UNIVERSIDADE FEDERAL DE OURO PRETO

ESCOLA DE MINAS
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DE MINAS

CAROLINA VIVIAN DE SOUZA

ESTUDO DAS TÉCNICAS DE DISPOSIÇÃO DE REJEITOS DE MINERAÇÃO

OURO PRETO – MG
2018
 CAROLINA VIVIAN DE SOUZA

ESTUDO DAS TÉCNICAS DE DISPOSIÇÃO DE REJEITOS DE MINERAÇÃO

Monografia submetida à apreciação da banca

examinadora de graduação em Engenharia
de Minas da Universidade Federal de Ouro
Preto, como parte dos requisitos necessários
para a obtenção de grau de bacharel em
Engenharia de Minas.

Orientador: Prof. Dr. Hernani Mota de Lima

OURO PRETO - MG
2018
S729e Souza, Carolina Vivian de.
Estudo das técnicas de disposição de rejeitos de mineração [manuscrito] /
Carolina Vivian de Souza. - 2018.

77f.: il.: color; grafs; tabs.

Orientador: Prof. Dr. Hernani Mota de Lima.

Monografia (Graduação). Universidade Federal de Ouro Preto. Escola de

Minas. Departamento de Engenharia de Minas.

1. Minas e recursos minerais. 2. Rejeitos. 3. Beneficiamento de minério. 4.

Geotecnia. I. Lima, Hernani Mota de. II. Universidade Federal de Ouro Preto.
III. Titulo.

CDU: 622.7

Catalogação: ficha@sisbin.ufop.br
 AGRADECIMENTOS

Agradeço a Deus por me guiar e me dar força para a realização deste sonho.
Aos meus pais, por me incentivarem a buscar sempre o melhor em minha vida, e por
acreditarem que eu chegaria aqui.
A minha irmã Lívia, por sempre acreditar em mim e me impulsionar. Por todo o
amadurecimento conjunto e por me mostrar o quão grande pode ser o amor entre irmãs.
A minha avó Graça, por todo amor e por acreditar em mim em todos os momentos.
Minha eterna gratidão a você.
A meu tio Sidney, pelo carinho, incentivo e apoio incondicional.
Aos amigos de São João del Rei, Ouro Preto e do CSF - Austrália por me
proporcionarem momentos únicos e que jamais serão esquecidos.
Ao meu orientador, Prof. Dr. Hernani Mota de Lima, pelo suporte e orientação no
pouco tempo que lhe coube.
A UFOP, a UWA, a Fundação Gorceix, aos professores e a gloriosa Escola de Minas,
por proporcionarem a realização desse sonho e por todo conhecimento transmitido a mim.
A todos que direta ou indiretamente fizeram parte da minha formação, o meu muito
obrigado.
Por fim, agradeço infinitamente a República Drosófila, por todos os bons momentos,
por me acolherem e por se tornarem minha família.
 “O seu trabalho vai ocupar grande
parte da sua vida, e a única maneira de ser
realmente satisfeito é fazer aquilo que você
acreditar ser um ótimo trabalho. A única maneira
de realizar um ótimo trabalho é amar aquilo que
você faz.”

Steve Jobs
 RESUMO

O aumento da necessidade de extração de minérios de menor teor e maior profundidade tem

resultado em uma maior produção de rejeitos, estéreis e maior necessidade de água, afetando
o desenvolvimento da mina em diversos locais. Assim sendo, as empresas mineradoras vem
buscando novas alternativas para a disposição de rejeitos, de forma a reduzir os impactos
ambientais, riscos e custos associados principalmente à recuperação de água. No presente
trabalho foram apresentados os riscos e aspectos associados à disposição de rejeitos em
barragens convencionais e as metodologias alternativas de disposição de rejeitos,
compreendendo: a disposição de rejeitos na forma de aterro hidráulico, a disposição de
rejeitos espessados (desaguados) e/ou em pasta, a disposição de rejeitos filtrados em pilhas
controladas, a co-disposição e disposição compartilhada de rejeitos e estéreis em superfície, a
disposição de rejeitos em cavas exauridas, a disposição e rejeitos em cavidades subterrâneas
previamente lavradas como forma de preenchimento, e a disposição de rejeitos em ambientes
subaquáticos. Alguns fatores limitantes associados às diferentes metodologias incluem: o
fornecimento de energia, o clima, a produção, o custo, a topografia, a sismicidade, a água, a
facilidade de operação, entre outros. Dessa forma, mesmo com o avanço dos métodos de
recuperação de água, a metodologia de disposição de rejeitos a ser empregada deve levar em
conta principalmente as condições e requisitos específicos de cada mina.

Palavras-chave: Mineração. Rejeitos. Métodos de disposição de rejeitos.

 ABSTRACT

The increase in the need for extraction of deeper and lower grades of ore has resulted in a
higher production of tailings, sterile rocks and has increase the need of water, affecting the
development of the mine in several places. Therefore, mining companies are seeking for new
tailings disposal alternatives, in order to reduce the environmental impacts, risks and costs
associated with water recovery. This paper presented the risks and aspects associated with
conventional tailings dams and some of the alternative tailings disposal methodologies,
including: the disposal of tailings using the hydraulic landfill technique, the disposal of
thickened (dewatered) and / or paste tailings, the disposal of filtered tailings in dry stacks, co-
disposal and shared disposal of tailings and sterile rocks, the disposal of tailings in exhausted
surface mines, the disposal of tailings in previous underground worked out voids as fill
material, and the disposal of tailings offshore. Some limiting factors associated with different
methodologies include energy supply, climate, production rates, costs, topography, seismicity,
water, operational predictability, among others. Thus, even with the advancement of water
recovery methods, the tailings disposal methodology to be applied should take into account, in
particular, the specific conditions and requirements of each mine.

Key words: Mining. Tailings. Tailings disposal methods.

 LISTA DE FIGURAS

Figura 1 - Descarga de rejeitos pontual na mina de Glebe, Inglaterra .................................. 18

Figura 2 - Descarga de rejeitos por multiplos pontos na mina de ouro de Jundee,
Austrália ........................................................................................................ 19
Figura 3 - Métodos de descarga de rejeitos a) por múltiplos pontos e b) descarga
pontual .......................................................................................................... 20
Figura 4 - Zonas de diferentes permeabilidades causadas por segregação hidráulica......... 21
Figura 5 - Evolução no tempo das atividades relativas a barragens de rejeito ..................... 23
Figura 6 - Método de montante ............................................................................................ 25
Figura 7 - Desvantagens do método de montante: a) linha freática elevada; b)
superfície provável de ruptura passa pelos rejeitos; c) risco de
ruptura por “piping”........................................................................................ 27
Figura 8 - Método de jusante ............................................................................................... 28
Figura 9 - Método de linha de centro ................................................................................... 30
Figura 10 - Comparação de volumes para os tipos de barragem: (a) Método de
montante; (b) Método de jusante; e (c) Método da linha de centro ................ 32
Figura 11 - Caixas de armazenamento de água na barragem da mina de cobre
Kennecott, localizada nos EUA ..................................................................... 33
Figura 12 - Represamento em anel: (a) simples e (b) múltiplos ........................................... 35
Figura 13 - Represamento a meia encosta: (a) simples e (b) múltiplos ................................ 35
Figura 14 - Represamento em bacia: (a) simples e (b) múltiplos ......................................... 36
Figura 15 - Represamento em vale: (a) simples e (b) múltiplos ........................................... 36
Figura 16 - Falhas em barragens de rejeito entre 1960-2010............................................... 39
Figura 17 - Principais causas de ruptura em barragens de rejeito entre 1915 – 2016 .......... 41
Figura 18 - Balanço hídrico de uma barragem de rejeitos convencional .............................. 43
Figura 19 - Série de hidrociclones localizados na crista de uma barragem .......................... 46
Figura 20 - Exemplos típicos de rejeitos espessados........................................................... 49
Figura 21 - Ângulos de disposição para polpas de alta densidade e para pasta, para
diferentes tipos de terreno............................................................................. 51
Figura 22 - Tipos de espessadores para adensamento de polpas de minério de ferro......... 52
Figura 23 - Empilhamento a seco de rejeitos usando caminhões como transporte .............. 54
Figura 24 - Empilhamento a seco de rejeitos utilizando correias transportadoras na
mina La Coipa, no Chile ................................................................................ 55
Figura 25 - Tendências no uso de rejeitos desaguados na mineração ................................. 56
Figura 26 - Bacias de rejeito construídas no depósito de estéril .......................................... 60
Figura 27 - Mistura de rejeito com estéril no topo do depósito ............................................. 60
Figura 28 - Injeção de rejeito em furos verticais no topo do depósito de estéril.................... 61
Figura 29 - Injeção de rejeito em furos inclinados no topo do depósito de estéril ................. 62
Figura 30 - Disposição de rejeito em camadas finas no topo do depósito ............................ 63
Figura 31 - Disposição em cava a céu aberto ...................................................................... 64
Figura 32 - Deposição em cavas: (a) Extração do minério total; (b) Deposição feita
ao mesmo tempo que a extração do minério................................................. 64
 LISTA DE TABELAS

Tabela 1 - Transformações físicas experimentadas por rejeitos durante o ciclo de

operabilidade de uma barragem.................................................................... 22
Quadro 1 - Comparação entre as características dos métodos de alteamentos de
barragens de rejeito ...................................................................................... 31
Tabela 2 - Fatores que influenciam a escolha do local para barragens de rejeito ................ 34
Quadro 2 - Critérios para seleção e preparação do local para implantação de uma
barragem de rejeitos ..................................................................................... 37
Tabela 3 - Fases e tarefas do processo de seleção do local de implantação de
barragens de rejeito ...................................................................................... 38
Tabela 4 - Estados físicos dos rejeitos e correspondente teor de sólidos esperado ............. 48
Tabela 6 - Comparativo entre as formas de disposição de rejeitos ...................................... 53
Tabela 5 - Custos relativos aos diferentes sistemas de disposição de rejeitos..................... 53
Quadro 3 - Vantagens e desvantagens da disposição de rejeitos espessados e/ou
em pasta ....................................................................................................... 53
Quadro 4 - Mecanismos de filtragem e os principais fornecedores ...................................... 56
Quadro 5 - Vantagens e desvantagens da disposição de rejeitos em pilhas secas /
rejeitos filtrados ............................................................................................. 58
Quadro 6 - Vantagens e desvantagens da disposição subterrânea de rejeitos .................... 67
Quadro 7 - Tipos de preenchimento utilizado em minas subterrâneas ................................. 68
Tabela 6 - Comparativo entre as formas de disposição de rejeitos ...................................... 73
 LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS

DAM Drenagem ácida de mina

HDPE Tubulações de polietileno de alta densidade
LHD Carregadeiras subterrâneas (Load Haul Dump)
OPEX Custos operacionais da empresa
ROM Minério proveniente da mina (Run of Mine)
TSF Instalação de armazenamento de rejeitos (Tailings Storage Facility)
 SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO .................................................................................................. 12

2 OBJETIVOS ....................................................................................................... 14

3 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA .......................................................................... 15

3.1 REJEITOS DE MINERAÇÃO......................................................................... 15

3.1.1. Produção de rejeitos ................................................................................. 16
3.1.2. Características dos rejeitos ...................................................................... 17
3.1.3. Técnicas de descarga de rejeitos .............................................................. 18
3.1.3.1. Descarga pontual e por múltiplos pontos ................................... 20
3.1.4. Comportamento dos rejeitos .................................................................... 21
3.2 BARRAGEM DE REJEITOS .......................................................................... 22
3.2.1. Método de alteamento a montante .......................................................... 24
3.2.2. Método de alteamento a jusante .............................................................. 28
3.2.3. Método de alteamento por linha de centro ............................................. 29
3.2.4. Transporte e descarga de rejeitos ........................................................... 32
3.2.5. Local de implementação de barragens de rejeito .................................. 34
3.2.6. Riscos associados e gestão da água .......................................................... 39
3.3 MÉTODOS ALTERNATIVOS DE DISPOSIÇÃO DE REJEITOS ............... 45
3.3.1. Disposição de rejeitos na forma de aterro hidráulico............................ 45
3.3.2. Disposição de rejeitos espessados e/ou em pasta .................................... 47
3.3.3. Disposição em pilhas controladas / rejeitos filtrados............................. 54
3.3.4. Disposição compartilhada / co-disposição .............................................. 59
3.3.5. Disposição em "pit" .................................................................................. 63
3.3.6. Outros métodos de disposição.................................................................. 65
3.3.6.1. Disposição subterrânea ................................................................ 65
3.3.6.2. Disposição de rejeitos em ambientes aquáticos ........................... 68

4 ANÁLISE DOS MÉTODOS .............................................................................. 70

5 CONCLUSÃO................................................................................................... 702

REFERÊNCIAS .......................................................................................................... 74

GLOSSÁRIO............................................................................................................... 77
 12

1 INTRODUÇÃO

Entre os resíduos gerados pela extração mineral, destacam-se os estéreis e rejeitos.

Estéreis são comumente depositados na forma de pilhas. Rejeitos são subprodutos sem maior
valor econômico, gerados através do beneficiamento mineral. Geralmente são produzidos em
grandes quantidades e podem conter substâncias químicas nocivas ao meio ambiente. Assim
sendo, devem ser armazenados de forma ambientalmente segura e econômica.
Apesar dos avanços tecnológicos no beneficiamento mineral, empresas do setor
mineral ainda enfrentam o desafio de melhorar o gerenciamento dos rejeitos. Além disto, a
necessidade de se extrair minérios de menor teor e maior profundidade resultou em uma
maior geração de rejeitos e estéreis e em uma maior necessidade de água, se tornando estas as
maiores restrições ao desenvolvimento da mina em diversos locais (WATSON et al. 2010).
Rejeitos podem ser descartados sob a forma sólida (pasta ou granel), ou líquida (polpa
de água com sólidos ou lama) podendo ser dispostos em superfície (cavas exauridas, pilhas de
estéril e/ou barragens de rejeito), em cavidades subterrâneas ou ambientes subaquáticos, de
acordo com as características do material e do processo de beneficiamento utilizado
(FIGUEIREDO, 2007). O mau gerenciamento de risco em barragens pode causar grandes
prejuízos ambientais, econômicos e sociais. Desta forma, surgiu-se o interesse da indústria
mineral em procurar métodos alternativos para a disposição de rejeitos, visando redução de
riscos ambientais e reutilização da água.
A disposição subaquática não é tão amplamente aplicada quanto os outros métodos de
disposição, devido ao grande potencial de risco de contaminação. Enquanto a disposição em
superfície é a mais aplicada atualmente, observando-se uma preferência por barragens de
contenção, visto que a disposição subterrânea requer a necessidade de preenchimento de
cavidades de minas subterrâneas (FIGUEIREDO, 2007).
As barragens podem ser construídas em única etapa ou através de alteamentos ao
longo do tempo, proporcionando maior flexibilidade e adaptação da barragem às necessidades
da mina. Quando o rejeito possui granulometria mais grossa sua deposição pode ser feita
através da técnica de aterro hidráulico. Os alteamentos podem ser feitos através do Método de
Jusante, Método de Montante e Método de Linha de Centro, sendo o Método de Montante
considerado mais econômico e de maior facilidade de execução, porém o que apresenta maior
dificuldade de controle de riscos e da superfície freática (FIGUEIREDO, 2007).
 13

Técnicas de disposição de rejeitos desaguados vêm sendo muito estudadas, visto que o
maior problema de estabilidade em barragens está relacionado ao confinamento de água
residual. Além da busca por maior estabilidade, tais técnicas proporcionam maior
reaproveitamento de água e aumenta a disponibilidade de área para disposição
(FIGUEIREDO, 2007). Dentre estas técnicas destacam-se a disposição de rejeitos filtrados,
espessados e/ou em pasta.
Outra metodologia alternativa importante é a co-disposição ou disposição combinada
de rejeitos e estéreis em regiões já mineradas, como no caso de cavas exauridas, ou depósitos
específicos (barragens de contenção, pilhas, etc.) (FIGUEIREDO, 2007).
Desta forma, é importante a realização de uma análise detalhada das condições do
rejeito e suas características tecnológicas, considerando a grande variabilidade operacional da
planta de beneficiamento e fatores econômicos, de forma a avaliar a aplicabilidade de cada
método de disposição. Diante disto, este trabalho visa apresentar alguns dos métodos de
disposição de rejeitos, destacando-se as vantagens, desvantagem e fatores que determinam a
aplicação de cada método, na tentativa de minimizar os riscos relacionados à etapa de
disposição de rejeitos nas atividades de mineração.
 14

2 OBJETIVOS

Os objetivos do presente trabalho são:

 Apresentar aspectos gerais sobre os rejeitos;
 Apresentar, através de uma revisão bibliográfica, as considerações para aplicação,
características, vantagens e desvantagens, critérios de aplicabilidade e principais riscos
associados às barragens de contenção e metodologias alternativas de disposição de
rejeitos;
 Apresentar uma análise geral dos métodos, visando minimizar riscos, impactos
ambientais e os custos associados à disposição de rejeitos.
 15

3 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

3.1 REJEITOS DE MINERAÇÃO

O beneficiamento de minérios é o tratamento industrial aplicado para preparação do

minério através de métodos físicos e/ou químicos, sem alteração da constituição química dos
minerais presentes, de modo a se purificar, enriquecer e atingir a granulometria ideal do
minério para que o mesmo tenha valor econômico (ARAUJO, 2006). O beneficiamento
mineral divide o material bruto em concentrado e rejeito. O rejeito é constituído de minerais
que são descartados pelo processo de beneficiamento, por não atingirem teor e granulometria
adequados para eventual valor econômico. Suas propriedades variam de acordo com as
características do processo de beneficiamento aplicado e dos minerais presentes, e estas
características influenciam diretamente em seu método de disposição (LIMA, 2006).
O processo de extração e beneficiamento nunca é completamente eficiente, nem é
possível recuperar todos os reagentes e produtos químicos reutilizáveis. Alguns metais,
minerais, reagentes, água, produtos químicos e orgânicos que não são reutilizáveis ou não
possuem valor econômico, são descartados, comumente em forma de lama, em uma área de
armazenamento final comumente conhecida como Tailings Storage Facility (TSF) (ENGELS,
2006). O rejeito é um material que não possui maior valor econômico, mas devido as suas
características físicas e químicas deve ser devidamente armazenado por questões ambientais.
Rejeitos são normalmente armazenados na superfície em barragens de contenção,
cavas exauridas de minas a céu aberto, ou na forma de pilhas, mas também podem ser
armazenados no subsolo, como forma de preenchimento de espaços existentes após extração
do minério em minas subterrâneas, como sustentação e composição topográfica, além de ser
uma alternativa para o armazenamento de rejeitos (ENGELS, 2006).
Como os rejeitos são produtos sem valor econômico, consequentemente, tendem a ser
armazenados da forma mais econômica possível, atendendo as regulamentações ambientais e
características específicas do local. O avanço da tecnologia tem permitido a extração de
minérios de menor teor, o que implica não apenas no aumento da eficiência do processo, mas
também em uma maior geração de rejeitos, tornando as regulamentações ambientais mais
rigorosas no que diz respeito às práticas de armazenamento de rejeitos (ENGELS, 2006).
Ao considerar o projeto de uma barragem de rejeitos, existem vários parâmetros que
afetam a escolha do local ideal e os métodos de armazenamento e descarga de rejeitos a serem
aplicados. O ambiente e as condições do solo são os parâmetros mais importantes e
 16

influenciam na maneira como uma barragem é projetada, construída, operada e fechada. Por
essa razão, uma série de métodos alternativos de armazenamento e descarga de rejeitos deve
ser considerada antes de se projetar uma barragem, o que pode ser alcançado através de
estudos para avaliar fatores de risco, ambientais, sociais, econômicos e operacionais com um
nível mais alto de confiança (RITCEY, 1989).
O processo de beneficiamento de minérios e posterior descarte em instalações de
armazenamento expõem os minerais ao intemperismo acelerado e pode consequentemente
aumentar a taxa de mobilização destes elementos. A adição de reagentes no processo de
beneficiamento pode também alterar as características químicas e as propriedades físicas do
rejeito (ENGELS, 2006). Um exemplo disto ocorre no beneficiamento de minérios sulfetados,
onde os minerais sulfetados oxidam mais facilmente, devido à exposição dos rejeitos ao ar e à
água, ocasionando em uma geração de ácido que entra em contato com o ambiente através de
escoamentos ou infiltrações. Na mineração este evento é conhecido como Drenagem Ácida de
Mina (DAM). Técnicas alternativas de armazenamento podem ser aplicadas para controlar a
oxidação de sulfetos e mobilização de metais (RITCEY, 2005).

3.1.1 Produção de rejeitos

A disposição de rejeitos é considerada a principal fonte geradora de impacto ambiental

em muitas operações de mineração (VICK, 1990). Ao longo do ultimo século, os volumes de
rejeitos gerados cresceram drasticamente à medida que a demanda por minerais e metais
aumentou e os minérios com teores mais baixos estão sendo extraídos economicamente
devido aos avanços na tecnologia (ENGELS, 2006).
Um teste mineralógico pode ajudar a identificar os métodos de extração mais
vantajosos a serem aplicados para um determinado corpo mineral, e pode também determinar
se existem outros minerais de interesse econômico, o tipo e as quantidades de reagentes
necessários para separar o concentrado da ganga e o melhor método de armazenamento para o
rejeito (RITCEY, 1989). Entretanto, estes testes-piloto podem não representar exatamente os
rejeitos que serão produzidos em grande escala. Isso significa que o projeto final de qualquer
instalação de armazenamento de rejeitos é sempre provisório e deve ser confirmado uma vez
que a produção de rejeitos esteja em andamento (ENGELS, 2006).
Ao projetar a planta de beneficiamento, os tipos e quantidades de reagentes usados
devem ser considerados para diminuir os impactos ambientais e custos associados à
 17

disposição dos rejeitos, visto que reagentes dosados em pequenas quantidades podem ser
consumidos, retidos no processo ou descartados com os rejeitos (RITCEY, 1989).

3.1.2 Características dos rejeitos

As características dos rejeitos podem variar muito e dependem da mineralogia do

minério, juntamente com os processos físicos e químicos usados em sua extração e
beneficiamento. As características dos rejeitos devem ser determinadas para estabelecer o
comportamento dos rejeitos, uma vez depositados em seu local de armazenamento final, e
também para estudo dos impactos ambientais de curto e longo prazo. Uma vez que as
possíveis características dos rejeitos sejam determinadas através de testes e planta piloto, os
requisitos necessários para o projeto podem ser identificados de forma a mitigar o impacto
ambiental e para determinar o desempenho operacional ideal (ENGELS, 2006).
A liberação da água do rejeito e o volume disponível para retorno para a planta de
beneficiamento é um parâmetro importante no projeto e influencia no balanço hídrico do
mesmo (custos de água de reposição). Essa liberação é dependente das propriedades físicas
dos rejeitos depositados e pode ser estimada através de testes laboratoriais com diferentes
concentrações de sólidos. Este parâmetro pode influenciar no tipo de armazenamento de
rejeitos utilizado e para minimizar as perdas por infiltração e evaporação (ENGELS, 2006).
De acordo com EC (2004), as seguintes características dos rejeitos precisam ser
estabelecidas de forma a ajudar a determinar os requisitos do projeto de armazenamento de
rejeitos:
 Composição química e capacidade de oxidar e mobilizar metais;
 Composição física e estabilidade (carga estática e sísmica);
 Comportamento sob pressão e taxas de consolidação;
 Estabilidade da erosão (vento e água);
 Tempo de assentamento, secagem e densificação após deposição;
 Comportamento e formação de crosta no topo dos rejeitos.
É essencial que, ao investigar as propriedades dos rejeitos, as características físicas e
os parâmetros do material (por exemplo, ângulos de inclinação, segregação do tamanho das
partículas, recuperação da água) que podem ocorrer como resultado de técnicas de deposição
variadas, sejam identificados (ENGELS, 2006).
 18

Uma vez que os parâmetros específicos do local em potencial (por exemplo,

ambientais, sociais, geotécnicos e custos), as características dos rejeitos e seu comportamento
após a deposição sejam determinados, o processo de decisão para o método ideal de
armazenamento pode ser iniciado (ENGELS, 2006).

3.1.3 Técnicas de descarga de rejeitos

Os rejeitos podem ser descarregados usando técnicas subaquáticas, subterrâneas ou a

céu aberto (DPI, 2003). A escolha de qual método utilizar, bem como as características do
próprio rejeito, pode afetar diretamente na forma como o rejeito se deposita.
A descarga de rejeitos em forma de polpa (método mais utilizado) é geralmente feita
através de um ou mais pontos de descarga (spigots, também conhecidos como canhões de
lançamento) localizados ao longo da instalação, como mostram as Figuras 1 e 2. A descarga
de rejeito espessado é geralmente realizada através de dutos (risers) ou fontes pontuais
localizadas no centro da instalação e que crescem de acordo com sua vida útil (ENGELS,
2006). Já o empilhamento de rejeitos a seco é comumente feito por empilhadeiras ou
caminhões (DAVIES & RICE, 2001).

Figura 1 – Descarga de rejeitos pontual na mina de Glebe, Inglaterra (ENGELS, 2006).

 19

Figura 2 – Descarga de rejeitos por multiplos pontos na mina de ouro de Jundee, Austrália (ENGELS, 2006).

Os rejeitos em forma de polpa podem ser transportados através de canais ou

tubulações, com ou sem sistemas de bombeamento (ENGELS, 2006). O dimensionamento do
sistema de tubulação leva em consideração a velocidade mínima de fluxo necessária para
evitar a obstrução e sedimentação de partículas sólidas ao longo da tubulação, que é feita de
polietileno de alta densidade (HDPE). Esta velocidade comumente varia entre 1,5 a 3 m/s
(RAFAEL, 2012).
O comportamento geral do rejeito após deposição é fluir para que ocorra a segregação
natural. O grau de segregação atingido vai depender do tamanho das partículas e da densidade
da polpa (VICK, 1990).
Praia é a porção do reservatório localizada na porção mais próxima da barragem, e
recebe esse nome devido às suas propriedades que possibilitam o afastamento da lâmina
d’água em relação ao barramento (ENGELS, 2006).
Em polpas de baixa densidade, partículas grossas geralmente de depositam perto do
ponto de descarga enquanto partículas finas são carregadas para mais longe. O fluxo de
deposição influencia muito na segregação destas polpas, os pontos de descarga criam um
fluxo unificado através da praia (VICK, 1990). Para deposição em superfície isto resulta em
uma praia inclinada, com maior inclinação na proximidade do ponto de descarga. De acordo
com Vick (1990), o grau de inclinação da praia esperado varia entre 0,5 e 2,0% nas primeiras
centenas de metros, e quanto maior a densidade da polpa, maior a inclinação.
A disposição de rejeitos através de vários pontos de descarga (spigotting) é
comumente aplicada em barragens de rejeito, pois estes ajudam a controlar a geometria e
 20

localização da lagoa, além de ajudarem a controlar a espessura da camada de rejeitos.

Comumente é aplicado um sistema cíclico de descarga e secagem visando o aumento da
densidade e otimizando o volume de armazenamento disponível (ENGELS, 2006).
De acordo com Engels (2006), a descarga subaquática de rejeitos pode ser adequada a
rejeitos que contêm sulfetos sujeitos a sofrerem oxidação, mobilização de metais ou que
produzem ácido. Isto porque ao colocar o rejeito embaixo d'água, ele não entra mais em
contato com o oxigênio, evitando assim a oxidação e minimizando os problemas associado à
DAM. Porém, a disposição de rejeitos subaquática não é muito utilizada, pois as
consequências ambientais desta prática ainda não são completamente compreendidas, e
podem gerar impactos negativos e irreversíveis a ecossistemas aquáticos (ENGELS, 2006).

3.1.3.1 Descarga pontual e por múltiplos pontos

A Figura 3 ilustra os métodos de descarga pontual e por múltiplos pontos. A descarga

de rejeitos por múltiplos pontos permite a rotação da descarga em vários pontos da instalação,
de forma a permitir que rejeitos recém-depositados possam se consolidar enquanto novos
rejeitos sejam depositados em outras zonas da instalação (GIPSON, 1998).

Figura 3 - Métodos de descarga de rejeitos a) por múltiplos pontos e b) descarga pontual (RAFAEL, 2012).
 21

A descarga pontual pode fazer com que os rejeitos se depositem em camadas bastante
espessas, fazendo com que estes permaneçam saturados por anos, caso não sejam
devidamente drenados antes que novas camadas sejam depositadas (NORMAN, 1998).

3.1.4 Comportamento dos rejeitos

A forma e granulometria das partículas do rejeito variam conforme o processo de

tratamento aplicado. As diferentes mineralogias dos rejeitos também afetam seu
comportamento, influenciando as taxas de sedimentação, compressibilidade, permeabilidade e
outros fatores (FAHEY, NEWSON & FUJIYASU, 2002).
Os rejeitos derivados do beneficiamento do minério de ferro, por exemplo, se
caracterizam por frequentemente apresentarem baixa permeabilidade e compressibilidade,
pertencendo ao grupo de areias finas e médias e sua sedimentação e adensamento acontecem
em tempos relativamente curtos. Já rejeitos com granulometria de silte apresentam maior
plasticidade e dificuldade de sedimentação e adensamento, como acontece com os rejeitos
gerados no beneficiamento de ouro e alumínio (GUMIERI, BUENO & MINETTE, 1998).
A segregação hidráulica tem efeito direto no comportamento de partículas de rejeito de
diferentes granulometrias e também nas condições de fluxo ao longo da praia (ARAUJO,
2006). Rejeitos granulares tendem a se depositar nas proximidades dos pontos de descarga
criando uma zona de alta permeabilidade (zona 1), enquanto rejeitos finos se depositam em
zonas mais distantes dos pontos de descarga (zona 3), cria-se também uma zona intermediária
entre estas (zona 2), como mostra a Figura 4 (RAFAEL, 2012).

Figura 4 - Zonas de diferentes permeabilidades causadas por segregação hidráulica (RAFAEL, 2012).
 22

A Tabela 1 apresenta as transformações físicas (sedimentação, adensamento,

compressão, filtração, dessecação e desaturação) que alguns tipos de rejeitos apresentam
durante seu ciclo de operações quando armazenados em uma barragem de rejeitos.

Tabela 1 – Transformações físicas experimentadas por rejeitos durante o ciclo de operabilidade de uma barragem
(RAFAEL, 2012, modificado).

Rejeitos
Estado Fenômeno
Finos Médios Granulares
Influi no Pouca influência no
Sedimentação Influi no processo
processo processo
Predominante no Influi no Pouca influência no
Durante o Adensamento
processo processo processo
tempo de
construção Compressão Pouca influência no Influi no Predominante no
Imediata processo processo processo

Filtração Não aplicável Não aplicável Influi no processo

Após Predominante no Influi no

Adensamento Não aplicável
terminados os processo processo
trabalhos de
disposição de Pouca influência no Influi no Predominante no
Filtração
rejeitos processo processo processo

Predominante no Influi no
Comportamento Dessecação Não aplicável
processo processo
ao longo do
tempo Pouca influência no Influi no Predominante no
Desaturação
processo processo processo

Pode-se então observar a grande influência do adensamento de rejeitos finos e médios

durante a construção de barragens e após terminados os trabalhos de disposição de rejeitos.
Enquanto que ao longo do tempo, observa-se que a dessecação exerce maior influencia sobre
rejeitos finos e médios, enquanto rejeitos granulares experimentam predominantemente o
fenômeno de desaturação.

3.2 BARRAGEM DE REJEITOS

As barragens de rejeito ainda são mais utilizadas que outros métodos de disposição de
rejeitos, e podem ser definidas como estruturas construídas com o objetivo de reter e
armazenar os rejeitos provenientes dos processos de beneficiamento mineral. Cada barragem
tem características diferentes dependendo do tipo de rejeito, suas características
 23

granulométricas e do modo de disposição. Sua estrutura é construída com base em critérios

técnicos e geotécnicos de forma que ofereça segurança para obra. Podem ser construídas
utilizando-se solos, estéreis e o próprio rejeito. Seu planejamento inclui a definição do local
de instalação, o projeto de instalação, a construção, a operação e o fechamento (Figura 5),
através da análise de parâmetros geológicos, hidrológicos, topográficos, geotécnicos,
ambientais, sociais, entre outros (LOZANO, 2006).

Figura 5 - Evolução no tempo das atividades relativas a barragens de rejeito (LOZANO, 2006).

Segundo Vick (1990) a estrutura de contenção é construída para armazenar tanto os

rejeitos quanto a água da mina, com objetivo de recuperação desta água para reutilização.
Com a necessidade de se armazenar mais rejeitos e água, os alteamentos são construídos.
Estes alteamentos podem ser classificados em três classes: a jusante, a montante e por linha de
centro, de acordo com a direção em que são construídos em relação ao dique inicial.
Entretanto, o Método de Montante é considerado o mais econômico e de maior facilidade
executiva, porém apresenta maiores riscos que os outros métodos.
Atualmente, os alteamentos são construídos mecanicamente para que se possa obter o
nível de compactação necessário, para aumentar a segurança e reduzir o risco de instabilidade
da instalação (VICK, 1990). A construção em alteamentos sucessivos, além de minimizar os
custos envolvidos, proporciona ao minerador maior flexibilidade de operação, possibilitando a
adaptação da estrutura às necessidades da mina (FIGUEIREDO, 2007).
 24

Entretanto, alguns fatores são decisivos na escolha do método de construção destas

estruturas, como o percentual de material granular contido no rejeito, a densidade relativa dos
grãos, análises do potencial de liquefação e grau de consolidação do rejeito, e características
de permeabilidade e solubilização do rejeito. Além disso, que a estrutura seja construída de
modo a impedir a infiltração dos efluentes prejudiciais à qualidade das águas como, por
exemplo, soluções que contém cianetos, metais pesados ou que possuem pH muito ácido
(ENGELS, 2006).

3.2.1 Método de alteamento a montante

O método de alteamento a montante é o mais popular e com menor custo inicial de

construção, para áreas com baixo risco de atividades sísmicas. Uma das razões para isto é
principalmente a pequena quantidade de material necessária para sua construção inicial e
alteamentos subsequentes, que normalmente consiste na fração mais grossa dos rejeitos
(ENGELS, 2006). Além disto, esta técnica comumente tem maior velocidade de alteamento e
maior facilidade de operação, podendo ser construída em terrenos íngremes cujo limitante é a
área de deposição (LOZANO, 2006).
Como mostra a Figura 6, inicialmente é construído um dique de partida (drenagem
livre), e a polpa é descarregada ao longo da crista do dique, que se torna a base para futuros
alteamentos, onde são construídos diques por todo perímetro da bacia (VICK, 1990). A
descarga pode ser feita através de ciclones ou spigots. A segregação natural do material
acontece dependendo das propriedades do rejeito, a fração grossa se deposita próximo aos
pontos de descarga enquanto os finos se depositam em zonas mais internas da instalação (o
mesmo não costuma acontecer para rejeitos espessados), proporcionando melhor
uniformidade na formação da praia. Comumente, a fração grossa que se deposita próxima ao
ponto de descarga é usada como material para construção dos alteamentos, e atualmente, a
compactação é feita por equipamentos de terraplanagem, para aumentar a segurança da
construção (ENGELS, 2006).
 25

Figura 6 - Método de montante (VICK, 1981, modificado).

Este método é considerado o método com maior possibilidade de ruptura atualmente,

causando grandes impactos ambientais (ICOLD & UNEP, 2001). De acordo com Engels
(2006), a principal problemática do método é a grande susceptibilidade à liquefação,
decorrentes de atividades sísmicas naturais ou derivadas do movimento de equipamentos,
quando os alteamentos são construídos de rejeitos, em especial areias saturadas fofas não
compactadas e/ou não classificadas, gerando alta saturação e, subsequentemente, criando
fluxos induzidos por liquefação dos rejeitos.
Esta fração grossa de rejeito depositada na praia de rejeitos é importante, pois auxilia
na drenagem e previne a saturação da barragem, fazendo que uma crosta mais forte e
permeável se desenvolva, reduzindo a altura da superfície freática conforme o progresso do
alteamento. Quanto mais próxima a lagoa estiver desta crosta, maior a superfície freática e
maior o risco de ruptura (ENGELS, 2006).
É recomendado que os alteamentos contenham entre 40 a 50% de areia, caso utilizem
rejeito em sua construção, e que a polpa descarregada possua grande quantidade de sólidos, o
que pode ser obtido através de ciclonagem da polpa, para que aconteça a segregação
granulométrica adequadamente (VICK, 1990).
Alteamentos a montante são recomendados em áreas cujo clima é predominantemente
árido, pois quantidades mínimas de água requerem armazenamento. Este tipo de clima ajuda
na manutenção de praias mais amplas e evita grandes alterações no nível da água, o que pode
 26

acarretar na mudança da geometria da lagoa de rejeitos, alterações na borda e na superfície

freática da barragem. Este tipo de alteamento também não é adequado para áreas com grandes
atividades sísmicas, pois aumenta o risco de liquefação (ENGELS, 2006). Em alguns países,
como o Chile, por exemplo, alteamentos a montante não são permitidos por esse motivo.
Outras desvantagens do método são mostradas na Figura 7 e podem incluir: baixa
segurança; possibilidade de ocorrência de “piping”, devido à linha freática estar muito
próxima do talude da jusante e a não compactação dos rejeitos, ou quando ocorre
concentração de fluxo entre dois diques compactados; e a dificuldade de implantação de um
sistema interno de drenagem eficiente para controlar o nível de água dentro da barragem
(SILVEIRA & READES, 1973). As taxas de alteamento também devem ser controladas de
forma a prevenir o aumento de poropressões que podem vir a reduzir a resistência ao
cisalhamento do material (ENGELS, 2006).
 27

Figura 7 - Desvantagens do método de montante: a) linha freática elevada; b) superfície provável de ruptura
passa pelos rejeitos; c) risco de ruptura por “piping” (SILVEIRA & READES, 1973).
 28

3.2.2 Método de alteamento a jusante

O método de alteamento de jusante foi desenvolvido para reduzir os riscos associados

ao método de alteamento de montante, especialmente quando associado a riscos decorrentes
de atividades sísmicas (ICOLD & UNEP, 2001). A instalação de núcleos impermeáveis e
zonas de drenagem também pode permitir que a fundação contenha um volume substancial de
água diretamente contra o talude de montante, sem comprometer sua estabilidade (ENGELS,
2006). Além disso, os rejeitos são ciclonados e apenas a fração grossa e compactada é
utilizada nos alteamentos. Pode-se também utilizar material de empréstimo ou estéril
resultante da lavra (LOZANO, 2006).
Na Figura 8 é apresentado o método de alteamento a jusante. A construção deste
método começa com um dique inicial impermeável, que contém drenagem interna, composta
por filtro inclinado e tapete drenante, diferente do método de montante que possui dique
inicial permeável. Os rejeitos são descarregados atrás do dique, e à medida que o alteamento
acontece, nova parede é construída e apoiada no topo do talude a jusante da seção anterior. O
talude de montante é impermeabilizado nos alteamentos, e à medida que os alteamentos vão
ocorrendo, a linha central do topo da barragem é deslocada (VICK, 1990).

Figura 8 - Método de jusante (VICK, 1981, modificado).

 29

Uma vantagem é que as seções alteadas podem ser projetadas para ter porosidade
variável para solucionar algum problema com a superfície freática da barragem. O que pode
ser útil quando a planta de beneficiamento faz alterações para aumentar a eficiência e como
resultado altera as características do rejeito. Isto pode acarretar em maior quantidade de água
sendo bombeada pra barragem ou alterar as características de drenagem dos rejeitos recém-
depositados (ENGELS, 2006).
A principal vantagem do método é que o projeto pode ter alturas variáveis, visto que
cada alteamento é estruturalmente independente dos rejeitos. Outras vantagens deste método
incluem: é um método cuja operação é relativamente simples; pode ser aplicado em ambientes
com vibrações e/ou alta sismicidade, visto que, se compactados os rejeitos do “underflow”, a
susceptibilidade de liquefação é reduzida; viabiliza a compactação de todo o corpo da
barragem; possui maior segurança devido aos alteamentos controlados; as probabilidades de
“piping” e de rupturas horizontais são inferiores; e o estéril proveniente da lavra pode ser
utilizado nos alteamentos (LOZANO, 2006).
A principal desvantagem é o custo de alteamento, pois a quantidade de material
necessário aumenta exponencialmente a cada alteamento, e como consequência aumenta
também a necessidade de grande área ao redor da barragem (VICK, 1990). Embora o método
não tenha restrições quanto à altura, sua altura final fica restrita a área disponível a sua volta.
Outra desvantagem é que exige sistemas de drenagem eficientes, havendo
probabilidade de sedimentação dos finos (VICK, 1990). Além disso, é possível que os rejeitos
a jusante não sejam compactados devidamente em zonas ou épocas de alta pluviosidade, e não
possibilita a proteção com cobertura vegetal do talude de jusante, bem como não permite a
drenagem superficial durante a fase construtiva, devido à superposição dos rejeitos
(LOZANO, 2006).

3.2.3 Método de alteamento por linha de centro

O método de alteamento por linha de centro é uma combinação entre o método de

montante e o método de jusante. É mais estável que o método de montante e requer menos
material que o método de jusante. Como no método de montante, os rejeitos geralmente são
descarregados por spigots da crista do dique inicial na praia de rejeitos atrás da parede da
barragem. Quando o alteamento é necessário, o material (que pode ser material de empréstimo,
estéril ou underflow dos ciclones) é lançado na praia anterior e no talude de jusante do maciço
 30

de partida. Conforme o alteamento prossegue verticalmente, a linha de centro não se move

com relação às direções a montante e a jusante da barragem, por isto o termo linha de centro,
como mostra a Figura 9 (LOZANO, 2006).

Figura 9 - Método de linha de centro (LOZANO, 2006).

O método inclui zonas de drenagem interna semelhante as do método a jusante.

Portanto, a água pode se aproximar mais da crista da barragem do que no método de montante,
sem a preocupação de aumentar a superfície freática ou o risco de rupturas. Entretanto, este
método não deve ser aplicado como uma grande instalação para retenção de água devido ao
fato de que os alteamentos são parcialmente construídos em rejeitos consolidados. Um bom
sistema de decantação precisa ser instalado para evitar a submersão de água na praia ao redor
da crista da barragem (ENGELS, 2006).
As principais vantagens do método são: facilidade de construção; eixo de alteamentos
permanece fixo; e menor volume de underflow necessário quando comparado ao método da
jusante. Já as desvantagens incluem: requer eficiente sistema de drenagem e sistema de
contenção a jusante, difícil operação, e pode requerer altos investimentos globais (LOZANO,
2006).
O Quadro 1 apresenta um comparativo entre os três métodos de alteamento.
 31

Quadro 1 - Comparação entre as características dos métodos de alteamentos de barragens de rejeito (VICK, 1990,
modificado).

Observa-se que método de alteamento a jusante apresenta melhores características

estruturais e de estabilidade quando comparado aos outros métodos, mas o grande volume de
material necessário para alteamento influencia diretamente nos custos do projeto. A Figura 10
apresenta a relação de volume de material necessário para alteamento nos métodos da jusante
e por linha de centro quando comparados ao método da montante.
 32

Figura 10 - Comparação de volumes para os tipos de barragem: (a) Método de montante; (b) Método de jusante;
e (c) Método da linha de centro (VICK, 1990, modificado).

É muito importante a análise de uma série de fatores para a escolha do melhor método
a ser aplicado, como por exemplo: a topografia, hidrologia e hidrogeologia, custos envolvidos,
tipo de processo industrial, características geotécnicas, necessidade de reserva de água,
necessidade de controle de água percolada e sismicidade (ARAUJO, 2006).

3.2.4 Transporte e descarga de rejeitos

Segundo Chammas (1989) apud Rafael (2012), as três etapas de comportamento que o
rejeito em forma de polpa experimenta, são as seguintes:
 Comportamento de lâmina líquida, com floculação das partículas menores;
 Quando em processo de sedimentação, apresentam comportamento semilíquido e
semi-viscoso;
 Na etapa de adensamento, comportam-se, no ponto de vista geotécnico, como um solo
(características de baixa resistência ao cisalhamento). Ressaltando-se que o rejeito não
é propriamente um solo.
 33

Os rejeitos em forma de polpa são comumente bombeados ou transportados por

gravidade através de canais ou tubulações que ligam a planta de beneficiamento a seu local de
armazenamento final (ICOLD & UNEP, 2001). A elevação relativa entre a planta de
beneficiamento e o local de descarte exerce grande influência no método de transporte
utilizado, na recuperação de água e nos custos de construção e operação. Idealmente, o local
de descarte proposto deve se encontrar em declive com relação à usina para aproveitar o fluxo
de gravidade dos rejeitos, reduzindo custos relacionados ao bombeamento. Se a inclinação
e/ou distância são grandes, pode ocorrer aumento do fluxo de rejeitos, aumentando-se também
o desgaste da tubulação (polpas são geralmente abrasivas e de alta viscosidade), exigindo
altos custos de manutenção (EPA, 1994). Custos de bombeamento de água também aumentam,
podendo ser necessárias caixas de armazenamento de água. A Figura 11 apresenta uma caixa
de armazenamento de água utilizada para dissipar o consumo de energia relacionado à
disposição dos rejeitos em uma barragem nos Estados Unidos (VICK, 1990).

Figura 11 - Caixas de armazenamento de água na barragem da mina de cobre Kennecott, localizada nos EUA
(ENGELS, 2006).

Segundo Vick (1990), a barragem de rejeitos deve estar instalada a uma distância de
quatro a cinco quilômetros da usina de beneficiamento, exceto em casos especiais que exijam
o descarte de grandes volumes de rejeitos ou quando fatores do local impedirem a construção
de uma instalação próxima.
O dimensionamento do sistema de tubulação (comumente HDPE) deve levar em conta
a velocidade mínima de fluxo necessária (que geralmente varia entre 1.5 a 3.0 m/s), de forma
a evitar a sedimentação das partículas sólidas presentes no rejeito, que podem vir a obstruir a
tubulação (RAFAEL, 2012).
 34

3.2.5 Local de implementação de barragens de rejeito

A seleção do local de implantação de uma barragem de rejeitos é o aspecto mais

importante do projeto (ENGELS, 2006). Segundo Vick (1990), os principais fatores que
influenciam na escolha do local de instalação de uma barragem de rejeitos, e seus respectivos
efeitos são apresentados na Tabela 2.

Tabela 2 - Fatores que influenciam na escolha do local para barragens de rejeito (VICK, 1990, modificado).

Parâmetro Efeitos

 Comprimento da tubulação de condução dos

Local e elevação relativa
rejeitos e retorno de água.
da usina de
 Custos de operação dos mecanismos de
beneficiamento
bombeamento.

 Arranjo da barragem.
 Especificações de deposição e preenchimento da
Topografia
barragem.
 Facilidade de mudança na disposição.

 Tempo de acumulação de água suficiente para

Hidrologia e área de
permitir a sedimentação.
captação
 Especificações de manejo de inundações.

 Viabilidade de materiais de empréstimo, tipos e

quantidades.
 Perdas por percolação, permeabilidades.
Geologia
 Estabilidade das fundações.
 Falhas, sismicidade, estruturas de contenção de
taludes de corte.

 Vazão e direção de percolação.

Águas subterrâneas  Potencial de contaminação.
 Teor de umidade de materiais de empréstimo.

Clima  Taxa anual de precipitação e evaporação.

 35

Além disso, as condições topográficas do local devem se adequar a planta de

represamento da barragem de rejeitos, que podem ser:
 Represamento tipo anel:
Este tipo de arranjo possui geometria regular e é comumente aplicado em terrenos
planos, ou sem grandes variações topográficas. Além disto, requer maior quantidade de aterro
e, por apresentar todos os lados fechados, tem percolação reduzida e acumula-se apenas a
água presente na polpa (VICK, 1990). A Figura 12 apresenta esquematicamente este tipo de
represamento, que pode ser simples ou segmentado (múltiplos arranjos).

Figura 12 - Represamento em anel: (a) simples e (b) múltiplos (VICK, 1990).

 Represamento a meia encosta:

Este tipo de represamento também requer grande quantidade de materiais de aterro, e é
comumente utilizado quando não há drenagem natural na zona de deposição dos rejeitos e
quando os taludes da encosta possuem inclinação menor que 10% (VICK, 1990). A Figura 13
apresenta esquematicamente este tipo de represamento.

Figura 13 - Represamento a meia encosta: (a) simples e (b) múltiplos (VICK, 1990).
 36

 Represamento em bacia:
Neste tipo de represamento os rejeitos são retidos por uma barragem perpendicular ao
fluxo da bacia, e posicionada em uma depressão topográfica de forma simples ou segmentada,
como mostra a Figura 14. Este tipo de represamento requer boa drenagem para controle da
água, especialmente se os alteamentos da barragem forem construídos utilizando o método da
montante (VICK, 1990).

Figura 14 - Represamento em bacia: (a) simples e (b) múltiplos (VICK, 1990).

 Represamento em vale:
Este tipo de represamento pode ser considerado como a junção do represamento em
bacia e a meia encosta. Pode ser construído de forma simples ou em múltiplas etapas, como
apresentado na Figura 15, e é aplicado quando o vale é muito largo e possui em suas margens
áreas apropriadas para a construção de barragens, de forma que não interfira na drenagem
natural (VICK, 1990).

Figura 15 - Represamento em vale: (a) simples e (b) múltiplos (VICK, 1990).

Segundo Ritcey (1989), a escolha do local de implantação de uma barragem de rejeitos

inclui vários aspectos, como: a capacidade de armazenamento, disponibilidade do local,
hidrologia, custos, facilidade de operação, condições geológicas e geotécnicas, entre outros. O
 37

Quadro 2 apresenta alguns critérios que para Ritcey (1989) são relevantes para a seleção e
preparação do local de implantação de uma barragem.

Quadro 2 - Critérios para seleção e preparação do local para implantação de uma barragem de rejeitos (RITCEY,
1989, modificado).
 38

Já Robertson (1982) seleciona diversas tarefas necessárias para a seleção do melhor

local, dividindo-as em duas fases: Fase de avaliação preliminar e fase de avaliação e
investigação detalhada, como mostra a Tabela 3.

Tabela 3 - Fases e tarefas do processo de seleção do local de implantação de barragens de rejeito (ROBERTSON,
1982, modificado).

Tarefas Fases

1 Investigação regional
2 Identificação de locais
3 Análise de características desfavoráveis
4 Investigação dos locais restantes Fase 1: Avaliação
5 Avaliação qualitativa e classificação Preliminar

6 Avaliação semi-quantitativa e classificação

7 Análise de custos
8 Seleção de alternativas para a fase de investigação detalhada
9 Investigação detalhada dos locais selecionados
10 Projeto conceitual dos locais
Fase 2: Avaliação e
11 Avaliação dos custos e riscos de poluição de cada um dos locais
investigação
12 Classificação dos locais e seleção do principal local detalhada
Preparação do relatório e documentação para o processo de
13
revisão

Durante a fase de avaliação preliminar, as informações necessárias para a realização

das tarefas incluem: Geologia; Posição da mina, facilidades e das infraestruturas; Tempo
esperado de lavra; Produção esperada de rejeitos; Produção e natureza dos estéreis ou outros
tipos de rejeitos; Presença de outras minas na área; Regulamentações ambientais; Hidrologia;
Hidrogeologia; Geoquímica; Clima; Demografia; Arqueologia; Ecologia; Potenciais zonas
mineralizadas na região, entre outros (ROBERTSON, 1982).
Já na fase de avaliação e investigação são tratados os elementos e características
individuais relacionados aos componentes estudados na fase de avaliação (ROBERTSON,
1982).
 39

3.2.6 Riscos associados e gestão da água

As barragens de rejeito são possivelmente as maiores estruturas feitas pelo homem, e

sua segurança é essencial para garantir a proteção e preservação do meio ambiente, das
pessoas e da propriedade. Estes fatores, os registros de segurança destas estruturas e o número
de falhas apresentados levou a um aumento na conscientização sobre a necessidade de
melhores provisões de segurança no projeto e operação de barragens de rejeitos (ICOLD,
2001).
Segundo Chambers & Higman (2011), a taxa de falhas em barragens de rejeito é de
uma falha a cada 8 meses, ou seja, três falhas a cada dois anos. Esta taxa é altamente
desproporcional, considerando-se que alguns acidentes em barragens de rejeito ainda não são
reportados e que uma estimativa conservadora para que estas estruturas mantenham sua
integridade é de mais de 10 mil anos de vida. A Figura 16 apresenta o número de falhas em
barragens de rejeito registradas durante os anos 1960 e 2010. Uma explicação pode ser que
ainda estamos experimentando os efeitos de antigas tecnologias e práticas, mesmo com o
crescente esforço na investigação de acidentes em barragens de rejeitos e alteração nas
práticas de construção e operação.

Figura 16 - Falhas em barragens de rejeito entre 1960-2010 (CHAMBERS & HIGMAN, 2011, modificado).

Rupturas provocadas por liquefação, erosão, infiltração e galgamento (overtopping)

são alguns dos principais exemplos de falhas induzidas pela presença de água em barragens
de rejeito (ICOLD & UNEP, 2001). Segundo Fourie (2003) a presença de grande quantidade
 40

de água é o principal fator de risco de instabilidade em barragens de rejeito, podendo ser

reduzido com boa drenagem e aumentando a densidade da polpa.
A liquefação consiste em transformar solos ou partículas em estado sólido para o
estado liquefeito (estado de fluidez). No caso de rejeitos ocorre quando os rejeitos sólidos que
sustentam os diques se liquefazem. A liquefação pode ser estática e dinâmica, sendo a
dinâmica provocada por eventos sísmicos enquanto a estática ocorre quando as partículas
sólidas perdem o contato entre si, devido ao aumento na poropressão, em condições não
drenadas, reduzindo à zero tensão efetiva e fazendo com que as partículas se comportem
como líquido viscoso. Os solos suscetíveis à ocorrência deste fenômeno são os que
apresentam tendência de contração de volume sob esforços de cisalhamento, como por
exemplo, areias fofas (RAFAEL, 2012).
As rupturas decorrentes de falhas estruturais, em barragens de terra, podem ocorrer
devido a infiltrações existentes na barragem produzindo arraste dos materiais e erosão ou
devido a problemas na compactação do maciço da barragem, gerando um caminho para o
fluxo de água, que arrasta partículas de solo, progressivamente, resultando no fenômeno
conhecido como “piping” (ANA, 2012).
No caso de rupturas por galgamento, em barragens de terra, o nível de água no
reservatório aumenta além da cota da crista da barragem, arrastando os materiais, comumente
devido a chuvas intensas. Em barragens de concreto, as sobrecargas a que a barragem pode
ser submetida podem conduzi-la à ruptura (ANA, 2012).
Alguns dos mecanismos de longo prazo que podem levar a ruptura de uma barragem
de rejeitos incluem danos acumulados (por exemplo, erosão interna da barragem e ocorrência
de múltiplos eventos sísmicos), incidentes geológicos (por exemplo, deslizamentos de terra),
liquefação induzida por carga estática e mudanças climáticas (CHAMBERS & HIGMAN,
2011).
Como apresentado na Figura 17, a principal causa de acidentes em barragens de
rejeito ainda é desconhecida, seguida por galgamentos, estabilidade dos taludes e terremotos.
No caso de galgamentos e terremotos, o projeto requer uma previsão do maior evento
hidrológico ou terremoto que a estrutura presenciará, sendo que, muitas vezes a vida útil
destas estruturas deve ser considerada perpétua (CHAMBERS & HIGMAN, 2011).
 41

Figura 17 - Principais causas de ruptura em barragens de rejeito entre 1915 – 2016 (THYGESEN, 2017,
modificado).

Como o projeto requer que a magnitude dos eventos hidrológicos e sísmicos sejam
considerados máximos, existe uma tendência em fazer suposições que são economicamente
favoráveis, de curto prazo e assumindo-se que as atuais e futuras tecnologias podem e irão
minimizar os riscos de longo prazo associados ao projeto, operações e fechamento da
instalação (CHAMBERS & HIGMAN, 2011). Porém, as estatísticas apontam e sugerem que
estas questões precisam ser abordadas adequadamente.
Acidentes relacionados à estabilidade de taludes, fundações e estruturas são
comumente atribuídos ao projeto ou falhas na construção, e podem ser solucionados com
melhores práticas durante o projeto e construção, adotando-se maiores margens de segurança
(CHAMBERS & HIGMAN, 2011).
Apesar da maior disponibilidade de tecnologias para o projeto, operação e construção
de barragens de rejeitos, acidentes ainda continuam acontecendo, e como consequência tem-se
grandes perdas econômicas, degradação ambiental e em alguns casos, perdas humanas
(ICOLD, 2001).
 42

Mesmo após o encerramento das atividades na instalação, ainda há necessidade

contínua de monitoramento e manutenção. Como grande parte das barragens de rejeito ainda
estão ativas ou em fase de remediação, grande parte das experiências relacionadas à
estabilidade à longo prazo (mil anos ou mais) das barragens de rejeitos após o encerramento
das atividades ainda é limitada (ICOLD, 2006).
Alguns dos fatores que requerem monitoramento para estabilidade da barragem à
longo prazo incluem infiltrações através da barragem, fundação e pilares, superfície freática,
poropressões, movimentos horizontais e verticais na barragem e fatores externos como erosão,
intrusão de vegetação e animais, intemperismo e forças provocadas por gelo e geada (ICOLD,
2006). A eliminação de futuros incidentes em barragens de rejeitos requer um bom
gerenciamento da água, de modo que as probabilidades de galgamento, “piping”, infiltrações
e instabilidade de taludes sejam reduzidas (ENGELS, 2006).
A gestão da água não inclui apenas o gerenciamento dos fluxos de água, mas também
a coleta, controle e tratamento de infiltrações. Estabelecer um balanço de água estável durante
o projeto é muito importante para prevenir problemas com a gestão da água durante as fases
de operação e encerramento das atividades, sendo essencial que a barragem seja projetada
para controlar e manipular as entradas e saídas de água, bem como qualquer flutuação
imprevisível (por exemplo, tempestades). O balanço hídrico da barragem deve levar em conta
que maiores volumes de água podem requerer armazenamento durante as estações de seca
para manter a produção da planta, além de considerar fatores como derretimento de neve e
gelo, inundações a montante e a ocorrência de tempestades, de forma a evitar qualquer perda
de nível da borda livre (ENGELS, 2006).
Durante o projeto todas as entradas e saídas de água devem ser consideradas para
determinado local e deve incluir todas as combinações de fatores de risco para o pior caso
(por exemplo, falhas no sistema de decantação, tempestades, neve e/ou gelo derretido) (DPI,
2003). Uma forma de determinar o balanço hídrico da barragem é considerar a média de
entradas e saídas anuais de água, estimar as taxas de infiltração, evaporação e superfície
freática (para determinar o movimento das águas subterrâneas e plumas de infiltração), que
pode ser obtido através de uma modelagem hidrogeológica (ENGELS, 2006). A água
armazenada em uma barragem pode ser reutilizada na planta de beneficiamento, na
recuperação de lagoas e/ou tratadas e descarregadas no meio ambiente. A Figura 18 apresenta
os ganhos e perdas de água mais comuns para uma barragem convencional.
 43

Figura 18 - Balanço hídrico de uma barragem de rejeitos convencional (VICK, 1990, modificado).

O controle da lagoa sobrenadante é provavelmente o procedimento mais importante no

manejo da água em uma barragem. Quando feito de forma inadequada pode resultar em
galgamento, aumento nas poropressões, redução da borda livre e aumento nas taxas de
infiltração, que podem levar à instabilidade e maiores riscos de falhas (ENGELS, 2006). O
monitoramento e o gerenciamento adequados da lagoa sobrenadante são necessários para
operar uma barragem com segurança.
O(s) sistema(s) de decantação deve(m) ser projetado(s) para lidar com o
gerenciamento diário da lagoa, incluindo tempestades. Seu projeto deve permitir uma grande
capacidade de água pluvial devido a tempestades que possam vir a ocorrer. Caso o sistema de
drenagem não seja rápido o suficiente, a borda livre pode ser perdida. Como guia, o sistema
de decantação deve ser capaz de remover a água da chuva entre 2 a 4 semanas, dependendo
das condições climáticas (ENGELS, 2006).
Os métodos mais comuns de controle de água dentro de uma barragem são bacias de
decantação e torres de decantação. Uma bacia de decantação consiste em uma plataforma
flutuante que contém bombas usadas para recuperar a água da lagoa sobrenadante e enviá-la
de volta à usina de beneficiamento. Já uma torre de decantação é uma estrutura que consiste
em uma torre oca vertical ou inclinada (riser) que permite que a água seja bombeada para fora
da torre ou drenada por gravidade através de dutos subterrâneos (ENGELS, 2006).
O aumento no peso dos rejeitos pode provocar rachaduras e danificar um canal de
decantação que flui por baixo e através de uma instalação de represamento (ENGELS &
DIXON-HARDY, 2004). Falhas em canais e torres de decantação podem gerar problemas na
gestão da água. A falha em um sistema de decantação pode não ser visível imediatamente
para um operador, até que o fluxo seja diminuído e ocorra a presença de sedimentos (rejeitos)
 44

(ICOLD & UNEP, 2001). Os níveis de água no reservatório podem subir rapidamente e pode
ocorrer galgamento se os planos de contingência não forem implementados (ENGELS, 2006).
As lagoas de recuperação (ou lagoas de decantação) armazenam a água que está sendo
decantada. Fica localizada em uma área fora da barragem de rejeitos e sua água é enviada para
tratamento ou bombeada de volta a usina de beneficiamento para reutilização. Deve ter
tamanho e volume suficientes para equilibrar os fluxos de água determinados no projeto, e
devem ser revestidas para impedir a contaminação de aguas subterrâneas (ENGELS, 2006).
Normalmente, a borda livre mínima é determinada pela legislação nacional/local e/ou
pelas políticas da empresa, levando em conta o balanço de água e as condições médias e
extremas para evitar sua perda durante a operação. Para promover uma boa drenagem, a lagoa
sobrenadante deve estar o mais longe possível dos aterros (manter uma borda livre alta e uma
praia larga), e idealmente deve possuir pequena área, para minimizar a infiltração (ENGELS,
2006).
O fluxo de escoamento através dos rejeitos armazenados no depósito é inevitável. Por
essa razão, o controle da infiltração é um requisito tão importante no gerenciamento da água,
tanto durante as fases operacionais quanto pós-operacionais (DME, 1999). O projeto de uma
instalação de armazenamento de rejeitos deve levar em consideração o controle de infiltrações
para garantir que a instalação permaneça estável e que as regulamentações ambientais sejam
cumpridas (ENGELS, 2006).
Inspeções visuais de uma instalação de rejeitos podem determinar as operações
superficiais (por exemplo, controle de lagoas, gerenciamento de descarga, integridade das
tubulações), mas o desempenho interno de uma instalação só pode ser identificado pelo
monitoramento de mudanças e anomalias dos efluentes de escoamento (ENGELS, 2006).
A superfície freática é definida como a posição entre a zona de saturação e a zona de
aeração (EC, 2004). Para a estabilidade em longo prazo, aterros de rejeitos dependem do
rebaixamento da superfície freática e, portanto, devem existir sistemas adequados de
drenagem (ENGELS, 2006). Todas as zonas de drenagem instaladas durante a construção do
aterro precisam ser adequadas às características particulares dos efluentes e dos rejeitos.
De acordo com Fourie (2003), reduzir a quantidade de água presente nos rejeitos
(rejeitos espessados, em pasta ou empilhamento a seco, por exemplo) ajuda a reduzir a
infiltração e eliminar os requisitos de gerenciamento de água, reduzindo-se as perdas por
infiltração e a contaminação do lençol freático, uma vez que há menos umidade presente nos
rejeitos depositados e, geralmente, nenhuma lagoa sobrenadante.
 45

3.3 MÉTODOS ALTERNATIVOS DE DISPOSIÇÃO DE REJEITOS

Atualmente, existe uma preferência pela disposição de rejeitos em superfície, visto que
a disposição subterrânea é aplicada no preenchimento de cavidades subterrâneas previamente
lavradas. A disposição de rejeitos em barragens convencionais (barragens de terra compactada)
ainda é o método mais aplicado atualmente. Sua construção pode ser feita em etapas, com
alteamentos ao longo do tempo. Para rejeitos com granulometria grossa (acima de 0,074 mm),
a técnica mais utilizada é a de aterro hidráulico (FIGUEIREDO, 2007). Nesta técnica, o
transporte do material do aterro é feito através de tubulações contendo aproximadamente 85%
de água (DE SOUZA, 2013).
Nesta seção, serão apresentadas metodologias alternativas (consideradas não
convencionais quando comparadas a barragens convencionais) para disposição de rejeitos. A
aplicação de novas alternativas para a disposição de rejeitos provindos de atividades de
mineração vem sendo estudada e tem sido assunto de grande interesse por parte de empresas
de mineração, que vem buscando a redução dos impactos ambientais e custos relacionados
aos processos de contenção e recuperação de água do processo.

3.3.1 Disposição de rejeitos na forma de aterro hidráulico

Quando o próprio rejeito é utilizado na construção de barragens, ela se comporta como

um aterro hidráulico, através do lançamento hidráulico dos rejeitos (hidromecanização).
Algumas premissas devem ser obedecidas na utilização deste método, como: separação da
fração grossa e fina, controle dos processos de separação granulométrica, e utilização de
sistemas de drenagem e compactação eficientes, proteção superficial da barragem, entre
outros (IBRAM, 2016). Um problema deste método é a formação de potenciais focos de
liquefação, que aumentam o risco de ruptura, devido a vibrações no terreno provocadas por
desmonte com explosivos próximo das barragens, alteamentos muito rápidos, entre outros
(SANTOS, 2010).
Rejeitos mais granulares podem ser utilizados na construção do aterro da barragem
sem passarem por um processo de desaguamento, enquanto rejeitos mais finos comumente
precisam passar por um processo de secagem para serem utilizados na execução de aterros.
No primeiro caso, o tempo de drenagem da camada de material lançada condiciona a
velocidade de construção do aterro, sendo este suficientemente curto para continuidade dos
serviços (FIGUEIREDO, 2007).
 46

Alteamentos são aplicados devido ao custo mais baixo e devido à possibilidade de

serem construídos com uma maior variedade de materiais, como solo natural de empréstimo,
ciclonagem dos rejeitos (fração grossa), rochas residuais (estéreis), deposição hidráulica ou
uma combinação de materiais (VICK, 1990).
Os alteamentos realizados através da técnica de aterro hidráulico são aplicados de
forma a minimizar os custos que a implantação de uma barragem convencional pode vir a
gerar. Mas apesar destas barragens apresentarem desempenho satisfatório no caso de rejeitos
granulares, existe uma falta de controle e imprevisão do comportamento do material
depositado, influenciando na estrutura como um todo, gerando restrições e dúvidas sobre o
método de hidromecanização (ENGELS, 2006).
A técnica de disposição consiste inicialmente na construção de um dique de partida
(que pode ser composto de solo ou material de enrocamento), seguidos por alteamentos cuja
função é conter os rejeitos lançados hidraulicamente. Então os rejeitos são lançados a
montante formando uma praia de rejeitos, que serve de fundação para futuros alteamentos
(FIGUEIREDO, 2007).
A disposição dos rejeitos na praia de rejeitos pode ser efetuada através de um ou
vários canhões de lançamento (spigots), ou através de hidrociclones. No caso de canhões a
separação granulométrica ocorre na praia de rejeitos, em função da velocidade de descarga, da
concentração e das características mineralógicas do rejeito (RAFAEL, 2012).
No caso de hidrociclones, uma partição granulométrica (underflow e overflow) é
realizada anteriormente ao lançamento, comumente nas proximidades da barragem,
auxiliando na conformação do barramento, como mostra a Figura 19 (FIGUEIREDO, 2007).

Figura 19 - Série de hidrociclones localizados na crista de uma barragem (FIGUEIREDO, 2007).

 47

A grande vantagem do método é a utilização do próprio rejeito em sua construção,

reduzindo os custos iniciais e de longo prazo, especialmente considerando-se que os
alteamentos são construídos concomitantemente à geração do rejeito na planta, em várias
etapas. Além disso, o método proporciona alta taxa de construção quando comparados a
barragens convencionais, possibilidade de construção de aterros submersos, simplicidade dos
mecanismos utilizados, entre outros (FIGUEIREDO, 2007).
O método apresenta as seguintes desvantagens, segundo Figueiredo (2007):
dificuldade de controle da superfície freática, menor capacidade de armazenamento,
susceptibilidade ao “piping”, geração de superfícies erodíveis e grande probabilidade de
liquefação. Disto isto, o método deve ser implementado seguindo rigoroso controle de campo
e acompanhamento das obras.

3.3.2 Disposição de rejeitos espessados e/ou em pasta

No beneficiamento de minérios, as operações de separação sólido-líquido englobam o

desaguamento, evaporação e secagem do minério. Procedimentos mecânicos são empregados
no desaguamento, já na evaporação e secagem emprega-se o calor. Dentre as operações
unitárias utilizadas no processo de tratamento e beneficiamento de minérios para separação
sólido-líquido, prevalece-se o peneiramento, ciclonagem, centrifugação, espessamento,
filtragem, evaporação e secagem, e a escolha da operação ideal depende essencialmente das
características do minério e de aspectos econômicos (GUIMARÃES, 2011).
As operações de separação sólido-líquido são comumente empregadas pelas seguintes
razões (GUIMARÃES, 2011):
 Reutilização e recuperação da água no processo;
 Reduzir umidade do rejeito para transporte e disposição;
 Adequação do produto para posterior transporte e comercialização;
 Atingir o percentual de sólidos ideal para operações posteriores.
O estado físico dos rejeitos depende do processo de remoção da água (desaguamento)
a eles aplicados durante o beneficiamento do minério. Diante disto, podem apresentar
consistência de polpa, pasta ou torta, de acordo com o teor de sólidos presente, e
consequentemente comportamentos geotécnicos distintos, segundo Gomes (2006) apud
Figueiredo (2007). A Tabela 4 apresenta o percentual de sólidos esperado para cada estado
físico dos rejeitos segundo Watson et al. (2010). O processo de desaguamento dos rejeitos é
 48

comumente executado através de espessadores ou filtros a vácuo, para posterior aumento da

porcentagem de sólidos e aperfeiçoamento dos parâmetros de resistência do material
(GUIMARÃES, 2011).

Tabela 4 - Estados físicos dos rejeitos e correspondente teor de sólidos esperado (WATSON et al. 2010).

Tipo de Rejeito Teor de sólidos (%)

Polpa 25 a 45
Espessados 50 a 70
Pasta 70 a 85
Torta > 85

Entende-se como rejeito em pasta, um material em estágio intermediário entre uma

polpa de alta densidade e tortas. É um material homogêneo que não flui facilmente se
confinado e não ocorre a liberação de água durante sua disposição final. Contudo, alguns
rejeitos espessados de alta densidade podem apresentar estas mesmas características, se
comportando como uma massa viscosa e homogênea que não apresenta segregação e que em
sua disposição não libera consideráveis quantidades de água. Além disso, para formação de
pasta, requer-se considerável quantidade de finos no material (FIGUEIREDO, 2007).
Existem alguns conceitos para caracterização dos rejeitos e suas formas, segundo
Figueiredo (2007) alguns destes conceitos incluem:
 Rejeitos em polpa, que são rejeitos que contém considerável quantidade de água,
tornando-se susceptível a segregação. Seu transporte para deposição é comumente
realizado através de bombas de deslocamento positivo;
 Rejeitos em pasta, também chamados de “paste tailings”, são rejeitos espessados
com acréscimo de aditivos químicos (como floculantes e coagulantes). Porém o
termo também é comumente aplicado a rejeitos espessados de alta densidade. Pode
ser utilizado como backfill ou pastefill em minas subterrâneas e em disposição em
superfície;
 Rejeitos espessados, também chamados de “thickened tailings”, são rejeitos com
alto percentual de sólidos, mas que ainda apresentam consistência de polpa e
possibilidade de bombeamento;
 49

 Rejeitos filtrados, conhecidos como torta, “wet cake tailings” ou “dry cake
tailings”, devido a seu caráter saturado (ou parcialmente saturado) ou insaturado,
respectivamente e, além disso, não podem ser submetidos a bombeamento.
O espessamento é a principal etapa de recuperação de água em uma usina de
beneficiamento mineral. Promove a separação entre sólido-líquido de polpas geralmente
muito diluídas através da sedimentação por gravidade, e tem como produto de “underflow”
polpas ou pasta mineral. Os rejeitos produzidos pelo espessamento podem ser classificados de
acordo com o grau de desaguamento e espessamento obtido, em rejeitos de baixa, média e alta
densidade (ENGELS, 2006). Na figura 20 podemos observar as diferentes consistências de
pastas derivadas do processo de espessamento.

Figura 20 - Exemplos típicos de rejeitos espessados (FIGUEIREDO, 2007).

A tecnologia de disposição de rejeitos espessados (“Thickened Tailings Disposal”) ou

em pasta (“Paste Tailings Disposal”) tem-se mostrado como um método eficiente e uma
alternativa aceitável para disposição de rejeitos, no intuito de recuperação de água e,
especialmente, como alternativa praticável ao método de disposição de rejeitos em forma de
polpa em barragens convencionais e na forma de aterro hidráulico, apesar de este último
apresentar vantagens quando comparado a disposição em barragens convencionais
(ROBINSKY, 2000).
A técnica de disposição de rejeitos em pasta é atualmente praticada em alguns países
como Canadá e Austrália, especialmente na disposição de rejeitos provindos do
beneficiamento de alumina (lama vermelha). Além disto, o método pode ser aplicado no
preenchimento de câmaras de minas subterrâneas sob forma de “backfill” ou “pastefill”. Em
superfície, é aplicado como opção para reduzir a utilização de grandes áreas pra disposição de
 50

rejeito e de forma a minimizar os riscos de disposição de polpa em barragem convencional

(ENGELS, 2006).
A preparação de rejeitos espessados e/ou em pasta inicia-se, como o nome sugere, por
meio de desaguamento mecânico de polpas com baixo teor de sólidos, comumente através de
espessadores de grande porte e forma troncônica (diâmetros em média de 50 metros e
profundidades variando entre 1 e 2 metros). Pode haver ou não a adição de floculantes, em
primeiro caso os floculantes incrementam substancialmente os efeitos da sedimentação, e em
segundo caso, um sistema de pás em movimentos realiza a remoção do material
(FIGUEIREDO, 2007).
Em seguida, o rejeito pode ou não ser encaminhado a uma planta específica para
preparação da torta, de acordo com as necessidades de melhoria nas características de
resistência do rejeito, podendo também ser adicionado outros materiais, como estéril, cimento
e/ou areia, para formação de material de preenchimento de cavidades subterrâneas
(FIGUEIREDO, 2007).
O transporte de rejeitos espessados é comumente realizado através de bombas de
deslocamento positivo, especialmente quando as pressões de bombeamento são superiores a
5Mpa. Embora bombas centrífugas possam ser usadas para bombeamento de pastas quando as
propriedades do rejeito são favoráveis (ENGELS, 2006).
Após deposição os rejeitos tendem a fluir e depositar conforme a topografia natural do
ambiente em que foram depositados, dependendo do mecanismo utilizado em seu
adensamento (formando polpas espessadas ou pastas) e do processo de evaporação natural.
Em terrenos planos, a disposição comumente ocorre através de um ponto central, fazendo com
que os rejeitos adquiram formato cônico, de taludes suaves e uniformes. Já no caso da
disposição em vales ou taludes, o rejeito tende a fluir e adensar, fluindo de acordo com a
topografia ou sendo barrado por um dique de contenção. Inclinações de 1,0 a 1,5 graus
(maiores no caso de rejeitos em pasta) são recomendadas para garantir um bom sistema de
drenagem (FIGUEIREDO, 2007).
Após a deposição, fissuras são formadas, devido ao ressecamento dos rejeitos. Novas
camadas de deposição preenchem estas fissuras, formando uma estrutura mais estável. A água
liberada após a deposição e qualquer escoamento superficial deve ser coletada em uma lagoa
no pé da pilha (ENGELS, 2006).
A Figura 21 ilustra a conformação dos rejeitos dispostos em diferentes condições
topográficas, considerando polpa de alta densidade (rejeito espessados) e pasta.
 51

Figura 21 - Ângulos de disposição para polpas de alta densidade e para pasta, para diferentes tipos de terreno
(OSORIO, 2005).

Os equipamentos a serem utilizados variam com relação à geometria e dependem

basicamente das características do rejeito e do nível de adensamento desejado em seu
underflow (ENGELS, 2006). A Figura 22 apresenta alguns exemplos de espessadores
comumente utilizados no adensamento de polpas de minério de ferro.
 52

Figura 22 - Tipos de espessadores para adensamento de polpas de minério de ferro (GUIMARÃES, 2011).

A principal vantagem do método é a possibilidade de maior recuperação e reuso da

água, minimizando também perdas por infiltração e evaporação. Entretanto, custos
operacionais são maiores devido a este processo de desaguamento (ENGELS, 2006). A
Tabela 5 apresenta uma comparação entre os custos operacionais e de desativação, e potencial
recuperação da água para rejeitos em polpa e rejeitos espessados ou pastas.
 53

Tabela 5 - Custos relativos aos diferentes sistemas de disposição de rejeitos (FIGUEIREDO, 2007).

Custo operacional Custo de desativação Potencial de recuperação

Tipo de rejeito
($US/ton) (em 100) de água (em 10)

Polpa 0,3 - 1,2 100 3

Espessado ou
0,6 - 3,5 50 6
em pasta

O Quadro 3 apresenta outras vantagens e desvantagens do método de disposição de

rejeitos espessados ou em pasta.

Quadro 3 - Vantagens e desvantagens da disposição de rejeitos espessados e/ou em pasta (ENGELS, 2006).

Vantagens Desvantagens
Não necessita de grande barragem
Maior consumo de energia
inicial
Menores custos de reabilitação e de
Requer mão de obra especializada
fechamento
Baixa quantidade de água incorporada Custos operacionais e associados à infra-estrutura
ao rejeito e baixa permeabilidade, necessária para instalação de bombas de
limitando a infiltração e reduzindo o deslocamento e tubulações de transporte são
volume de percolação na pasta relativamente altos

Condições topográficas podem inviabilizar o uso da

Maior densidade e estabilidade das
tecnologia de espessamento de rejeitos quando
estruturas de disposição
comparados ao método de disposição convencional

Alguns espessadores de pasta não atingem a

Menor susceptibilidade à liquefação e a
concentração esperada de sólidos,gerando problemas
rupturas catastróficas
operacionais

Menor potencial de contaminação das A reologia do rejeito deve permitir a aplicação da

águas subterrâneas técnica de espessamento

Maior recuperação dos reagentes A taxa de produção deve ser pertinente com a
utilizados no processo de tratamento tecnologia de espessamento adotada
 54

3.3.3 Disposição em pilhas controladas / rejeitos filtrados

O processo de filtragem consiste basicamente na operação de separação dos sólidos

presentes em meio aquoso através da passagem da polpa através de um meio filtrante,
possibilitando a passagem do líquido e retendo as partículas sólidas. É comumente aplicada
etapas de adensamento de polpa, como ciclonagem ou espessamento, previamente a aplicação
da filtragem, para adequar da porcentagem de sólidos requerida na alimentação dos filtros
(GUIMARÃES, 2011).
O líquido resultante do processo denomina-se filtrado, enquanto os sólidos constituem
a torta. De acordo com Davies (2011), os rejeitos que passam por este procedimento de
filtragem podem ser filtrados a úmido, sendo então denominados “wet cake” apresentando
alto grau de saturação, ou a seco, sendo então nomeados “dry cake” e possuindo menor grau
de saturação. A presença excessiva de finos inviabiliza o método.
Os rejeitos filtrados não podem ser transportados por tubulação como no caso da polpa,
devido a seu baixo teor de umidade. Devem então ser transportados através de caminhões ou
correias transportadoras, depositado, espalhados com auxílio de tratores e então compactados
para formar um depósito de rejeitos insaturados (DAVIES & RICE, 2001). Este tipo de
armazenamento produz um depósito estável que normalmente não requer paredes de
contenção, e são comumente denominadas pilhas secas ou “dry stack”, como mostram as
Figuras 23 e 24 (ENGELS, 2006).

Figura 23 - Empilhamento a seco de rejeitos usando caminhões como transporte (ENGELS, 2006).
 55

Figura 24 - Empilhamento a seco de rejeitos utilizando correias transportadoras na mina La Coipa, no Chile
(ENGELS, 2006).

É importante ressaltar que rejeitos filtrados e empilhados à seco são rejeitos que
passaram por processos de desaguamento e podem não mais apresentar características de
rejeitos saturados, como por exemplo, podem apresentar poropressões negativas (sucção) e
comportamentos distintos de rejeitos saturados (ENGELS, 2006).
Para que a filtragem aconteça necessita-se que uma força incidente atue sobre as
partículas, esta força pode ser alcançada através da gravidade, vácuo, pressão ou
centrifugação (GUIMARÃES, 2011). O Quadro 4 apresenta os tipos de filtragem, suas
respectivas características principais, os modelos de filtro e fornecedores para cada tipo.
 56

Quadro 4 - Mecanismos de filtragem e os principais fornecedores (GUIMARÃES, 2011).

Davies (2011) apresenta estatisticamente, como mostra Figura 25, que a técnica de
filtragem de rejeitos vem se tornando uma prática comum ao redor do mundo, inclusive vem
sendo mais aplicada que a disposição de rejeitos em forma de pasta e a co-disposição de
rejeitos, tornando esta prática uma possível alternativa para outros métodos de disposição.

Figura 25 - Tendências no uso de rejeitos desaguados na mineração (DAVIES, 2011, modificado).

 57

As vantagens da disposição de rejeito filtrado são mais aparentes em regiões áridas,

altamente sísmicas ou frias, ou onde o espaço é limitado. Embora seja um método
considerado mais caro que o descarte convencional, seus custos podem ser compensados pela
maior eficiência de armazenamento e menor impacto ambiental (ENGELS, 2006). Por serem
insaturadas, as pilhas são suscetíveis à oxidação. Além disso, embora as perdas totais de água
sejam menores, ainda devem ser tomadas providências para controlar a infiltração de águas
subterrâneas (DAVIES & RICE, 2001).
Uma grande vantagem do método, além da maior recuperação de água, consiste na
redução da área necessária para disposição, reduzindo custos e minimizando impactos
ambientais (ENGELS, 2006). Por mais que seja um método que possui altos custos
operacionais, deve-se atentar a possibilidade de amortização destes custos na fase de
encerramento do empreendimento (PORTES, 2013). Outras vantagens e desvantagens do
método são apresentadas no Quadro 5.
 58

Quadro 5 - Vantagens e desvantagens da disposição de rejeitos em pilhas secas / rejeitos filtrados (ENGELS,
2006, modificado).

Vantagens Desvantagens

Maiores custos operacionais e de investimento (é

Possibilidade de recuperação e reutilização da
importante ressaltar que os custos relacionados à
água
filtragem de rejeitos diminuiu nos últimos 5 anos)
A geração de poeira é um problema comum em
Reduz os riscos de falha e ruptura associados a
climas áridos e pode ocorrer de forma
métodos convencionais, como barragens de
relativamente rápida após o descarte de rejeitos
rejeito
devido ao baixo teor de umidade do material
Não existe opção para armazenar água dentro de
uma instalação de pilha seca. Uma instalação de
O empilhamento a seco é adequado para áreas
rejeitos convencional, projetada para armazenar
de alta atividade sísmica, pois a construção de
água, pode fornecer uma operação para
estruturas de contenção são evitadas
armazenamento de água de chuva para manter as
operações durante os meses secos do ano
É necessária gestão de contorno da área para
Adequado quando materiais de construção evitar a acumulação de água e proporcionar fácil
disponíveis para construção de estruturas de remoção da água superficial (devido a
contenção são limitados precipitação) para evitar a formação de lagoas e a
erosão da pilha através dos canais de escoamento
A reabilitação progressiva é possível,
Sistemas de desvio são necessários para evitar a
reduzindo o custo de fechamento por
inundação da instalação de empilhamento a seco
determinado tempo
É geralmente mais adequado para operações de
A contaminação da água subterrânea por baixo rendimento devido aos custos de
infiltração é reduzida ou anulada equipamentos e gerenciamento operacional de
uma grande planta de filtragem
Flutuações sazonais são uma consideração
Os rejeitos filtrados permitem uma melhor
importante no projeto de uma instalação de pilha
recuperação de metais dissolvidos e produtos
seca, pois um ambiente de alta pluviosidade pode
químicos utilizados no processo (por exemplo,
criar problemas de gerenciamento diário de
ouro e cianeto)
equipamentos de transporte e compactação

Outro mecanismo de separação da água e da fração argilosa de rejeitos é a escavação

de rejeitos já secos em barragens de rejeito já construídas, transportando este rejeito através de
caminhões e depositando em pilhas controladas, enquanto a barragem é utilizada para
disposição de novos rejeitos. Neste caso, para garantir a estabilidade das pilhas, pode ser
necessário misturar os rejeitos com materiais de empréstimo, que podem ser finos ou
granulares. Os componentes de uma pilha controlada são: dique de partida, drenos periféricos
na pilha, drenos internos e drenos superficiais caso a pilha seja construída em um talude
(LOZANO, 2006).
 59

3.3.4 Disposição compartilhada / co-disposição

A co-disposição ou disposição compartilhada de rejeitos e estéreis gerados nas

operações de lavra é uma metodologia alternativa que vem sendo estudada em algumas minas
ao redor do Brasil e do mundo. Engels (2006) define co-disposição como sendo a combinação
da disposição de estéreis comumente de granulometria grossa, com rejeitos do processo, de
forma que os finos do rejeito preencham os vazios dos grãos de estéril. Este processo aumenta
a resistência e estabilidade dos rejeitos, permitindo acesso mais rápido aos rejeitos para
reabilitação e reduzindo as consequências da carga estática e dinâmica (DPI, 2003). Quando
os rejeitos e estéreis são dispostos em um local sem ser previamente misturados, a técnica
pode ser definida como disposição compartilhada (ENGELS, 2006).
O desmonte de rochas nas frentes de lavra produz material estéril de tamanhos
variados e que apresentam elevados índices de vazios. Estes vazios são favoráveis a alocação
de rejeitos finos, proporcionando melhoria nas condições de drenabilidade, ganho de
resistência, maior recuperação de água e possibilidade de recuperação progressiva das áreas
de disposição (MMSD, 2002).
Segundo Figueiredo (2007) neste método a disposição pode ocorrer em ambientes
confinados, como na disposição em cavas, ou em barragens de contenção e pilhas de estéreis.
A segregação dos finos depositados faz com que se forme uma camada superior e inferior
(respectivamente, de rejeitos grossos e finos) na praia, onde a camada superior é rapidamente
drenada possibilitando a movimentação de máquinas em tempo relativamente curto após
deposição.
Embora o termo geral 'co-disposição' se refira à mistura de rejeitos e estéreis finos e
grosseiros, existem diversas maneiras de se realizar este processo, de forma a se adequar
determinada técnica ao seu local de aplicação. Genericamente, o processo de co-disposição
compreende as seguintes técnicas, segundo Figueiredo (2007):
 Disposição de rejeitos em um deposito de estéril, onde os estéreis são usados para
criar uma berma ou diques de contenção para depósito dos rejeitos, formando
pequenas lagoas e camadas na pilha de estéril;
Neste método ocorrem adensamento e ressecamento dos rejeitos e disposição de uma
nova camada de estéril sobre os rejeitos consolidados, criando-se um ciclo, como mostra a
Figura 26. Aspectos como a espessura dos rejeitos, teor de sólidos e taxa de adensamento são
 60

fatores importantes no desenvolvimento do projeto, sendo geralmente considerada uma

relação de espessura de estéril e rejeito da ordem de 4:1.

Figura 26 - Bacias de rejeito construídas no depósito de estéril (LEDUC & SMITH, 2003, modificado).

A vantagem deste método são os baixos custos operacionais quando comparado aos
outros métodos de co-disposição, entretanto, deve-se atentar a construção de diques e
formação de lagoas de forma a impedir a formação de poropressões e comprometimento da
estabilidade dos taludes.
 Mistura de rejeito e estéril (geralmente por meios mecânicos) durante o
processamento e transporte (caminhões e/ou correias transportadoras), ou dentro
da própria instalação de armazenamento, promovendo preenchimento dos vazios,
gerando material homogêneo e aumentando a densidade do material;
A mistura de rejeitos e estéreis diretamente na instalação pode ocorrer criando-se um
único fluxo de deposição no topo do deposito, próximo a crista do talude, como mostra a
Figura 27, ou através de correias transportadoras.

Figura 27 - Mistura de rejeito com estéril no topo do depósito (LEDUC & SMITH, 2003, modificado).
 61

Este método tem a desvantagem de requerer equipamentos para mistura dos rejeitos e
estéreis e para acerto das camadas e face dos taludes, mas por outro lado, apresenta
flexibilidade e controle da mistura do material.
 Injeção de rejeitos em depósitos de estéreis através de furos e tubulações de
perfuração instalados no topo do deposito;
A disposição dos furos pode ser: furos inclinados (Figura 28) e/ou furos verticais
(Figura 29). Conforme aconteça o avanço do depósito, a extremidade das tubulações estará
diretamente conectada ao sistema de distribuição dos rejeitos.

Figura 28 - Injeção de rejeito em furos verticais no topo do depósito de estéril (LEDUC & SMITH, 2003,
modificado).
 62

Figura 29 - Injeção de rejeito em furos inclinados no topo do depósito de estéril (LEDUC & SMITH, 2003,
modificado).
Tem como desvantagem a necessidade de bombas de alta pressão para que os rejeitos
penetrem adequadamente no deposito. Uma vantagem é que não necessita de equipamentos
moveis para manuseio do material.
 Disposição de rejeitos e estéreis em camadas finas independentes, permitindo que
os rejeitos penetrem naturalmente nos vazios das rochas estéreis. Adicionando-se
outra camada de rochas e criando-se um ciclo de camadas de deposição.
A espessura das camadas de rejeito varia de 0,2 a 0,5 metros para que ocorra a
dissipação das poropressões geradas no interior do maciço de rejeitos e infiltração natural nas
camadas de estéril, cujas espessuras variam entre 1 e 5 metros, como mostra a Figura 30.
Tem a desvantagem de possibilidade de aplicação não uniforme dos rejeitos no
depósito, o que poderia comprometer a estabilidade do deposito através da geração de
excessos de poropressões.
 63

Figura 30 - Disposição de rejeito em camadas finas no topo do depósito (LEDUC & SMITH, 2003, modificado).

A principal vantagem do método de co-disposição é a possibilidade de melhoria nas

condições de resistência e drenabilidade do rejeito, redução do potencial de drenagem ácida
do estéril (quando associados a sulfetos) e diminuição do risco de ruptura de depósitos, já que
o método geralmente não requer construção de instalações de contenção (FIGUEIREDO,
2007).
A principal desvantagem do método é o controle da estratégia de deposição, de forma
a otimizar a mistura de resíduos grossos e finos, visto que a estabilidade do depósito pode vir
a ser comprometida caso as proporções de rejeitos adicionados ao depósito de estéril não
sejam as ideais (DPI, 2003).

3.3.5 Disposição em “pit”

O armazenamento de rejeitos em “pit”, ou em cavas, é, como o nome sugere, o

processo de disposição de rejeitos em minas exauridas ou conjuntamente a extração mineral,
como mostra a Figura 31. Este método é muito atrativo, uma vez que a abertura da cava pode
ser preenchida de forma muito mais econômica do que em outros métodos de disposição de
rejeitos em superfície. Além disso, os rejeitos não necessitam de paredes de retenção,
eliminando os riscos associados à instabilidade (EPA, 1994).
 64

Figura 31 - Disposição em cava a céu aberto (LOZANO, 2006).

A Figura 32 apresenta as duas possíveis formas de deposição: quando a atividades de

extração foram encerradas (a) e quando as atividades de extração ocorrem simultaneamente à
disposição de rejeitos (b).

Figura 32 - Deposição em cavas: (a) Extração do minério total; (b) Deposição feita ao mesmo tempo que a
extração do minério (RITCEY, 1989, modificado).
 65

Devido à profundidade e à taxa geralmente alta de elevação dos rejeitos, a densidade

dos rejeitos pode ser baixa. Portanto, as taxas de consolidação podem ser altas e duradouras
quando comparados ao método de armazenamento convencional. Isso significa que à medida
que os rejeitos se consolidam, formam-se depressões ao longo do tempo, dificultando o
contorno de fechamento (ENGELS, 2006).
No caso de a mina ainda estar em operação, as cavas podem ser reabastecidas com
rejeitos para preencher estas depressões com novos rejeitos, o que aumenta a capacidade de
armazenamento. Outra alternativa é instalar uma tubulação com uma curva de 90 graus, onde
a extremidade do tubo é instalada na posição vertical (risers) até o centro da depressão
provocada pelos rejeitos secos, fazendo com que os rejeitos sejam descarregados até se formar
uma pilha cônica de rejeitos. À medida que a consolidação dos rejeitos vai acontecendo, a
forma cônica desaparece e a depressão causada é reduzida (ENGELS, 2006).
As vantagens do método incluem a facilidade de recuperação da área lavrada,
produção de menores impactos ambientais e visuais, minimização de riscos potenciais e
custos operacionais (PORTES, 2013).
A principal desvantagem do método é o risco de contaminação da água ao redor da
cava, o que pode requerer um sistema de impermeabilização nos taludes da cava (ENGELS,
2006). Outras desvantagens são: crescimento elevado do nível de rejeitos devido a forma da
cava resultando em baixa resistência e pequenas taxas de consolidação; risco a estabilidade de
minas subterrâneas vizinhas; é necessário monitoramento de infiltrações pois existe o risco de
contaminação do lençol freático; inviabiliza futura extração de minérios de menor teor;
logística de extração devido à construção de estruturas de contenção de rejeitos dentro da cava
(DME, 1999).

3.3.6 Outros métodos de disposição

3.3.6.1 Disposição subterrânea

Os rejeitos podem ser depositados como preenchimento de minas subterrâneas

previamente mineiradas. Neste caso, são comumente misturados a algum material, que pode
ser areia, cimento, estéril ou outro material, e são bombeados para preencher os vazios
gerados pela explotação de minério de forma a promover suporte e prevenção do colapso de
uma mina subterrânea. Por exemplo, pode ser aplicado no método de lavra “room and pillar”
como forma de suporte para futura extração do material presente nos pilares de sustentação e
 66

maximizar a recuperação do corpo de minério, ou no método de lavra “cut and fill”,

fornecendo suporte e preenchendo os vazios gerados pela extração do minério (ENGELS,
2006).
De acordo com Figueiredo (2007), atualmente pratica-se duas técnicas de
preenchimento de minas subterrâneas, definidas de acordo com o propósito desejado. A
primeira ocorre simultaneamente com a lavra, onde o preenchimento proporciona suporte para
a formação de novo piso para desmonte e lavra do piso imediatamente acima, e o
preenchimento pode ser obtido da mistura de rejeito com material estéril ou areia, na forma de
“backfill” ou “pastefill”. Já a segunda técnica consiste em promover de forma permanente a
estabilidade do maciço rochoso através do preenchimento das câmaras previamente lavradas.
O preenchimento pode ocorrer de forma simultânea à lavra ou após encerramento das
atividades, e para casos de maior demanda por resistência comumente é utilizada a mistura de
rejeito (pastefill) e/ou estéril, com areia e cimento, sendo que o cimento não é sempre
necessário quando a demanda por estabilidade não é tão grande.
Acrescentar cimento a mistura ajuda a prevenir contaminação do lençol freático visto
que o rejeito pode sofrer alterações químicas e físicas. Em rejeitos piritosos, ajuda a reduzir a
oxidação e geração de ácidos, reduzindo a mobilização de metais (ENGELS, 2006).
Uma vantagem do método é o fato de que os rejeitos são armazenados no subsolo, o
que é considerado mais ecologicamente correto, já que não são necessárias grandes áreas para
o armazenamento de rejeitos na superfície. Além disso, tem-se a redução de problemas
associados à geração de poeira, impactos visuais, contaminação de águas superficiais e riscos
de inundação provindos de falhas associadas às instalações de armazenamento de rejeitos
(ENGELS, 2006). O Quadro 6 apresenta outras vantagens e desvantagens do método.
 67

Quadro 6 - Vantagens e desvantagens da disposição subterrânea de rejeitos (ENGELS, 2006, modificado).

Vantagens Desvantagens
Fornece suporte para a mina Altos custos
Mão de obra extra e gerenciamento de
Pilares ricos podem ser extraídos
equipamentos

Os rejeitos precisam ser altamente

Reduz o risco de desmoronamento de desidratados, geralmente deve-se obter a
rochas, já que as forças não estão focadas consistência de pasta (alto OPEX para
nos pilares e suportes produção e transporte de rejeitos de alta
densidade)
Significativo tempo de espera necessário
Melhora o circuito de ventilação na mina em estratégias de extração e
desenvolvimento da mina

Escoamento de efluentes de rejeitos em

Impede ruptura de teto derivados do
águas subterrâneas, portanto, possível
desmonte
contaminação

Riscos de liquefação dos rejeitos se os

Ajudam a minimizar a contaminação de
níveis de saturação forem altos e se
águas subterrâneas
vibrações sísmicas estiverem presentes

Bombas especiais pra descarga de rejeitos

As taxas de oxidação para rejeitos de alta densidade são geralmente
piritosos podem ser reduzidas necessárias (alguns fabricantes têm altos
tempos de espera)

Na maioria dos casos, permite obter um Pode-se ocorrer a diluição de poluentes

aumento na recuperação da água dos metálicos, oxidação do enxofre e produção
rejeitos quando comparado ao descarte de ácidos, devido a preenchimentos de má
convencional qualidade ou gerenciamento de extração

De acordo com Engels (2006) existem quatro tipos de preenchimento utilizados em

minas subterrâneas. O Quadro 7 apresenta as características gerais de cada um.
 68

Quadro 7 - Tipos de preenchimento utilizado em minas subterrâneas (ENGELS, 2006, modificado).

O preenchimento em pasta é semelhante ao depósito de pasta em
superfície. Os rejeitos são desidratados até geralmente atingirem
>65% de sólidos (por peso) e bombeados nas cavidades subterrâneas
Pastefill
geralmente através de bombas de deslocamento positivo. A pasta tem
uma aparência homogênea e quando depositada no subsolo há pouco
ou nenhum vazamento da água contida.
O preenchimento por “sandfill” é usado quando os rejeitos são
ciclonados para separação de lamas e frações de areia. As lamas são
descartadas devido à sua baixa permeabilidade e são geralmente
armazenadas em superfície. As areias são bombeadas hidraulicamente
Sandfill
nas câmaras subterrâneas e podem ser misturadas com outros
materiais, como cimento, se necessário. À medida que as areias se
depositam e consolidam, o excesso de água é eliminado ou perdido
por infiltração.
O preenchimento cimentado consiste em rejeitos e estéreis
depositados em câmaras subterrâneas vazias. Ele é usado quando o
armazenamento de estéreis é necessário e o excesso de espaços vazios
Cemented fill precisa ser preenchido. Rejeitos misturados com cimento podem ser
despejados sobre as rochas residuais para preencher e ligar os vazios.
É útil quando baixos volumes de cimento são necessários
(implicações de custo), e é utilizado como impermeabilizante.
Preenchimento a seco são rochas residuais, areias, cascalhos ou
rejeitos secos. É mais adequado para o método “cut and fill”. Podem
Rockfill
ser descarregados através de caminhões, aberturas ou carregadeiras
subterrâneas (LHD).

3.3.6.2 Disposição de rejeitos em ambientes aquáticos

A disposição de rejeitos em ambientes aquáticos é a descarga de rejeitos em rios, lagos

e mares. A descarga de rejeitos em ambiente marinhos é a prática mais comum de deposição
 69

de rejeitos em ambientes aquáticos e envolve a descarga de rejeitos em grandes profundidades

no mar. O descarte no mar pode ser aplicado quando outras técnicas em terra não são
possíveis devido ao terreno, alta atividade sísmica, alta precipitação e falta de disponibilidade
de terra. Esta é uma prática comum na região oeste do Pacífico, devido a condições de terreno,
como terrenos íngremes e/ou instáveis (ENGELS, 2006).
Um dos objetivos da descarga de rejeitos em ambientes marinhos é minimizar a
exposição ao oxigênio dissolvido para prevenção de oxidação e mobilização de contaminantes
(NORMAN, 1998). As maiores desvantagens desse método de armazenamento são o fato de
os fluxos do rejeito serem imprevisíveis à medida que são descarregados, os impactos
ambientais desconhecidos e o potencial de migração de contaminação (EC, 2004).
Em algumas situações, os rejeitos podem ser descarregados com sucesso no mar
provocando menor impacto ambiental quando comparado a outros métodos convencionais de
disposição, além de considerável redução dos custos. O armazenamento em superfície
geralmente tem um impacto ambiental permanente e altos custos em sua manutenção,
enquanto a descarga no mar pode ter um impacto ambiental temporário, sem necessidade de
manutenção depois de finalizadas as atividades minerárias (MMSD, 2002).
A descarga em rios envolve diversas obrigações ambientais e custos elevados
relacionados a remediação e recuperação ambiental, gerando grande oposição e preocupações
públicas, principalmente da percepção do público (ENGELS, 2006). A descarga de rejeitos
em ambientes marinhos também deve ocorrer em zonas especificas, abaixo da zona de
turbulência causada por ventos e ondas, geralmente com mais de 100 metros de profundidade
(MMSD, 2002).
 70

4 ANÁLISE DOS MÉTODOS

Com base na revisão bibliográfica considerada neste trabalho, observa-se que o

principal fator de risco relacionado à estabilidade das barragens de contenção de rejeitos
refere-se, basicamente, ao confinamento da água residual do processo de beneficiamento,
tornando atrativos os métodos de desaguamento abordados.
Uma questão importante é o fator econômico do projeto. Os custos associados a cada
método devem ser analisados. Embora os custos operacionais para aplicação de métodos de
disposição de rejeitos espessados, em pasta ou filtrados sejam possivelmente mais altos que
para o descarte convencional, esses custos podem ser compensados pela redução de gastos em
outras áreas, como a não necessidade de construção de uma grande barragem de rejeitos e
reutilização da água. Já na disposição de rejeitos por aterro hidráulico, os custos são
considerados relativamente mais baixos que em barramentos convencionais, especialmente
devido à possibilidade de utilização do próprio rejeito em sua construção e alteamentos. A
disposição em “pit” também se apresenta muito atraente neste quesito, mas depende da
disponibilidade de espaço, que no caso é uma cava exaurida ou com disponibilidade para
execução desta operação. Ainda assim, esta análise deve ser feita especificadamente para cada
local. Mesmo que tais métodos ainda não sejam viáveis economicamente no presente para
determinada mina, novas tecnologias poderão proporcionar a viabilidade de tais métodos no
futuro.
A possibilidade de recuperação e conservação de água também são dois dos principais
impulsionadores da implantação destes métodos. A disposição de rejeitos filtrados economiza
quantidades significativas de água, mas a disposição de rejeitos espessados e em pasta nem
tanto quando comparado ao método de disposição convencional, fazendo com que a
disposição de rejeitos filtrados seja muito mais atraente neste aspecto.
Clima e topografia são fatores muito relevantes na escolha do método de disposição de
rejeitos. Métodos de disposição de rejeitos espessados, em pasta ou filtrados são
freqüentemente mais bem sucedidos em climas secos. Já a topografia influencia na
estabilidade e necessidade de aterros de apoio para os métodos de disposição de rejeitos
desaguados. A disposição de rejeitos espessados ou em pasta geralmente não é viável em
terrenos íngremes sem um aterro de apoio. Já a disposição de rejeitos filtrados pode ser
implantada em uma maior variedade de terrenos desde que os requisitos de estabilidade,
operação e fechamento sejam levados em consideração.
 71

A sismicidade inviabiliza a aplicação de alguns métodos, como a realização de

alteamentos a montante, que não podem ser realizados em ambientes de alta sismicidade,
devido à instabilidade. Alteamentos a jusante podem ser aplicados em ambientes de alta
sismicidade, mas não são comumente viáveis devido à alta demanda de materiais para
alteamento. Nesse aspecto, a disposição de rejeitos filtrados em pilhas secas também leva
vantagem, pois as estruturas de contenção são evitadas.
A remoção de água da polpa de rejeitos requer grande quantidade de energia. Além
disto, a localização da planta em relação ao local de disposição dos rejeitos tem grande
influência no consumo de energia, e pode vir a inviabilizar o método, pois com o aumento da
energia, novas despesas são adicionadas. Por isto, é importante que o local de descarga de
rejeitos seja próximo ou em declive com relação à planta. Rejeitos filtrados podem ser
transportados através de caminhões ou correias transportadoras, mas rejeitos espessados ou
em pasta requerem um sistema de bombeamento para serem transportados.
As barragens construídas através da técnica de aterro hidráulico podem apresentar
desempenho satisfatório desde que bem controlada e bem avaliada tecnicamente, mas ainda
assim existe a dificuldade em se prever o comportamento do material depositado, o que pode
vir a afetar a estabilidade da estrutura, gerando duvidas sobre a aplicação deste método.
Entretanto, com o aumento das regulamentações ambientais, o controle de segurança dessas
barragens tem sido mais rigoroso nesse aspecto. A co-disposição de rejeitos e estéreis também
pode apresentar risco de instabilidade devido à aplicação não uniforme dos rejeitos no
depósito.
Constata-se então que, embora os métodos alternativos de disposição de rejeitos
abordados apresentem diversas vantagens, é necessária uma análise do local para prever a
viabilidade dos mesmos. A técnica de disposição de rejeitos filtrados apresenta grande
potencial para a redução de riscos relacionados a barragens de contenção, e já vem sendo
adotada por muitas empresas. Com o desenvolvimento de novas tecnologias pode apresentar
redução dos custos e vir a ser mais amplamente aplicada futuramente.
 72

5 CONCLUSÃO

Como cada mina é considerada única em termos de localização, propriedades do

material, abastecimento de água, processo de beneficiamento empregado, obrigações
ambientais, custos de energia, entre outros, é difícil prever qual método de disposição de
rejeitos deve ser empregado sem antes realizar um estudo prévio das características da mina e
principalmente dos rejeitos. Cada caso deve ser avaliado individualmente. Em geral, o método
de disposição mais utilizado continua sendo barragens de rejeito convencionais, mesmo com o
avanço dos métodos de recuperação de água.
A análise dos rejeitos em termos de sedimentação, reologia, geotecnia, etc., bem como
as condições da área e uma análise econômica, são fundamentais para avaliar o potencial de
implementação dos métodos alternativos. Em casos onde existe escassez de água, altos riscos
ambientais ou quando o processo garante a recuperação de reagentes ou metais de valor na
água, a remoção de água adicional pode ser alcançada e encorajada.
A aplicação dos métodos de disposição de rejeitos espessados, em pasta e filtrados são
as ideais na busca pela reutilização de água, maior disponibilidade de espaço e maior
estabilidade destes rejeitos. Além disto, o transporte e a remoção da água destes rejeitos
requer mais energia, que consequentemente, resulta no aumento dos custos.
A disposição de rejeitos filtrados pode proporcionar uma maior densidade e eficiência
no armazenamento de rejeitos, portanto, o método tem potencial, em especial quando requer
maior disponibilidade de espaço. Os custos operacionais são maiores, e o custo do transporte
de rejeitos sólidos são mais altos do que para o transporte de polpa, o que em alguns casos
pode ser compensado pela oportunidade de reutilização da água e espaço.
A co-disposição ou disposição compartilhada dos rejeitos, embora seja uma técnica
considerada promissora, ainda é considerada incipiente no Brasil, portanto existe uma
carência de experiências praticas e estudos sobre o método, e apesar de auxiliar na redução do
risco de carregamento estático e dinâmico, ainda são necessários estudos para melhorar a
estratégia de deposição e otimizar a mistura de resíduos grossos e finos, de forma a aumentar
a estabilidade.
A disposição de rejeitos como preenchimento de minas subterrâneas ou em “pit” são
métodos bastante atrativos, além de fornecer suporte e preenchimento dos vazios gerados pela
extração do minério. Entretanto, necessitam da disponibilidade das cavas para aplicação, e
oferece risco de contaminação da água ao redor da cava.
 73

O descarte de rejeitos em ambientes aquáticos pode ser aplicado quando outras

técnicas em terra não são possíveis, mas devido ao grande potencial de risco de contaminação,
não é comumente aplicada.
A Tabela 6 apresenta um breve resumo comparativo entre as formas de disposição de
rejeitos, compreendendo: rejeitos lançados em reservatório, aterro hidráulico, rejeitos filtrados
e empilhados, e rejeitos espessados e/ou em pasta.

Tabela 6 - Comparativo entre as formas de disposição de rejeitos.

Aterro hidráulico, Rejeitos

Rejeitos lançados
Item rejeitos filtrados e espessados e/ou
em reservatório
empilhados em pasta
% sólidos 25 a 45 >85 50 a 85
Construção de um dique de
Sim Não Sim
partida
Contrução de bacias de
contenção para água Sim Não Sim
recuperada
Utilização de floculantes Sim Não Sim/Não
Necessidade de bombas de
Sim/Não Não Sim/Não
deslocamento positivo
Necessidade de correias
Não Sim Não
transportadoras

Necessidade de compactação
Não Sim/Não Não
do rejeito após disposição

Portanto, pode-se concluir que a metodologia de disposição de rejeitos a ser

empregada deve levar em conta principalmente as condições e requisitos específicos de cada
mina. A disposição de rejeitos desaguados tem se mostrado como uma alternativa atraente a
medida que as regulamentações ambientais se tornam mais rigorosas.
 74

REFERÊNCIAS

AGÊNCIA NACIONAL DE ÁGUAS (ANA). Estudo de ruptura de barragens. Brasília:

Engecorps Engenharia S.A. 2012.

ARAUJO, C. B. Contribuição ao estudo do comportamento de barragens de rejeito de

mineração de ferro. Dissertação de Mestrado. Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio
de Janeiro, 133 p. 2006.

BRAWNER, C. O.; CAMPBELL, D. B. The tailings structure and its characteristics - a soil
engineer's viewpoint. International Tailings Symposium, Miller Freeman Publications,
Tucson, p. 59-101, 1973.

CHAMBERS, D. M.; HIGMAN, B. Long term risks of tailings dam failure. Seldovia, 34 p.
2011.

DAVIES, M.P.; RICE, S. An alternative to conventional tailing management – dry stack

filtered tailings. Internacional Conference on Tailings and Mine Waste, Fort Collins, n. 8,
p. 441-422, 2001.

DAVIES, M.P. Filtered dry stacked tailings – the fundamentals. Tailings and Mine Waste
Conference, Vancouver, 9 p. 2011.

DE SOUSA, M. M. Estudo para o projeto geotécnico da barragem de Alto Irani, SC.

Projeto de Graduação. Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro. 129 p. 2013.

DEPARTMENT OF MINERALS AND ENERGY (DME). Guidelines on the Safe Design

and Operating Standards for Tailings Storage. Western Australia, 1999.

DEPARTMENT OF PRIMARY INDUSTRIES (DPI). Management of Tailings Storage

Facilities - Environmental Guidelines. Victoria: Minerals & Petroleum Division, 2003.

EUROPEAN COMISSION (EC) (2004). Draft Reference Document on Best Available

Techniques for Management of Tailings and Waste-Rock in Mining Activities. Sevilha:
Edificio EXPO, 2004.

ENGELS, J. An expert management system for surface tailings storage. Tese de

Doutorado. University of Leeds, Reino Unido, 2006.

ENGELS, J.; DIXON-HARDY, D. Tailings disposal - Managing increasing higher volumes

of waste from mines. International Symposium on Environmental Geotechnology and
Global Sustainable Development, Helsinki and Espoo, Finland, n. 7, 2004.

ENVIRONMENTAL PROTECTION AGENCY (EPA). Technical Report - Design and

Evaluation of Tailings Dams. Washington: Office of Solid Waste, 1994.

ENVIRONMENTAL PROTECTION AGENCY (EPA). Proposed Determination of a

Revised Licence - Lisheen Mine (Anglo American). Wexford, 2000.
 75

FAHEY, M.; NEWSON, T. A.; FUJIYASU, Y. Engineering with tailings: v. 2. Rio de

Janeiro: Environmental Geotechnics, p. 947-973, 2002.

FIGUEIREDO, M. M. Estudo de metodologias alternativas de disposição de rejeitos para

a mineração Casa de Pedra – Congonhas/MG. Dissertação de Mestrado. Universidade
Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 118 p. 2007.

FOURIE, A. B. In Search of the Sustainable Tailings Dam: Do High-Density Thickened

Tailings Provide the Solution. University of the Witwaterstrand, Africa do Sul, 2003.

GIPSON, A. H. Tailings disposal - The last 10 years and future trends. Fort Collins,1998.

GUIMARÃES, N. C. Filtragem de rejeitos de minério de ferro visando a sua disposição

em pilhas. Dissertação de Mestrado. Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte,
114 p. 2011.

GUMIERI, A. G.; BUENO, B. S.; MINETTE, D. C. L. E. Estudo do adensamento de rejeitos

de mineração. Congresso Brasileiro de Mecânica dos Solos, Brasília, n. III, p. 1823-1827,
1998.

ICOLD & UNEP. Tailings Dams - Risk of Dangerous Occurrences: Lessons learnt from
practical experiences. Paris, 2001.

INSTITUTO BRASILEIRO DE MINERAÇÃO (IBRAM). Gestão e Manejo de Rejeitos da

Mineração. 2016. Disponível em: <http://www.ibram.org.br/sites/1300/1382/00006222.pdf>.
Acesso em: 12 mai. 2018.

INTERNATIONAL COMISSION ON LARGE DAMS (ICOLD). Tailings Dams - Risk of

Dangerous Occurrences: Lessons Learnt from Practical Experiences, 2001.

INTERNATIONAL COMISSION ON LARGE DAMS (ICOLD). Improving Tailings Dam

Safety: Critical Aspects of Management, Design, Operation and Closure. United Nations
Environmental Programme, 2006.

LEDUC, M, P.; SMITH, P.E. Tailings Co-Disposal: Innovations for Cost Savings and
Liability Reduction. Austrália, 2003.

LIMA, L. M. K. Retroanálise da formação de um depósito de rejeitos finos de mineração

construído pelo método subaéreo. Dissertação de Mestrado. Universidade Federal de Ouro
Preto, Ouro Preto, 90 p. 2006.

LOZANO, F. A. E. Seleção de locais para barragens de rejeito usando o método de

análise hierárquica. Dissertação de Mestrado. Universidade de São Paulo, São Paulo, 115 p.
2006.

MINING, MINERALS AND SUSTAINABLE DEVELOPMENT (MMSD). Mining for the

Future - Appendix A: Large Volume Waste Working Paper, 2002.

NORMAN, D. Innovations and Trends in Reclamation of Metal Mine Tailings in

Washington. Washington, p. 29-42, 1998.
 76

OSORIO, C.A.H. Caracterização de Pastas Minerais. Dissertação de Mestrado.

Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 177 p. 2005.

PORTES, A. M. C. Avaliação da disposição de rejeitos de minério de ferro nas

consistências polpa e torta. Dissertação de Mestrado. Universidade Federal de Minas Gerais,
Belo Horizonte, 150 p. 2013.

RAFAEL, H. M. A. M. Análise do Potencial de Liquefação de uma Barragem de Rejeito.

Dissertação de Mestrado. Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro,
103 p. 2012.

RITCEY, G. M. Tailings management: Problems and solutions in the mining industry,

vol. 6. Amsterdam: Elsevier Science Publishers,1989.

RITCEY, G. M. Tailings Management in gold plants. Hydrometalurgy, p. 3-20, 2005.

ROBERTSON, A. M. Site selection and design for uranium mine waste and plant tailings.
Council of Mining and Metallurgical Institutions Congress. Johannesburg, p. 861-886,
1982.

ROBINSKY, E. I. Sustainable development in disposal of tailings. Tailings and Mine

Waste. Colorado, p. 39-48, 2000.

SANTOS, D. A. M. Técnicas para a disposição de rejeitos de minério de ferro.

Dissertação de mestrado. Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2010.

SILVEIRA, E.B.S.; READES, D.W. Barragens para contenção de rejeitos. Seminário

Nacional de Grandes Barragens. Rio de Janeiro, 35 p. 1973.

THYGESEN, K. Mine Tailings Storage: Safety is no accident. 2017. Disponível em:

<http://www.grida.no/resources/11424>. Acesso em: 10 mai. 2018.

VICK, S. G. Planning, Design, and Analysis of Tailings Dams. BiTech Publishers Ltd,
Canada, 369 p. 1990.

VICK, S. G. Siting and design of tailings impoudments. Mining Engineeging, Nova York,
n.6, v.33, p. 653-657, 1981.

WATSON, A. H. et al. A comparison of alternative tailings disposal methods - the

promises and realities. Australian Centre for Geomechanics, Perth, 16 p. 2010.
 77

GLOSSÁRIO

BACKFILL Enchimento de mina subterrânea em polpa

CEMENTED FILL Enchimento de mina subterrânea feito de cimento
CUT AND FILL Método de lavra subterrânea por corte e enchimento
DRY CAKE Rejeitos filtrados a seco
DRY STACK Pilhas secas
GANGA É a parte não aproveitada da fragmentação de minérios
OVERFLOW Fluxo de finos, ou “lamas”
OVERTOPPING Ruptura por galgamento
PASTEFILL Enchimento de mina subterrânea em pasta
PASTE TAILINGS Rejeitos em pasta
PIPING Erosão interna gerada no corpo da barragem
RISERS Dutos / tubulações
ROCKFILL Enchimento de mina subterrânea a seco
ROOM AND PILLAR Método de lavra subterrânea por câmaras e pilares
SANDFILL Enchimento de mina subterrânea em pasta, feito de areia
SPIGOTS Canhões de lançamento de rejeitos (espigotes)
TAILINGS Rejeitos
UNDERFLOW Fluxo de grossos (granulometria grossa)
WET CAKE Rejeitos filtrados a úmido