5.4 – AVALIAÇÃO DO PROCESSO DE SEGREGAÇÃO HIDRÁULICA

A segregação hidráulica representa a tendência da fração sólida dos rejeitos depositar-se de forma diferenciada na praia de deposição, criando um gradiente de concentração e interferindo diretamente na composição granulométrica do depósito. O fluxo de uma polpa de rejeitos na praia provoca uma seleção das partículas e sua conseqüente deposição em diferentes locais ao longo da trajetória do fluxo. Este fenômeno tende a gerar uma enorme variabilidade estrutural, alterando significativamente os parâmetros de resistência, deformabilidade e condutividade hidráulica (RIBEIRO, 2000).

As análises do processo de segregação nos depósitos formados através da técnica do aterro hidráulico tem sido comumente realizadas levando-se em consideração apenas o tamanho das partículas sedimentadas. Entretanto, na condição dos sedimentos apresentarem características mineralógicas muito diferentes, a segregação hidráulica pode tornar-se um fenômeno muito mais complexo.

De maneira geral, os grãos lançados hidraulicamente na praia tendem a se depositar nas proximidades dos pontos de descarga em função da energia de transporte (VICK, 1983). Entretanto, este processo de segregação hidráulica encontra-se condicionado a diversos fatores, tais como, o tipo de fluido, o tipo de sedimento, a distribuição granulométrica dos rejeitos, a concentração da lama, as condições de fluxo e a presença de aditivos químicos utilizados na polpa.

Desta forma, destaca-se que o processo de seleção das partículas pode ocorrer em função do peso e não necessariamente de seu tamanho. Este fenômeno torna-se mais evidente quando as diferenças de densidade dos grãos dos materiais apresentam valores significativos. Neste caso se enquadram os rejeitos de minério de ferro, que apresentam composição mineralógica constituída basicamente por partículas de sílica e ferro. Os grãos de sílica normalmente são mais grossos enquanto as partículas de minério de ferro têm densidade dos grãos mais elevadas.

Nos ensaios de simulação da deposição hidráulica realizados nos rejeitos de minério de ferro de Morro Agudo, RIBEIRO (2000) destaca o peso das partículas (densidade dos grãos) como fator dominante no modelo de seleção. Segundo o autor, neste depósito de rejeitos investigado, observou-se uma predominância de partículas mais grosseiras na porção central do canal, enquanto as partículas mais finas, correspondentes aos minerais de ferro, concentraram-se nas proximidades dos pontos de descarga (Figura 5.23).

Figura 5.23 – Processo de segregação hidráulica dominado pelo peso das partículas (Modificado – RIBEIRO 2000)

Assim, a realização de ensaios de piezocone na praia de deposição pode representar uma importante ferramenta para avaliação do processo de segregação hidráulica nas barragens de rejeitos. Nesse sentido, buscando avaliar a distribuição granulométrica das partículas ao longo da praia, foram construídos os perfis da razão de atrito dos ensaios executados nas barragens do Doutor e de Campo Grande. A construção dos perfis em intervalos de profundidade de 5 metros objetivou garantir uma melhor visualização da tendência de variação dos valores.

A Figura 5.24 apresenta o perfil conjunto da resistência de ponta corrigida e razão de atrito nas camadas superficiais dos três ensaios de piezocone realizados na praia de deposição da Barragem do Doutor (Figura 4.12). Neste gráfico, observou-se uma tendência de diminuição dos valores da razão de atrito com o afastamento dos pontos de descarga de rejeitos, quando analisados os resultados dos ensaios PraiaCD1 e PraiaCD3. A análise dos perfis permitiu identificar uma maior concentração de partículas finas nas proximidades da crista da barragem. Entretanto, o perfil do ensaio PraiaCD2 destoa dos demais, não seguindo o padrão de segregação hidráulica dominado pela densidade dos grãos anteriormente identificado.

0 1 2 3 4 5 0 2 4 6 8

Resistência de ponta (MPa)

Profundidade (m) Praia 1 Praia 2 Praia 3 0 1 2 3 4 5 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 Razão de atrito (%) Praia 1 Praia 2 Praia 3

Figura 5.24 – Perfil integrado da resistência de ponta corrigida e da razão de atrito dos ensaios PraiaCD1, PraiaCD2 e PraiaCD3

Na Barragem de Campo Grande, a tendência de segregação hidráulica dominada pelo peso das partículas do rejeito mostrou-se mais uniforme ao longo de todos os intervalos de profundidade investigados (Figuras 5.25, 5.26 e 5.27). A redução dos valores da razão de atrito e o aumento da magnitude da resistência de ponta corrigida com o afastamento dos pontos de descarga indicou uma maior concentração de partículas mais grosseiras no interior da praia de deposição.

0 1 2 3 4 5 0 10 20 30

Resistência de ponta (MPa)

Profundidade (m) Praia 1 Praia 2 0 1 2 3 4 5 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 Razão de atrito (%) Praia 1 Praia 2

Figura 5.25 – Perfil integrado da resistência de ponta corrigida e da razão de atrito dos ensaios PraiaCG1 e PraiaCG2 (1)

5 6 7 8 9 10 0 5 10 15 20

Resistência de ponta (MPa)

Profundidade (m) Praia 1 Praia 2 5 6 7 8 9 10 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 Razão de atrito (%) Praia 1 Praia 2

Figura 5.26 – Perfil integrado da resistência de ponta corrigida e da razão de atrito dos ensaios PraiaCG1 e PraiaCG2 (2)

10 11 12 13 14 15 0 5 10 15 20

Resistência de ponta (MPa)

Profundidade (m) Praia 1 Praia 2 10 11 12 13 14 15 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 Razão de atrito (%) Praia 1 Praia 2

Figura 5.27 – Perfil integrado da resistência de ponta corrigida e da razão de atrito dos ensaios PraiaCG1 e PraiaCG2 (3)

Entretanto, os resultados obtidos nestas análises não podem ser considerados conclusivos em virtude da diversidade de fatores que podem interferir no processo de segregação hidráulica. A insuficiência de informações relacionadas principalmente à forma, rugosidade e propriedades magnéticas dos grãos impede a elaboração de uma conclusão definitiva a respeito do processo de segregação dos rejeitos de minério de

diretamente nas interações partícula-partícula e partícula-fluido, aumentando a complexidade do processo de seleção e justificando possíveis anomalias encontradas nos resultados.