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Master's Dissertation
DOI
https://doi.org/10.11606/D.44.2022.tde-14072022-090057
Document
Author
Full name
Felipe Moschem de Nadai
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2022
Supervisor
Committee
Marinho, Fernando Antonio Medeiros (President)
Jucá, José Fernando Thomé
Oliveira, Orlando Martini de
Title in Portuguese
Interpretação de SWRC de rejeito de ferro itabirítico com foco na avaliação da saturação de pilhas de rejeitos filtrados
Keywords in Portuguese
Curva de retenção de água
Empilhamento seco
Geotecnia
Grau de saturação
Rejeitos de mineração
Solos não saturados
Abstract in Portuguese
O aumento da utilização de deposição de rejeitos por meio de empilhamento de material não saturado tem levado a necessidade de maiores estudos relacionados com o comportamento da água nestes materiais após a sua disposição. Os eventuais problemas advindos desta deposição estão não somente relacionados com o processo de compactação, mas também com a capacidade de retenção de água destes materais. Misturar rejeito de deslamagem com materiais mais grossos, como rejeito flotado, tem ganhado popularidade como forma de superar os problemas no empilhamento seco de materiais de granulação fina. O problema está associado a ocorrência de elevado grau de saturação, particularmente na base das pilhas, devido à capacidade de retenção de água. Entretanto, há pouca informação a respeito do desempenho hidráulico não-saturado dessas misturas de rejeito. Ensaios de caracterização geotécnica básica, ensaios de compactação, ensaios edométricos e ensaios para determinação das curvas de retenção de água de rejeitos de minério de ferro itabirítico de deslamagem, flotado e suas misturas foram analisados. As curvas de retenção de água do solo (SWRC) obtidas experimentalmente e as suas respectivas funções condutividade hidráulica não saturadas, obtidas usando o método Fredlund and Xing (1994), foram analisadas em condição de equilíbrio ao longo da profundidade de 100 metros de um depósito de rejeito filtrado hipotético. Esse trabalho apresenta o efeito da subida de água por capilaridade nas misturas de rejeito obtido por meio da interpretação das curvas de retenção de água. Observou-se que rejeito de deslamagem puro mantém grau de saturação acima de 80% ao longo de dezenas de metros acima do nível freático, devido à capilaridade; por outro lado, no rejeito flotado puro e nas misturas a espessura da pilha com saturação acima de 80% é de menos de 1 m. Além disso, estudos numéricos de percolação não saturada mostraram que o efeito de chuva e evapotranspiração representativas do Quadrilátero Ferrífero não altera as conclusões obtidas pela interpretação da SWRC com relação a ascenção capilar, mas indica o efeito do clima na zona ativa.
Title in English
not available
Keywords in English
Dry stacking
Geotechnics
Saturation degree
Soil water retention curve
Tailings
Unsaturated soils
Abstract in English
The increase in the adoption of dry stacking of unsaturated material to dispose tailings is demanding further studies related to the behavior of water in this materials after the disposition. The problems arising from unsaturated deposition are not only related to the compaction process, but also with the water retention capacity of these materials. Blending desliming tailings with coarser materials, such as flotation tailings, has been gaining popularity as a way to overcome the problems in dry stacking fine grained materials. The problem is associated with the occurence of high saturation degree, particularly at the bottom of the piles, due to the water retetion capacity. However, there is little information about the hydraulic performance of these tailings blends. Basic geotechnical characterization tests, compaction tests and tests to determine water retention of itabirite iron ore desliming tailings, flotation tailings and their blends were analyzed. The experimentally obtained Soil Water Retention Curves (SWRC) and their respective unsaturated hydraulic conductivity function, obtained through the Fredlund and Xing method (1994), were analyzed in equilibrium condition along the 100 meters depth of a filtered tailings deposit. This work presents the effect of the rise of water by capillarity in tailings blends obtained through the interpretation of the water retention curves. It was observed that pure desliming tailings maintain a degree of saturation above 80% along tens of meters above the phreatic level, due to capillarity; on the other hand, in the pure flotation tailings and in the blends the thickness with saturation degree above 80% is less than 1 meter. Furthermore, numerical studies of unsaturated percolation showed that the effect of rain and evapotranspiration representative of the Quadrilátero Ferrífero does not change the conclusions obtained by the SWRC interpretation regarding capillary rise, but indicates the effect of climate in the active zone.
 
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Release Date
2024-05-20
Publishing Date
2022-07-14
 
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