Análise da geração de drenagem ácida de mina em pilha de rejeito sulfetada a partir de levantamento geofísico e dados hidroquímicos

Abstract

Lavras de mineração como as de óxidos e sulfetos são responsáveis por gerar expressivos volumes de material estéril e rejeito. São diversos os métodos construtivos utilizados para a disposição de pilhas de rejeito, o que as tornam únicas do ponto de vista estrutural com características particulares de seu material constituinte e que interferem na dinâmica hidrogeológica. A preocupação reside na possível presença de minerais reativos, como os sulfetos, vulneráveis às mudanças físico-químicas do meio e que acarretam sérios impactos ambientais, a exemplo da drenagem ácida de mina (DAM). A Mina Osamu Utsumi enfrenta as consequências da geração de DAM em função da disposição mal planejada do rejeito proveniente da exploração de óxido de urânio. O presente trabalho busca, então, elucidar os processos formadores de drenagem ácida e a dinâmica hidrogeológica no interior da pilha de rejeito que compõe o Bota-Fora 08 (BF-08) da Mina Osamu Utsumi a partir de dos métodos geofísicos da Eletrorresistividade e da Polarização Induzida, por meio da técnica de tomografia elétrica em arranjo Wenner-Schlumberger. Dados hidroquímicos de poços de monitoramento disponibilizados pelas Indústrias Nucleares do Brasil (INB) também contribuíram para as interpretações geofísicas referentes ao ambiente hidrogeológico local. Os modelos bidimensionais indicaram a presença de regiões com valores de resistividade inferiores a 20 Ω.m na porção nordeste e sudoeste da pilha de estéril, conectadas a partir do fluxo de água reconhecido na parte central da área de estudo. Esses bolsões foram interpretados como zonas de percolação de drenagem ácida. Foram identificados alinhamentos que mostram uma possível conexão hidráulica entre os aquíferos da pilha de rejeito (poroso) e do topo rochoso (fraturado), o que favorece trocas químicas com circulação de efluentes em ambos os sistemas hidrogeológicos. Os dados referentes a cargabilidade permitiram reconhecer a existência de três zonas com altas concentrações de sulfetos provenientes tanto do rejeito quanto do maciço rochoso. Os modelos pseudo-3D mostram que as zonas mineralizadas localizadas a nordeste e a sudeste são os mais suscetíveis a lixiviação e consequente geração de drenagem ácida em função de sua interação com as zonas saturadas. Os dados hidroquímicos complementam as interpretações geofísicas, com indicação de que no aquífero poroso existem condições químicas favoráveis à geração de drenagem ácida. Em relação ao aquífero fraturado, foi constatado um expressivo volume de sulfato dissolvido, cuja origem é atribuída ao resíduo de Diuranato de Cálcio (DUCA) disposto na cava. Uma vez dissolvido, este infiltra nas fraturadas do topo rochoso e é dispersado no meio hidrogeológico, com eventual liberação de íons de urânio (U+6).

Ores exploration is responsible for generating a huge volume of waste material, specially oxides and sulfides deposits. There are several techniques and settings to dispose tailings piles, which make them structurally unique and interfere on local hydrogeological dynamics. The concern is about the presence of reactive minerals, like sulfides, due to their vulnerability to physical and chemical changes in the environment and, thus, causing serious environmental impacts, as acid mine drainage (AMD). The Osamu Utsumi Mine faces the consequences of AMD generation due to its poorly planned disposal of waste materials from uranium mining. Therefore, this study aims to elucidate how the key factors work to generate AMD and to stablish its hydraulic behavior within tailings pile 08 (BF-08) from Osamu Utsumi Mine. DC Resistivity and Induced Polarization methods combined to Wenner-Schlumberger array have been chosen to survey the geological environment, using the electrical tomography technique. Moreover, hydrochemical data from Indústrias Nucleares do Brasil (INB) improved the geophysical models elaborated to the local hydrogeological setting. The geophysical models indicated some regions with resistivity values lower than 20 Ω.m at the northeast and southwest portions of the waste rock pile, whose zones are connected by an underground flow observed at the center region of the study area. These saturated areas were diagnosed as impacted by acid drainage flows. The chargeability models showed 03 zones with high sulfite concentration from waste rock materials and the rock mass. The pseudo-3D models showed that the mineralized zones located at the northeast and southeast portions are the most susceptible ones to leaching processes and, hence, acid drainage mine generation due to their interaction with saturated zones. Hydrochemical data corroborated to geophysical interpretations indicating a porous aquifer with favorable conditions to generate AMD. About the fractured aquifer, an expressive volume of sulfate was identified whose origin was attributed to the Calcium Diuranate (DUCA) residue dissolution. Once dissolved, it probably infiltrates into the fractures of rock mass and it is dispersed in the hydrogeological environment, with eventual release of uranium ions (U+6).