Esta pesquisa se ocupa do estudo da viabilidade de emprego do agregado constituído pelo rejeito de sinter feed jigado, um resíduo do processo de produção do minério de ferro, obtido inicialmente pelo rolo magnético, usualmente, existente e utilizado nas plantas de beneficiamento do minério e, posteriormente, submetido ao processo de jigagem3, alcançando, assim, sua condição final de deposição. Ocupa-se também do conhecimento detalhado da interface pasta/agregado dos concretos estudados. Até o momento, não há demanda comercial clássica para este rejeito, que vem sendo depositado, ao longo dos anos, em enormes pilhas junto às áreas de mineração, causando grandes danos ao meio ambiente e exigindo gastos com os custos relativos ao seu transporte interno, manuseio e estoque, controle e acompanhamento ambientais.
A abordagem situacional tem como referência as plantas de mineração operadas pela empresa Itaminas (ITM), no município de Sarzedo, as quais representam bem o perfil de mineração de ferro desenvolvido nos demais complexos da região.
Em ,Sarzedo, na Mina de Jangada, a Itaminas alimenta em suas unidades de tratamento de minério de ferro ITM 4, 5 e 6 cerca de 550.000t/mês, produzindo de 80 a 85% de minério de ferro e gerando de 20 a 15% de rejeito fino, também chamado “finos de barragem”, que é direcionado para barragens de rejeito e que, por sua característica, não constituiu objeto desta pesquisa. A produção dessas unidades é totalmente direcionada à exportação pela empresa Vale.
Em suas unidades ITM 2 e 8, cuja produção é direcionada para as empresas Gerdau- Açominas, Cosipa e Vale S. A., esta última visando à exportação, são alimentadas cerca de 260.000t/mês do explorado, produzindo algo da ordem de 68% de sinter feed, 12 a 15% de pellet feed e o restante constituindo os finos de barragem e o rejeito de
sinter feed, objeto do presente estudo.
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Jigagem é um processo de concentração gravimétrica mineral. Baseia-se na diferença de densidade existente entre os minerais presentes no minério, utilizando-se de um meio fluido (água ou ar) para efetivar a separação/concentração. Os equipamentos tradicionalmente utilizados são os jigues, usados na mineração de ouro, ferro e outros minérios. Na mineração de ferro, a jigagem pode ser utilizada como um segundo processo de concentração quando o rejeito gerado no processo do rolo magnético ainda apresenta teores elevados de Fe.
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A geração do rejeito de sinter feed nessas unidades é da ordem de 500 a 600t/dia, durante 30 dias por mês, 12 meses por ano, o que corresponde a um volume aproximado de 295m3/dia. Trata-se de material que, no processo de produção do minério de ferro, foi submetido a operações de lavagem e peneiramento, apresentando-se sem contaminantes e com razoável regularidade granulométrica.
O rejeito de sinter feed em sua configuração final, obtida, atualmente, depois de submetido a um processamento complementar em instalação de jigagem, que propicia uma maior separação do minério de ferro através de sistema gravimétrico, ainda contém significativa quantidade de ferro. Este método de concentração propicia maior recuperação do ferro em relação a processos usados anteriormente.
Os demais materiais envolvidos na pesquisa são os cimentos Portland, CP II - E 32 da Holcim (fabricado em Pedro Leopoldo/MG) e o CP IV - 40 RS da Soeicom (fabricado em Vespasiano/MG), a areia normal do IPT (beneficiada pelo IPT em São Paulo/SP), a areia comum quartzosa lavada média de Esmeraldas (procedente de Areias Fernato em Esmeraldas/MG), as britas calcárias 0 e 1 da Ical (procedente da mineração Ical em São José da Lapa/MG), aditivo plastificante polifuncional Mastermix BF 40 (fabricado pela BASF S.A.) e água comum distribuída pela Copasa/MG.
Uma ampla caracterização física, química, mineralógica e microestrutural dos materiais envolvidos na pesquisa, a critério do pesquisador e seu orientador, foi procedida. Os métodos de análise dos materiais da pesquisa, tendo em vista sua finalidade, foram definidos ou baseados na normalização brasileira e aplicáveis aos materiais constituintes dos concretos e argamassas de Cimento Portland.
Foram preparados dois traços de argamassa, produzidos com o rejeito de sinter feed e com a areia normal do IPT (com sua granulometria ajustada à granulometria do rejeito), e mantidos fixos e iguais os demais constituintes. Este procedimento, num primeiro instante, visou conhecer e avaliar aspectos diferenciais da reologia destes materiais. Amostras foram extraídas dos corpos de prova de ambas as argamassas para seu exame macroscópico e análise por microscopia eletrônica de varredura convencional, com ênfase na região de interface das mesmas, no estado endurecido. Os corpos de prova moldados foram cilíndricos, com 5cm de diâmetro e altura de 10cm. Procedimento semelhante foi desenvolvido em uma dosagem pré-estabelecida, desta feita em concretos com e sem o rejeito, este último como substituição total ou parcial
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da areia comum quartzosa, visando atender à mescla pré-definida da dosagem, dentro de um parâmetro convencional de concreto plástico (slump na faixa de 14 +/- 2cm). Amostras dos respectivos concretos, extraídas dos corpos de prova moldados Ø 10 x 20cm foram objeto das mesmas análises já referidas.
Também em procedimento semelhante ao anterior, foram moldados, com os mesmos traços de concreto, corpos de prova Ø 30 x 10cm, tendo sido submetidos a ensaios comparativos de abrasão hídrica, de acordo com as prescrições do método ASTM C 1138 (1997).
A Figura 6.18 apresenta a sequência fluxogramática da pesquisa, propiciando uma visão mais ilustrativa das etapas e dos procedimentos desenvolvidos.
Figura 6.18 – Fluxograma das atividades da pesquisa
Fonte: Elaborado pelo autor, 2015.
PESQUISA
Argamassa com areia normal IPT
Ensaios comparativos Discussão
Análises e microscopias Análises, microscopias e definições Caracterização e definição dos agregados Definição dos aglomerantes e aditivos Caracterização do rejeito de sinter feed Difratometria Porosimetria Microscopia Argamassa com rejeito
Avaliação macroscópica comparativa no estado
fresco
Avaliação comparativa resultados dos ensaios de
compressão simples
Concreto com agregados
convencionais Concreto com rejeito de sinter feed