Uso de técnicas de exploração mineral no estudo de passivos ambientais em mina de urânio em fase de descomissionamento

Abstract

A atividade de mineração consiste essencialmente em movimentar rochas com o objetivo de extrair substâncias com valor econômico de zonas de acumulação natural ou jazidas. Esta atividade produz alterações significativas na região do complexo mineiro, seja na paisagem, vegetação, hidrologia, hidrogeologia, dentre outros. Depósitos minerais com milhões de anos são lavrados em operações mineiras e trazidos ou expostos em superfície, onde são submetidos a condições de estabilidade química e física totalmente distintos das condições originais de preservação. Variáveis climáticas como calor, frio, chuvas e estiagem agem de forma severa na integridade física de rochas e minerais, com oxidação acelerada e mobilidade de elevados teores de elementos químicos em águas de superfície e subterrâneas. Drenagem ácida de mina (DAM) consiste num efluente gerado pela interação de água e ar com zonas enriquecidas em sulfetos, cuja oxidação resulta no incremento da acidez deste fluido, um fenômeno recorrente em minerações de sulfetos ou ouro e sulfetos associados. Este trabalho foi desenvolvido na Unidade de Descomissionamento Caldas, onde existe uma mina de Urânio lavrado a céu aberto e também uma pilha de rejeitos de grandes dimensões formada por aterramento de vale fluvial, numa operação que lavrou Uraninita e sulfetos associados. A elevada pluviosidade anual aliada a exposição de sulfetos em superfície resultou na geração de DAM desde o início das operações em 1981, com atividades de mineração suspensas em 1995 e início da fase de descomissionamento. A geração de DAM é algo recorrente em minas com presença de sulfetos como minério ou mineral acessório, contudo, o caso da área de estudos envolve uma especificidade: a oxidação de uraninita e a mobilidade de urânio na DAM. Diante do exposto, este trabalho aplicou métodos geofísicos tradicionalmente empregados em pesquisas por depósitos minerais para avaliar os condicionantes de geração e fluxo de DAM na área de estudos, com vistas à compreensão do fenômeno. Os resultados obtidos indicaram áreas com situações distintas: na cava da mina ocorre dispersão de elementos por meio da interação entre o fluxo subterrâneo com zonas de alteração hidrotermal e minério residual, enquanto na pilha de rejeitos ocorrem áreas com significativa concentração de sulfetos e minério residual, responsáveis pela geração de DAM. Como forma de mitigar os impactos ambientais gerados e contribuir com o processo de descomissionamento do complexo mineiro, são propostas ações de remediação a partir dos resultados obtidos. Na cava da mina, o retaludamento das bancadas e impermeabilização com camada de material argiloso pode reduzir a infiltração de águas superficiais no maciço rochoso e reduzir a geração de DAM, enquanto na pilha de rejeitos, a remoção de parte do material disposto na parte norte, que apresenta maiores concentrações de minério residual e sulfetos, possivelmente reduzirá a geração de DAM.

The goal of mining activity is to extract substances with economic value from areas of natural accumulation or deposits. This activity produces significant changes in the region of the mining complex, including landscape, vegetation, hydrology, and hydrogeology. Mineral deposits that are millions of years old are mined in mining operations and brought or exposed to the surface. These deposits are subjected to chemical and physical stability different from the original conditions of preservation. Climatic variables such as heat, cold, rain, and drought act severely on the physical integrity of rocks and minerals, with accelerated destruction and mobility of high levels of chemical elements in surface and underground waters. Acid mine drainage (DAM) consists of an effluent generated by the interaction of rainwater and groundwater with zones enriched in sulfides, the destruction of which increases the acidity of this fluid, a recurring phenomenon in sulfide or gold and associated sulfide mining. This project was developed in an open-pit uranium mine and also in a large tailing pile formed by filling a river valley, in an operation that mined uraninite (U3O8) and associated sulfides. The high annual rainfall combined with the placement of sulfides on the surface resulted in the generation of DAM since the beginning of operations in 1981, with mining activities suspended in 1995 and the beginning of the decommissioning phase. The generation of DAM is something recurrent in hundreds of mines with the presence of sulfides as an ore or accessory mineral, however, the case in the study area involves a specificity: the destruction of uraninite and the mobility of uranium in the DAM. The geological complexity and dynamics of DAM generation and flow represent a challenge in terms of characterization and understanding of the phenomenon. In view of the above, this work applied geophysical methods traditionally used in research for mineral deposits to evaluate the conditions for the generation and flow of DAM in the study area, with a view to understanding the phenomenon. The results obtained indicated areas with different situations: in the mine pit there is dispersion of elements through the interaction between the underground flow with zones of hydrothermal alteration and residual ore, while in the tailings pile there are areas with significant concentration of sulfides and residual ore, responsible for generating DAM. As a way of mitigating the environmental impacts generated and contributing to the decommissioning process of the mining complex, remediation actions are proposed based on the results obtained. In the mine pit, the resurfacing of benches and waterproofing with a layer of clayey material can reduce the infiltration of surface water into the rock mass and reduce the generation of DAM, while in the tailings pile, the removal of part of the material disposed in the northern part, which has higher concentrations of residual ore and sulfides, will possibly reduce DAM generation.