Estudo do processo de sedimentação, compressibilidade e adensamento em rejeitos de fosfato com o uso de coagulantes e floculante

Abstract

El uso de teorías de consolidación en grandes deformaciones ha sido ampliamente utilizado durante décadas, por lo que es fundamental realizar estudios que mejoren un modelo de disposición fundamentalmente consistente, relacionado con las grandes deformaciones que experimentan los relaves durante el proceso de consolidación. Por tanto, esta tesis estandarizó una metodología de análisis desde el proceso de sedimentación, el proceso de consolidación, realizado por la prueba de consolidación inducida por percolación, además de un programa de simulación numérica. La metodología también incluyó el uso de coagulantes y floculante con dosis de 20 ppm a 120 ppm para comprender el comportamiento de los relaves frente a las reacciones químicas que se pudieran experimentar, además de conocer su respuesta en los procesos de sedimentación, compresibilidad y consolidación. Los resultados obtenidos de las pruebas determinaron con precisión la relación de velocidades de sedimentación y las relaciones de compresibilidad y permeabilidad para pulpas de relaves de baja densidad, refiriéndose a diferentes condiciones de contenido de sólidos y dosis de floculante. Estos modelos, que dependen de las relaciones de sedimentación, compresibilidad y permeabilidad, se pueden utilizar para seleccionar estrategias de disposición de relaves mineros en la etapa de almacenamiento de reservorios de un proyecto minero.

A gestão de disposição de rejeitos de baixa densidade por via úmida, tal como o de fosfato, é de extrema relevância na indústria da mineração, sendo imprescindível uma caracterização detalhada dos deles. A utilização de teorias de adensamento a grandes deformações já é amplamente feita há décadas, dessa forma torna-se indispensável realizar estudos aprimorando um modelo deposicional fundamentalmente consistente, relacionados às grandes deformações experimentadas pelo rejeito durante o processo de adensamento. Portanto, esta tese padronizou uma metodologia de análise desde o processo de sedimentação (mediante ensaios de coluna), o processo de adensamento, realizado pelo ensaio de adensamento induzido por percolação (um ensaio não convencional em particular), além de um programa de simulações numéricas. O rejeito procedente da etapa de beneficiamento da Mina de Bayovar, no Peru, permitiu montar os corpos de prova para diferentes teores de sólidos, com limites entre a faixa de 8,5% a de 21%. A metodologia também foi agregada o uso de coagulantes e floculante com dosagens de 20 ppm a 120 ppm para entender o comportamento do rejeito frente às reações químicas que poderiam ser experimentadas, além de conhecer sua resposta nos processos de sedimentação, compressibilidade e adensamento. Os resultados obtidos com os ensaios determinaram com precisão a razão da velocidade de sedimentação e as relações de compressibilidade e permeabilidade para polpas do rejeito de baixa densidade, referindo-se às diferentes condições do teor de sólidos e da dosagem do floculante. Os ensaios de adensamento por percolação ajudaram no entendimento do rejeito de fosfato com a obtenção dos parâmetros constitutivos que foram usados diretamente na modelagem numérica de adensamento de grandes deformações (através do software CONDES0), de onde foram obtidas simulações de enchimento de um reservatório. Esses modelos, que dependem das relações de sedimentação, compressibilidade e permeabilidade, podem ser usados para a seleção de estratégias de disposição de rejeitos de mineração na etapa de armazenamento nos reservatórios de um projeto de mineração.