Avaliação da reatividade ao ataque químico de resíduo oriundo da mineração da scheelita utilizado como agregado em argamassas cimentícias / Evaluation of reactivity to the chemical attack of waste from the mining of scheelite used as aggregate in cementitious mortars

RESUMO A mineração de scheelita, localizada em Currais Novos, Rio Grande do Norte, tem gerado grandes volumes de resíduos sólidos que são destinados inadequadamente aos sistemas ambientais, causando impactos ambientais negativos ao município. Uma das alternativas encontradas para destinar adequadamente esses resíduos é o uso em argamassas de matriz cimentícia. No entanto, não há estudos consistentes sobre a viabilidade técnica quanto aos ataques químicos e à influência na sua durabilidade. Nesse contexto, este trabalho teve como objetivo verificar se as argamassas confeccionadas com resíduos da mineração de scheelita em substituição total ao agregado convencional são suscetíveis ao ataque por sulfato de sódio. A caracterização física, química e mineralógica do resíduo foi realizada fazendo uso das seguintes técnicas: análise granulométrica por peneiramento; determinação da massa unitária; obtenção do teor de material pulverulento; espectrometria de fluorescência de raios X, e difração de raios X. A investigação da ocorrência do ataque por sulfato de sódio foi avaliada pela variação dimensional dos corpos de prova quando imersos em solução de sulfato de sódio, de acordo com a metodologia da Associação Brasileira de Normas Técnicas NBR 13583. Os resultados do traço 1:3 indicaram que os agregados oriundos dos resíduos da mineração de scheelita apresentaram comportamento reativo ao ataque por sulfato de sódio (expansão maior que 0,06%), bem como houve aumento da resistência à compressão simples em 4,74%. Portanto, embora tenha sido constatado que os corpos de prova incorporados com resíduos de scheelita tenham sido reativos ao sulfato, observou-se que não foram capazes de deteriorar mecanicamente os corpos de prova.

ABSTRACT The scheelite mining, located in Currais Novos, Rio Grande do Norte, has generated large volumes of solid waste that are inadequately destined for environmental systems, causing negative environmental impacts to the municipality. One of the alternatives to destination of these residues is the use in cementitious matrix mortars. However, there are no consistent studies on the technical feasibility of chemical attacks and influence on their durability. In this context, this work aimed to verify whether mortars made with scheelite mining residues in total substitution to conventional aggregate are susceptible to attack by sodium sulfate. The physical, chemical, and mineralogical characterization of the residue was carried out using the following techniques: sieve particle size analysis; determination of unit mass; obtaining the content of powdery material; X-ray fluorescence spectrometry, and X-ray diffraction. In the investigation of the occurrence of sodium sulfate attack was evaluated by the dimensional variation of the specimens when immersed in sodium sulfate solution, according to the methodology of Associação Brasileira de Normas Técnicas NBR 13583. The results of mixture 1:3 indicated that the aggregates from scheelite mining residues showed a reactive behavior to attack by sodium sulfate (expansion greater than 0.06%), as well as an increase in resistance to simple compression by 4.74%. Therefore, although it was found that specimens incorporated with scheelite residues were reactive to sulfate, it was observed that they were not able to mechanically deteriorate the specimens.

Imobilização de metais pesados presentes nos resíduos de quartzito por meio da incorporação em argamassas com substituição total do agregado natural / Immobilization of heavy metals present in quartzite residues through incorporation in mortars with total substitution of the natural aggregate

RESUMO Este trabalho objetivou imobilizar metais pesados presentes nos resíduos de quartzito por meio da incorporação em argamassas em substituição total ao agregado natural. Dois tipos de resíduos foram utilizados: os resíduos de fragmentação das aparas (QS) e os do pó de serragem (QP). Os resíduos foram caracterizados por fluorescência de raios X, difração de raios X e ensaios de toxidade conforme metodologia da Norma Brasileira (NBR) 10005, da NBR 10006 e do Toxicity Characteristic Leaching Procedure (TCLP) 1311. Então, foram analisadas composições de argamassas contendo cimento, cal e os resíduos (QS, QP) utilizando-se a técnica de delineamento de mistura, determinando os melhores traços, o melhor tipo de cura (imersa ou úmida) e, posteriormente, avaliando a resistência dos corpos de prova após cura. A caracterização do resíduo de quartzito revelou a presença de vários metais pesados e extratos lixiviados em contato com a água, classificando-o como resíduo de Classe I — Perigoso. Os resultados indicam que as composições determinadas foram capazes de imobilizar os metais pesados presentes nos resíduos de quartzitos, bem como resultou em argamassas com resistências mecânicas superiores a 2 MPa. Por fim, mostrou-se que essa técnica de solubilização e estabilização dos contaminantes presentes nos resíduos de quartzito é uma alternativa tecnologicamente viável e ambientalmente adequada para a destinação final desses resíduos.

ABSTRACT This work aims to immobilize heavy metals present in the quartzite residues by means of the incorporation in mortars in total substitution to the natural aggregate. Two types of residues were used: quartzite sand (QS) and powder (QP). The residues were characterized by x-ray fluorescence, x-ray diffraction, and toxicity tests according to the methodology of the NBR 10005, 10006 and Toxicity Characteristic Leaching Procedure (TCLP) 1311. Then, compositions of mortar containing cement, lime and residues (QS, QP) were analyzed using technique of designing the mixture, determining the best mixture, the best type of cure (immersed or wet), and subsequently evaluated at resistance of the body of evidences after curing. The characterization of quartzite residue revealed the presence of multiple heavy metals and leached extracts in contact with the water, classifying it a Class I-Hazardous waste. Regarding the production of mortars, the results indicated that the compositions determined were able to immobilize the heavy metals present in the quartzite residues, as well as resulted in mortars with mechanical resistances higher than 2 MPa. Finally, it was shown that this technique of solubilization and stabilization of contaminants present in quartzite residues is a technologically viable and environmentally adequate alternative for the final destination of these residues.