Tratamiento de aguas en la industria minero-metalúrgica (página 3)

• Drenaje ácido de relaves (ARD): El drenaje ácido de relaves (ARD) se refiere a los procesos por los cuales el pH del agua en contacto con los relaves puede disminuir severamente, dando como resultado la disolución y transporte de metales tóxicos disueltos tales como arsénico, plomo, cadmio, y un conjunto de otros, además de un drástico incremento del contenido de los sulfatos.

El potencial para ARD es específico para cada cuerpo mineralizado y para sus condiciones físicas y climáticas Existen varios requisitos para que este proceso ocurra:

• La primera condición necesaria para que se produzca el ARD es que los minerales sulfurados estén presentes en los relaves, principalmente pirita, pero también otras formas aún más reactivas tales como la pirrotita y la marcasita.

• En presencia de aire, la segunda condición, las superficies del mineral sulfurado se oxidan en una reacción compleja que involucra varios pasos químicos que pueden ser ayudados por bacterias, para formar ácido sulfúrico. Sin embargo, esta reacción por sí sola causará grandes problemas sólo si los relaves contienen cantidades insuficientes de otros minerales que consumen ácido (por ejemplo, carbonato de calcio) para neutralizar el ácido, lo cual es la tercera condición necesaria.

• La condición final es que los contaminantes producidos deben ser transportados de los depósitos de relaves hasta los terrenos receptores o aguas superficiales, usualmente por infiltración y drenaje.

Considerando el conjunto de estas cuatro condiciones que son necesarias y suficientes para que se presente el problema del ARD, existe la posibilidad de que no se presenten problemas serios si uno de ellos está ausente. Cada uno de estos cuatro factores es altamente específico para cada cuerpo mineralizado y para el marco ambiental del depósito de relaves. Una prueba inicial del tipo indicativo para predecir los ARD, conocida como balance ácido base o ABA (Acid-base accounting), se utiliza para determinar si existe suficiente cantidad de minerales que consuman ácidos, para neutralizar la cantidad total de ácido producida en el largo plazo.

Aún si esto fuera así, el ARD puede desarrollarse en el corto plazo si el ritmo de producción de ácido excede el ritmo de consumo de ácido en un momento dado y, en tal caso, es necesario correr pruebas del tipo cinético en celdas de humedad que simulen condiciones ambientales.

La oxidación de sulfatos puede ser iniciada únicamente si existe oxígeno en los intersticios del depósito de relaves y pueden por lo tanto ser prevenido si este oxígeno es eliminado. Una manera efectiva de hacerlo es manteniendo los espacios vacíos llenos con agua y el depósito totalmente saturado.

La oxidación de los sulfatos también puede ser retardada si el ingreso del oxígeno al depósito es restringido, por ejemplo, cubriendo la superficie del depósito de tal manera que la velocidad de difusión del oxígeno a través de la cobertura sea menor que el requerimiento de oxígeno por las reacciones químicas de ARD. Aún si el ARD se ha iniciado dentro del depósito, la dispersión de sus efectos puede ser reducida si hay insuficiente infiltración para transportar los constituyentes disueltos más allá de los límites del depósito mismo. La infiltración puede también ser reducida por coberturas, en combinación con la derivación del agua superficial y un apropiado tratamiento de la superficie del depósito.

• Efluente líquido de actividades minero-metalúrgicos: es cualquier flujo regular o estacional de sustancia líquida descargada a los cuerpos receptores que proviene de:

• a) Cualquier labor, excavación o movimiento de tierras efectuado en el terreno, cuyo propósito es el desarrollo de actividades mineras o actividades conexas, incluyendo exploración, explotación, beneficio, transporte o cierre de minas, así como campamentos, sistemas de abastecimiento de aguas o energía, talleres, almacenes , vías de acceso de uso industrial (excepto de uso público) y otros;

• b) Cualquier planta de procesamiento de minerales, incluyendo procesos de trituración, molienda, flotación, separación gravimétrica, separación magnética, amalgamación, reducción, tostación, sinterización, fundición, refinación, lixiviación, extracción por solventes, electrodeposición y otros;

• c) Cualquier sistema de tratamiento de aguas residuales asociadas con actividades mineras o conexas, incluyendo plantas de tratamiento de efluentes mineros, efluentes industriales y efluentes domésticos;

• d) Cualquier depósito de residuos mineros, incluyendo depósitos de relaves, desmontes, escorias y otros;

• e) Cualquier infraestructura auxiliar relacionada con el desarrollo de actividades mineras; y

• f) Cualquier combinación de los antes mencionados

• Hidrocarburos: Dan al agua un sabor y olor desagradables, lo que permite detectarlos en cantidades incluso de ppb, que además se intensifica con la cloración. La película superficial impide el intercambio gaseoso agua-aire, con el consiguiente trastorno para la vida acuática.

• Metales: Son micro-contaminantes inorgánicos (se hallan en pequeña concentración, pero tienen efectos amplios en el medio ambiente).

Son bio-refractarios, es decir, tienden a persistir en el medio ambiente indefinidamente, por lo que representan una amenaza más seria que los compuestos orgánicos, que pueden ser más o menos persistentes. Además, aunque la concentración de un metal pesado en el agua suele ser muy pequeña, sin embargo el mayor problema que presenta el medio ambiente en general es la posibilidad de que sufra bio-concentración

• Parámetro: cualquier elemento, sustancia o propiedad física, química o biológica del efluente líquido de actividades minero-metalúrgicas que define su calidad y que se encuentra regulado por el DS Nº 010-2010-MINAM

• Programa de Monitoreo: documento de cumplimiento obligatorio por el Titular Minero, contiene la ubicación de los puntos de control de los efluentes y cuerpo receptor, los parámetros y frecuencias de monitoreo de cada punto, para un determinado centro de actividades minero-metalúrgicas. Es aprobado por la Autoridad competente como parte de la Certificación Ambiental y puede ser modificado por esta de oficio o a pedido de parte, a efectos de eliminar, agregar o modificar puntos de control del efluente y cuerpo receptor, parámetros, o frecuencias, siempre que exista el sustento técnico apropiado

• Punto de control de efluentes líquidos: ubicación aprobada por la Autoridad Competente en la cual es obligatorio el cumplimiento de los Límites Máximos Permisibles.

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

PH= 7 medio neutro

PH= <7 medio ácido

PH=>7 medio alcalino

Concentración de iones hidronio y de iones hidroxilo en función de la variación del pH de una solución

En agua pura, en un pH 7, habrá igual cantidad de iones hidronio (0.0000001) que de iones hidroxilo (0.0000001)

El pH del agua natural depende de la concentración de anhídrido carbónico y de la mineralización de las sales presentes en el agua.

El pH de las aguas naturales se debe a la composición de los terrenos atravesados, así pues, el pH alcalino indica que los terrenos son calizas, y un pH ácido que son terrenos silíceos.

Los valores de pH compatibles con la vida de las especies acuáticas están comprendidos entre pH 5 y 9, situándose los más favorables entre 6 y 7,2.

En un vertido con pH ácido, se disuelven los metales pesados, y con pH alcalino, precipitan.

• Tratamiento de aguas residuales

Es 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.

ANEXO V

BIBLIOGRAFÍA

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• 3. Contaminación del río Rímac por metales pesados provenientes de la industria minera. Rojas Vargas, Ricardo Lima 1986

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• 8. Guía Ambiental para el manejo de relaves mineros. Ministerio de Energía y Minas

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• 10. Manejo y disposición de los residuos y efluentes. Módulo V del Proyecto Palma 1998. Ing. Carlos Villachica

• 11. Minería altera el ambiente Gil Mora, Eduardo Lima 1987

• 12. Minería y Medio Ambiente Instituto Geológico y Minero de España 1988

• 13. Minería y Medio Ambiente: un enfoque técnico -legal de la Minería en el Perú. Ministerio de Energía y Minas Lima 1993

• 14. Ore mining and dressing, point source category Environmental Proteccion Agency

• 15. Protocolo de monitoreo de la calidad del agua. Ministerio de Energía y Minas Lima 1991

• 16. Problemas de los residuos sólidos en el Perú Corzo Gordillo, Ricardo Lima 1986

• 17. Tecnologías para el Tratamiento de Aguas de minas Nakamura, Akira; Araujo, Mariela. Ministerio de Energía y Minas 1988

• 18. Tratamiento, uso y descarga del agua subterránea en minera Yanacocha Perú. Julius Benavides, Departamento de Planeamiento, Minera Yanacocha SRL-Perú

• 19. Tratamiento de drenajes ácidos de minas en humedales construidos. Ing. Priscila Gamonal Pajares

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• 22. Waste Production and Disposal in Mining, Milling and Metallurgical Industries. Roy E. Williams USA 1975

• 23. http//www.acs.medioambiente.com/equipos/precipitación_de_hidróxidos_metálicos.htm

• 24. Water Nalco Chemical

Autor:

José Puga Bullón

Ingeniero Químico UNMSM

Maestría en Ciencias con mención en Tratamiento de aguas y re-uso de residuos UNI

Lima Perú