O presente trabalho apresenta uma análise do balanço hídrico da Lagoa de Espessamento de rejeitos de bauxita no Oeste do Pará. Juntamente com o levantamento hídrico, foi obtida a taxa de desarejamento do sistema para análise do nível da lagoa de espessamento neste período. A partir dessas análises, o plano de dragagem foi estruturado para garantir a operação da mina e garantir o volume de água disponível na Lavagem.
LD1: Lagoa de Descarte 1 LD2: Lagoa de Descarte 2 LD3: Lagoa de Descarte 3 LD4: Lagoa de Descarte 4 LD5: Lagoa de Descarte 5. Na mina de Juruti, no estado do Pará, a recirculação da água consumida pelo Plano Beneficente ocorre na recuperação de água da Lagoa do Espessamento, onde ocorre o espessamento natural dos resíduos do beneficiamento da bauxita. Nesse sentido, o presente trabalho apresenta um estudo do balanço hídrico da Lagoa de Espessamento da Mina de Juruti (Alcoa) para controlar a entrada/saída de água para a barragem, a fim de garantir o volume adequado de água disponível para a lavagem do minério. .
Objetivos gerais
Objetivos específicos
Balanço Hídrico
- Evaporação
- Pluviometria
- Balanço Hídrico em Barragens de Rejeito
- Instrumentação
A relação entre a taxa de evaporação real da superfície do solo e a taxa de evaporação potencial é função da água disponível, textura do solo e taxa de secagem (SILVA, 2003). Essa precipitação pode ocorrer de diversas formas, sendo que a maior parte da água fica temporariamente retida no solo onde caiu e retorna à atmosfera por meio da evaporação e transpiração. O restante da chuva flui abaixo da superfície e outra parte penetra no solo e abastece reservatórios subterrâneos.
O uso eficiente da água na mineração tem papel estratégico na busca por processos mais eficientes e sustentáveis.
Bauxita
Mineral minério
O setor mineral tem se beneficiado com a recuperação da água proveniente da decantação de rejeitos em barragens, reaproveitando essa água no processo industrial (CELLA, MICHELUZZI, et al., 2015). É importante ressaltar que o rejeito não é exatamente um solo, mas para fins geotécnicos seu comportamento é considerado equivalente a um solo com características de baixa resistência ao cisalhamento. Assim, o balanço hídrico é fundamental para verificar a viabilidade do reúso de água em açudes, bem como a quantificação do recurso necessário.
A implantação de um sistema de instrumentação de controle calibrado, automático e eficiente reduz custos de operação, manutenção e produtos fora de especificação, além de promover melhorias operacionais no processo, resultando em aumento de produtividade.
Beneficiamento
Produção e Disposição de rejeitos de bauxita
Estima-se que mais de 26 milhões de toneladas de resíduos de bauxita sejam produzidas anualmente no mundo, sendo mais de 14 milhões no Brasil. Desidratação com espessamento: os rejeitos são floculados e espessados (com recuperação imediata da água) antes da liberação. As várias opções de descarte dependem do método de desidratação selecionado (polpa ou forma sólida).
Segundo Deursen (2016), a opção com menor desembolso durante o período de operação e com menor risco é o desaguamento com centrífugas e disposição do material em áreas já lavradas.
Alcoa Juruti
- Geologia do jazimento
- Lavra
- Beneficiamento
- Disposição de rejeitos
Bauxita Maciça: É um horizonte com espessura de alguns centímetros a 6 m, que é formado principalmente por gibbsita, hematita e caulinita. Como a jazida de Juruti é um horizonte laterítico, a mineração a céu aberto é utilizada para melhor aproveitamento dessa reserva. As dimensões das faixas da mina de bauxita de Juruti são de 25 metros de largura e 200 metros de comprimento.
Por combinar a lavra com a retirada de rejeitos, evitando a ocupação de novas áreas e os consequentes impactos ambientais, a lavra a céu aberto é considerada uma das mais corretas do ponto de vista ambiental (ALCOA, 2015). No caso de uma abertura, o método de remoção da bauxita começa com a extração e mineração a céu aberto. Para aproveitar as reservas de bauxita existentes no Planalto Capiranga, utiliza-se a lavra a céu aberto, utilizando tratores, escavadeiras e caminhões basculantes para a retirada do estéril e extração do minério.
Em áreas com espessura de cobertura reduzida, são utilizados apenas tratores de esteiras, pás carregadeiras e caminhões basculantes. Desmontagem, transporte e destinação do material de cobertura, feitos respectivamente com escavadeiras, caminhões e tratores de esteira; Desmontagem, carregamento e transporte do minério até o britador, realizados respectivamente com tratores, escavadeiras e caminhões;
A estratégia geral planejada para a mina de Juruti prevê a disposição da lama de lavagem, juntamente com a descoberta de bauxita, em escavações próprias da mina. O sistema de contenção de rejeitos de Juruti é composto por uma bacia coletora (LE) e 4 (quatro) bacias de disposição (LD1/LD2/LD3/LD4) dispostas conforme Figura 4.
Lagoa de Espessamento
Dique de contenção
O sistema é constituído por um filtro vertical ligado a uma base de areia no fundo, que escoa no sopé das vertentes de jusante dos taludes, em toda a sua largura, exceto na interface com LD 1/2 (parede nascente). Essa estrutura foi projetada pela Minerconsult Engenharia, cuja construção foi iniciada em novembro de 2007 pela Construções e Comércio Camargo Correa (CCCC), que executou o Terrapleno 1 e parte do Terrapleno 3 e encerrou sua colaboração em dezembro de 2007. Foi reiniciado pela Construtora Fidens, em dezembro 2007, que terminou em fevereiro de 2009.
Manejo de água
Dados e premissas utilizados
A Figura 8 apresenta um esboço esquemático do balanço hídrico do LE, indicando as entradas e saídas do sistema.
Parâmetros de entrada
- Pluviometria
- Água de Drenagem da Planta e Pilhas de Estoque
- Água liberada pelo Rejeito
- Captação de Água Nova
- Retorno de Água das Lagoas de Disposição
A quantidade de água da chuva que cai no LE se acumula na área inundada da lagoa, mas parte da chuva que cai na área exposta (a praia) infiltra no sedimento e o restante. Portanto, 80% da chuva na área exposta da lagoa escoa para o lago, aumentando o acúmulo de água. Na parte SW do aterro LE, ocorre a entrada de água proveniente da drenagem superficial das pilhas de bauxita e da drenagem da usina de beneficiamento, que captam as águas pluviais e as perdas durante o processo da usina.
Existe uma lagoa de retenção de sedimentos que capta o volume de água/sedimento da drenagem da chaminé. Para obter o volume de água liberado dos rejeitos, amostras de rejeitos foram coletadas na lagoa. Essas polpas foram vertidas sobre papel filtro para verificar a liberação de água das polpas.
O sistema de captação de Água Bruta para abastecimento das unidades de beneficiamento é proveniente de bombas verticais de captação com operação paralela (372 BA 001/002) instaladas em uma balsa no Lago Grande Juruti Velho (Figura 12). Os valores referentes ao volume de água bombeada são obtidos por dois medidores de vazão (FIT 372 01 e FIT 372 02), a primeira medição refere-se à vazão bombeada do Lago Juriti e a segunda ao volume de água que a Lagoa de Engrossamento entra. A diferença entre essas duas medições corresponde ao volume de água utilizado para utilidades (consumo humano, vedação de bombas, limpeza, etc.).
As lagoas de aterro constituem a destinação final dos rejeitos após a escavação, e possuem vida útil compatível com a decantação do material sólido (densificação) e recuperação da água. Os dados referentes ao volume de água recuperado são obtidos a partir da soma das horas de operação das bombas flutuantes, cuja vazão horária é conhecida a partir de sua capacidade.
Parâmetros de saída
- Evaporação
- Infiltração
- Água de Processo
- Dragagem
As horas de operação são registradas por contadores de horas inseridos nos painéis elétricos dessas bombas, contados a partir do início da operação do motor. Pode-se observar que os maiores valores de evaporação estão associados aos meses de setembro e outubro, que pertencem à estação seca, e com os menores índices de umidade relativa. Os dados obtidos com um tanque Classe A referem-se à evaporação potencial (a taxa máxima de evaporação que ocorreria em uma superfície sem água em determinadas condições climáticas).
Porém, em uma superfície como a LE onde parte da lagoa está assoreada, é necessário calcular a evaporação efetiva, pois a taxa real de evaporação da superfície do solo em relação à taxa potencial de evaporação é uma função da água disponível . , textura do solo e taxa de secagem (SILVA, 2003). Para abastecer a Usina de Classificação, a água é bombeada do LE por meio de 3 bombas centrífugas localizadas na área 671B (Figura 15). Nesta área, a água é coletada para análise de turbidez, medindo as partículas em suspensão na água, visando uma qualidade que atenda às necessidades de lavagem de forma eficaz e máxima.
Os dados referentes ao volume de água bombeado para a usina de beneficiamento são coletados por meio de um medidor de vazão (FIT 671 001) instalado na adutora. Essa draga é um sistema flutuante com bomba centrífuga, sistema hidráulico para passagem por cabos de aço, molinete e estacas e lança com alcance de até 11 m para sucção de material (Figura 16). O volume de água bombeada é calculado a partir dos dados de densidade dos rejeitos escavados e da vazão de produção por hora.
As informações de processo da Draga Diesel, que iniciou suas operações em junho de 2018, são obtidas por meio de amostragem em escala de Marcy a cada 10 minutos. A vazão é estimada a partir de uma medição realizada no início de sua operação (maio/2018), onde o medidor de vazão portátil indicava as vazões no duto.
Batimetria
Melhoria em instrumentação
Balanço hídrico diário
Validação dos dados
Balanço hídrico 2019
Captação de água nova, considerando 21 horas de operação na estação chuvosa (eventualmente imprevisto devido à chuva) e 23 horas de operação na estação seca, ambas com vazão média de 880 m³/hora (volume médio em condições normais de operação) ; Retorno de água dos LDs: previsão considerando o total de chuva em cada LD mais a água liberada dos rejeitos adensados; Depois de inserir todos os parâmetros de entrada e saída de água e material, obteve-se o balanço de resíduos em toneladas (Tabela 3).
Conforme previsto no plano de produção de 2018, o desassoreamento do LE foi necessário para reduzir a cota de lama na lagoa para aumentar o volume disponível para armazenamento de água. Nos meses seguintes, essa taxa de desassoreamento foi reduzida devido à diminuição da quantidade de água disponível no LE, devido ao início da estação seca (Figura 21). Assim, o cronograma de dragagem foi reduzido para manter a quantidade disponível de água suficiente para a continuidade das operações da usina e para o controle da qualidade da água.
O plano mensal de dragagem é estabelecido como parâmetro de meta média, o que possibilita a variação operacional ao longo dos dias de forma a promover um equilíbrio da cota água/lama, além de um controle mais eficaz do processo. Quando é verificado que o volume de água no LE caiu significativamente durante um dia (acima de 30.000 m³), é necessário rever as horas de dragagem e verificar todas as entradas e saídas para garantir o bom funcionamento do sistema. Através do Balanço Hídrico da Lagoa de Espessamento é estabelecido o plano de dragagem (horário de operação e local da dragagem), que é função da cota de lama e volume de água disponível no LE.
A operação contínua da usina de beneficiamento em 2018 foi possível devido ao gerenciamento da água da lagoa ao longo do ano, de forma que o volume de água apurado em outubro esteja acima do volume operacional estável (2 x 105 m³). Esta estabilidade será alcançada através de um alto grau de assoreamento durante a estação chuvosa com posterior controle de dragagem para manter o volume de água.
