RADIOCHEMICAL CHARACTERIZATION AND ENVIRONMENTAL RADIOLOGICAL IMPACT IN TIN AND LEAD PROCESSING FROM CASITERITE

A indústria produtora de estanho e chumbo metálicos localizada em Pirapora do Bom Jesus, estado de São Paulo é responsável pela produção anual de cerca de 7000 toneladas de estanho e 350 toneladas de chumbo. A matéria prima utilizada nesse processamento é a cassiterita a qual apresenta em sua composição concentrações de radionuclídeos naturais de urânio e tório de 660 kBq kg-1 e 450 kBq kg-1 respectivamente. O processamento metalúrgico de redução e refino permite que esses radioanuclídeos fiquem concentrados principalmente no material particulado gerado pelas chaminés e pela dispersão da escória gerada que é estocada a céu aberto. A quantidade dessa escória rejeito atualmente estocada é estimada em 600000 toneladas. Esse trabalho pretende estudar o impacto radiológico ambiental da operação desse processamento e estabelecer seu Programa de Monitoramento Radiológico Ambiental (PMRA). Visando à realização desse trabalho, os contaminantes radioativos foram determinados na matéria prima, produtos, subprodutos, resíduo, lagoas e sistemas de exaustão. Na matéria prima os radionuclídeos provenientes da série de decaimento do urânio e do tório, apresentam-se praticamente em equilíbrio; durante o processamento esse equilíbrio é quebrado e os radionuclídeos migram de acordo com suas propriedades químicas. Concentrações de 31 kBq kg-1 para 238U, 69 kBq kg-1 para 226Ra, 2.5 kBq kg-1 para 210Pb, 130 kBq kg-1 para 232Th e 120 kBq kg-1 para 228Ra foram obtidas para escória rejeito. O impacto radiológico ambiental foi estabelecido pelo monitoramento dos radionuclídeos nos compartimentos críticos os quais podem causar doses de exposições ao público. Se a pilha de escória rejeito for considerada, os caminhos críticos são a exposição interna devido à inalação da poeira e a ingestão de água, decorrentes da re-suspensão e dispersão da pilha e da contaminação do lençol freático, respectivamente. Exposições externas se devem à imersão na nuvem radioativa e aos solos contaminados. Para a emissão de efluentes gasosos e materiais particulados das chaminés, os caminhos críticos são a exposição interna oriunda da inalação do radônio e exposição externa devido à imersão na nuvem radioativa e ao solo contaminado. As matrizes ambientais críticas definidas foram: águas subterrâneas, solo e ar, e os radionuclídeos U, Th, 226Ra, 228Ra e 210Pb.The tin and lead industry located in Pirapora do Bom Jesus in the state of São Paulo, Brazil, is responsible for the production of about 7000 ton year-1 of tin and 350 ton year-1 of lead. The raw material used in this facility is cassiterite, which presents in its composition concentrations of natural radionuclides from the uranium and thorium series up to 660 kBq kg-1 and 450 kBq kg-1, respectively. The smelting and refining processes may lead to concentrations of these radionuclides, mainly in the precipitated dust and in slag. In the operational process, intermediate refining and final slag are obtained and are stored in piles in open air. It is estimated that the amount of waste stored is about 600000 ton. This work aims to study the environmental radiological impact of the operation of this facility and to establish its Environmental Radiological Monitoring Program. In order to accomplish this task the content of radioactivity was determined in the raw material, products, byproducts, residue, deposition pond and exhausting systems. Although in the raw material the radionuclides from the uranium and thorium series are almost in equilibrium, during the processing this equilibrium is disrupted and the radionuclides migrate according to their chemical properties. Concentrations up to 31 kBq kg-1 for 238U, 69 kBq kg-1 for 226Ra, 2.5 kBq kg-1 for 210Pb, 130 kBq kg-1 for 232Th and 120 kBq kg-1 for 228Ra were obtained in the slag. The environmental radiological impact was established by measuring the radionuclides in the critical compartments that is the ones that may cause exposure to the public. If the residue pile is considered, the critical pathways are the internal exposition from the dust inhalation and the water ingestion, due to re suspension and dispersion of the pile dust and groundwater contamination, respectively; and external exposure due to immersion in the radioactive cloud and soil contamination. For the emission of gaseous and particulate effluents from the chimneys, the critical pathways are the internal exposition from the radon inhalation and external exposure due to immersion in the radioactive cloud and due to soil contamination. The environmental matrices defined as critical were: ground water, soil and air; and the critical radionuclides were U, Th, 226Ra, 228Ra and 210Pb