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

• 1. Base metal Mine Waste Management in N.E. New
  Brunswish. Report EPS-8-WP-73-1

• 2. Canchas de relaves de concentradoras
  mineras: análisis de estabilidad de presas. Informe
  Final. Ordoñez Curotto, Alberto Lima 1984

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

• 4. Contaminación originada por la
  industria minera. Cardozo, Narciso La Paz 1983

• 5. Electroprecipitation Treatment of acid mine
  wastewater. Jenke, Dennis; Diebold, Frank Water Research
  1984

• 6. Environmental impact of mining Hibbard, W.R.
  Chicago 1978

• 7. Gold-milling effluent treatment Environment
  Canada

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

• 9. Manejo de la calidad de los efluentes de la
  minería del cobre por operación de los tranques
  de relaves Castillo Gonzáles, Jorge; Montenegro M.,
  Américo Chile 1990

• 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

• 20. Tratamiento pasivo de aguas ácidas.
  Módulo V del Proyecto Palma 1998. Bióloga.
  Marta Ly

• 21. Treatment of acidic effluents with
  limestone instead of lime. Marce, J.P.; Plessis P. ; Van
  der Walt, C.J. Water Science and Technology 1992

• 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