Para realizar as análises propostas nesta pesquisa foi necessário obter amostras de rejeito com diferentes teores de ferro. Contudo, tem-se verificado que as técnicas convencionais de separação em laboratório normalmente oferecem problemas não resultando em uma análise realista, por serem pouco eficientes para este tipo de material (LOPES, 2000 e RIBEIRO, 2000). Normalmente, os materiais resultantes apresentam problemas relacionados a distribuição granulométrica, devido aos processos artificiais de separação se diferenciando dos encontrados no campo considerando um mesmo teor de ferro.
HERNANDEZ (2002) também tentou utilizar o procedimento de separação anteriormente citado, mas da mesma forma constatou sua ineficiência, e então desenvolveu um equipamento para realizar a separação do rejeito como já apresentado no Item 2.5. Este equipamento aumentou o rendimento da separação e viabilizou a obtenção de uma ampla gama de materiais com porcentagens de ferro significativas. O processo de mistura adotado por HERNANDEZ (2002) para obter diferentes teores de ferro foi baseado no valor da densidade das partículas de ferro e quartzo e a granulometria resultante era proporcional a porcentagem de ferro e quartzo adotadas.
Assim, buscando avaliar uma nova metodologia de separação, optou-se por utilizar as amostras obtidas por RIBEIRO (2000) em um de seus ensaios de simulação de deposição hidráulica. Estas amostras foram escolhidas por apresentarem diferentes teores de ferro em função da distância do ponto inicial de descarga onde o processo de formação do depósito e a segregação que ocorre na praia formada podem ser considerados semelhantes ao processo de formação das barragens de rejeitos. Este tipo de consideração visou a obtenção de amostras em laboratório com características granulométricas e mineralógicas mais próximas das obtidas nestas barragens.
RIBEIRO (2000) em seu programa experimental, realizou ensaios simulando os efeitos de diferentes valores de concentração associados a três diferentes valores de vazão de descarga. Assim os ensaios foram preparados de acordo com a concentração adotada e
em seguida submetidos ao ESDH para valores de vazão de 5, 10 e 20 l/min sendo realizados nove ensaios considerando três níveis de concentração variando entre 5 e 20% (Tabela 4.2)
Tabela 4.2 – Resumo dos ensaios realizados por RIBEIRO (2000) Ensaio Q (l/min) Cw (%) MA – 1 4,80 8,90 MA – 2 9,68 13,92 MA – 3 19,33 7,74 MA – 4 19,20 14,04 MA – 5 20,2 20,20 MA – 6 5,92 20,38 MA – 7 5,92 13,12 MA – 8 9,26 8,84 MA – 9 9,35 19,65
É importante ressaltar que para realização deste programa experimental RIBEIRO (2000) desenvolveu um equipamento de simulação de deposição hidráulica (ESDH), conforme apresentado na Figura 4.1.
Figura 4.1 – Esquema do Equipamento de Simulação de Deposição Hidráulica (ESDH) – (RIBEIRO, 2000).
Este equipamento é composto de um canal de deposição dotado de um sistema de alimentação e descarga que possibilitam a simulação controlada do processo de deposição pela manutenção e controle dos parâmetros de fluxo. A parte principal do equipamento consiste de um canal de deposição de 6,00 m de comprimento, 0,40 m de largura e 1,00 m de altura, onde são realizadas as simulações dos diferentes parâmetros de descarga e onde ocorre a formação do depósito.
Neste ensaio, a lama é inicialmente preparada e imediatamente após sua preparação o misturador é acionado promovendo a homogeneização da mistura e mantendo constante a concentração da lama. A metodologia dos ensaios realizados no ESDH baseou-se nas fases de preparação da lama nas diversas concentrações requeridas e no processo de deposição baseado no controle da vazão de descarga. A concentração foi obtida a partir da relação entre os pesos de água e sólidos considerando a seguinte equação (RIBEIRO, 2000): % 100 x W W C t s W = (4.1) Onde: Cw = Concentração da mistura; WS = Peso de sólidos;
Wt= Peso total de sólidos + água
Na execução dos ensaios realizados por RIBEIRO (2000), inicialmente a água e os sólidos eram misturados até a estabilização da concentração nos reservatórios e ajustada a vazão de descarga, a seguir a lama era descartada no canal. O processo de deposição era acompanhado verificando o comportamento do fluxo sobre a praia e a movimentação dos sedimentos. As paredes de vidro do canal facilitaram estas observações, podendo perceber claramente o mecanismo de deposição e transporte. Após o aterro atingir uma altura de aproximadamente 25 a 30 cm, o processo de deposição era paralisado sendo avaliada a configuração final do talude.
Após o processo de deposição, RIBEIRO (2000) coletou amostras para a realização de ensaios de determinação da densidade, granulometria e massa específica dos grãos ao longo de todo o depósito no canal, em pontos pré-fixados e espaçados de 20 cm a partir do ponto inicial de descarga. Estes ensaios objetivaram avaliar a densidade do depósito ao longo do caminho de fluxo e o efeito da segregação que ocorria na praia devido ao processo de deposição. Neste sentido, os pontos amostrados foram selecionados de modo a obter um mapeamento das propriedades do depósito em função da distância ao ponto de descarga. O ensaio possibilitou gerar amostras representativas do processo de deposição hidráulica semelhante ao que ocorre no campo.
Considerando os ensaios realizados, foi selecionada uma das simulações realizadas por RIBEIRO (2000) no ESDH para avaliação da influência na concentração das partículas de ferro nos parâmetros resistência do rejeito. Assim, foi selecionado o ensaio MA-8 por apresentar valores médios de vazão e concentração dentro da faixa adotada nas simulações realizadas, embora o objetivo principal seja apenas obter amostras com diferentes teores de ferro via ESDH. Considerando então o ensaio MA-8, a Tabela 4.3 apresenta os valores referentes à massa específica dos grãos, massa específica seca e teor de ferro obtidas nos pontos amostrados ao longo do canal de deposição no ESDH.
Tabela 4.3 – Simulação realizada no ESDH, ensaio MA-8 (RIBEIRO, 2000). MA-8 (concentração = 10% e vazão = 10 l/min) Distância (m) (%) Fe ρs (g/cm3) ρd (g/cm3) 0,0 72,4 4,41 2,84 0,2 34,4 3,46 1,99 0,4 22,4 3.16 1,89 0,6 19,6 3,09 1,74 0,8 17,6 3,04 1,68 1,0 18,0 3,05 1,75 1,2 16,0 3.00 1,65 1,4 13,6 2,94 1,52 1,6 14,0 2,95 - 1,8 10,8 2,87 -
Foram escolhidas quatro amostras referentes a este ensaio de simulação sendo denominadas de MA8-000 (amostra correspondente a distância de 0,00 metros do ponto
de descarga), MA8-040 (amostra correspondente a distância de 0,40 metros do ponto de descarga), MA8-080 (amostra correspondente a distância de 0,80 metros do ponto de descarga) e MA8-120 (amostra correspondente a distância de 1,20 metros do ponto de descarga).