Tratamiento de aguas en la industria minero-metalúrgica (página 2)

La filtración consiste en la remoción de partículas suspendidas y coloides presentes en una suspensión acuosa, al pasar a través de un medio poroso. Se usa cuando se quiere obtener un efluente con baja cantidad de sólidos suspendidos o baja turbidez (menor a 1 NTU), que no se pueden conseguir con sólo la sedimentación.

La filtración se puede realizar:

• En medio granular: es aplicable en la eliminación de sólidos suspendidos en aguas con contenidos entre 5 y 50 mg/l, cuando se desea un efluente con baja cantidad de sólidos suspendidos o baja turbidez (menor a 1 NTU). Normalmente se usa arena como medio filtrante, usándose también la antracita triturada. Muchas veces se usan lechos de filtración de dos capas: una de arena y otra de antracita, que permiten jornadas de filtración más largas a mayores velocidades de filtración.

• A través de membranas: se puede realizar:

• Filtración por vacío: los filtros al vacío son normalmente tambores cilíndricos perforados, que giran en una tina que contiene la solución que quiere filtrarse. El vacío se aplica al interior y la separación sólido líquido se efectúa extrayendo el líquido a través del medio filtrante, dejando los sólidos sobre la membrana (filtro) para que sean colectados por separado.

• Filtros prensa: son filtros que operan a presiones entre 100 a 250 lb/pulg2 y utilizan placas verticales, suspendidas por marcos. El agua pasa a través del medio filtrante y los sólidos se colectan en la superficie del filtro. La operación es discontinua, para permitir la descarga de los sólidos cuando la velocidad de filtración disminuye.

• Neutralización

Cuando las aguas de la industria minero-metalúrgica son ácidas, la acidez puede ser neutralizada por la adición de agentes alcalinos.

Los agentes alcalinos más usados son: cal viva, cal hidratada, piedra caliza, caliza en polvo, hidróxido de sodio (soda cáustica), hidróxido de amonio, etc. El escoger alguno de estos materiales estará condicionado por su poder neutralizante y por su costo.

Cuando se usa piedra caliza o caliza en polvo, se debe tener en cuenta que sólo se puede elevar el pH hasta 5.5, debido a que la caliza libera anhídrido carbónico (CO2), el cual al combinarse con el agua forma ácido carbónico . Por este motivo sólo se usa como una primera etapa de neutralización, que debe ser seguida de una separación de lodos y luego se puede usar otro agente alcalino, si se requiere de pH más alto.

• Aireación

Es un proceso mecánico en el cual se procura un contacto íntimo del aire con el líquido. La aireación puede emplearse para: las siguientes funciones:

• Oxidación bioquímica

• Oxidación de impurezas inorgánicas como hierro o manganeso.

• Remoción de gases disueltos (anhídrido carbónico, ácido sulfhídrico, etc.)

• Ayuda en las reacciones de neutralización y/o precipitación

Normalmente la aireación se efectúa en tanques con una profundidad de 3.0 a 4.5 metros y la transferencia de aire se realiza mediante difusores o por agitadores mecánicos.

• Precipitación química

Cuando los elementos o compuestos químicos que pueden contaminar las aguas se encuentran disueltos, la forma de poder separarlos o removerlos del agua, es mediante la precipitación química, que convierte a los elementos o compuestos solubles, en compuestos insolubles, quedando como sólidos suspendidos. Después de la precipitación los sólidos suspendidos pueden ser removidos directamente por sedimentación o por coagulación -floculación y posterior sedimentación, o por el uso de clarificadores/espesadores, para la separación de los lodos.

En el caso de los elementos metálicos, los compuestos que se trata de formar son hidróxidos o sulfuros de estos elementos metálicos, por ser estos hidróxidos y sulfuros, compuestos que presentan bajas solubilidades.

• Precipitación como hidróxidos: El método más común, usado para remover los iones metálicos solubles en el agua, es precipitar el ión metálico como hidróxido metálico, ya que la mayoría de los iones de metales pesados solubles precipitan fácilmente al elevar el nivel de pH de la solución, formando el compuesto respectivo de hidróxido de metal, con lo cual los compuestos metálicos en solución se convierten en compuestos insolubles y son precipitados en la solución.

Para conseguir la formación de hidróxidos de los metales disueltos se necesita un agente alcalino que pueda alcanzar un pH alto, como el caso del hidróxido de calcio (lechada de cal), hidróxido de sodio (soda cáustica), hidróxido de potasio y los demás hidróxidos de metales alcalinos o alcalino-térreos.

La cal se usa en forma de lechada para permitir un buen control del pH final deseado, consiguiéndose niveles de pH mayores a 10, pH en el cual precipitan todos los metales pesados.

Tabla de pH de precipitación de distintos hidróxidos metálicos a partir de una disolución 0.01M

El pH de precipitación teórico es diferente para cada metal, necesitándose en la práctica pHs entre 9.0 y 10.5 para asegurar la precipitación de todos los metales pesados, consiguiéndose concentraciones de dichos metales, por debajo de los LMP.

Para los casos del hierro ferroso y el cromo hexavalente, muchas veces es necesario previamente convertirlos a hierro férrico y cromo trivalente, antes de precipitarlos, ya que en estos últimos estados son mucho menos solubles. Para el primer caso se puede usar cloro, aireación o permanganato de potasio, y en el segundo caso se puede usar anhídrido sulfuroso o bisulfito de sodio.

Una de las desventajas del uso de la cal en la precipitación química, es el alto volumen de lodos formados y la baja densidad de estos, siendo su mayor ventaja su menor costo.

En el caso de los hidróxidos de sodio o amonio se tiene la ventaja de la formación de pocos sólidos, siendo su desventaja su costo.

La elección del agente alcalino a usar estará en función del costo de operación y de las facilidades de adquisición y uso de cada uno.

Tabla de producto de solubilidad de hidróxidos metálicos a 25° C

Valores obtenidos de Smith & Martell, 1976 Tabla 3.3

• Precipitación como sulfuros: con el uso del ión sulfuro como precipitante de los metales pesados se obtienen precipitados con un producto de solubilidad menor que el de los hidróxidos, pero se deberá mantener un pH adecuado, para evitar la redisolución de los sulfuros formados.

Para la precipitación como sulfuros se usan el ácido sulfhídrico, el sulfuro de bario y el sulfuro de sodio como agentes precipitantes. El más usado es el sulfuro de sodio, ya que el uso del ácido sulfhídrico crea muchos inconvenientes de manipulación; incluso cuando se usa el .sulfuro de sodio se deben tomar precauciones por la emanación de olores sulfhídricos, cuando este entra en contacto con aguas de bajo pH.

La precipitación como sulfuros se puede usar para la precipitación de todos los metales pesados, pero se usa especialmente para la remoción de mercurio y cromo hexavalente.

La precipitación como sulfuros ofrece la ventaja de producir un precipitado relativamente denso y reciclable, y como consecuencia se tiene un manejo de menor cantidad de lodos y la recuperación de los sulfuros metálicos.

En caso de presentarse exceso de sulfuro en las aguas residuales, este puede ser removido por aireación.

Se debe evaluar el costo del sulfuro, en comparación con otro precipitante, para decidir la forma de precipitación química.

Tabla de producto de solubilidad de sulfuros metálicos a 25°C

Valores obtenidos de Smith & Martell, 1976 Tabla 3.2

• Depósitos de relaves

Los depósitos de relaves se pueden considerar como una forma de tratamiento de las aguas residuales de las plantas concentradoras, ya que mediante estos depósitos se obtienen efluentes con bajo contenido de sólidos en suspensión y se consigue la reducción del contenido de cianuro a valores menores de los límites.

El tamaño de los depósitos de relaves condiciona el tiempo de retención, para la sedimentación de las partículas finas (sólidos suspendidos) del relave y el tiempo para la degradación natural del cianuro

Cuando la calidad de los efluentes de los depósitos de relaves no cumpla los estándares de calidad, se debe contemplar el uso de un tratamiento adicional que garantice el cumplimiento de los estándares de calidad vigentes.

• Tratamientos de aguas residuales que contienen cianuros

6.6.1Tratamiento del cianuro como reactivo de flotación de metales básicos

El cianuro de sodio es usado como reactivo en los procesos de flotación. El cianuro en las aguas residuales de los depósitos de relaves incluye cianuro libre y cianuro WAD.

Los procesos naturales contribuyen a la degradación natural del cianuro libre y del cianuro WAD. El principal mecanismo de degradación natural es la volatilización y se incrementa notablemente conforme el pH, inicialmente alcalino de los efluentes con contenidos de cianuro, se va transformando en neutro, a medida que el tiempo de retención en el depósito de relaves se incrementa y estas concentraciones son casi siempre rápidamente reducidas por los procesos naturales, con posteriores transformaciones atmosféricas a sustancias químicas menos tóxicas y alcanzan niveles por debajo de los estándares de agua de bebida establecidos por la EPA.

Otros factores como la oxidación biológica (degradación microbiana, Simovic et., al., 1984), la foto-descomposición (influencia de los rayos ultravioleta en las capas superficiales), y la precipitación también contribuyen a la degradación del cianuro

En los depósitos de relaves, la gran superficie expuesta, permite la descomposición del cianuro libre y del cianuro WAD

• Tratamiento del cianuro en la extracción del oro

En contraste con su uso en concentraciones bajas como reactivo de flotación de metales básicos, el cianuro en la extracción de oro y plata se usa en concentraciones de varios cientos de miligramos por litro.

Mientras que el proceso natural de degradación del cianuro opera en los depósitos de relaves que contienen estas aguas residuales, en los casos de extracción del oro y plata ellos por sí solos son rara vez suficientes para alcanzar reducciones en el grado deseado de cianuro, y estos niveles pueden exceder los niveles aceptables para agua de bebida y ser tóxicos para los animales acuáticos y terrestres. En estos casos, para evitar la toxicidad se usan:

• Procesos de regeneración del cianuro: estos permiten la reutilización del cianuro presente en las soluciones del proceso. La regeneración del cianuro se basa en la conversión del ión CN a HCN mediante la acidificación del efluente de cianuración, seguida de separación del gas HCN por burbujeo y su reabsorción en una solución alcalina para regenerar el NaCN o Ca(CN)2 y reutilizarlo en la operación. Se puede recuperar más del 92% del cianuro presente.

• Procesos de destrucción del cianuro: estos transforman el cianuro en formas inocuas que permanecen en la solución o lo destruyen completamente, convirtiéndolo en formas gaseosas también inocuas. Hay muchos oxidantes como el cloro, ozono, oxígeno y peróxido de hidrógeno, que convierten el cianuro en cianato. Entre los tratamientos que se usan para la destrucción del cianuro, figuran: la clorinación alcalina (es el método más antiguo y el más conocido), la adsorción mediante carbón activado, el proceso INCO anhidrido sulfuroso-aire, el proceso Degussa de peróxido de hidrógeno, acidificación, y tratamiento en bio-reactores bacterianos (Scott, 1984).

• Adsorción

La adsorción es la adhesión física de moléculas o coloides a la superficie de un sólido denominado adsorbente, sin que se lleve a cabo una reacción química. La adsorción involucra la acumulación o concentración de sustancias en una superficie o interfase.

La adsorción ocurre como resultado, ya sea de de que el soluto tenga carácter liofóbico (aversión por el solvente) por un solvente particular y que el soluto tenga afinidad por el sólido. En este último caso, en algunos procesos de adsorción y de acuerdo a las condiciones en que se llevan a cabo, se producen fenómenos de adsorción-coprecipitación.

El adsorbente mas conocido y más ampliamente empleado es el carbón activado, cuyas principales aplicaciones son para: purificación de agua para bebida, remoción de cloro y cianuro, recuperación de metales de alto valor de aguas residuales, etc.

Otros adsorbentes también usados son: arcillas, arcillas activadas, óxido de magnesio, alúmina activada, hidróxido de aluminio, resinas de intercambio iónico en polvo, xantato de celulosa, etc.

• Intercambio iónico

Las resinas de intercambio iónico actúan tomando iones de las soluciones y cediendo cantidades equivalentes de otros iones. La ventaja de estas resinas es que una vez que se agotan, tienen la habilidad de poder recuperar su capacidad de intercambio, mediante el tratamiento con una solución regenerante.

Estas resinas son materiales sintéticos, sólidos e insolubles en el agua, que poseen una alta concentración de grupos ácidos o básicos, incorporados en una matriz de un polímero. El intercambio sólo funciona entre iones de igual carga eléctrica: cationes por cationes y aniones por aniones, por lo tanto existen dos tipos de de resinas de intercambio iónico: catiónicas y aniónicas.

El intercambio iónico se puede usar para la remoción y/o recuperación de metales de los efluentes minero-metalúrgicos e industriales, con un tipo de resinas de intercambio iónico catiónicas, conocidas como resinas quelantes, que tienen un alto grado de selectividad por ciertos iones de los metales. Las resinas aniónicas también se usan para la remoción/recuperación de metales que se encuentran como iones complejos.

• Osmosis inversa

La ósmosis inversa es el proceso en el cual un solvente fluye a través de una membrana y hace que el líquido fluya de la solución más concentrada a la solución más diluida, necesitándose de una fuerza impulsora mayor que la presión osmótica (la cual comúnmente es de 21 kg/cm2), dependiendo de las diferencias de concentración. Las membranas usadas son hojas hechas de fibras huecas y delgadas y se forman dentro de tubos y toman la forma de cilindros.

Se usa para remover sólidos disueltos o concentrar soluciones diluidas, teniendo aplicación en la desalinización de agua salobre y de agua de mar, y en la reducción del volumen de efluentes industriales. También se usa para obtener agua des-ionizada.

• Electrodiálisis

Es un proceso de separación por membranas, donde la fuerza impulsora es de carácter eléctrico y las membranas usadas son semipermeables, y tienen propiedades de intercambio de cationes y aniones, siendo apiladas en forma alternada, en una prensa de pasajes angostos de líquido entre ellas. Existe la técnica de electrodiálisis inversa, en donde se realiza un cambio periódico del flujo de corriente directa hacia las membranas y el cambio simultáneo de los flujos de producto y efluente, lo cual permite que las superficies de las membranas se mantengan limpias y sin incrustaciones.

Se emplea para regenerar soluciones químicas y evitar que su desecho se convierta en problema. También se usan en la desalinización de agua salobre y agua de mar.

• Métodos Biológicos Pasivos-Humedales

Los tratamientos pasivos son los que se basan en el reconocimiento del papel que cumplen los procesos naturales en la eliminación de acidez, sulfatos y metales de las aguas ácidas. El tratamiento recae en la actividad de las especies biológicas o microbiológicas en su lugar natural.

Para este tratamiento se usan los humedales. Varios estudios referentes a humedales naturales o construidos, usados para el tratamiento de drenajes ácidos de mina han mostrado resultados satisfactorios en la reducción de la cantidad de metales pesados y acidez. Los procesos que se presentan en los humedales son: filtración, sedimentación, inmovilización física y química, y descomposición química y biológica.

Los humedales de flujo superficial son llamados también humedales (pantanos) aeróbicos, mientras que los humedales de flujo sub-superficial son conocidos como humedales anaeróbicos.

En los humedales se desarrollan procesos aeróbicos y procesos anaeróbicos, los cuales apuntan a retirar el agente contaminado, pero principalmente los procesos anaerobios tales como reducción bacteriana del sulfato muestran un mejor funcionamiento. La presencia de plantas, microorganismos y sustancias orgánicas son esenciales para alcanzar un tratamiento acertado. Las plantas sirven como hábitat para poblaciones microbianas que actúan en el proceso de remoción y las sustancias orgánicas proporcionan una fuente de carbón para plantas y microorganismos, de tal modo que realizan también el proceso de remoción.

Esta tecnología continúa siendo examinada

• Métodos Biológicos Activos–Ingeniería Ecológica

Cuando se usan especies biológicas o microbiológicas mejoradas, en sistemas diseñados para mejorar el tiempo de retención y la oxidación bacteriana natural, y se construye un humedal artificial, sobre un estanque superficial, a esto se le denomina Ingeniería Ecológica.

Esta tecnología también continúa siendo examinada.

• Tratamiento de Aguas Residuales Domésticas

El tratamiento de las aguas residuales domésticas puede realizar con diferentes procesos disponibles, tales como:

6.13.1Tanques o pozos sépticos: los tanques o pozos sépticos se utilizan por lo común para el tratamiento de las aguas residuales de familias que habitan en localidades que no cuentan con servicios de alcantarillado o que la conexión al sistema de alcantarillado les resulta costosa por su lejanía. Su uso es limitado para un máximo de 350 habitantes y también su uso es limitado por la capacidad de infiltración del terreno, que permita disponer adecuadamente los efluentes en el suelo

• Tanque Imhoff: el tanque Imhoff es una unidad de tratamiento primario, cuya finalidad es la remoción de sólidos suspendidos. Contribuye a la digestión del lodo, mejor que en un tanque séptico, produciendo un líquido residual de mejores características. Los lodos acumulados en el digestor se extraen periódicamente y se conducen a lechos de secado o pueden ser succionados y dispuestos adecuadamente.

El tanque Imhoff típico es de forma rectangular y se divide en tres compartimentos:

– Cámara de sedimentación.

– Cámara de digestión de lodos.

– Área de ventilación y acumulación de natas

Sus desventajas son que el efluente que sale del tanque es de mala calidad orgánica y microbiológica (elimina del 40 al 50% de sólidos suspendidos y reduce la DBO de 25 a 35%) y en ocasiones puede causar malos olores, aun cuando su funcionamiento sea correcto.

• Lagunas de estabilización. Las lagunas de estabilización son estructuras

simples para embalsar aguas residuales, con el objeto de mejorar sus características sanitarias. Las lagunas de estabilización se construyen de poca profundidad (2 a 4 m). En las lagunas de estabilización se realiza, en forma espontánea, un proceso conocido como autodepuración o estabilización natural, en el que ocurren fenómenos de tipo físico, químico, bioquímico y biológico. Este proceso se lleva a cabo en casi todas las aguas estancadas con alto contenido de materia orgánica putrescible o biodegradable.

Como ventajas presentan las siguientes características:

-Pueden recibir y retener grandes cantidades de aguas residuales, soportando sobrecargas hidráulicas y orgánicas con mayor flexibilidad, comparadas con otros tratamientos.

– Formación de biomasa más efectiva y variada que en los procesos de tratamiento con tanque séptico y tanque Imhoff.

– No requieren de instalaciones complementarias para la producción de oxígeno. El mismo se produce en forma natural dentro del sistema.

– Debido a los tiempos de retención prolongados y a los mecanismos del proceso, son sistemas altamente eficaces para la remoción de bacterias, virus y parásitos, comparativamente con otros tratamientos.

– En las lagunas no hay necesidad de desinfección con cloro. Aquí la desinfección es natural.

– Mínimo mantenimiento.

– No requiere de personal calificado

Como desventajas se puede mencionar que:

– Requieren de grandes áreas de terreno para su implantación.

– Es un sistema sensible a las condiciones climáticas, especialmente a la temperatura, brillo solar y a la disminución del oxígeno con la altura.

– Puede producir vectores.

– No permite modificaciones en las condiciones de proceso

– Tienen períodos de retención relativamente grandes (por lo general de cerca de 30 días).

• Lagunas aireadas: Una laguna aireada es un estanque en el que se trata aguas residuales que atraviesan el estanque de forma continua. El oxígeno es generalmente suministrado por aireadores superficiales o unidades de aireación por difusión: las burbujas de aire mantienen en suspensión el contenido del estanque. Dependiendo del grado de mezclado, las lagunas suelen clasificarse en aerobias o aerobias – anaerobias. La parte aerobia de la laguna está totalmente mezclada y no sedimentan ni los sólidos biológicos producidos a partir del agua residual ni los sólidos entrantes, siendo la función esencial de estas lagunas la conversión de los residuos. Los sólidos deben eliminarse por sedimentación antes de que el efluente pueda descargarse, y luego deben estabilizarse los lodos. En la parte aerobia – anaerobia de la laguna, el contenido del estanque no se encuentra totalmente mezclado, y gran parte de los sólidos biológicos producidos y de los sólidos entrantes se sedimentan. Cuando la cantidad de sólidos comienza a crecer, parte de ellos sufrirán una descomposición anaerobia. El efluente de estas lagunas estará altamente estabilizado

• Filtros percoladores o de contacto: En el filtro percolador o de contacto, las aguas residuales son rociadas por encima de un lecho de piedras porosas y se deja que se filtren a través del lecho, al que los microorganismos se adhieren y a través del cual se filtran las aguas residuales. La materia orgánica que se halla presente en las aguas residuales son degradadas por la población de microorganismos adherida a las piedras; esta materia es absorbida sobre una capa viscosa (película biológica), en cuyas capas externas es degradada por los microorganismos aerobios. A medida que los microorganismos crecen, el espesor de la película aumenta y el oxígeno es consumido antes de que pueda penetrar todo el espesor de la película, por lo que se establece un medio anaerobio cerca de la superficie; conforme esto ocurre la materia orgánica absorbida es metabolizada antes de que pueda alcanzar los microorganismos situados cerca de la superficie del medio filtrante.

Este tratamiento posee un sistema de desagüe inferior, el cual recoge el agua tratada y los sólidos biológicos que se han separado del medio. La instalación de sedimentación es muy importante en el proceso del filtro percolador, pues es necesaria para eliminar los sólidos suspendidos que se desprenden durante los períodos de descarga en los filtros.

Las limitaciones del filtro percolador o de contacto incluyen:

-Los olores son un problema frecuente, especialmente si el agua residual es poco reciente o séptica, o si el clima es cálido.

-Las moscas (psychoda) se desarrollarán en los filtros, a menos que se tomen medidas de precaución para su control

-Se deben tratar los lodos separados, por lo cual se debe contar con un sedimentador.

6.13.6 Lodos activados (también se les llama de aireación extendida): El sistema de lodos activados consiste en la degradación biológica de la materia orgánica presente en el agua residual, hasta estabilizar el residuo, mediante una colonia de bacterias aerobias (Lodos Activados), activadas mediante la inyección de aire, en un reactor.

Elementos básicos de las instalaciones del proceso de lodos activados:

-Pre-tratamiento: conformado por un sistema de rejillas, para retener sólidos

-Tratamiento

• Tanque de equalización

• Proceso de aireación: en una estructura el desagüe y los microorganismos (incluyendo el retorno de los lodos activados) son mezclados mediante el uso de aireadores mecánicos, que sirven para mantener el líquido en estado de mezcla completa y activar las bacterias heterotróficas.

• Proceso de sedimentación o clarificación: el desagüe mezclado procedente del tanque de aireación es sedimentado, separando los sólidos suspendidos (lodos activados), obteniéndose un desagüe tratado clarificado.

• Sistema de retorno de lodos. El propósito de este sistema es el de mantener una alta concentración de microorganismos en el tanque de aireación: una gran parte de sólidos biológicos sedimentables son retornados al tanque de aireación.

• El exceso de lodos, debido al crecimiento bacteriano en el tanque de aireación, es separado, tratado y dispuesto.

-Cámara de desinfección

Las principales desventajas de este tipo de plantas son: la elevada producción de lodos que deberán ser tratados y la necesidad de contar con personal especializado

El tratamiento de las aguas residuales domésticas puede contar con tratamiento físicos o mecánicos adicionales como:

• Separación de material grueso mediante rejillas, tamices, filtros de arena.

• Separación de material grueso por gravedad

• Separación de grasas, aceites y otros hidrocarburos.

• Sistemas de sedimentación para la eliminación de sólidos en suspensión y para el espesamiento de los lodos

• Estanques de homogenización y mezclado

Tratamientos de aguas residuales en las Empresas minero-metalúrgicas en el Perú

La difusión de las tecnologías disponibles y las experiencias comúnmente usadas, en las Empresas mineras pueden ayudar al tratamiento de los efluentes minero-metalúrgicos

Los tratamientos de aguas residuales en las Empresas minero-metalúrgicas en el Perú, están directamente relacionadas al tipo de aguas residuales que generan en sus operaciones y estos tratamientos incluyen el conjunto de procesos destinados a alterar las propiedades o la composición física, química o biológica de las aguas residuales, de manera que se transformen en vertidos inocuos más seguros para su transporte, capaces de recuperación y almacenaje, o más reducidos en volumen

• Minas: en las minas se pueden presentar los siguientes casos:

• a) Que no haya agua de mina: Fotos Nº 1 y 2

• b) Que las aguas tengan un pH, sólidos suspendidos y metales disueltos dentro del rango de la norma y no necesitan tratamiento

• c) Muy pocas veces se encuentran que un solo parámetro de las aguas de mina exceden las normas; en este caso se puede optar por un solo tratamiento para el parámetro excedido:

• Cuando las aguas excedan a la norma sólo en lo relacionado a los sólidos suspendidos, el tratamiento es con pozas de sedimentación o decantación, con o sin uso de coagulantes y/o floculantes. Estas pozas de sedimentación van desde las más simples (Fotos Nº 3, 4, 5 y 6) a las complejas, dependiendo de la cantidad de sólidos en suspensión en las aguas residuales. Fotos Nº 7, 8, 9, 10 y 11

• Cuando las aguas tengan valores de pH menores a lo normado (aguas ácidas) el tratamiento será de neutralización con productos alcalinos como cal, soda caústica o cualquier otro producto alcalino.

• Cuando las aguas contengan metales disueltos que excedan las normas vigentes el tratamiento será de precipitación química como hidróxidos (usando lechada de cal, hidróxido de sodio u otro hidróxido alcalino) o como sulfuros (usando sulfuro de sodio, sulfuro de potasio u otro sulfuro)

• d) En la mayoría de los casos se presentan dos o más parámetros combinados excediendo las normas, necesitándose de dos o más tratamientos para cumplir las normas, optándose en la mayoría de los casos por una Planta de Tratamiento. Fotos Nº 12, 13 , 14 , 15 y 16

• Relaves: en la mayoría de los casos las aguas decantadas que se descargan de las pozas de relaves cumplen con las normas de pH, sólidos suspendidos, metales disueltos e incluso con el contenido de cianuro. Si alguno de los parámetros no cumpliera la norma, deberá realizarse un tratamiento del o de los parámetros que excedan las normas. Fotos Nº 17, 18, 19 y 20

• Desmontes: el tratamiento de las aguas ácidas de desmontes tienen el mismo tratamiento que las aguas ácidas de minas, por lo cual deben ser colectadas y enviadas a la Planta de Tratamiento. La manera de evitar que las aguas ácidas se produzcan sería evitando la llegada de agua a los depósitos de desmontes, mediante canales de colección de las aguas de precipitación pluvial. Foto Nº 21

• Aguas excedentes: en el tratamiento de oro a tajo abierto, en épocas de lluvia el agua del sistema de recirculación se incrementa, y el exceso debe ser descargado al ambiente. Estas aguas deben ser tratadas antes de su descarga, pues contienen residuos contaminantes propios del proceso tales como cianuro, mercurio y metales que podrían alterar la calidad de las aguas de ríos y quebradas. Para el tratamiento de dicho excedente se tiene que regular el pH y se elimina la presencia de cianuro y metales mediante la adición de reactivos en las diferentes etapas que tienen las plantas de tratamiento. Foto Nº 15

• Aguas residuales de plantas concentradoras, fundiciones y/o refinerías, o tratamiento de cualquier mineral, concentrado, metal, o subproducto: en estos casos en las aguas residuales, más de uno de los parámetros no cumplen lo normado y poseen Plantas de Tratamiento que pueden contar con: estanque de homogenización, etapa de neutralización y/o precipitación química, aireación, coagulación/floculación, separación solido-líquido, pozas de retención y depósitos de lodos. Fotos Nº 12 , 15 y 16

• Aguas Residuales Domésticas: para el tratamiento de las aguas residuales domésticas las empresas mineras usan:

• Pozos o tanques sépticos con pozos de percolación Fotos Nº 22 y 23

• Pozos o tanques sépticos con posterior tratamiento en sedimentadores y desinfección antes de la descarga a cuerpos receptores

• Tanques Imhoff con desinfección antes de la descarga a cuerpos receptores Fotos Nº 24, 25 y 26

• Tanques Imhoff con posterior tratamiento en sedimentadores y desinfección antes de la descarga a cuerpos receptores

• Tanques Imhoff con posterior tratamiento en lagunas de oxidación, sedimentadores y desinfección antes de la descarga a cuerpos receptores

• Lagunas de estabilización Foto Nº 27

• Lagunas aireadas con desinfección a la descarga Fotos Nº 28, 29, 30, 31 y 32

• Plantas de lodos activados o aeriación extendida Fotos Nº 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39 y 40

Anexos

ANEXO I ÁLBUM FOTOGRÁFICO

Foto Nº 01Bocamina sin flujo de agua de mina. Al costado izquierdo se observa una tubería de HDPE para agua de perforaciones

Foto Nº 02 Bocamina sin flujo de agua de mina. Al costado derecho se observa una tubería de HDPE para agua de perforaciones

Foto Nº 03 Salida de agua de mina

Foto Nº 04 Salida de agua de mina para tratamiento en sedimentador/decantador, sin uso de coagulante/floculante

Foto Nº 05 Poza de sedimentación o decantación

Foto Nº 06 Poza de sedimentación o decantación En algunas empresas se les denomina serpentinas

Foto Nº 07 Bocamina y tuberías de conducción de las aguas de mina hacia la poza de acopio y sedimentación

Foto Nº 08 Descarga de las tuberías de conducción de las aguas de mina en la poza de acopio y sedimentación

Foto Nº 09 Canaleta de conducción de aguas de mina a Planta de Tratamiento; se aprecia la dosificación de floculantes

Foto Nº 10 Pozas de sedimentación primaria y secundaria

Foto Nº 11 Pozas de placas paralelas, de clarificación

Foto Nº 12 Planta de tratamiento de aguas ácidas con recirculación de lodos -HDS-, con neutralización y precipitación con lechada de cal.

Destaca el clarificador (flecha roja), el silo de cal (flecha negra) y los tanques de reacción (flecha blanca)

Foto Nº 13 Sala de bombas para envío de lodos hacia el depósito de lodos.

Foto Nº 14 Ingreso de lodos de la Planta de Tratamiento de aguas ácidas HDS (lodos de alta densidad) al depósito de lodos

Foto Nº 15 Planta de Tratamiento de aguas ácidas con neutralización y precipitación con sulfuros

Foto Nº 16 Planta de tratamiento de aguas ácidas por Osmosis Inversa

Foto Nº 17 Tuberías de conducción de relaves a Poza de relaves. Se ve al hidrociclón en plena operación de clasificación de los sólidos de los relaves: flecha blanca descarga de agua y finos; flecha roja descarga de gruesos

Foto Nº 18 Poza de relaves: espejo de agua

Foto Nº 19 Poza de sedimentación recubierta con geo-membrana para tratamiento en los casos de niveles altos de STS en la descarga de la poza de relaves

Foto Nº 20 Poza de retención a la salida de la poza de relaves, para retornar el agua decantada a la Planta concentradora

Foto Nº 21 Depósito de desmontes estabilizado, con canal de colección de aguas de precipitación pluvial

Foto Nº 22 Manejo de aguas residuales domésticas mediante pozo o tanque séptico

Foto Nº 23 Pozo o tanque séptico (flecha roja) y pozo de percolación (flecha blanca)

Foto Nº 24 Entrada de aguas residuales domésticas: cámara de rejas (flecha blanca) a Sistema de Tratamiento mediante Tanque Imhoff

Foto Nº 25 Tratamiento de aguas servidas. Se ve la estructura del tanque Imhoff

Foto Nº 26 Sistema de Tratamiento de aguas servidas mediante tanque Imhoff. Vista panorámica

Foto Nº 27 Lagunas de estabilización

Foto Nº 28 Canaleta Parshall al ingreso a la Planta de Tratamiento de aguas residuales domésticas

Foto Nº 29 Lagunas aireadas en la Planta de Tratamiento de aguas residuales domésticas. Se señalan los 4 aireadores en la poza

Foto Nº 30 Lagunas facultativas en la Planta de Tratamiento de aguas residuales domésticas.

Foto Nº 31 Cámara Ultravioleta de 48 lámparas para desinfección de aguas residuales antes de su descarga

Foto Nº 32 Pozas recubiertas para secado de lodos

Foto Nº 33 Planta de tratamiento, compacta, de aguas residuales domésticas mediante tratamiento de lodos activados

Foto Nº 34 Cámara de rejas al ingreso de una Planta de lodos Activados

Foto Nº 35 Aguas residuales domésticas aireadas en una planta de tratamiento por lodos activados

Foto Nº 36 Aireador para suministrar aire-oxígeno en una planta de tratamiento por lodos activados

Foto Nº 37 Formación de flocs en una planta de tratamiento por lodos activados

Foto Nº 38 Cámara de desinfección en una planta de tratamiento por lodos activados

Foto Nº 39 Estanque para el retiro y secado de lodos en una planta de tratamiento por lodos activados

Foto Nº 40 Estanque con lodos secos en una planta de tratamiento por lodos activados

ANEXO II

ETAPAS EN LAS OPERACIONES DE LA INDUSTRIA MINERO-METALÚRGICA

La industria minero-metalúrgica tiene como objetivo la extracción de minerales del entorno natural y su posterior tratamiento, con el propósito de poner en el mercado las materias primas que se requieren para satisfacer las necesidades de la población. En algunos casos los minerales no requieren tratamiento posterior después de su extracción y son usados directamente. En el caso de los minerales que van a ser obtenidos como metales, las principales etapas son:

1.1 Exploración: supone la ejecución de una serie de operaciones y concluye con una evaluación técnica-económica que determina la conveniencia o no de su explotación.

1.2 Minado: puede ser superficial o subterráneo

• Superficial: incluye las etapas de perforación, voladura, carguío y acarreo de de material.

• Subterráneo: las labores pueden ser por:

• Empleo de sistemas de minado mecanizado

• Método de corte y relleno

• Hundimiento

1.3 Concentración de minerales

En la mayoría de los casos las menas de los metales no ferrosos, son sometidos a diversos procesos, con el fin de eliminar la mayor parte del material no valioso o ganga, con el propósito de producir un concentrado con valor comercial.

Las operaciones más comunes, para la concentración son:

• Reducción de tamaño: trituración y molienda. Tiene como finalidad disociar el material valioso de la ganga, mediante la reducción mecánica de tamaño.

• La trituración se realiza en diversos tipos de chancadoras que reducen el tamaño en forma progresiva desde un tamaño inicial promedio de 20 cm hasta alcanzar un tamaño promedio de 6 mm.

• La molienda se realiza en molinos de bolas o de barras, y el proceso se realiza en húmedo. Las etapas de la molienda dependen del tamaño de partículas deseadas.

• Flotación. Es el método más empleado para el beneficio de los sulfuros y óxidos de los metales básicos, empleándose también en sulfuros que tienen presencia de oro y plata.

A las partículas de los minerales molidos se les agrega una mezcla de agua y pequeñas cantidades de reactivos químicos de flotación que facilitan la liberación de los metales. Los reactivos suelen ser: ditiofosfatos, xantatos, cromatos, sulfitos, sulfato de cobre, sulfato de zinc, ácidos grasos, alcoholes, aceites y cianuro entre otros, dependiendo del requerimiento metalúrgico específico de cada operación . El pH requerido es regulado con la adición de lechada de cal.

En un reactor denominado celda de flotación, se inyecta aire a través de la base del reactor. La flotación opera sobre el principio de que las partículas individuales que contienen el mineral que se desea extraer, son hechas receptivas selectivamente a pequeñas burbujas de aire que se adhieren a estas partículas y las elevan a la superficie de un tanque agitado. Las espumas que contienen las partículas valiosas son retiradas de la superficie y secadas en espesadores y filtros, para transformarse en concentrados; este producto final de la concentradora, es trasladado a la fundición para su refinación.

Los residuos se trasladan a los depósitos de relaves y los efluentes de estos depósitos son descargados a los cursos de agua o pueden ser recirculados. a la planta concentradora,

Una variación de este proceso es comúnmente utilizado para los minerales de oro y plata. Los procesos de chancado y molienda se realizan en forma similar, excepto que usualmente se realizan hasta un tamaño más fino, a fin de mejorar la recuperación de granos microscópicos de mineral.

Para incrementar el pH hasta alrededor de 11, se agrega cal y la posterior adición de cianuro disuelve el oro y la plata. En el proceso convencional de cianuración, la solución de cianuro que contiene los metales disueltos es separada de los relaves a través de una decantación en contra-corriente (CCD). La solución final es diluida reduciendo las concentraciones de cianuro y descargada con los sólidos de los relaves. Los procesos de carbón en pulpa (CIP) y carbón en lixiviación (CIL) añaden carbón al mineral molido como una forma de recuperar el oro y la plata de la solución cianurada. Mientras que los relaves sólidos de los procesos CIP y CIL son los mismos, las concentraciones de cianuro en el líquido efluente que acompaña a los relaves son más altos que los obtenidos con CCD.

• a) Relaves: las partículas de desecho que quedan después de la flotación, constituyen los relaves.

Los relaves son residuos que provienen de los procesos para el tratamiento de los minerales en las plantas concentradoras y son casi siempre transportados desde la concentradora a través de una tubería, en forma de pulpa (mezcla de agua y sólidos), en concentraciones que van de 20 a 50% de sólidos en peso, después de recuperar algo del agua del proceso en tanques conocidos como espesadores. En los depósitos de relaves la pulpa es descargada desde la cresta del dique, y conforme los sólidos se asientan, a partir de la pulpa descargada, se forma una playa de leve inclinación que se extiende desde el punto de descarga hasta la poza de decantación, donde el agua remanente de la pulpa se acumula, para ser recirculada a la planta concentradora o ser vertida a un cuerpo receptor, que puede ser un río o una laguna.

Los relaves están compuestos de:

• Sólidos suspendidos.: constituidos por la ganga y una muy pequeña cantidad de material valioso. Normalmente la parte sólida es roca molida, semejante a la arena, que no se disuelve en el agua, ni sus contenidos metálicos se transforman químicamente

• Metales en solución, en pequeñas concentraciones, provenientes de la planta de flotación

• Reactivos usados en el proceso: agentes químicos empleados en la flotación cómo; cianuro de sodio, ditiofosfatos, xantatos, cromatos, sulfitos, sulfato de cobre, sulfato de zinc, ácidos grasos, alcoholes, aceites, y modificadores del pH como: cal, hidróxido de sodio caliza, carbonato de sodio, ácido sulfúrico y/o sulfuro de sodio entre otros, dependiendo del requerimiento metalúrgico específico de cada operación

El tamaño de los depósitos de relaves condiciona el tiempo de retención, para la sedimentación de las partículas finas (sólidos suspendidos) del relave.

Los relaves derivados de la extracción de metales básicos (cobre, plomo y zinc), son los que dominan la industria minera peruana.

• b) Efluentes líquidos de los relaves

La primera consideración relacionada a la calidad de los efluentes líquidos de las pozas de relaves, es el contenido de sólidos muy finos en suspensión, el cual es usualmente medido como sólidos totales en suspensión (TSS). Niveles elevados de TSS en los efluentes descargados pueden resultar de la retención y sedimentación por tiempo limitado en depósitos de relaves pequeños. Estos contenidos de sólidos en suspensión son fáciles de reducir si se incrementa el tiempo de retención para este propósito. Por otro lado, los coagulantes (sales de Fe y Al), floculantes (polímeros sintéticos) y reactivos químicos para ajustar el pH (cal), también ayudan a la reducción de los sólidos en suspensión.

Los residuos de reactivos utilizados en la flotación acompañan tanto a los relaves sólidos como a los líquidos descargados con los relaves. Los reactivos de flotación pueden ser: cal, ditiofosfatos, xantatos, cromatos, sulfitos, sulfato de cobre, sulfato de zinc, ácidos grasos, alcoholes, aceites y cianuro entre otros, dependiendo del requerimiento metalúrgico específico de cada operación. La mayoría de los reactivos de flotación existen en formas no tóxicas para los humanos y la vida acuática. Generalmente se aplican en pequeñas concentraciones en las operaciones y estos reactivos orgánicos de flotación se descomponen rápidamente y son rara vez responsables de algún impacto ambiental serio.

El proceso de flotación también puede liberar otros constituyentes en solución, dependiendo de la concentración en la cual éstos puedan estar presentes en el mineral y de su solubilidad. Esto incluye frecuentemente sulfatos y cloruros, pero a menudo dentro de límites aceptables para aguas de bebida y usos acuáticos. Más importantes pueden ser los metales potencialmente tóxicos, tales como arsénico y selenio (sólo si están presente en el mineral) que pueden ser solubles cerca del pH neutro. Aún los niveles ligeramente elevados de cobre, plata, plomo, aluminio y zinc en solución pueden ser especialmente dañinos para los peces salmónidos, además del riesgo potencial de ser acumulados en los tejidos de los organismos acuáticos.

Algunos de estos metales pueden ser tóxicos para el consumo humano en mayores concentraciones; otros metales como el cobalto, molibdeno, y níquel pueden afectar adversamente el crecimiento de las plantas o del ganado si están presentes en las aguas usadas para irrigación.

Es importante anotar que los efluentes son aquéllos que resultan exclusivamente del procesamiento de minerales y de la concentración. Si los relaves son susceptibles de generar drenaje ácido a partir de la oxidación de sulfuros, después de su deposición en el depósito, entonces pueden ocurrir problemas muy serios y completamente diferentes debido a la generación de drenaje ácido de relaves-ARD

1.4 Metalurgia extractiva

Los procesos de extracción de metales permiten la recuperación de metales a partir de minerales o concentrados. Los siguientes tratamientos forman parte de la metalurgia extractiva:

1.4.1 Procesos pirometalúrgicos: incluyen las operaciones donde se aplican temperaturas elevadas, tales como los procesos de tostación, fusión, conversión, refinación a fuego.

1.4.2 Extracción hidrometalúrgica: es el tratamiento con un agente químico diluido en agua, capaz de disolver los elementos valiosos para separarlos y dejar un material de desecho como residuo insoluble. A este proceso también se le denomina lixiviación.

1.4.3 Refinación electrolítica: provoca el depósito de un metal contenido en una solución previamente acondicionada y permite obtener un metal de alta pureza

Para la extracción de metales generalmente se usan dos o más de los procesos antes mencionados.

En todas las etapas del proceso metalúrgico para obtener metales, se pueden producir efluentes metalúrgicos, los cuales pueden contener: alto contenido de sólidos en suspensión, alta acidez y alta concentración de metales disueltos

ANEXO III

GLOSARIO DE TÉRMINOS

• Ablandamiento: remoción de la dureza de calcio y magnesio, del agua (softening)

• Absorción: asimilación de moléculas u otras sustancias dentro de la estructura física de un líquido o un sólido, sin reacción química.

• Adsorción: adherencia física de las moléculas o de los coloides, a las superficies de los sólidos, sin reacción química.

• Agentes quelantes: compuestos orgánicos que tienen la capacidad de retirar iones de las soluciones acuosas, formando complejos solubles.

• Agua des-ionizada: es el agua que ha sido tratada para remover los iones en solución que presenta una conductividad menor o igual a 2&µmhos/cm.

• Agua destilada: es el agua que ha sido evaporada (, para remover impurezas) en un aparato de destilación de vidrio borosilicato u otro material, y condensada.

• Aguas negras: fluidos de desecho en una alcantarilla (sewage)

• Aguas residuales: son las aguas de composición variada provenientes de las descargas municipales, industriales, comerciales, agrícolas, pecuarias, domésticas y en general de cualquiera otra actividad.

• Algas: plantas simples que contienen clorofila. Muchas son microscópicas, pero en condiciones favorables para su crecimiento, crecen en colonias y producen capas y masas perjudiciales.

• Auditor Ambiental: está dedicado a la fiscalización y verificación del cumplimiento de las normas de conservación del medio ambiente.

• Bacterias coliformes: plantas unicelulares microscópicas que se encuentran en el tracto intestinal de los animales de sangre caliente y que se usan como indicadores de contaminación en el agua.

• Coagulación: neutralización de las cargas de la materia coloidal.

• Coliformes termotolerantes: los coliformes termotolerantes o fecales, son aquellos coliformes que fermentan la lactosa entre 44,5° c – 45,5° C, lo que permite descartar a enterobacter; más del 90 % es escherichia coli, el resto klebsiella y citrobacter

• Coloides: materia de tamaño de partículas muy fino, por lo general del orden de 10 micras de diámetro (0.01 mm de diámetro)

• Conductividad: la conductividad eléctrica es la medida de la capacidad del agua para conducir la electricidad, por lo tanto es indicativa de la materia ionizable total presente en el agua, que proviene de un ácido, una base o una sal disociada en iones

• Cuerpos de agua: son los mares, lagos, lagunas, estuarios, acuíferos, redes colectoras con excepción de los sistemas de drenaje y alcantarillado urbano o municipal, ríos y sus efluentes directos o indirectos, permanentes o intermitentes, presas, cuencas, cauces, canales, embalses, manantiales, y demás depósitos o corrientes de agua.

• DBO. Demanda bioquímica de oxígeno de un agua; es el oxígeno que requieren las bacterias para oxidar la materia orgánica soluble, en condiciones controladas de prueba.

• Desinfección: aplicación de energía o productos químicos, para matar organismos patógenos.

• Desmineralización: cualquier proceso usado para remover minerales del agua; sin embargo se restringe a los procesos de intercambio iónico.

• Eutrofización: enriquecimiento del agua que causa un crecimiento excesivo de plantas acuáticas y una sofocación eventual y desoxigenación del cuerpo de agua.

• Floculación: proceso de aglomeración de las partículas coaguladas, para formar flóculos sedimentables, por lo general de naturaleza gelatinosa.

• Flotación: proceso de separación de los sólidos del agua, mediante el desarrollo de espuma en un recipiente, de modo que los sólidos se adhieran a las partículas de aire y floten hasta la superficie para ser recolectadas.

• Ganga: material terroso, sobrante del beneficio de los minerales

• Hidrofílico: que tiene afinidad por el agua. Lo contrario es hidrofóbico, o sea que no es mojable por el agua.

• Intercambio iónico: proceso por el cual ciertos iones indeseables de una carga eléctrica, son absorbidos de la solución dentro de un absorbente permeable a los iones, siendo reemplazados en la solución por iones deseables del absorbente, con carga semejante.

• Lechada: agua que contiene una alta carga de sólidos suspendidos, por lo general del orden de 5.000 mg/l a más.

• Lixiviado: es el líquido proveniente de los residuos, el cual se forma por reacción, arrastre o percolación y que contienen, disueltos o en suspensión, componentes que se encuentran en los mismos residuos.

• Lodos activados: proceso biológico aerobio, para convertir la materia orgánica soluble, en biomasa sólida, separable por gravedad o filtración.

• Mena: mineral que contiene sustancias útiles, que pueden extraerse.

• Mineral: cualquier material orgánico o inorgánico fosilizado, que tenga composición química y estructura definidas y que se encuentren en estado natural.

• Minería, obtención selectiva de minerales y otros materiales (salvo materiales orgánicos de formación reciente) a partir de la corteza terrestre

• Organismo aerobio: organismo que requiere oxígeno para su respiración.

• Organismo anaerobio: organismo que puede prosperar en ausencia de oxígeno.

• Organismos facultativos: microbios capaces de adaptarse ya sea a medios aerobios o a medios anaerobios.

• Ósmosis: es el paso del agua a través de una membrana permeable, que separa dos soluciones de concentraciones diferentes: el agua pasa hacia la solución más concentrada.

• Ósmosis inversa: proceso que invierte el flujo de agua en el proceso natural de ósmosis, por efecto de la presión, para que el agua pase de la solución más concentrada a la solución diluida.

• pH: Se utiliza esta notación como medida de la naturaleza ácida o alcalina de una solución acuosa.

• Patógenos: microbios causantes de enfermedades.

• Permeabilidad: capacidad de un cuerpo para dejar pasar un fluido, bajo presión.

• Plancton: pequeños organismos con poderes de locomoción limitados, que son arrastrados por las corrientes de agua, de un lugar a otro.

• Prueba de toxicidad (bioensayo de toxicidad).es la exposición controlada de organismos a sustancias puras o combinadas y aguas provenientes de cuerpos de agua, para evaluar su efecto. Ver tóxico de referencia

• Separador API: separador simple, por gravedad, que cumple con las normas de diseño de la API para la separación de de aceite y de sólidos de las aguas de desecho.

• Sedimento: es el material particulado o granular que se deposita en el fondo de un cuerpo de agua, sistema de drenaje o alcantarillado urbano o municipal

• Sólidos suspendidos: porción de sólidos totales retenidos por un filtro

• Sólidos disueltos: porción de sólidos totales que atraviesa el filtro

• Sólidos totales: Se definen los sólidos totales como los residuos de material que quedan en un recipiente después de la evaporación de una muestra y su consecutivo secado a temperatura definida. Los sólidos totales incluyen: los sólidos suspendidos y los sólidos disueltos totales

• Tóxico: es cualquier sustancia pura o combinada que al entrar en contacto con un organismo, produce daños estructurales o alteraciones bioquímicas o fisiológicas e incluso la muerte; dependiendo de la concentración y del tiempo de exposición.

• Tóxico de referencia: es una sustancia química utilizada en bioensayos de toxicidad cuyo efecto en los organismos a determinadas concentraciones es conocido y por lo tanto, permite establecer el estado de respuesta de los mismos; así como, comparara los resultados intra e inter laboratorios. El uso de estos tóxicos, proporciona también una evaluación general de la precisión (estabilidad y reproducibilidad) del método a través del tiempo. Ver prueba de toxicidad(bioensayo de toxicidad)

ANEXO IV

DEFINICIONES

• Cianuro libre: describe al ión cianuro que se disuelve en el agua. Casi todo el cianuro libre está presente como HCN cuando hay abundancia de iones H+ presentes.; es decir a pHs de 8 o menos. En este estado el cianuro se volatiliza y se dispersa en el aire.

• Cianuro WAD: es el cianuro fácilmente disociable por un ácido débil; el resultado de su medición involucra al cianuro libre. Convencionalmente, los químicos en cianuro distinguen entre los complejos "débiles" y "fuertes" de cianuro. Los complejos débiles de cianuro, con frecuencia denominados cianuros "disociables en ácidos débiles" o cianuros DAD (WAD en inglés), pueden disociarse en solución y producir concentraciones ambientalmente significativas de cianuro libre. Los complejos débiles incluyen complejos de cianuro de cadmio, cobre, níquel, plata y zinc. El grado al cual se disocian estos complejos depende en gran medida del pH de la solución.

• Cianuro total: es el cianuro que se disuelve en ácidos fuertes; también se le conoce como cianuro SAF (SAD en inglés). Comprende el cianuro libre, más el cianuro WAD (cianuro débilmente complejado), más el cianuro SAD o fuertemente complejado. Los complejos fuertes de cianuro se degradan mucho más lentamente que el cianuro WAD en condiciones químicas y físicas normales. Los complejos de cianuro con oro, cobalto y hierro son fuertes y estables en solución. Esta estabilidad del complejo oro-cianuro es un factor clave en el uso del cianuro para la extracción del oro del mineral

La Resolución Ministerial N° 011-96-EM/VMM Límites Máximos Permisibles para Descargas de la Actividad Minero-Metalúrgica establece que 1 mg/l de cianuro total equivale a 0,2 mg/l de cianuro WAD y a 0,1 mg/l de cianuro libre.

• Cianuro-toxicidad: Existen ciertas bacterias, algas y hongos que producen cianuro en forma natural. También muchas especies del mundo vegetal, como los granos (café, garbanzos), las frutas (semillas, pepitas y huesos de manzana, cereza, pera, damasco, durazno y ciruela), las almendras y nueces de cajú, los vegetales de la familia de las coles, los cereales (mijo, sorgo), las raíces (casava, papa, rábano y nabo), los tréboles blancos, las almendras, los frijoles y los brotes de bambú. Los procesos de combustión incompleta en los incendios forestales son una fuente importante de cianuro, así como también de los artículos que contienen nylon, que producen cianuro a través de la des-polimerización.

El cianuro es realmente metabolizado por muchos organismos en concentraciones similares a aquéllas que se encuentran en algunos efluentes de depósitos de relaves (Howe),

Concentraciones de cianuro en plantas seleccionadas (Extractado de Eisler, 1991) Especies de Plantas Concentración (mg/Kg) El Ingeniero de Minas Año X Nº 35 23 Biólogo José J. Guerrero

El cianuro no se acumula ni se bio-magnifica, por lo que exposiciones prolongadas a concentraciones sub-letales de cianuro no necesariamente causarán intoxicación. Sin embargo, se ha detectado envenenamiento crónico en individuos que consumen cantidades importantes de plantas que contienen cianuro como la casava (mandioca: yuca).

La exposición prolongada al cianuro provoca lesiones en el nervio óptico, ataxia, hipertensión, desmielinización, neuropatía óptica de Leber, bocio y bajas en la función tiroidea. No existen evidencias de que la exposición prolongada al cianuro tenga efectos teratógenicos, mutagénicos o cancerígenos en los seres vivos. "Human Health & Environmental Effects of Cyanide" publicado en el sitio del Código Internacional para el Manejo del Cianuro en la Minería del Oro

En condiciones aerobias, la actividad microbiana convierte al cianuro en amoníaco, el cual a su vez se convierte en nitrato. Este proceso ha resultado efectivo con concentraciones de cianuro de hasta 200 partes por millón. Si bien también existe degradación biológica en condiciones anaerobias, las concentraciones de cianuro mayores a 2 partes por millón son menos tóxicas para estos microorganismos. El cianuro libre es químicamente inestable. Por lo tanto, a diferencia de muchos otros contaminantes, no persiste en el ambiente ni tampoco es bio-acumulable a través de la cadena alimenticia

• Contaminante Ambiental: Toda materia o energía que al incorporarse y/o actuar en el medio, degrada su calidad original que afecta a la salud, el bienestar humano o pone en peligro los ecosistemas.

• Contaminación Ambiental: Acción que resulta de la introducción por el hombre, directa o indirectamente en el medio ambiente, de contaminantes, que tanto por su concentración, al superar los límites máximos establecidos, como por el tiempo de permanencia, hagan que el medio receptor adquiera características diferentes a las originales, perjudiciales o nocivas a la naturaleza, a la salud y a la propiedad.

• DBO: La Demanda Bioquímica de Oxígeno es una prueba que mide la cantidad de oxígeno consumido en la degradación bioquímica de la materia orgánica, mediante procesos biológicos aerobios.

Existen distintas variantes de la determinación de la demanda bioquímica de oxígeno, entre ellas las que se refieren al período de incubación. La más frecuente es la determinación de DBO a los cinco días (DBO5).

Las aguas subterráneas suelen contener menos de 1 ppm; contenidos superiores son indicativos de contaminación. En las aguas residuales domésticas se sitúa entre 100 y 350 ppm, y en las industriales depende del proceso de fabricación, pudiendo alcanzar varios miles de ppm.

• Drenajes ácidos de minas (DAM): Cuando esta agua contaminada alcanza los cuerpos del agua, las alteraciones del ecosistema de hecho ocurrirán. La flora y la fauna pueden ser afectadas y los recursos hídricos pueden tornarse dañinos para el consumo humano o los propósitos agrícolas e industriales. También la infiltración del drenaje ácido de la mina puede contaminar suelos y el agua subterránea.

El drenaje ácido de mina es el agua contaminada originada de la explotación minera, ya sea superficial o profunda, típicamente de alta acidez, rica en sulfato y con niveles elevados de metales pesados, principalmente hierro, manganeso y aluminio. Debido a la alta cantidad de hierro oxidado, el drenaje ácido de la mina es a menudo rojizo.

El drenaje ácido de la mina ocurre cuando los minerales del sulfuro se ponen en contacto con el oxígeno y el agua, condiciones favorables para su oxidación química o a la oxidación rápida por bacterias tales como Thiobacillus ferrooxidans. Algunos autotrophs de hierros oxidados tales como Leptospirillum ferroxidans, Thiobacillus thiooxidans y Sulfolobolus brierleyii se pueden asociar también a la oxidación mineral biológica.

La alta acidez del DAM es causada a menudo por la oxidación de la pirita, la forma cristalina del sulfuro del hierro (FeS2). Como resultado de esa oxidación, se genera ácido sulfúrico, dando condiciones ácidas a los efluentes de la mina.

Cuando esta agua contaminada alcanza los cuerpos del agua, de hecho ocurrirán alteraciones del ecosistema. La flora y la fauna pueden ser afectadas y los recursos hídricos pueden tornarse dañinos para el consumo humano o los propósitos agrícolas e industriales. También la infiltración del drenaje ácido de la mina puede contaminar suelos y el agua subterránea