Análise de emanações radioativas em pilhas de rejeitos de mineração de urânio e suas relações com a geração de drenagem ácida de mina

Abstract

A mineração modifica profundamente o ambiente e produz consideráveis volumes de rejeito e material estéril, que geram impactos principalmente no solo, na água e no ecossistema. A caracterização do ambiente geológico antes da lavra é fundamental para que o plano de descomissionamento da mina seja traçado de maneira a reduzir gastos e gerar o menor impacto local. No entanto, existe a necessidade de considerar as alterações causadas pela lavra e processamento mineral nas rochas exploradas, uma vez que a exposição de óxidos e sulfetos são os principais responsáveis pela geração de drenagem ácida, ao entrarem em contato com o oxigênio e a água. Desta forma, pilhas de estéril e rejeito podem desencadear impactos ambientais de remediação dispendiosa e complexa. As operações na Mina Osamu Utsumi (MOU), localizada em Caldas (MG), pioneira na extração de urânio no Brasil, resultaram a geração de drenagem ácida de mina principalmente nos bota-foras e na cava da mina. O presente estudo busca avaliar as emanações radioativas e a geração de drenagem ácida de mina da pilha de estéril do Bota- Fora 04 (BF-04) da MOU, a partir do método geofísico da Gamaespectrometria. O processamento dos dados gamaespectrométricos espacializou as concentrações dos radioelementos potássio, urânio e tório na área de estudos. As concentrações de potássio permitiram compreender principalmente zonas de depleção das rochas e a sedimentação do radioelemento em zonas alagáveis. A análise dos dados de radioatividade em conjunto com estudos anteriores indica que zonas de maior concentração de radiação de urânio e tório estão associados a zonas de acúmulo de sulfetos. A oxidação dos minerais sulfetados geram a drenagem ácida que é responsável pela destruição dos minerais radioativos, motivo pelo qual são reconhecidas altas concentrações de urânio e tório na água ácida em estudos hidroquímicos realizados anteriormente. Os dados de radioatividade, junto a dados geofísicos de Eletrorresistividade e Polarização Induzida apresentados em estudo anterior no BF-04, permite subsidiar a elaboração de alternativas de remediação para a área e a tomada de decisão por parte das Indústrias Nucleares do Brasil.

Metal mining deeply modifies local environment and produces large volumes of waste rock and residues, which are expected to be carefully disposed to prevent soil, water, and environment degradation. Geologic foundation identification and specific chemical compositions characterization are fundamental to stablish a mine decommissioning plan, with the purpose to avoid tremendous amounts of time, effort, and money investments. Operational and processing methods should also be considered, due to the affinity of certain metals to combine with sulfur to form minerals called sulfides. The extraction of ore associated with sulfides minerals represents historically environment contamination as a result of mineral leaching and the generation of acid mine drainage. The pioneer uranium ore exploitation site in Brazil was the Osamu Utsumi Mine in 1982, located in the State of Minas Gerais. Under controversial interests, the open pit and the high concentration of sulfide in waste rock piles are nowadays a dispendious concern to the brazilian governmental nuclear company (Indústrias Nucleares do Brasil - INB), due to sulfide oxidation and the resultant acid mine drainage (AMD). The objective of this research was to analyze gamma-ray spectrometry data and the generation of AMD in a waste rock pile, BF-04, in the Osamu Utsumi Mine. The processing data mapped uranium, thorium and potassium concentrations in the study area. Potassium concentrations distinguishes zones of rock depletion, lowest concentrations, and radioelement sedimentation. The radiometric data acquisition combined with previous studies indicates that high uranium and thorium concentrations are associated with high sulfide zones. The oxidation of sulfide minerals is responsible for acid mine drainage, which acidity chemically leaches radioactive minerals, elevating uranium and thorium concentration in acid water recognized in previous hydro chemical analyses. The gamma-ray spectrometry results can subsidize the local and low-cost remediation.