Coletânea Fertilizantes - Mineralis

Introdução

Processamento do minério de fosfato: lixiviação ácida

O processamento do minério de fosfato para a produção de produtos intermediários pode ser feito por lixiviação ácida do minério, resultando em ácido fosfórico, ou pela produção de fósforo elementar em fornos. A produção comercial de produtos de aplicação de ácido fosfórico e fosfato é derivada do depósito de mineral de fosfato natural (apatita principalmente em 3Ca3(PO4)2.CaF2, fosforita em 3Ca3(PO4)2.Ca(OH,F,Cl)2) através de tratamento com ácidos fortes (sulfúrico, clorídrico e nítrico).

Fluxos de matérias e radionuclídeos seguindo-se

Resíduos do processo com ácido sulfúrico

Porém, a quantidade desses resíduos não é muito significativa se comparada à quantidade de fosfogesso produzido, conforme mostra a Tabela 3. Atualmente, esse tipo de resíduo é descartado em pilhas de gesso ou, no caso de descargas, em rios e oceano [ 6]. Portanto, a eliminação destes tipos de resíduos não contribui significativamente para a exposição resultante, quer através de emissões de substâncias radioactivas para águas superficiais e subterrâneas, quer para a atmosfera através de emissões de radão, até que estes resíduos excedentes sejam eliminados. baterias.

Contudo, numa perspectiva de longo prazo, podem ser observados problemas radiológicos, uma vez que a eliminação do excesso de resíduos não pode ser excluída num cenário de centenas a milhares de anos. Para reduzir os riscos futuros de remoção ou reutilização de resíduos em excesso, são necessários regulamentos, controlo e processamento específicos. Na Holanda, por exemplo, o invólucro é embalado em contentores para armazenamento a longo prazo nas instalações da COVRA [7].

Fluxos de materiais, resíduos e radionuclídeos

Além disso, o pó de 238U liberado do minério será precipitado pela adição de calcário e adicionado ao CaF2 no local de deposição, resultando em concentrações de U na faixa de 3.600 a 6.000 Bq.kq-1 nos precipitados de fluorofosfato [4]. A adição de sulfato de bário ou cloreto de bário à solução de cloreto de cálcio permite a separação de um co-precipitado de (Ra,Ba)SO4. Pode ocorrer incrustação, mas em menor grau do que no processo com ácido sulfúrico.

Fluxos de materiais, resíduos e radionuclídeos

Produção de fósforo elementar através do processo

Nos Estados Unidos, o uso principal do fosfogesso é na agricultura (1,2% do fosfogesso gerado), enquanto o uso do fosfogesso na construção é proibido [16] devido à exalação de radônio. Outras aplicações consideradas incluem a recuperação de enxofre do gesso, a introdução de gesso em aterros municipais para aumentar a biodegradação, a construção de recifes artificiais e a conversão de fosfogesso em carbonato de cálcio e sulfato de amônio. As mudanças nos fluxos de atividade dos radionuclídeos são, portanto, mais afetadas pelos fluxos das massas a eles associadas do que pelas próprias concentrações.

Rosa desenvolveu um estudo que teve como objetivo avaliar as consequências do uso do fosfogesso na construção civil. Para avaliar a exposição dos indivíduos nas residências devido ao uso do fosfogesso como material de construção, Rosa (1997) caracterizou o material de seu acervo em duas empresas, A e B. Estas também foram utilizadas por Costa Silva (1997). na avaliação do uso do fosfogesso na agricultura, tema que será discutido na próxima seção.

Observa-se que o produto coletado para análise da empresa B apresenta concentrações de atividade maiores que o da empresa A. Quanto à dose externa, esta é controlada pela concentração de atividade de 228Ra e 228Th. Portanto, a utilização do fosfogesso da Empresa A nas condições prevalecentes no estudo da sua utilização em argamassas não representaria um risco radiológico significativo.

Costa Silva investigou o uso do fosfogesso como insumo agrícola no Brasil, tanto do ponto de vista econômico quanto em relação a possíveis danos devido às suas propriedades radioativas. A transferência de radionuclídeos do fosfogesso aplicado no solo para a planta depende de uma série de fatores, como a disponibilidade do radionuclídeo para ser assimilado pela planta, a intensidade com que o fosfogesso é aplicado no solo, o clima da região , o que pode levar a maior escoamento superficial e remoção de fosfogesso etc. No caso desses cálculos foi possível estimar que dos parâmetros utilizados nas simulações de valores de dose, o fator de aplicação de fósforo e gesso no solo, a taxa de remoção de material (excluindo decaimento radioativo) e a transferência solo-solo planta foram os fatores que mais contribuíram para a incerteza global dos valores simulados.

Para se ter uma ideia da importância do valor da dose associada ao uso do gesso fosfórico na agricultura, a Comissão Nacional de Energia Nuclear, por meio de sua Norma Básica (CNEN NE), estabelece o limite de dose que não deve ser ultrapassado para o indivíduo ao público o valor de 1 mSv/a, valor atribuído a práticas como a operação de instalações nucleares. Isso equivale a 300 vezes mais do que o associado ao uso do gesso fosfatado no cultivo do feijão. Como conclusão do trabalho, há, entre outras coisas, há evidências de que para condições simuladas não haveria limitação do ponto de vista radiológico para o uso do fosfogesso na agricultura.

Por outras palavras, materiais cuja radioactividade natural, ou melhor, a concentração de actividade natural de radionuclídeos, foi aumentada por um processo tecnológico. Potencial exposição à radiação natural no interior das residências devido ao uso do fosfogesso na construção civil.

Concentração de radionuclídeos em fertilizantes

Utilização de subprodutos e resíduos

Levantamentos radiológicos realizados em trechos acabados de estradas onde foi utilizado fosfogesso mostraram que as taxas de exposição não podiam ser distinguidas dos valores de fundo [16]. Existem processos que envolvem a concentração de ácido fosfórico e sedimentação para produzir urânio na forma de. A avaliação do impacto radiológico de uma instalação deve ter em conta as diferentes vias de exposição humana à radiação.

O estudo de caso descrito abaixo, derivado da análise de uma instalação de mineração e processamento de minério de fosfato, visa abordar esta questão. Possui áreas de mineração, processamento físico de minério, além de uma bacia de rejeitos, que recebe efluentes desse processamento. Em geral, é evidente a ocorrência de valores relativamente baixos de concentração de radionuclídeos nos resíduos.

O campo de radiação gama existente no interior de uma residência, proveniente de materiais de construção, é causado principalmente pelo decaimento de radionuclídeos pertencentes às cadeias 238U e 232ª além da 40K. A taxa média de exposição de cada país, em ambientes fechados, varia de 20 a 190 nGy.h-1, enquanto a média ponderada da população é de cerca de 80 nGy.h-1. Além da exposição aos raios gama, outra via importante de exposição humana em ambientes fechados é a absorção de isótopos de radônio e seus produtos de decomposição de meia-vida curta.

Consequentemente, as doses resultantes da utilização deste material também deverão ser maiores, caso as condições de exposição permaneçam as mesmas. Por outro lado, poderia ser alcançado um aumento na produção de alguns produtos agrícolas, ao mesmo tempo que estaria disponível uma estratégia para a gestão de pilhas de fosfogesso associadas à produção de fertilizantes. a"a. Como vimos anteriormente, o uso do fosfogesso nos casos estudados não se mostrou inadequado (as doses não podem ser consideradas relevantes) e estão previstos diferentes tipos de usos para o material, seja na agricultura ou na construção civil construção.

A definição estabelece que são materiais, qualquer que seja a sua forma física, que são criados como resíduos de práticas ou situações de intervenção e para os quais não está previsto nenhum tipo de utilização, ou porque estão contaminados por substâncias radioativas e apresentam maior atividade ou concentração de atividade. alto. superiores aos níveis isentos de requisitos regulamentares, ou porque as exposições que podem gerar não estão isentas de normas. 25] exclui do processo de licenciamento objetos que incluam, a qualquer tempo, substâncias radioativas com atividade específica inferior a 100 Bq/g ou substâncias radioativas naturais sólidas com atividade específica inferior a 500 Bq/g. Embora o descarte do fosfogesso em aterros não possa ser considerado (devido ao enorme volume do material), o fato é que suas concentrações de atividade são baixas o suficiente para permitir tal descarte se apenas esse aspecto for considerado.

Cada um destes cenários de exposição envolve estimativas próprias que podem ser realistas ou conservadoras. Especificamente no caso do fosfogesso, para os valores informados nas tabelas 7 e 8, a aceitação do valor de 0,5 Bq/g não implicaria qualquer necessidade de regulamentação sobre o uso do material.

Estudo de caso

Recomendações e normas nacionais e internacionais

No caso de restrições de isenção, também citadas acima, a Norma CNEN-NE-6.02 Licenciamento de Instalações de Radiação. O mais importante actualmente em discussão tem a ver com a Agência Internacional de Energia Atómica. Derivação dos níveis de concentração de atividade para materiais que não requerem regulamentação [27].

O objetivo da definição de materiais contendo substâncias naturalmente radioativas a serem regulamentados é. Pretende-se excluir praticamente todos os terrenos de qualquer forma de regulamentação, mas não matérias-primas ou resíduos como areia monazítica (areia mineral), resíduos industriais (como fosfogesso) e resíduos com concentrações relevantes. O grupo de estudo responsável pela elaboração do documento chegou então à conclusão de que o valor de 0,5 Bq/g seria adequado para representar um limite entre os níveis naturais observados no solo e aqueles representados por materiais como areia monazita, minérios, resíduos industriais e rejeita.

Até o momento, a CNEN não possui um padrão semelhante ao que está sendo formulado para a AIEA, mas assim como há diversas situações, como o fosfogesso, que exigem que a Comissão se posicione sobre o assunto. O dilema aqui é se deve-se estabelecer limites próprios, possivelmente menos restritivos que os recomendados internacionalmente, permitindo maior flexibilidade no mercado interno, ou, pelo contrário, seguir a tendência internacional, causando algum tipo de restrição à circulação e uso de esses materiais no país. Simpósio Internacional sobre Problemas Radiológicos da Radioatividade Natural na Indústria Não Nuclear, Comissão Europeia/KEMA, Amsterdã, (1997).

Establishing reference levels for regulatory control of workplaces where minerals are processed that contain elevated levels of naturally occurring radionuclides. Guidance on Good Practice in the Management of Uranium Mining and Mill Operations and Preparation for Their Closure, IAEA TECDOC-1059. Derivation of activity concentration levels for material not requiring regulation (draft safety report). uma Abordagem Mínero-Química-Metalúrgica Editors: F.E. Lapido Loureiro & Ricardo Melamed.

Sua importância na indústria de fertilizantes e na agricultura - Gildo de Araújo S. X) - Micronutrientes - Álvaro Vilela de Resende - EMBRAPA/Planaltina.