研究表明,在道路铺设中添加从铁矿石尾矿中提取的砂产品,兼具环境和经济效益。
巴西米纳斯吉拉斯州,淡水河谷伊塔比拉运营区,从铁矿石尾矿中提取的砂产品
淡水河谷与巴西米纳斯吉拉斯州伊塔茹巴联邦大学(UNIFEI)伊塔比拉校区在过去5年间合作开展的一项研究表明,淡水河谷的可持续砂产品(从米纳斯吉拉斯州铁矿石生产过程中获得)可用于路面铺设。实验室测试结果显示,与仅使用碎石、土壤和沙子等传统材料铺设的道路相比,在道路各铺砌层中添加从铁矿石尾矿中提取的砂产品,可使道路寿命延长50%,并使道路铺设成本降低20%。淡水河谷的可持续砂产品已被成功应用于建筑行业,由于可减少尾矿处置量,公司运营变得更加安全,与此同时,它可以替代自然中的沙子,沙子是世界上仅次于水的开采最多的自然资源。
该研究的下一步是对伊塔比拉市考埃(Cauê)矿区新铺设的一条试验性道路进行监测,从而对研究结论加以论证。“这是第一条用可持续砂产品铺设的道路,我们正在用仪器对它进行全方位的监测。这条道路长425米,共有4个铺砌层,每层均添加不同比例的淡水河谷可持续砂产品。我们使用了96个传感器对道路的压力、温度、应变力和湿度加以监测,这些传感器将提供道路结构在载重车辆持续通过的情况下以及在真实的天气状况下的性能数据。伊塔茹巴联邦大学伊塔比拉校区与里约热内卢联邦大学将对这些信息进行为期两年的分析,这些信息还将与国家交通基础设施部(DNIT)的交通研究所(IPR)共享,以创建技术组合并使方法标准化。”淡水河谷环境许可执行经理罗德里戈·杜特拉·阿马拉尔(Rodrigo Dutra Amaral)说。
每个铺砌层均添加淡水河谷可持续砂产品的道路,公司将使用96个传感器对其进行为期两年的的监测
淡水河谷在将可持续砂产品用于道路铺设的研发方面已投入超过710万雷亚尔。淡水河谷业务发展经理玛丽娜·杜蒙(Marina Dumont)表示,这为公司提供了一个良好的新商机,并使社区直接受益。“我们通过对过去以堆垛和矿坝方式处理的尾矿再利用,促进循环经济的发展。每公里路面可以至多利用7000吨从铁矿石生产过程中产生的尾矿。仅在米纳斯吉拉斯一州,我们便有大约25万公里的未铺装道路。”
淡水河谷负责此项研究的工程师莱斯·雷森德(Laís Resende)表示,可持续砂产品不仅让公司的运营更可持续,而且与传统铺设材料相比更具优势:“添加淡水河谷的可持续砂产品后,路面表现出更好的抗疲劳性和永久的应变力。淡水河谷的可持续砂产品可以将石油沥青水泥的使用量减少6%,石油沥青水泥是铺路工程中最昂贵的材料之一。此外,它还可以减少水泥和石灰的使用量。”
考埃矿区试验性道路4个铺砌层单位公里各添加淡水河谷可持续砂产品的数量
淡水河谷已与众多合作伙伴合作,以寻求将可持续砂产品用于道路铺设的认证。去年,淡水河谷的可持续砂产品在混凝土和砂浆中的应用已得到多家研究机构的认证。在对米纳斯吉拉斯的运营做出调整后,淡水河谷预计今年将销售或捐赠大约100 万吨可持续砂产品,并且有望到明年实现翻倍。
淡水河谷还采取了其他减少尾矿坝使用的举措,例如建造4座尾矿压滤工厂,这有助于砂产品的生产。“今年年初在考埃矿区和康塞桑(Conceição)矿区启用的两座尾矿压滤工厂将对伊塔比拉可持续砂产品的生产起到促进作用,因为它们降低了尾矿中的含水百分比,使尾矿得以干式堆垛,提升了市场对该产品的兴趣。”淡水河谷伊塔比拉综合运营区执行经理丹尼尔·达赫(Daniel Daher)说。新利马市的大瓦尔任综合运营区此前已经启用了一座尾矿压滤工厂,而阿拜绍河畔圣贡萨洛市的布鲁库图矿区则将于今年第二季度启用第四座尾矿压滤工厂,它们都有利于尾矿的再利用。
淡水河谷可持续砂产品的生产
淡水河谷的可持续砂产品是铁矿石生产过程中的副产品。在对米纳斯吉拉斯州的运营做出调整后,过去以堆垛形式或用矿坝进行处置的沙状物质,被加工转化为商用产品,其生产过程遵循与铁矿石生产相同的质量控制标准。
产自铁矿石加工过程的砂产品100%经过认证,它们硅含量高而铁含量低,且具有很高的化学均匀性和粒度均匀性。这种砂产品不存在危险性,因为它们基本采用物理方式加工而成,加工过程未改变材料的化学成分。
淡水河谷的可持续砂产品可用于生产混凝土、砂浆、预制件、人工制品、和水泥以及铺设道路。
投资于教育和科技
伊塔比拉市将投资于教育和科技作为经济多元化发展的一部分。淡水河谷投资300万雷亚尔支持伊塔茹巴联邦大学伊塔比拉校区开展科学研究,包括为移动工程专业的实验室购买设备,该专业被公认为是米纳斯吉拉斯州道路铺设研究的权威机构。
来自这一机构的5位教授以及大约120名学生参与了就铁矿石生产过程中提取的砂产品用于道路铺设的研究,他们已围绕这一主题提交了 一项专利申请,并发表了20余篇文章、论文和专著。
“淡水河谷与伊塔茹巴联邦大学之间的研究合作模式对于巴西的科研发展极为重要。对考埃矿区道路开展的研究将为新的全国道路铺设尺寸标注方法(MeDiNa)提供数据,这一方法由国家交通基础设施部的交通研究所与里约热内卢联邦大学阿尔贝托·路易斯·科英布拉工程研究所(COPPE)合作开发。” 伊塔茹巴联邦大学伊塔比拉校区教授兼研究协调员塞尔吉奥·松西姆强调。
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