[pt] Em projetos de barragens de rejeitos de mineração, normalmente existe uma grande preocupação relacionada aos aspectos construtivos e de segurança, em função do processo de lançamento de material sobre depósitos fofos de rejeitos saturados. Os maiores desafios consistem na avaliação da resistência e da deformabilidade do material de fundação, na possibilidade de ocorrência de liquefação, e no desenvolvimento e velocidade de dissipação das poropressões. Neste contexto, a Rio Paracatu Mineração (RPM) construiu um aterro experimental instrumentado em grande escala,com material de empréstimo siltoarenoso sobre o depósito de rejeito na Mina do Ouro. Este aterro experimental foi projetado e construído com 10,0 m de altura, talude frontal de 1,5H:1,0V e um talude suave com uma berma de estabilização de 4,0 m de altura no talude oposto. A fundação do aterro foi instrumentada com piezômetros elétricos de corda vibrante, inclinômetros e placas de recalque. Além da instrumentação de campo, há uma base de dados de ensaios de laboratório realizados nas universidades de Viçosa (UFV), São Carlos (USP/SC) e PUC-Rio. Todos estes dados permitem a caracterização do material do rejeito, além da determinação de parâmetros de resistência, deformabilidade, permeabilidade e adensamento. O objetivo desta Tese é contribuir para uma melhor compreensão do comportamento de barragens de rejeitos de mineração com base nas evidências laboratoriais e na retroanálise do comportamento do aterro experimental de larga escala. Para tanto, foi realizada a simulação numérica do processo construtivo do aterro experimental, buscando-se o modelo constitutivo e os parâmetros mais adequados para a representação do comportamento de solos granulares saturados. As análises numéricas foram executadas com o programa computacional Plaxis V11, de elementos finitos. Uma vez reproduzido o comportamento do aterro experimental, procedeu-se à previsão dos recalques e deslocamentos horizontais da barragem de ouro da Rio Paracatu Mineração. Os resultados mostraram que o modelo Hardening Soil permitiu a reprodução do comportamento do aterro experimental durante as etapas construtivas. A boa seleção de parâmetros, com base em um extenso programa experimental, permitiu a previsão do comportamento da barragem principal. / [en] In projects of mining tailings dams, there is usually a big concern and constructive aspects related to security, according to the release process of material on saturated tailings deposits cute. The biggest challenges consist in evaluating the strength and deformability of the foundation material, the possibility of liquefaction and speed the development and dissipation of poropressures. In this context, the Rio Paracatu Mineração (RPM) built an instrumented experimental landfill on a large scale, with sandy silty material loan on the deposit of waste in the Gold Mine. This experimental landfill was designed and constructed with 10.0 m height, front slope of 1.5 H: 1.0 V and a gentle slope with a stabilizing berm of 4.0 m high on the slope opposite. The foundation of the embankment was instrumented with vibrating string electric piezometers, inclinometers and settlement plates. Besides the instrumentation field, there is a database of laboratory tests conducted at the Universities of Viçosa (UFV), San Carlos (USP / SC) and PUC-Rio. All these data allow the characterization of tailings material, besides the determination of parameters of resistance, deformability, permeability and density. The goal of this dissertation is to contribute to a better understanding of the behavior of mining tailings dams based on laboratory evidence and backcalculation behavior of large-scale experimental landfill. Therefore, we performed a numerical simulation of the construction process of the experimental landfill, seeking the constitutive model and parameters best suited to represent the behavior of granular soils saturated. The numerical analyzes were performed with the computer program Plaxis V11, finite elements. Once reproduced the experimental behavior of the landfill, proceeded to the prediction of settlements and horizontal displacements of the dam the Rio Paracatu gold mining. The results showed that the model Hardening Soil allowed playback behavior of the experimental landfill during the construction stages. A good selection of parameters based on an extensive experimental program allowed the prediction of the behavior of the main dam.

A dissertation submitted to the Faculty of Engineering and the Built Environment, University of the Witwatersrand, Johannesburg, in fulfilment of the requirements for the degree of Doctor of Philosophy, 2016 / The performance in tailings storage facilities (TSFs) of three methods based on the cone penetration test (CPT) to assess liquefaction potential is explored. For two of these methods the investigation highlights potential limitations mostly related with the experimental data that supports some of the equations used by the methods. However, the methodologies yielded mostly correct performance predictions when implemented on TSF case histories in which an undrained response is believed to have occurred. The positive performance of both methodologies must be tempered by the limitations identified in the methods. The steady state line (SSL) is an input of the third method considered. Accordingly, the correlation between the SSL and soil index parameters was investigated using a database of 151 non-plastic soiltypes compiled from data previously reported in the literature. The SSLs were modelled in void ratio (e) - mean effective stress (p') space, using a logarithmic equation. The y-intercept of the SSL is termed Γ, and the slope is termed λ. A direct, and linear (R2 = 0.74) correlation between the minimum void ratio (emin) and Γ was found. Although previous research has explored the effect of non-plastic fines on the SSL, the analysis presented herein shows that the Γ-emin correlation is independent of fines content. The correlation is also independent of the angularity of the particles provided that these are bulky, as opposed to platy. A direct λ-emin correlation was also found; however this correlation is much weaker and probably obscured by uncertainties in void ratio measurements. Triaxial testing was conducted to determine the SSLs of three tailings soiltypes obtained from a single TSF. The trends observed in the resulting SSLs are in agreement with the Γ-emin and λ-emin correlations from the database. An assessment was made of the sensitivity of the third method, which is based on a state parameter (ψ), to variations in λ throughout a single TSF. It was found that in some TSFs, the variations of λ are small enough to be disregarded without significantly affecting the accuracy of ψ. However, in other TSFs it is necessary to estimate how λ varies throughout the deposit. iii / CK2017

Este trabalho apresenta os resultados de pesquisas realizadas com rejeitos de bauxitas, provenientes da usina operada pela Companhia Brasileira de Alumínio CBA, em Itamarati de Minas, MG. O circuito industrial da CBA tem operações de escrubagem, peneiramento, deslamagem e separação de minerais pesados, através de um circuito de concentração em espirais Reichert e de separação magnética. Porém, ainda são perdidos importantes teores de alumina aproveitável na fração fina, que é atualmente considerada rejeito. A flotação reversa da sílica insolúvel presente neste rejeito, seguida de separação magnética do produto deprimido, permite recuperar gibbsita, e produzir areia para construção civil e manutenção de estradas. O concentrado magnético pode ser usado como aditivo de carga na produção de cimento Portland. Portanto, o beneficiamento desta fração, além da importância econômica, vem contribuir para a conservação dos recursos minerais. Através de ensaios em bancada e em usina piloto, este trabalho demonstra a aplicabilidade deste processo a bauxitas de Miraí, sudeste de Minas Gerais. Após a separação magnética, obtém-se um concentrado com recuperações de 28,8% em massa e 81,2% metalúrgica, com 54% de alumina aproveitável e relação Al2O3/SiO2 de 12,6. Os resultados aqui obtidos indicam viabilidade para aplicação industrial do processo desenvolvido. / This research presents the results achieved by the author in recovering gibbsite from industrial bauxite tailings. The tailings samples were provided by Companhia Brasileira de Alumínio CBA, from it´s Itamarati de Minas, MG plant. The CBA´s Itamarati de Minas plant has a complete circuit of scrubbing, desliming, and heavy minerals separation in spiral concentrators, complemented by high intensity magnetic separation, but it still loses the values contained in the fine fraction of the beneficiated ore, which currently consists of a tailing. Reverse flotation of the insoluble silica present in this tailings stream, followed by magnetic separation of the depressed product, allows to recover gibbsite, and produces silica sand, which can be used in civil construction work and road maintenance. The magnetic concentrate can be used as a charge additive to Portland cement production. Thus, the beneficiation of this fraction is important both economically and for mineral resources conservation. Through experimentation on bench and at pilot plant scale tests, this work explores the feasibility of such a process to the bauxites from Miraí, southeastern Minas Gerais state. After magnetic separation, the concentrate reached available alumina grades of 54% at pilot plant, with 28.8% mass recovery and 81.2% metallurgical recovery, with a Al2O3/SiO2 ratio of 12.6. This shows viability for industrial scale application of the process.

O minério de ferro produzido no complexo de Carajás traz consigo características mineralógicas que conferem um elevadíssimo teor de Fe em todas as suas frações granulométricas. Dessa forma, ao final da cadeia produtiva, tanto os produtos comerciais mais grosseiros quanto os finos contem cerca de 62% de Fe contido na sua composição. Importante destacar que em Carajás as fases no processamento desse minério são apenas para cominuição e classificação por tamanho. Não existem etapas de concentração e os produtos são diferenciados por suas respectivas curvas granulométricas: o “granulado” - mais grosseiro (> 13 mm), o “Sinter-Feed” (< 13 mm e > 0,5 mm) e o “pellet feed” (< 0,15 mm). Garantir a correta distribuição granulométrica da matéria prima é uma premissa de mercado. A ultima etapa da classificação é feita através de hidrociclones e gera um overflow ultrafino de altíssima superfície específica maior que 6.500 Blaine e com 45% até 95 % < 7 μm. E ainda possui um elevado teor de Fe - cerca de 62 %. Dessa forma os objetivos gerais dessa pesquisa buscaram a solução para essa oportunidade de recuperar e vender esses rejeitos. O estudo sugeriu através de ensaios com tecnologias capazes de desaguar os ultrafinos gerados para 9,00 % de umidade, que é o valor que permite a movimentação e o manuseio desses rejeitos, além de permitir sua incorporação na blendagem de produtos mais grossos. Desse modo, foram realizados experimentos em diversos laboratórios externos e em escala piloto na Usina de Carajás com amostras dos dois rejeitos ultrafinos das duas fases de hidrociclonagem: o natural e o moído. Ficou evidente que o equipamento tem de combinar necessariamente e de forma eficiente dois fatores essências ao desaguamento: elevadíssimas pressões e altas temperatura na operação desses ultrafinos. A produtividade atingida foi da ordem de 50 t/h x m² para o rejeito da hidrociclonagem do Sinter Feed e 40 t/h x m² para o rejeito dos hidrociclones da Moagem. / The Iron ore that is produced in Carajás mining complex brings mineralogical characteristics that give a very high Fe content in all its size fractions. Thus, at the end of the production chain both coarser and fine contains about 62% Fe contained in its composition. Importantly, in Carajás stages in the processing of this ore are for reduction and classification by size. There is thus no concentration steps and products are differentiated by their respective size distribution curves: the "grain" - coarser (> 13 mm), the "Sinter-Feed" (<13 mm and > 0.5 mm) and the "pellet feed" (<0.15 mm). Ensure proper particle size distribution of the raw material is a market premise. The last step of classification is made using hydrocyclones and generates an overflow ultrafine high specific surface area greater than 6.500 Blaine and with 45% to 95% <7 μm. And has a high Fe content - about 62%. The overall objectives of this research sought the solution to this opportunity to recover and sell these “tailings”. The study suggested by testing with technologies capable of flowing into the ultrathin generated to 9.00% of moisture, which is the value that allows movement and handling these wastes, and allows their incorporation into the blending of thicker products. Thus, experiments were carried out in several external laboratories and pilot-scale plant in the Carajás with samples of both ultrafine “tailings” of the two phases of hydrocycloning: the natural and the ground. It was evident that the equipment must necessarily match and two efficiently factors essences to dewatering: very high pressure and high temperature operation of these “tailings”. The productivity achieved was around 50 t/h x m² in reject of the Sinter Feed hydrocycloning and 40 t/h x m² to reject of the grinding hydrocyclones.

Este trabalho apresenta a rota de concentração de manganês através da flotação reversa de caulinita, presente na forma de ganga, em um rejeito proveniente do beneficiamento de minério manganês do Azul. Tem-se como objetivo o desenvolvimento da rota de concentração por flotação de finos de manganês através de coletores e depressores que conduzem a separação seletiva entre os minerais de manganês e de ganga, o que, possivelmente, contribuirá para o processamento de minérios atualmente considerados como marginais, aumentando a vida útil de reservas existentes e futuras, e promovendo o aproveitamento de minérios finos de manganês depositados em barragens. Inicialmente, realizou-se o estudo de caracterização mineralógica, subsidiando os estudos de flotação em bancada na definição da rota de concentração. Verificou-se que o rejeito é composto por caulinita (71% em massa) e, em menor proporção, por criptomelana-holandita (17% em massa). A caulinita apresenta liberação global de 88%, e os óxidos de manganês apresentam liberação de 52%, com aumento para os finos, sendo um aluminossilicato comum nos minérios brasileiros. Tendo em vista a tendência de exaustão dos minérios ricos, é quase inevitável o aumento da relevância de operações unitárias complementares de concentração no beneficiamento de minérios que serão explotados nas próximas décadas. Neste contexto, esta dissertação antecipa uma necessidade da indústria mineral. Estudos de flotação em escala de bancada, com amostras previamente deslamadas em 10 m, foram realizados para a definição da rota de concentração. A melhor condição obtida para a concentração foi a de flotação catiônica reversa a 20% de sólidos, em pH>10, usando como depressor fubá ou Fox Head G2241 (na concentração 227 mg/L ou 900 g/t) para a depressão dos minerais de manganês e o coletor amido-amina Flotigam 5530 (na concentração 1.360 mg/L ou 5.333 g/t.). No que diz respeito à cinética de flotação, após o condicionamento com os reagentes, o tempo de flotação do estágio rougher deve ser de 5-6 minutos, e do estágio scavenger-1, de 6 minutos, sem adição de reagentes. Os concentrados dessa 1ª etapa, após o condicionamento com o depressor (amido ou Fox Head na concentração de ~90 mg/L ou ~500 g/t) e o coletor (Flotigam 5530 ou Lilaflot 811M na concentração de ~364 mg/L ou ~2030 g/t) em pH>10, devem alimentar uma 2ª etapa, composta por um estágio cleaner realizado em 6 minutos, produzindo uma espuma que alimentará o próximo estágio, o scavenger-2. Este deverá ser flotado por 4 minutos, sem adição de reagentes. O estudo com reagentes indicou que o Fox Head G2241 e o fubá apresentam desempenhos semelhantes, e podem ser usados como depressores dos minerais de manganês. Em relação ao coletor catiônico, o coletor do tipo amido-amina (Flotigam 5530) é o mais indicado, pois apresentou melhores resultados de recuperação metalúrgica comparativamente à éter amina Lilaflot 811M. O rejeito, composto por caulinita e outros minerais argilosos apresenta notável capacidade de alterar as propriedades reológicas da polpa de flotação, prejudicando a mistura dos reagentes, influenciando a cinética de flotação e tornando extremamente relevante a realização da flotação em baixo percentual de sólidos (20% de sólidos). / This paper presents the route of manganese concentration through the process of reverse flotation of kaolinite present in the tailings from the ore beneficiation of Manganese taken from the \'Mina Azul\' mine located in Para Brazil. This research aims to develop a route of fine manganese concentration by flotation through the study of collectors and corn starch, that conduct the selective separation between the manganese minerals and gangue, This process could possibly contribute to the beneficiation of ores currently deemed marginal and consequently extend the useful life of existing and future reserves, as well as, make viable the exploitation of the fine manganese ores deposited in dams. Initially studies of mineralogy were conducted in order to obtain grants for laboratory scale flotation studies on the definition of the concentration route, where the waste is mainly composed of kaolinite (71 wt%) and smaller proportions of cryptomelane - holandita (17 wt%) . Where kaolinite presents a global liberation of 88 % manganese oxides present a global release of 52 %, increasing the fine. The growing increase in the ore presented as a kaolinite contaminant motivated the execution of this research which focuses on the concentration of manganese ore tailings and evaluates several types of reagents, some already presented in the literature and others suggested in this dissertation. Kaolinite is an aluminosilicate common in Brazilian ores and considering the tendency for the exhaustion of rich ores it is almost inevitable that additional unit concentrations should be increasingly relevant in the beneficiation of ores to be exploited in the coming decades, this dissertation anticipates the future needs of the mineral industry. Flotation Studies on a laboratory scale with samples which had previously undergone 10m desliming were performed in order to define the concentration route where the best condition was obtained for the concentration of cationic reverse flotation at 20 % solids at pH > 10 using as a depressant ( or Starch Fox Head G2241 227 mg / L or 900 g / t ) for depression of the minerals manganese, collector and starch - amine ( 5530 Flotigam 1.360 mg / L and 5.333 g / t). With regard to the kinetics of flotation, after conditioning with reagents, the time of the rougher flotation stage should be 5-6 minutes and the scavenger1 - should be 6 minutes, without the addition of reagents. The concentrates during this 1st step, after conditioning with depressant ( starch or Fox Head on the concentration of ~ 90 mg / L or ~ 500 g / t ) and collector ( Flotigam Lilaflot 811m in 5530 or concentration of ~ 364 mg / L or ~ 2030 g / t ) at pH > 10 should feed a 2nd stage consisting of a cleaning process. This in turn is followed by a scavenger-2 stage, where the cleaner flotation should be performed for 6 minutes, producing a foam which feeds the scavenger- 2 stage. It should be floated for 4 minutes without the addition of reagents. The study of reagents indicated that the Fox Head G2241 and corn have a similar performance and can be used as manganese mineral depressants, while in relation to the cationic collector starch - amine (Flotigam 5530) is the most suitable collector reagent. This is because it provided higher metallurgical recovery compared to 811m Lilaflot ether amine. The waste is composed predominantly of kaolinite, thus like other clay minerals it shows a remarkable ability to change the rheological properties of the flotation pulp thus damaging the mixing of the reactants and influencing the kinetics of flotation. This consequently makes it extremely relevant to the achievement of the flotation with 20% of solids.

Os processos envolvidos no beneficiamento do carvão produzem efeitos nocivos para o meio ambiente, principalmente pela quantidade e natureza dos rejeitos que são gerados. Estes rejeitos comumente denominados piritosos, mesmo não apresentando altos conteúdos de pirita, constituem um material ácido que causa efeitos nocivos ao meio ambiente, principalmente aos corpos dágua. Estes rejeitos geralmente são depositados em barragens de rejeitos. Operações de beneficiamento como a flotação, consagrada na recuperação de finos, podem desempenhar um importante papel no processo de recuperação destes rejeitos de partículas ultrafinas. O rejeito carbonoso estudado nesta pesquisa provém da barragem de rejeitos El Cantor, localizada na Colômbia, na mina El Cerrejón. O processo de beneficiamento envolve ciclones de meio denso e espirais. A caracterização revelou que o material possuim teor de cinzas de 56% e poder calorífico de 5.800 BTU/lb, o teor de enxofre é 1,2%. Em termos de granulometria o material é considerado ultrafino já que 63% é menor que 0,014 mm. O conteúdo de matéria carbonosa deste rejeito é facilmente recuperado por flotação, como se demonstra neste trabalho. É possível recuperar 74% da matéria carbonosa e obter um produto com 7,3% de cinzas e poder calorífico de 14.225 BTU/lb em base seca. / The processes involved in coal preparation generate harmful effects to the environment, mainly due to the quantity and nature of the wastes that are generated. These tailings generally called pyritic, not even showing high content of pyrite are an acid material, harmful to the environment. These tailings are usually disposed of in tailings dams. Froth flotation will be important as a coal preparation process to recover these ultrafine particles. The tailings, studied in this work come from a process involving dense medium cyclones and spirals. They have an ash content of 56% and a calorific value of 5,800 BTU / lb, the sulfur content is 1.2%. In terms of size the material is considered as ultrafine as 63% is less than 0.014 mm. The coal matter content of these tails is easily recovered by froth flotation, as evidenced in this work. It is possible to recover 74% of the coal matter and to obtain a product with 7.3% ash and calorific value of 14,225 BTU / lb in dry basis.

Este trabalho apresenta os resultados de pesquisas realizadas com rejeitos de bauxitas, provenientes da usina operada pela Companhia Brasileira de Alumínio CBA, em Itamarati de Minas, MG. O circuito industrial da CBA tem operações de escrubagem, peneiramento, deslamagem e separação de minerais pesados, através de um circuito de concentração em espirais Reichert e de separação magnética. Porém, ainda são perdidos importantes teores de alumina aproveitável na fração fina, que é atualmente considerada rejeito. A flotação reversa da sílica insolúvel presente neste rejeito, seguida de separação magnética do produto deprimido, permite recuperar gibbsita, e produzir areia para construção civil e manutenção de estradas. O concentrado magnético pode ser usado como aditivo de carga na produção de cimento Portland. Portanto, o beneficiamento desta fração, além da importância econômica, vem contribuir para a conservação dos recursos minerais. Através de ensaios em bancada e em usina piloto, este trabalho demonstra a aplicabilidade deste processo a bauxitas de Miraí, sudeste de Minas Gerais. Após a separação magnética, obtém-se um concentrado com recuperações de 28,8% em massa e 81,2% metalúrgica, com 54% de alumina aproveitável e relação Al2O3/SiO2 de 12,6. Os resultados aqui obtidos indicam viabilidade para aplicação industrial do processo desenvolvido. / This research presents the results achieved by the author in recovering gibbsite from industrial bauxite tailings. The tailings samples were provided by Companhia Brasileira de Alumínio CBA, from it´s Itamarati de Minas, MG plant. The CBA´s Itamarati de Minas plant has a complete circuit of scrubbing, desliming, and heavy minerals separation in spiral concentrators, complemented by high intensity magnetic separation, but it still loses the values contained in the fine fraction of the beneficiated ore, which currently consists of a tailing. Reverse flotation of the insoluble silica present in this tailings stream, followed by magnetic separation of the depressed product, allows to recover gibbsite, and produces silica sand, which can be used in civil construction work and road maintenance. The magnetic concentrate can be used as a charge additive to Portland cement production. Thus, the beneficiation of this fraction is important both economically and for mineral resources conservation. Through experimentation on bench and at pilot plant scale tests, this work explores the feasibility of such a process to the bauxites from Miraí, southeastern Minas Gerais state. After magnetic separation, the concentrate reached available alumina grades of 54% at pilot plant, with 28.8% mass recovery and 81.2% metallurgical recovery, with a Al2O3/SiO2 ratio of 12.6. This shows viability for industrial scale application of the process.

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.

Compósitos desenvolvidos a partir da incorporação de rejeitos industriais além de serem mais uma opção disponível às mais diversas aplicações, podem promover a redução de passivos ambientais gerados durante anos. Visando atender à essas questões, foram desenvolvidos compósitos com matriz de resina epóxi carregados com rejeito de scheelita nas proporções de 1%, 5%, 10%, 20 % e 30%. Para tanto, o rejeito de scheelita foi, inicialmente, caracterizado por meio de FRX, DRX e MEV. Já a resina epóxi foi analisada por meio de FTIR antes e após a cura. Duas condições de cura foram adotadas para a confecção dos corpos de prova, uma realizada somente a temperatura ambiente e outra executada à temperatura ambiente com uma etapa de pós cura térmica realizada a 80°C por 5 horas. Os corpos de prova foram moldados por casting em molde de silicone e as proporções foram calculadas em volume. A massa específica dos compósitos foi determinada. Para caracterizar o desempenho mecânico das composições foram realizados ensaios de tração e ensaios de dureza os quais evidenciaram que as frações de carga mineral influenciam positivamente o módulo de elasticidade e a dureza e afetam negativamente a resistência à tração. Os parâmetros Ra, Rq e Rz foram medidos e considerados na caracterização do acabamento superficial. Ensaios de deslizamento com a configuração pino contra disco foram realizados para caracterizar o desempenho tribológico dos compósitos que geraram respostas de coeficiente de atrito e profundidade da trilha do desgaste. Os corpos de prova em forma de disco foram confeccionados com os diferentes compósitos e como pinos foram utilizadas esferas de aço AISI 52100. O compósito com 10% de carga apresentou o melhor desempenho tribológico com coeficiente de atrito variando entre 0,1 e 0,4 e profundidade da trilha do desgaste entre 25 e 50 µm. As imagens de MEV realizadas nas superfícies de ruptura dos corpos de prova de tração e nas superfícies desgastas dos discos utilizados nos ensaios pino contra disco revelaram desprendimento de material e partículas soltas sugerindo baixa adesão interfacial carga/matriz. De modo geral, as respostas obtidas estão de acordo com o que expressa a literatura. / Composites that incorporate industrial waste are an option for a wide range of applications and can also reduce the environmental passive generated over years. To address these issues, composites of epoxy resin loaded Scheelite Tailings in proportions of 1%, 5%, 10%, 20% and 30% were developed. For this, the Scheelite Tailings was characterized by XRF, XRD and SEM. The epoxy resin was analyzed by FTIR before and after curing. Two curing conditions were used for the preparation of the test specimens, at ambient temperature and the other at room temperature with a post-curing step at 80 ° C for 5 hours. The specimens were molded by casting in silicone mold and the proportions were calculated by volume. The specific mass was determined. The mechanical performance of the compositions was characterized by tensile and hardness tests which, the results showed that the mineral filler fractions generate positive effect on the Young\'s modulus and hardness and negative effect on the tensile strength. The parameters Ra, Rq and Rz were measured and considered as characterization of the surface finishing. Sliding tests with the pin on disk configuration were performed to characterize the tribological performance of the composites that generated friction coefficient responses and depth of the wear track. The disk specimens were made with the different compositions and the pins were AISI 52100 steel balls. The composite with 10% of scheelite tailings presented the best tribological performance with coefficient of friction varying between 0.1 and 0.4 and depth of the wear track between 25 and 50 50 µm. The SEM images performed on the tensile test specimen rupture surfaces and on the wear surfaces of the disks used in the pin to disk tests indicate release of material and loose particles suggesting low interfacial adhesion of mineral filler/matrix. In general, the answers obtained are in agreement with what is expressed in the literature.

Xanthates, key compounds used in the mining industry for the separation of metals from ores, may have a significant impact on the ecosystems once discarded into the tailings. The aims of this study were to : characterize chemical and microbiological conditions in a tailings lagoon (Brown Creek gold mine); examine the feasability of using indigenous bacteria to degrade xanthate under laboratory conditions; and, optimize the biodegradation process by employing biofilm technology and plant-microbe associations. To achieve these, a simple but accurate HPLC method was developed. The chemical and biological constitution of the tailings lagoon was monitored over a 2 year period from March 1995 to February 1997. Xanthate degradative performance was improved by Phragmites australis and its root associated bacterial community. Cumulative amounts of xanthate degraded by this plant-microbe association were significantly higher than any other treatment, specifically glass-attached and free-living bacterial populations. An increased bacterial number in the extensively developed root, the presence of extracellular layer as revealed from scanning electron microscope and significance of plant removal via uptake were thought to be the possible explanations for the enhanced biodegradation activity observed. In view of the above, use of glass-attached bacteria and plant-microbe associations might provide a feasible solution to degrade xanthate in the tailings lagoon. The results obtained from this study suggest that the plant-microbe associations could provide a cost effective method to degrade/remove xanthate from the tailings lagoon runoff. This approach offers several ecological advantages. Firstly, it offers the advantage of a solar-powered treatment system that is aesthetically pleasing. Secondly, bioremediation can be done on site, thereby eliminating waste transportation costs. Finally, it has the added attraction of a higher potential for public acceptance / Doctor of Philosophy (PhD)