Imobilização física de resíduo proveniente do tratamento de águas ácidas de uma instalação de mineração de urânio

A Unidade em Descomissionamento de Caldas das Indústrias Nucleares Brasileiras (UDC-INB), primeira instalação brasileira de mineração a produzir urânio em escala industrial e a participar do ciclo do combustível nuclear, é uma fonte de preocupação ambiental e assunto de diversas pesquisas que visam estratégias de remediação das suas áreas degradadas. As operações de mineração, britagem e moagem desta mina cessaram em 1997, após 15 anos de seu início. Desde então, devido às características geológicas, o local tem apresentado Drenagem Ácida de Mina (DAM), processo definido quimicamente como uma solução ácida que é produzida quando minerais contendo sulfetos são oxidados na presença de água e oxigênio. No caso da instalação em questão, a drenagem ácida é gerada em duas pilhas de estéreis de mineração e na cava da mina. Atualmente a única ação mitigatória realizada na instalação é o tratamento dessas águas contaminadas com cal hidratada para precipitação dos contaminantes. No entanto, esta neutralização gera outro problema, a formação de composto residual denominado “DUCA”, o qual consiste em uma matriz de diuranato de cálcio com hidróxidos metálicos. Desde 1998 a INB deposita DUCA na cava da mina e em 2010 estimavam-se em cerca de 67 mil toneladas a quantidade deste resíduo ali depositado. A deposição do resíduo nestas condições é inadequada e pode gerar contaminações de solo, águas e também ressolubilizar os contaminantes que foram precipitados no tratamento das águas ácidas. Dentro deste contexto destaca-se a técnica de imobilização de resíduos em cimento Portland, proposta a qual este estudo visou. A técnica consiste na realização de procedimentos que reduzem o potencial de contaminação por meio da redução da solubilidade, mobilidade e a toxicidade dos contaminantes e do encapsulamento do resíduo em uma matriz de alta integridade estrutural. Exposto o problema, este estudo teve como objetivo principal a imobilização em cimento Portland CP2 do urânio contido no DUCA e avaliação do poder de estabilização química por meio de testes de lixiviação, além da verificação da resistência mecânica à compressão. Para isso, foram confeccionados corpos de prova contendo DUCA, cimento e água em diferentes concentrações, sendo a moldagem realizada de acordo com ABNT-NBR 5739. As relações água/resíduo/cimento (A/R/C) avaliadas foram: (C1) 68/30/2; (C2) 66/28/6; (C3) 64/27/9; (C4) 56/24/20; (C5) 47/20/33; (C6) 38/23/39; (C7) 30/26/44; (C8) 33/20/47; (C9) 36/19/45 e (C10) 34/20/46. Os ensaios de lixiviação foram realizados segundo ABNT-NBR 10005, enquanto os ensaios de resistência a compressão foram feitos em acordo com ABNT-NBR 5738. Os resultados mostraram que os corpos de prova com composição C1, C2 e C3 não apresentaram integridade estrutural suficiente para prosseguir com os demais testes. Nos ensaios de lixiviação o resultado obtido para o resíduo puro foi de 1,34 mg/L de U, e para composições com a relação mínima Resíduo /Cimento iguais ou menores que C5 foram de <0,1 mg/L de U. A resistência mecânica máxima obtida foi de 19,04 ± 3,74 Mpa para composição C10 e a mínima foi de 3,98 ± 1,28 MPa para C4. Logo, pode-se dizer que o cimento Portland CP2 é um componente em potencial para a imobilização do urânio presente no resíduo e a resistência mecânica é suficiente para uma disposição que se faça necessário o empilhamento do material imobilizado.