AGUAS ACIDAS DE MINA

INTRODUCCIÓN

Las operaciones mineras causan impacto en el ambiente por la formación de aguas ácidas en el interior de la mina, en las canchas de desmontes y las canchas de relave.

En el presente trabajo se estudia la eliminación de sulfatos de aguas ácidas de minas mediante barreras reactivas permeables. Se explica los medios de eliminación: vía biológica y vía química. En ambos, el modo de aplicación es la granulación de los reactivos (BaCO3 y lactato de magnesio) y su posterior encapsulación con diferentes polímeros. Para la elección de estos polímeros se ha tomado como referencia, realizándose un estudio previo, el recubrimiento de algunos fertilizantes comerciales de liberación controlada (Osmocote, Basacote).

Los resultados obtenidos por la vía biológica (reducción de sulfatos a sulfuros mediante bacterias sulfatoreductoras) no son los esperados debido a problemas con la encapsulación del reactivo y su correcta liberación. En cambio, en la vía química (eliminación del sulfato mediante precipitación de BaSO4 utilizando BaCO3 como reactivo) los resultados son esperanzadores ya que se han obtenido tasas de eliminación de hasta el 80%.

INDICE

DEDICATORIA

INTRODUCCIÓN

CAPÍTULO I

FUNDAMENTO COCNEPTUAL

1.1. Definición

1.2. Aguas Ácidas de mina

CAPÍTULOII

MARCO TEÓRICO

2.1. Problemática de los drenajes de aguas ácidas

2.2. Generación de aguas ácidas

2.3. Tratamiento pasivo de drenajes

CAPÍTULO III

CONCLUSIONES

SUGERENCIAS

BIBLIOGRAFÍA

CAPÍTULO I

FUNDAMENTO CONCEPTUAL

1.1. DEFINICIÓN:

La formación de las aguas ácidas en las minas subterráneas (Nordstrom y Alpers (1999)) describen el proceso de oxidación de la pirita; debido a la facilidad con la que el aire entra en contacto con los sulfuros –a través de las labores mineras (galerías y cruceros), por los poros existentes en las Canchas de Desmonte y el contacto de los depósitos de relave con la atmósfera–. Dichos autores consideran que los factores que más afectan a la generación ácida son el volumen, la concentración, el tamaño de grano y la distribución espacial de la pirita. La oxidación de la pirita va a dar lugar a la formación de Fe2+, SO4 2- e H+. Esta reacción provoca un incremento en el total de sólidos disueltos y un aumento de la acidez, que irá asociado a una disminución del pH, a menos que sea neutralizada la acidez generada. Si el ambiente circundante es lo suficientemente oxidante, entonces muchos iones ferrosos se oxidarán a iones férricos (etapa 2). Por lo general, por encima de un pH 3, el ion férrico formado precipita mediante hidrólisis como hidróxido, disminuyendo por tanto el Fe3+ en solución, mientras que el Ph baja simultáneamente. Por último, algunos cationes férricos (Fe3+) que se mantienen en solución, pueden seguir oxidando adicionalmente a la pirita y formar Fe2+, SO4 2- y H+.

1.2. AGUAS ÁCIDAS DE MINA:

Los drenajes ácidos de explotaciones de carbón y minería metálica son una de las principales fuentes de contaminación de las aguas superficiales y subterráneas en el mundo. Debido a que este problema puede persistir durante décadas e incluso cientos de años una vez finalizado el ciclo productivo, existe la necesidad de aplicar tecnologías basadas en sistemas de tratamiento pasivo de probada eficacia y de bajo coste de operación y mantenimiento respecto a los procesos de tratamiento activo.

Los drenajes ácidos de mina contienen un alto contenido en sulfato y metales disueltos (Fe, Al, Mn, Zn, Cu, Pb, etc.), alcanzando sus concentraciones las decenas y centenas de miligramos por litro. Estos elementos en esas concentraciones son nocivos para la actividad biológica, contaminan los cauces, y además esas aguas pueden llegar a dañar la estructura y la cimentación de construcciones.

Debido al enorme costo que supone su tratamiento en depuradoras convencionales por el dilatado tiempo que perdura el fenómeno de generación de aguas ácidas, en antiguas zonas mineras generalmente se ha ido agravando la situación, siendo necesario buscar una solución a este problema. Una alternativa a las plantas de tratamiento convencional son los métodos de tratamiento pasivo debido a su bajo coste de construcción, fácil operación y mantenimiento, y buena eficiencia.

Los métodos de tratamiento pasivo son sistemas bio-geoquímicos que interceptan el flujo de agua ácida y mejoran la calidad del agua. Los más utilizados, hoy, son los humedales artificiales (aerobios o anaerobios), los drenajes anóxicos calizos, los sistemas de producción de alcalinidad, y cuando el problema se manifiesta en aguas subterráneas, las barreras reactivas permeables. El objetivo principal en todos ellos es la supresión de la acidez y la precipitación de los metales. Para ello actúan cambiando las condiciones de Eh y pH del influente de forma que se favorezca la formación de especies insolubles que precipiten y retengan la carga contaminante.

CAPÍTULO II

MARCO TEÓRICO

2.1. PROBLEMÁTICA DE LOS DRENAJES DE AGUAS ÁCIDAS

Muchos autores describen como aguas ácidas de mina a los drenajes con un pH comprendido entre 2 y 4, y altos contenidos de metales disueltos. En relación a estos drenajes ácidos existen informes sobre la mortandad de peces y crustáceos de ríos, afecciones al ganado, y destrucción de cultivos y riberas; siempre asociado a una coloración ocre-amarillenta de los lechos de ríos y lagos afectados, y un incremento de la turbiedad de las aguas. La contaminación que producen los drenajes ácidos de mina ha sido profusamente descrita por numerosos investigadores (Nordstron y Alpers, 1999; Morin y Hutt, 2001; Mills, 1995).

El alcance y la magnitud de estos fenómenos también han sido objeto de atención por parte de diversos organismos y autores. En 1985 la USEPA (United States Environmental Protection Agency) estimó que en Estados Unidos existían cerca de 5x1010 toneladas de residuos mineros con altos contenidos de metales pesados con riesgo de producir drenajes ácidos, y que cada año se venían generando más de 109 toneladas de

...