Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Khảo sát đặc trưng mẫu bã thải quặng sắt và đánh giá tính đại diện của nó
Tóm tắt
Khối lượng lớn bã thải quặng sắt hàng năm, cộng với các chính sách môi trường ngày càng nghiêm ngặt sau các sự cố sập đổ thảm khốc của đập Fundão vào năm 2015 và đập Feijão I vào năm 2019, đã buộc các công ty khai thác mỏ Brazil phải tìm kiếm những phương pháp thải bỏ bã thải bền vững và an toàn hơn. Ngành công nghiệp khai thác mỏ Brazil đã nghiên cứu về việc xếp chồng khô các bã thải đã được lọc. Hầu hết các công ty hướng tới việc phát triển các cấu trúc xếp chồng khô lớn, trên 200 m chiều cao, nhằm hấp thụ toàn bộ lượng bã thải phát sinh. Khi bã thải đóng vai trò cấu trúc, việc đặc trưng hóa và hiểu biết về hành vi của các cấu trúc xếp chồng khô là điều vô cùng quan trọng. Nghiên cứu này nhằm mục đích đặc trưng hóa các thuộc tính chỉ số, đánh giá tác động của việc nén lên hành vi thủy lực, và đánh giá sự biến đổi tại thực địa của bã thải quặng sắt từ một mỏ ở Quadrilátero Ferrífero, Brazil. Ngoài ra, một cơ sở dữ liệu về các thuộc tính của bã thải quặng sắt từ Quadrilátero Ferrífero đã được thu thập và sử dụng để đánh giá các kết quả. Các mẫu đã được nén ở các mức 93%, 95%, 97% và 100% khối lượng đơn vị khô tối đa theo phương pháp Proctor, và độ thẩm thấu thủy lực đã được xác định cho các áp lực giới hạn khác nhau (100, 200, 400, 800, 1600 và 1900 kPa) cho mỗi mức độ nén. Các thuộc tính chỉ số của bã thải được nghiên cứu tương tự như các bã thải quặng sắt khác từ Quadrilátero Ferrífero, độ thẩm thấu thủy lực tỷ lệ thuận với tỷ lệ khoảng trống, và các thử nghiệm thực địa chỉ ra một số biến đổi cả về thuộc tính vật liệu và mức độ nén của vật liệu đã xếp chồng. Cơ sở dữ liệu trình bày trong nghiên cứu này cung cấp cho ngành công nghiệp khai thác mỏ một điểm tham chiếu cho các dự án tương lai.
Từ khóa
#bã thải quặng sắt #đặc trưng hóa #độ thẩm thấu thủy lực #nén #khai thác mỏTài liệu tham khảo
Alves ARC (2009) Disposição compartilhada de rejeito e estéril gerados no processo de extração de minério de ferro. University of Brasília (in Portuguese), Thesis
ANM (2023) Brazilian mineral yearbook—main metallic commodities. Brasília, Brazil
Barati S, Piltan & , Shourijeh T, et al (2020) Stabilization of iron ore tailings with cement and bentonite: a case study on Golgohar mine. Bull Eng Geol Env 79:4151–4166. https://doi.org/10.1007/s10064-020-01843-6/Published
Bruschi GJ, dos Santos CP, de Araújo MT et al (2021) Green stabilization of bauxite tailings: mechanical study on alkali-activated materials. J Mater Civil Eng. https://doi.org/10.1061/(ASCE)
Carraro JAH, Prezzi M (2008) A new slurry-based method of preparation of specimens of sand containing fines. Geotech Test J 31:
Carvalho WDS de (2017) Sistema de disposição compartilhada de estéreis e rejeitos desaguados da mina de Fernandinho. Federal University of Ouro Preto (in Portuguese), Thesis
Chapuis RP, Légaré P-P (1992) A Simple method for determining the surface area of fine aggregates and fillers in bituminous mixtures. In: Meininger RC (ed) Effects of Aggregates and Mineral Fillers on Asphalt Mixture Performance. ASTM STP 1147, Philadelphia, pp 177–186
Chapuis RP, Aubertin M (2003) On the use of the Kozeny-Carman equation to predict the hydraulic conductivity of soils. Can Geotech J 40:616–628. https://doi.org/10.1139/t03-013
CIMNE (2021) Computational analyses of Dam I failure at the Corrego de Feijao mine in Brumadinho Final Report. Barcelona
Crystal C, Hore C, Ezama I (2018) Filter-pressed dry stacking: design considerations based on practical experience. In: tailings and Mine Waste 2018. Keystone, pp 209–219
Cubrinovski M, Ishihara K (1999) Empirical correlation between SPT N-value and relative density for sandy soils. Soil Found 39:61–71. https://doi.org/10.3208/sandf.39.5_61
Cubrinovski M, Ishihara K (2000) Flow potential of sandy soils with different grain compositions. Soils Found 40:103–119. https://doi.org/10.3208/sandf.40.4_103
Cubrinovski M, Ishihara K (2002) Maximum and minimum void ratio characteristics of sands. Soil Found 42:65–78. https://doi.org/10.3208/sandf.42.6_65
Cubrinovski M, Rees S, Bowman E (2010) Effects of non-plastic fines on liquefaction resistance of sandy soils. Geotech Geolog Earthquake Eng 17:125–144. https://doi.org/10.1007/978-90-481-9544-2_6
da PresottiS, E (2002) Influência do teor de ferro nos parâmetros de resistência de um rejeito de minério de ferro. Federal University of Ouro Preto (in Portuguese), Thesis
da Silva WP (2010) Estudo do potencial de liquefação estática de uma barragem de rejeito alteada para montante aplicando a metodologia de Olson (2001). Federal University of Ouro Preto (in Portuguese), Thesis
Dauce PD, de Castro GB, Lima MMF, Lima RMF (2019) Characterisation and magnetic concentration of an iron ore tailings. J Market Res 8:1052–1059. https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2018.07.015
Davies MP, Rice S (2001) An alternative to conventional tailing management—“dry stack.” In: tailings and Mine Waste 2001, 1st edn. CRC Press, p 10
Davies M, Lupo J, Martin T, et al (2010) Dewatered tailings practice—trends and observations. In: tailings and Mine Waste 2010, 1st edn. CRC Press, London, p 10
Davies M (2011) Filtered dry stacked tailings—the fundamentals. In: tailings and Mine Waste 2011. Vancouver
de Silva JP, S, (2014) Evaluation of the flow scheme influence in the geotechnical behavior of a tailing dam heightened through the upstream method. University of São Paulo (in Portuguese), Thesis
Dornas ALL (2008) Análise do comportamento geotécnico da barragem Forquilha III para a geometria atual e para alteamentos futuros pelo método de montante. Federal University of Ouro Preto (in Portuguese), Thesis
dos Santos CP, Bruschi GJ, Mattos JRG, Consoli NC (2022) Stabilization of gold mining tailings with alkali-activated carbide lime and sugarcane bagasse ash. Trans Geotech. https://doi.org/10.1016/j.trgeo.2021.100704
Ferreira DS (2016) Análise do comportamento geotécnico do aterro experimental executado sobre um depósito de rejeitos finos. Federal University of Ouro Preto (in Portuguese), Thesis
Ferreira DB (2018) Liquefação de rejeitos de minério de ferro - estudo de caso: sistema pontal em Itabira/MG. Federal University of Ouro Preto (in Portuguese), Thesis
Fourie AB, Jones CJFP (2010) Improved estimates of power consumption during dewatering of mine tailings using electrokinetic geosynthetics (EKGs). Geotext Geomembr 28:181–190. https://doi.org/10.1016/j.geotexmem.2009.10.007
Fourie AB, Johns DG, Jones CJFP (2007) Dewatering of mine tailings using eletrokinetic geosynthetics. Can Geotech J 44:160–172. https://doi.org/10.1139/T06-112
Furnell E, Bilaniuk K, Goldbaum M et al (2022) Dewatered and stacked mine tailings: a review. ACS ES and T Engineering 2:728–745
Gomes RB, de Tomi G, Assis PS (2016) Iron ore tailings dry stacking in Pau Branco mine, Brazil. J Market Res 5:339–344. https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2016.03.008
Hore C, Luppnow D (2014) Karara Iron Ore TSF-design considerations for a unique large scale dry stack facility. In: tailings and Mine Waste 2014. Keystone, p 11
Ishihara K, Troncoso J, Kawase Y, Takahashi Y (1980) Cyclic strength characteristics of tailings materials. Soil Found. https://doi.org/10.3208/sandf1972.20.4_127
Lade P, v., Liggio CD, Yamamuro JA, (1998) Effects of Non-Plastic Fines on Minimum and Maximum Void Ratios of Sand. Geotech Test J 21:336–347. https://doi.org/10.1520/gtj11373j
Lees A (2016) Geotechnical finite element analysis. ICE Publishing
Li W, Coop MR, Senetakis K, Schnaid F (2018) The mechanics of a silt-sized gold tailing. Eng Geol 241:97–108. https://doi.org/10.1016/j.enggeo.2018.05.014
Lima RMF, Abreu FDPVF (2020) Characterization and concentration by selective flocculation/magnetic separation of iron ore slimes from a dam of Quadrilátero Ferrífero—Brazil. J Market Res 9:2021–2027. https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2019.12.034
Lupo J, Hall J (2011) Dry stack tailings—Design considerations. Tailings and Mine Waste’10—Proceedings of the 14th International Conference on Tailings and Mine Waste 327–334. https://doi.org/10.1201/b10569-40
Mijic Z, Bray JD, Riemer MF et al (2021) Test method for minimum and maximum densities of small quantities of soil. Soils Found 61:533–540. https://doi.org/10.1016/j.sandf.2020.12.003
Miranda TM (2018) Análise do potencial de liquefação de um rejeito de minério de ferro por meio de ensaios de laboratório e de campo. Federal University of Ouro Preto (in Portuguese), Thesis
Mohallem SDS (2018) Análise de sistema de co-disposição dos rejeitos de minério de ferro gerados na mina de Serra Azul - Itatiaiuçu/MG. Federal University of Ouro Preto (in Portuguese), Thesis
Morgenstern NR, Vick SG, Viotti CB, Watts BD (2016) Report on the immediate causes of the failure of the Fundão Dam
Nardelli V, Coop MR (2019) The experimental contact behaviour of natural sands: normal and tangential loading. Geotechnique 69:672–686. https://doi.org/10.1680/jgeot.17.P.167
Oathes TJ, Asce SM, Boulanger RW, Asce F (2022) Nonlinear Viscoplastic Modeling of the Feijão Dam 1 Failure
Pereira EL (2005) Estudo do potencial de liquefação de rejeitos de minério de ferro sob carregamento estático. Federal University of Ouro Preto (in Portuguese), Thesis
Pires KDS, Mendes JJ, Figueiredo VC et al (2019) Mineralogical characterization of iron ore tailings from the quadrilatero ferrifero, Brazil, by eletronic quantitative mineralogy. Mater Res 22:1–7. https://doi.org/10.1590/1980-5373-MR-2019-0194
Ren J, Li S, He H, Senetakis K (2021) The tribological behavior of iron tailing sand grain contacts in dry, water and biopolymer immersed states. Granul Matter. https://doi.org/10.1007/s10035-020-01068-0
Rezende VA (2013) Estudo do comportamento de barragem de rejeito arenosos alteada por montante. Federal University of Ouro Preto (in Portuguese), Thesis
Robertson PK, de Melo L, Williams DJ, Wilson GW (2019) Report of the expert panel on the technical causes of the failure of Feijão dam I
Sahi A, el Mahboub K, Belem T et al (2019) Dewatering of mine tailings slurries using superabsorbent polymers (SAPs) reclaimed from industrial reject of baby diapers: a preliminary study. Minerals. https://doi.org/10.3390/min9120785
Sandeep CS, Senetakis K (2019) Influence of morphology on the micro-mechanical behavior of soil grain contacts. Geomech Geophys Geo-Energy Geo-Resour 5:103–119. https://doi.org/10.1007/s40948-018-0094-6
Santos AG (2004) Influência do teor de ferro na condutividade hidráulica saturada de um rejeito de minério de ferro. Federal University of Ouro Preto (in Portuguese), Thesis
Servi S, Lotero A, Silva JPS et al (2022) Mechanical response of filtered and compacted iron ore tailings with different cementing agents: focus on tailings-binder mixtures disposal by stacking. Constr Build Mater. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2022.128770
Shafaei F, Doulati Ardejani F, Bahroudi A et al (2022) Mechanical-electrical dewatering (EDW) of mine tailings: influence of voltage level on water recovery and moisture reduction. Miner Eng. https://doi.org/10.1016/j.mineng.2021.107303
Silva JP de S, Mendes M, Milonas J, et al (2013) Geotechnical parameters of iron ore tailings from the Quadrilátero Ferrífero after different treatments and ore processing. Proceedings of the 16th International Seminar on Paste and Thickened Tailings 261–271. https://doi.org/10.36487/ACG_rep/1363_20_Silva
Tolentino MVC (2010) Estudo da viabilidade técnica do aproveitamento do resíduo arenoso da mineração do itabirito. Federal University of Minas Gerais (in Portuguese), Thesis
Torres-Cruz LA, Santamarina JC (2020) The critical state line of nonplastic tailings. Can Geotech J 57:1508–1517. https://doi.org/10.1139/cgj-2019-0019
Vale (2020) Repair and development. Dry iron ore processing. Dry processing at Vale. http://www.vale.com/brasil/EN/aboutvale/reports/atualizacoes_brumadinho/Pages/dry-processing.aspx. Accessed 1 Dec 2020
Vick SG (1990) Planning, design, and analysis of tailings dams, 2nd edn. BiTech Publishers Ltd., Vancouver
Zhang C, Ma C, Xiong J, Jiang Q (2022) Tailings dam geotechnical stability improvement due to flocculants treated fine tailings dewatering. Geotech Geol Eng. https://doi.org/10.1007/s10706-022-02300-9