CONSIDERAÇÕES GERAIS SOBRE A PILHA DE REJEITOS DO XINGU

O método proposto por Espósito & Assis (1999) mencionado no Item 2.2, utilizou para avaliação da sua aplicabilidade, dados referentes a uma pilha de rejeito chamada de Pilha de Rejeito do Xingu. Essa pilha está localizada na Mina de Alegria de propriedade da S.A. Mineração da Trindade (SAMITRI), município de Mariana, Minas Gerais, a 160 km de Belo Horizonte.

Dando continuidade aos estudos de influência das características geotécnicas do rejeito na metodologia de controle de qualidade de execução de barragens de rejeito, as amostras geradoras dos dados deste trabalho são também da Pilha de Xingu, uma vez que a intenção é verificar a variação dos parâmetros de resistência em função de outras características do

rejeito não consideradas quando da elaboração do método. Nesse sentido, é importante a apresentação das características principais dessa pilha.

A SAMITRI é uma empresa brasileira, privada, de capital aberto e sob controle acionário da Cia Siderúrgica Belgo Mineira desde 1952. Foi fundada em 1939, iniciando então, suas atividades de produção de minério de ferro. Em 1963, já sob o controle da Cia Siderúrgica Belgo Mineira, a empresa deu início às atividades de exportação e abriu seu capital ao mercado. A SAMITRI, hoje em dia, juntamente com sua subsidiária SAMARCO representam a segunda maior empresa em volume produzido e em faturamento bruto do setor mineral no Brasil. Possui uma capacidade nominal de 17,5 milhões de toneladas de minério de ferro por ano. Atualmente, opera quatro distritos mineiros, entre eles a Mina de Alegria, onde se situa a Pilha de Rejeito do Xingu.

A SAMITRI é uma empresa mineradora que apresenta uma grande preocupação com as questões ambientais, no que concerne a impactos causados pelos resíduos produzidos nas suas unidades de beneficiamento. Dentro dessa preocupação, a empresa instituiu ações para minimizar os impactos causados sobre o meio ambiente. Estas ações, classificadas em operacionais e espontâneas, fazem parte do Sistema de Gestão Ambiental (SGA) e, incluem desde programas de educação ambiental, reabilitação de áreas degradadas até a construção de barragens de rejeito e pilhas auto-drenantes (Giovannini & Amaral, 1999).

Dentro da produção de 17,5 milhões de toneladas de minério de ferro por ano, a mina que mais contribui é a Mina de Alegria, com uma produção de 10,2 milhões de toneladas por ano. Com essa produção e com reservas que superam os 100 milhões de toneladas de ferro hematítico de alto teor e 17 bilhões de itabiritos, a Mina de Alegria é a mais importante unidade operacional da SAMITRI. Está em operação desde 1969 e sua infra-estrutura atende também às Minas de Miguel Congo e Conta História, produtoras de minério de manganês ferruginoso. Dentro de suas instalações são produzidos minérios hematíticos de alto teor in natura, concentrados hematíticos de itabiritos via flotação e minério de manganês ferruginoso (Espósito & Assis, 1999).

Com a enorme produção anual de minérios, a exploração da Mina de Alegria gera um grande volume de rejeitos que são depositados em barragens alteadas com o próprio rejeito. Na Mina de Alegria encontram-se em operação a pilha de Rejeito do Xingu e a Barragem de Campo Grande. A Barragem de Campo Grande teve sua operação iniciada em 1998 e tem a função de armazenar rejeitos e lamas de flotação das instalações de beneficiamento (IBs) e baias de produtos.

A Pilha do Xingu, objeto deste trabalho, está localizada dentro da bacia hidrográfica do Rio Doce em dois domínios geológicos distintos, sendo um deles constituído por terrenos mais elevados capeados por uma camada de canga aglomerática, e outro caracterizado pela planície marginal ao Rio Piracicaba, com ocorrência de aluviões formados através da deposição de sedimentos carreados pelo Rio. A área destinada à estocagem do rejeito se encontra próxima ao Rio Piracicaba, sendo detectada presença de solos moles com nascentes de água.

Para a Pilha do Xingu são transportados por via úmida, sob a forma de polpa, o rejeito proveniente da flotação geradora do concentrado final, com alto teor de ferro. O rejeito proveniente tem características granulares, de granulometria fina.

É uma barragem alteada pelo Método de Montante, onde a polpa é bombeada e lançada a partir da crista através de canhões. A Figura 2.2 apresenta uma seção transversal típica da barragem. A pilha é dotada de bermas com 5 m de largura, a cada 5 m de desnível e de drenagem superficial, canaletas e descidas d’água, bem como de um extravasor em tubo de aço com diâmetro de 800 mm, posicionado de jusante a montante, com tomada tipo flauta.

O dique de partida foi construído em duas etapas, com materiais granulares como canga, apresentando uma configuração final drenante, com transições finas e grossas, tapete drenante e talude de montante com inclinação de 1V:1,5H.

Figura 2.2 – Seção transversal típica final da Pilha de Rejeito do Xingu (Giovannini & Amaral, 1999)

Concluído o dique de partida, os alteamentos foram iniciados, lançando-se o rejeito com uma inclinação de repouso de 1V:10H. Os alteamento sucessivos foram executados de 5 em 5 m, em lances de 2,5 m, com formação de taludes de montante com inclinação de 1V:3H. Estes rejeitos eram lançados, retrabalhados com retroescavadeira e compactados pelo peso próprio de equipamentos pesados.

Foi adotado como drenagem interna um tapete drenante no contato com a fundação e drenos longitudinais ao longo das cotas 925, 940 e 955 m, com cerca de 60 m de afastamento da face externa da pilha. A largura de praia adotada foi de 40 m.

Essa barragem entrou em operação em 1989 e, de acordo com o projeto elaborado pela projetista ENGE-RIO, deveria ter uma vida útil de 22 anos. Foi projetada também para atingir uma altura máxima de 75 m e uma capacidade de estocagem de 7,2 x 106 m3. No entanto, devido ao grande aumento da produção anual de rejeitos dentro das atividades da mineradora, a pilha teve sua vida útil reduzida para 9 anos, deixando de receber rejeitos da flotação no ano de 1988. Essa maior produção trouxe como conseqüência também, um aporte muito maior de água para a pilha com conseqüente agravamento nas condições de drenagem, dificultando a seqüência operacional de implantação de alteamentos sucessivos. Isso fez com que altura final de projeto também não fosse atingida. Quando da desativação da Pilha do Xingu, a mesma apresentava as seguintes características: altura final de 65 m, comprimento de crista com 800 m e volume do maciço de 6,5 x 106 m3.

3 COMPORTAMENTO DE AREIAS

O estudo do comportamento de areias é de fundamental importância para o entendimento do comportamento de rejeitos de mineração quando os mesmos se tratarem de rejeitos com granulação arenosa. No entanto, é necessário deixar bem claro que, apesar do rejeito apresentar uma granulometria de areia, o seu comportamento pode muitas vezes diferir do comportamento das mesmas, em conseqüência das diferenças em muitas das suas características, principalmente nos valores da densidade real dos grãos. São apresentadas, a seguir, algumas das características básicas do comportamento de areias.