Estabilização de um resíduo mineiro através da ativação alcalina com cinzas volantes

Abstract

A exploração mineira é um fundamental para a economia de muitos países, incluindo a economia nacional, sendo que esta exploração provoca vários impactos negativos para o meio ambiente. Os resíduos resultantes da mineração são denominados rejeitados mineiros e de forma geral apresentam-se sob forma de lama. Este rejeitado é depositado à superfície, sendo dessa forma necessária a construção de barragens de contenção para confinar a maior quantidade possível num só local, barragens essas muitas vezes construídas incorporando resíduos mineiros. Todavia, estes rejeitados são muitas vezes nocivos para o meio ambiente e não apresentam, na sua forma natural, características mecânicas adequadas para serem utilizadas neste tipo de estruturas sendo necessária, muitas vezes, a sua mistura com um ligante. A mistura destes resíduos com outros resíduos industriais e posterior ativação alcalina tem o potencial de estabilizar o rejeitado mineiro, tornando-o menos perigoso ou eventualmente inerte, permitindo também que estes resíduos inorgânicos e industriais possam ver melhoradas as suas características mecânicas permitindo a sua utilização na indústria da construção num paradigma de economia circular. Desta forma, a dissertação teve como principal foco a construção de provetes que simulassem a deposição dos rejeitados nas barragens de contenção e também a estabilização do material com recurso á técnica da ativação alcalina de resíduos industriais (cinzas volantes). O plano de trabalho consistiu na caraterização do rejeitado mineiro e das cinzas volantes tendo sido realizados ensaios de caraterização química, mineralógica e microestrutural. Posteriormente, foram efetuados ensaios triaxiais de forma a avaliar o desempenho mecânico dos provetes construídos com o rejeitado antes e após a estabilização. A partir do estudo desenvolvido verificou-se que a técnica de construção de provetes é adequada para a simulação da deposição dos rejeitados e que a sua a estabilização evidenciou resultados mecânicos promissores.

Mining is a key to the economy of many countries, including the national economy, and this exploitation has a number of negative impacts on the environment. The waste resulting from mining is called mine tailings and in general are presented in the form of mud. This tailing is deposited on the surface, thus it is necessary to build containment dams to confine as much as possible in a single site, dams that are often built incorporating mining waste. However, these tailings are often harmful to the environment and do not present, in their natural form, mechanical characteristics suitable for use in this type of structures and often need to be mixed with a binder. The mixture of these residues with other industrial waste and subsequent alkaline activation has the potential to stabilize the mine tailing, making it less dangerous or possibly inert, also allowing these inorganic and industrial waste improved mechanical characteristics allowing its use in the construction industry in a circular economy paradigm. Thus, the dissertation had as main focus the construction of specimens that would simulate the deposition of tailings in the containment dams and also the stabilization of the material using the activation technique through the alkaline activation of industrial waste (fly ash). The work plan consisted of the characterization of the mine tailing and the fly ash and chemical, mineralogical and microstructural characterization tests were carried out. Subsequently, triaxial tests were performed to evaluate the mechanical performance of the specimens constructed with the tailings before and after stabilization. From the study developed it was verified that the technique of construction of specimens is adequate for the simulation of the deposition of the tailings and that its stabilization showed promising mechanical results.