APLICAÇÃO DO REJEITO DA SCHEELITA EM CAMADAS GRANULARES DE PAVIMENTOS Adriel de Sá Linhares Ufersa, Mossoró, Brasil,

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1 APLICAÇÃO DO REJEITO DA SCHEELITA EM CAMADAS GRANULARES DE PAVIMENTOS Adriel de Sá Linhares Ufersa, Mossoró, Brasil, Prof. Eng. Me. Bruno Tiago Angelo da Silva Ufersa, Mossoró, Brasil, RESUMO: A utilização dos recursos naturais pelo ser humano ocorre continuamente desde a sua existência. O rejeito da scheelita na Mina Brejuí, estimado em cerca de toneladas, é um material que vem sendo descartado continuamente em enormes pilhas causando um impacto ambiental no local de produção. O rejeito da Mina Brejuí é proveniente da extração e beneficiamento da scheelita, que constitui uma importante fonte de tungstênio. Atualmente, a geração de resíduos industriais tem apresentado destaque em função da sua capacidade de gerar problemas ambientais pelo descarte inadequado devido à carência de técnicas alternativas e economicamente viáveis para reaproveitamento. Sabe-se que a utilização de finos de rocha como material constituinte na estabilização granulométrica de solos naturais pobres, para a execução de camadas de sub-base, base e revestimentos primários de pavimentos, é uma das alternativas já estudadas e difundidas no meio técnico, possuindo, inclusive, estudos já consolidados. Fazendo-se uso de metodologias realizadas em estudos de diversas universidades do país, buscou-se determinar a aplicabilidade dos resíduos gerados no processo de beneficiamento da scheelita em camadas de pavimentos, de modo a amenizar os danos causados pela sua excessiva produção. A metodologia utilizada no presente trabalho foi executada a partir de ensaios laboratoriais, com o propósito de analisar a granulometria, consistência e capacidade de suporte do rejeito da scheelita colhida na mina Brejuí em Currais Novos/RN e do solo natural coletado no campus central da UFERSA/Mossoró-RN. Tendo com base o pressuposto, a pesquisa propôs uma mistura solo/rejeito (contendo 60% do solo e 40% do minério de ganga ambas proporções em massa) e realizada, então, uma verificação de sua capacidade de suporte a partir do ensaio de Índice de Suporte Califórnia (CBR). Os copos de provas foram preparados para a mistura de solo- rejeito e o solo puro nos teores de umidades de compactação. Os resultados experimentais mostram que o rejeito da scheelita incorporado no solo não apresentou acréscimo de capacidade de suporte ao solo, tornando-o incapaz de utilizar como material estabilizante. Diante dos fatos, foi proposta outras duas alternativas que na qual seria utilizar o rejeito puro e rejeito com 1% de cimento em massa. A partir dos resultados de capacidade de suporte para ambas as amostras, os resultados se mostraram satisfatórios, apresentando valores de capacidade de suporte viáveis para aplicação em sub-base e base de pavimentos. Obtendo, assim, um pavimento ecológico capaz de compor as camadas mais nobres do pavimento flexível. PALAVRAS-CHAVE: Rejeito da scheelita, Mina Brejuí, Pavimento ecológico. 1 INTRODUÇÃO No Brasil, a scheelita é o principal mineral portador de tungstênio (W), um mineral metálico não ferroso que apresenta alta densidade e o mais alto ponto de fusão, superior a 3400ºC e boa condutividade elétrica. (Godeiro et al, 2010). O mineral scheelita pertence à classe dos tungstatos e especificamente é um tungstato de cálcio com composição: CaWo4. Segundo o Departamento Nacional de Produção Mineral DNPM o Rio grande do Norte tem o maior potencial produtivo de scheelita do Brasil. O tungstênio pertence à família dos metais refratários, utilizados sob a forma de metal duro, é resistente ao calor, tem alto peso específico e ponto de fusão. A scheelita é de suma importância para as indústrias bélica,

2 metalúrgicas, elétrica, mecânica, aeroespacial, petrolífera e outras. No Rio Grande do Norte, mais precisamente no município de Currais Novos, está presente a maior Mina de scheelita da América do Sul. A Mina Brejuí iniciou a exploração de suas atividades em 1943, data da descoberta do minério no município, entretanto, somente em 1954 foi constituída empresa com o nome Mineração Tomaz Salustino S/A. Seu apogeu foi na segunda guerra mundial, onde a mesma comercializava o mineral scheelita para indústrias de aço. Atualmente a Mina Brejuí tem de 65 km de galerias, possui 200 m de profundidade e cerca de 20% são túneis de acesso, ou seja, a maior parte dos túneis é de exploração. (Museu Mineral Mario Moacyr Porto, 2006). Na exploração da scheelita no Rio Grande do Norte foram geradas elevadas quantidades de rejeitos no processo de separação do minério, no caso da mina Brejuí desde o início das atividades até a paralisação, o rejeito ou minério de ganga corresponde aproximadamente a toneladas (Carvalho et al, 2002). Os equipamentos utilizados no processo de separação gravítica do minério não são eficientes, o que gera uma quantidade significativa de scheelita não aproveitada, conhecida como rejeito ou minério de ganga. Através de análise química pode-se detectar os diferentes elementos presente no rejeito e quantificar as suas proporções. Os resultados mostram que as amostras de rejeito apresentam principalmente cal e quartzo (Tabela 1). Tabela 1 - Caracterização química do rejeito. Média final (%) CaO 50,27% SiO 2 25,9% Fe 2 O 3 7,47% Al 2 O 3 9,57% K 2 O 1,77% TiO 2 0,62% WO 3 0,11% Outros 4,3% Fonte: Godeiro, et al (2010). A elaboração de um projeto de rodovia deve atender diversos fatores, como a capacidade de resistir ao tráfego intenso, ações climáticas, dificuldade em vencer o relevo e as áreas de alagamento. Um dos aspectos mais importantes é a construção de uma obra econômica com um elevado índice de qualidade. Os pavimentos, de acordo com a classificação do DNIT (2006), abordam que os pavimentos são classificados em três tipos: pavimentos flexíveis, semirrígido e os pavimentos rígidos. O pavimento é uma estrutura proveniente de várias camadas, tais como revestimento, base, sub-base, subleito e reforço do subleito, que tem a função de suportar o tráfego e proporcionar um meio mais seguro e econômico para o transporte de pessoas e mercadorias. O presente trabalho busca estudar a viabilidade de aplicação do minério de ganga da Mina Brejuí como estabilizante de solo ou como material componente de camadas granulares de pavimentos e através de análises experimentais como ensaios de caracterização do solo e índice de suporte califónia desenvolver as camadas de base e sub-base de pavimentos flexíveis comparando-os com amostras de solo puro retirado da jazida localizada no campus da UFERSA. 2 METODOLOGIA Foram realizados no laboratório de mecânica dos solos e pavimentação da Universidade Federal Rural do Semiárido os ensaios de caracterização, que englobam o ensaio de análise granulométrica (DNER ME-080/94), determinação do limite de plasticidade e liquidez (DNER ME-082/94). Também foram realizados ensaios de compactação (DNER ME- 162/94) e Índice de Suporte Califórnia (ISC) (DNER-ME 049/94), ambos executados na energia de Proctor intermediária, aplicando 26 golpes em cada uma das cinco camadas. Todas as amostras dos ensaios de caracterização foram reduzidas a tamanhos representativos desejáveis através do ensaio de preparação de amostras (DNER ME 041/94). A energia de compactação utilizada nos ensaios de compactação e CBR foi a energia intermediária, onde se aplica 26 golpes em cada

3 uma das cinco camadas. De acordo com os resultados obtidos no ensaio de CBR, pode-se verificar em qual tipo de tráfego o pavimento iria atender. Tabela 2 Valores mínimos de suporte do solo para cada tipo de tráfego. Tráfego Valores mínimos de CBR Base Subbase Subleito Leve 40 % 20 % 2 % Médio 60 % 20 % 2 % Pesado 80 % 20 % 2 % 3 RESULTADOS 3.1 Curva granulometrica dos materiais. O ensaio de análise granulométrica foi realizado para o solo puro, para o rejeito e mistura de 60% solo e 40% rejeito. Os resultados desses ensaios estão abordados no gráfico abaixo, onde, cada uma das distribuições está distinguida por cores. Gráfico 1 - Curva granulométrica do solo puro rejeito solo/rejeito Fonte: Autoria própria, Limite de plasticidade O solo não apresentou características de solo plástico. Ao tentar moldar com o solo um cilindro padrão adicionado de certa quantidade de água não conseguiu obter as dimensões de comprimento e diâmetro definidos pela norma. 3.3 Ensaio de compactação Tabela 3: Resultados do Ensaio de compactação. Amostra Umidade Solo Puro 8% 60% solo 40% Rejeito 8,57% Rejeito Puro 15,5% 99% Rejeito e 1% CP 12,04% Fonte: Autoria própria, Resultados dos ensaios CBR Para execução do ensaio de CBR foram moldados três corpos de provas, os quais passaram quatro dias mergulhados na água e posteriormente rompidos. O CBR adotado foi a média dos maiores valores em cada corpo de prova. Segundo Batalione (2007), solos com poucas variações de expansão apresenta um comportamento bastante desejado para uma camada da estrutura de pavimento Tabela 3: Resultados do Ensaio de CBR. Amostra Umidade Solo Puro 27,1% 60% solo 40% Rejeito 28,37% Rejeito Puro 45,5% 99% Rejeito e 1% CP 62,1% Fonte: Autoria própria, De acordo com a tabela 3, observa-se que o solo puro não é adequado para utilizar em camadas de base de pavimentos, entretanto, verifica-se a sua viabilidade para aplicação em camadas de sub-base por ter o CBR superior a 20%. Observa-se que a mistura solo/rejeito não é adequado para utilizar em camadas de base de pavimentos, visto que, para ser utilizado em camadas de base o CBR mínimo deveria ser de 60%, entretanto, verifica-se a sua viabilidade para aplicação em camadas de sub-base por ter o CBR superior a 20%. Comparando o suporte do solo puro com o suporte da mistura, concluise que o rejeito não influenciou preponderantemente na capacidade de suporte do solo. Para o rejeito puro, o CBR foi de 45,5% e expansão nula. Assim, determina-se que o solo não pode ser aplicado, em seu estado

4 puro, para camadas de base em pavimentos de tráfego médio, pois o CBR é inferior a 60%. Porém, sua capacidade de suporte já é admissível para sub-bases, pois o CBR 20%. De acordo com Silva (2009), em alguns projetos no estado do Ceará preconizam um valor de CBR mínimo de 40% para rodovias de baixo volume de tráfego. Percebeu-se que a mistura de 99% de rejeito com 1% de cimento apresentou um aumento considerável na capacidade de suporte da amostra em relação ao rejeito sem adição de cimento. Esse acréscimo de cimento validou a utilização do rejeito em camadas de base de pavimentos, onde o CBR mínimo preconizado por norma é de 60% para pavimentos com tráfego de médio porte. AGRADECIMENTOS Agradeço as instituições de ensino IFRN e UFERSA que me deram todo aparato necessário para realização desta pesquisa. Ao meu professor e orientador Bruno Tiago Angelo. Aos membros organizadores do evento Cobramseg REFERÊNCIAS BATALIONE, Giovane. Estabilização de solos tropicais com a utilização de rejeitos finos de pedreira de uma rocha granítica. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) Programa de Pós-Graduação de Engenharia da Universidade de Brasília UNB. Brasília - Distrito Federal, BERNUCCI, L. B., MOTTA, L. M. G., CERATTI, J. A. P., SOARES, J. B. (2006) Pavimentação asfáltica: formação básica para engenheiros. Rio de Janeiro BERNUCCI, L.L.B. Estudo do rejeito de quartzito mineiro para o Emprego em estruturas de pavimento. XIX ANPET CONGRESSO DE PESQUISA E ENSINO EM TRANSPORTES, (2005), Recife-Pe. CARVALHO, E. B.; LIMA, R. F. S.; PETTA, R. A., PAULO, J. B. A., SOUZA, L. C. Caracterização de rejeitos provenientes da usina de beneficiamento do minério da mina brejuí/rn. XIX Encontro Nacional de Tratamento de Minérios e Metalurgia Extrativa, Recife, 2002, vol. 1, p. 75. CRISTONI, S. Teoria e prática de tratamento, beneficiamento e recuperação de minérios por sistemas gravimétricos. São Paulo SP, Editora Signus, COSTA, J. L. Balanço Mineral Brasileiro Tungstênio, DNPM Departamento Nacional da Produção Mineral, Brasília DF, DEPARTAMENTO NACIONAL DE INFRAESTRUTURA DE TRANSPORTES DNIT. Manual de Pavimentação. Diretoria de Planejamento e Pesquisa. Coordenação Geral de Estudos e Pesquisa. Instituto de Pesquisa Rodoviárias. 3 ed. Rio de Janeiro, p DER Departamento de Estradas e Rodagem. Projeto de Restauração de pavimento. São Paulo, p Rodagem (1994) ME Solos Preparação de amostras para ensaios de caracterização. Rio de Janeiro. Rodagem (1994) ME 49 Solos determinação do Índice de Suporte Califórnia utilizando amostras não trabalhadas. Rio de Janeiro. Rodagem (1994) ME Solos Análise granulométrica por peneiramento. Rio de Janeiro. Rodagem (1994) ME Solos determinação do limite de plasticidade. Rio de Janeiro. Rodagem (1994) ME Solos Ensaio de compactação utilizando amostras trabalhadas. Rio de Janeiro. DNIT Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes (2009) ES 304/97 Base de solo melhorado por cimento. Rio de Janeiro. DNPM Departamento Nacional de Prodrução Mineral. Mineração no Semiárido Brasileiro. Série Geologia, Brasília - DF, 2009, p. 24. FERNANDES, Bruno Rodrigo Borges. Aproveitamento de Finos de Scheelita Utilizando Concentração Centrífuga e Lixiviação Ácida. Dissertação (Mestrado em Engenharia Minerais) Programa de Pós- Graduação de Engenharia da Universidade do Pernambuco UFPE. Recife - PE, FIGUEIREDO, P. C.; CHAVES, A. P. Recuperação de partículas minerais finas e ultrafinas no âmbito de concentração gravítica. XVI Encontro Nacional de

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