâmetro de ponta), quando utilizados em conjunto com parâmetros e estratégias de usinagem bem definidos, são suficientes para que se alcance o objetivo definido nesta pesquisa. / In the state of Rio Grande do Sul, the precious stones mines are distributed in two main regions: in the Mining District of South Amethyst (largest producer of amethyst) and the Mining District of the Salto Jacuí (largest producer of agate). In these two districts Geodis miners are exploited, partially or completely filled by intercalated layers of agate, clear quartz, amethyst, opal and calcite. The extraction process of Geodis generates large amounts of waste, comprising both the rock of the ore carrier as well as of low quality ore. In the municipality of Soledade focus the main company to benefit from trade and gemological materials used in Rio Grande do Sul. However, most of the objects produced aimed at the export is repeated in various industries benefit without apparent difference. The opal found in the mines of the Salto Jacuí appears in many colors. The white opal is the most common and is not valued, thus generating significant amount of waste. Through this study, that aims to establish a methodology for processing by the CNC machining waste of opal and white agate from the Mining District of the Salto Jacuí, a great value was added for design and technology. Whereas the most currently used in industries for agate, dyeing and cut into plates, are not applied to the opal, one can say that the introduction of CNC machining in this sector can assist in the exploitation of such material, to modify and value them as objects of adornment in the form of camafeus. The methodology used for this research consisted of steps of identifying locations for extraction of opal and white agate the state, evaluate the procedures used for further processing of these materials, study and analysis of the material by specific techniques, testing of CNC machining, analysis of cutters and materials used after the processes involved in machining and product development. Were conducted nine tests of machining and the subsequent analysis, identifying the results that, with the cutters suitable for the wear (larger diameter) or finishing (minor diameter of tip), when used together with parameters and machining strategies for well-defined, are sufficient to achieve the goal defined in this study.