[pt] Frequentemente enfrenta-se grandes desafios na recuperação de amostras
intactas de rejeitos com matrizes mais arenosas para a realização de ensaios
laboratoriais. Essas dificuldades muitas vezes limitam a caracterização desses
materiais ao uso de amostras reconstituídas, cuja capacidade de reproduzir o
comportamento in-situ dos rejeitos está inerentemente ligada à capacidade do
método de preparação da amostra de reproduzir a matriz do material. Vários estudos
demostraram que o comportamento de rejeitos arenosos sob pequenas e grandes
deformações são afetados pelos métodos empregados para preparação das amostras
e o presente estudo busca entender de que forma a microestrutura pode interferir
em tais variações. Buscando aprofundar nesta temática, a pesquisa objetivou
realizar ensaios de caracterização física, química, mineralógica e microestrutural de
uma amostra de rejeito de minério de ferro filtrado, predominantemente arenoso,
testando três técnicas de reconstituição de amostra: Compactação com soquete
(Moist tamping, MT), Pluviação úmida (Water pluviation, WP) e Deposição de
lama (Slurry deposition, SD), avaliando a alteração na resposta da microestrutura
do material frente às diferentes técnicas de moldagem. Foram realizados ensaios de
análise de microtomografia computadorizada de raios X do material preparado com
distintos índices de vazios, sendo: 0,70, 0,75 e 0,80. Ao final de cada preparação,
as amostras foram submetidas ao congelamento instantâneo com o uso de
nitrogênio líquido. De posse dos resultados, observou-se variações significativas
entre os métodos de preparação de amostras do estudo, no que tange à disposição
das partículas no meio, espaços vazios (porosidade) e influência da saturação do
corpo de prova. Os resultados obtidos dos ensaios de microtomografia
computadorizada indicaram arranjo desorientado e macroporoso entre as técnicas
de reconstituição de amostras, observando-se similaridade microestrutural entre as
técnicas MT e WP, tanto por constatação visual quanto por avaliação dos atributos
microestruturais. A técnica de MT tende a formar grumos durante o processo de
compactação com soquete, formando uma estrutura tida como favo de mel, podendo
simular bem o empilhamento de rejeitos compactados. Já a técnica WP, devido ao
seu processo de sedimentação natural, também tende a formar espaços vazios
devido ao arranjo das partículas, sendo mais susceptível a sofrer segregação. Apesar
disso, a técnica WP também pode ser aplicável para depósitos hidráulicos devido
ao processo de sedimentação natural sem esforço de compactação. Já a técnica SD
produz uma matriz de rejeito específica, influenciada pelo processo de
homogeneização. Essa uniformidade das amostras observada na técnica SD pode
representar bem depósitos hidráulicos, a depender das condições de lançamento de
rejeito. Ademais, a pesquisa buscou avaliar a microestrutura de um rejeito de
minério de ferro através da matriz gerada por cada técnica de reconstituição de
amostras, identificando os aspectos que podem influenciar no arranjo e distribuição
dos grãos no meio e macroporosidade. O congelamento instantâneo pode preservar
as características das amostras, porém cada técnica possui suas limitações e
individualidades as quais foram abordadas neste trabalho, e devem ser utilizadas
com cautela para definição da técnica a ser adotada em função da condição do
rejeito in-situ para fins de comparação. / [en] Great challenges are often faced in recovering intact samples from tailings
with sandier matrices for carrying out laboratory tests. These difficulties often limit
the characterization of these materials to the use of reconstituted samples, whose
ability to reproduce the in-situ behavior of the tailings is inherently linked to the
ability of the sample preparation method to reproduce the material matrix. Several
studies have demonstrated that the behavior of sandy tailings under lows and highs
deformations are affected by the methods used to prepare the samples and the
present study seeks to understand how the microstructure can interfere with such
variations. Seeking to delve deeper into this topic, the research aimed to carry out
physical, chemical, mineralogical and microstructural characterization tests of a
sample of filtered iron ore waste, predominantly sandy, testing three sample
reconstitution techniques: Moist tamping (MT), Water pluviation (WP) and Slurry
deposition (SD), evaluating the change in the response of the material s
microstructure to different molding techniques. X-ray computed microtomography
analysis tests were carried out on the prepared material with different void indices,
being: 0.70, 0.75 and 0.80. At the end of each preparation, the samples were
subjected to instant freezing using liquid nitrogen. With the results in hand,
significant variations were observed between the study sample preparation
methods, regarding the arrangement of particles in the medium, empty spaces
(porosity) and the influence of the saturation of the specimen. The results obtained
from microcomputed tomography tests indicated a disoriented and macroporous
arrangement between the sample reconstitution techniques, observing
microstructural similarity between the MT and WP techniques, both by visual
observation and by evaluation of microstructural attributes. The MT technique
tends to form lumps during the socket compaction process, forming a structure
known as a honeycomb, which can well simulate the stacking of compacted waste.
The WP technique, due to its natural sedimentation process, also tends to form voids
due to the arrangement of the particles, being more susceptible to segregation.
Despite this, the WP technique can also be applicable for hydraulic deposits due to
the natural sedimentation process without compaction effort. The SD technique
produces a specific waste matrix, influenced by the homogenization process. This
uniformity of the samples observed in the SD technique may well represent
hydraulic deposits, depending on the waste disposal conditions. Finally, the
research sought to evaluate the microstructure of an iron ore tailings through the
matrix generated by each sample reconstitution technique, identifying aspects that
can influence the arrangement and distribution of grains in the environment and
macroporosity. Instant freezing can preserve the characteristics of the samples;
however each technique has its limitations and individualities, which were
addressed in this work, and must be used with caution to define the technique to be
adopted depending on the condition of the in-situ waste for the purpose of
comparison.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:puc-rio.br/oai:MAXWELL.puc-rio.br:67622 |
| Date | 19 August 2024 |
| Creators | ROSE CARVALHO ROCHA ELIAS |
| Contributors | MARINA BELLAVER CORTE |
| Publisher | MAXWELL |
| Source Sets | PUC Rio |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | TEXTO |
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