DRENAJE DE ACIDO EN MINA
DRENAJE DE ACIDO EN MINAPresentado por el.Alumno:Contreras
lvarez Eusebio INTRUDUCCION La explotacin minera es una de las
actividades ms problemticas en todo el mundo. Como sus proceso son
fuente de muchos contaminantes que estn dispuestos en el ambiente,
de ah la contaminacin del agua, el suelo y el aire. Como la
exposicin de los minerales sulfurosos al aire y al agua, produce
drenaje cido de mina, caracterizado por su alta acidez y alta
cantidad de metales pesados disueltos. Su desarrollo puede tomar
aos o dcadas, y puede continuar durante siglos. En los ltimos 15
aos, la tecnologa ha desarrollado rpidamente, hasta el punto que se
pueden tomar medidas razonables como parte del programa de diseo y
desarrollo de mina para identificar y controlar el drenaje cido,
Cuando esta agua contaminada alcanza los cuerpos del agua, las
alteraciones del ecosistema como La flora la fauna y el suelo
pueden ser afectadas y los recursos hdricos pueden tornarse dainos
para el consumo humano.No todas las minas en el Per producen cido.
Existen tres factores principales que tienden a contribuir al
potencial de generacin de cido y a la calidad del drenaje de las
minas en el Per:-la compleja configuracin geolgica, principalmente,
en lo referente a vetas.-la variada mineraloga con potencial para
contribuir con diferentes contaminantes en el tiempo, y en
diferentes lugares.-la asociacin del mineral con la pirita como el
principal mineral sulfurado.
OBJETIVOS DETERMINAR EL ORIGEN DEL DRENAJE DE ACIDOS EN
MINA.SABER CUALES SON LOS CONTROL DE LOS DRENAJES CIDOS.CUALES SON
LOS SISTEMAS DE TRATAMIENTO DE AGUAS ACIDAS EN MINERIA.DEFINICION
DE DRENAJE DE ACIDO EN MINAEl DAM. se originada de la explotacin
minera, ya sea superficial o subterrneo, tpicamente 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 cido de la mina es a menudo
rojizo coloreado.
CMO SE OXIDA LA PIRITAEl drenaje cido de la mina ocurre cuando
los minerales del sulfuro se ponen en contacto con el oxgeno o en
presencia de agua a condiciones favorables para su oxidacin qumica
que a la vez ocurre la oxidacin rpida para generacin de bacterias
tales como Thiobacillus y ferrooxidans. Como resultado de esa
oxidacin La pirita es comnmente asociada tanto en las situaciones
de minas de carbn como las minas de metal, pero el drenaje cido de
minas de metal presenta un problema ms severo que la mayora de
drenajes de mina de carbn porque los agentes prioritarios de
contaminacin tal como AS, Cd, Pb, Hg, Cu y Zn pueden estar
presentes en peligrosas concentraciones
(Kleinmann en 1981) propuso las reacciones de la oxidacin
geoqumica para la pirita tal como se muestran a continuacin:FeS2+
7/2 O2+ H2O = Fe2+ + 2SO42-+ 2H+ (1)Fe2+ + O2+ H+= Fe3+ + H2O
(2)Fe3+ + 3 H2O = Fe(OH)3+ 3H+ (3)FeS2+ 14 Fe3++8 H2O = 15 Fe2+ + 2
SO42-+ 16 H+ (4)Toda la pirita se oxida segn la reaccin (1) y si el
pH se reduce a menos de 5 se produce el ion frrico (ecuacin 2).
Estas dos reacciones son aceleradas por catlisis bacterial.Bajo
condiciones de pH puede precipitarse el ion frrico bajo la forma de
hidrxido frrico (ecuacin 3). El ion frrico es un poderoso oxidante
y puede oxidar la pirita en ausencia de aire, resultando la
generacin de ms cido y ion ferroso (ecuacin 4).
Etapas de la oxidacin.El desarrollo del DAM se da en tres
etapas. Inicialmente, dominan los procesos de oxidacin qumica,
relativamente lentos, y la alcalinidad disponible controla los
valores de PH, en el rango cercano al neutro. Segunda etapa.
Durante esta etapa, se reducen los productos cidos y la velocidad
de lixiviacin. A medida que se consume la alcalinidad disponible,
el PH se vuelve ms cido y la velocidad de oxidacin aumenta. A
valores de PH por debajo de 4.5 que lo llamaremos como tercera
etapa, predominan las reacciones de oxidacin en donde PH disminuye
y la concentracin de muchos contaminantes.
LOS CIDOS DE MINA SE CARACTERIZA POR:. valores de pH por debajo
de 7 hasta 1.5. alcalinidad decreciente y acidez creciente.
concentraciones elevadas de sulfato. concentraciones elevadas de
metales (disueltos o totales). concentraciones elevadas de slidos
disueltos totaleslas fuentes primarias de drenaje cido son las reas
en las cuales la roca de mina ha sido disturbada, y la superficie
expuesta. Entre las fuentes principales del DAM.estn:. las pilas de
desmonte. las pilas de lixiviacin. los embalses de relaves. las
labores mineras subterrneas. las minas de tajo abierto. la roca de
construccin -relleno, represas, carreteras.Donde contiene
prcticamente rocas sulfurosos. REMEDIACIN CONTROL DE DRENAJE
ACIDO.Uno de los problemas que plantea la minera en el drenaje de
acido. Para su tratamiento se puede emplear dos tipos de tcnicas:
activas y las pasivas.Las activas son aquellos que se basan en el
procedimiento qumico del drenaje acido mediante la adicin de
reactivos neutralizantes como oxido de magnesio, permanganato de
potasio estos reactivos llevan al PH a valores aceptables y su
principal problema radica en los elevados costos lo cual significa
que no puede ser empleado de manera extensiva para neutralizar
grandes volmenes de drenaje acido LAS TCNICAS PASIVAS Por su parte
las tcnicas de pasivas, son las que se emplean para tratamiento de
grandes volmenes. Se basan en la puesta en contacto del drenaje de
acido con lo que podramos denominar reactivos naturales o con las
condiciones adecuadas para evitar el desarrollo del proceso.
El propsito de los humedales construidos para tratamiento es
permitir que ocurra la reaccin qumica y biolgica natural en el
sistema de tratamiento, y no en el cuerpo de recepcin de agua. Las
plantas y los microorganismos desempean un papel importante. Las
plantas proporcionan un rea superficial para microbios y para
transportar el oxgeno produciendo una zona de oxidacin en donde
adicionalmente existen poblaciones microbianas. Este complejo de
vegetacin y microbios tiene una alta eficiencia en modificar
nutrientes, metales y otros compuestos.
VENTAJAS DESVENTAJASRelativamente econmicos para construir y
operar Fciles de mantener Eficaces y confiables para el tratamiento
de aguas residualesPuede proporcionar beneficios ecolgicos ,
Reconocidos como una buena alternativa de tratamiento por muchos
reguladores y grupos ambientales
Requisitos de rea a ser usada relativamente grandes Criterios de
diseo y operacin actual imprecisos Complejidad biolgica e
hidrolgica Diferencias en funcionamiento con el cambio de las
estaciones Posibles problemas con olor y mosquitos
LAGUNA AERBICAS.Consiste en un humedal de suficiente extensin,
con flujo superficial horizontal. La laguna puede estar plantadas
con tifas y otras especies. Propias de ese tipo de cuencas, este
sistema se utiliza para tratar aguas acidas o alcalinas los metales
pesados precipitan como consecuencia de reacciones de oxidacin y
tendr mayor eficiente cuando tiene un ph mayor a 5.5 tal como se
observa en la figura
LAGUNA O CIENAGAS ANAERBICAS. En este caso se trata con una
delgada lamina de aguas sobre un sustrato rico en materia orgnica
que puede estar constituido por turba u otras materiales de
plantaciones y virutas de madera con el fin de reducir los sulfatos
tal como se muestra en la figura
Canales de cubiertos de caliza Consiste en la forma mas simple
de tratar el drenaje de acido que puede ser de dos tipos. Canales
cubiertas de caliza atraves de las cuales se hace pasar el agua a
tratar o simplemente aadir trozos de calizas a los canales de
desage ya existente. El principal problema que presenta es que los
cantos de caliza se cubre de una lamina de xidos e hidrxidos de
hierro que los aslan reduciendo la efectividad del proceso a medio
o a largo plazo este hace necesario utilizar grandes cantidades de
caliza . Es tambin importante la impermeabilizacin del fondo del
canal para evitar la filtracin del drenaje de acido .
Aislamiento del agua.
ENCAPSULADO.
Tratamiento de aguas acidas de mina Planta convencional.El
proceso de tratamiento ms comn utilizado en el tratamiento de aguas
cidas es el que emplea cal, en cuya etapa inicial se produce la
neutralizacin de la acidez y finaliza con la oxidacin del hierro
ferroso para formar hidrxido frrico que es insoluble y precipita.El
proceso comienza con la entrada del agua cida a la planta, a travs
de un canaldonde se mide el caudal y el pH, pasa seguidamente a las
cubas de neutralizacin dondese adiciona la lechada de cal hasta
alcanzar un valor del pH entre 10 y 10,5; con el que seconsigue que
se formen los hidrxidos de hierro y manganeso. Estas cubas disponen
de unos agitadores que garantizan una mezcla homognea, transcurrido
cierto tiempo. Seguidamente el agua pasa por gravedad a los tanques
de aireacin, donde el oxgeno atmosfrico se incorpora al agua
mediante unas turbinas de agitacin y se consigue la oxidacin del
hierro ferroso y el manganeso.
Tratamiento de aguas cidas mediante el proceso por tubera.Este
consiste en conduccin por canal o tubera. El agente neutralizante
se aade al canal de conduccin, en forma soluble o finamente
dividido en una pulpa, a una distancia aguas arriba del punto de
descarga suficiente para proporcionar el tiempo de contacto
requerido para completar las reacciones de neutralizacin y
precipitacin de metales disueltos. La velocidad del efluente supera
largamente la velocidad crtica de los precipitados generados y del
agente neutralizante no consumido, debido a su granulometra fina.
La separacin slido-lquido del efluente neutralizado se logra
mezclando rpidamente con residuos (relaves) mineros, cuarzo,
magnetita, caliza, suelos, escoria, u otro material slido de
carcter granular, que coagula los precipitados coloidales sobre su
superficie, reduce su volumen y sedimenta
ConclusionesControl de la fuente de emisin: en el que se evita
el contacto del mineral tanto con agua, aire o bacteras, que son
los factores iniciadores del proceso.Control de los escurrimientos
de agua: se analiza la hidrografa del sistemaTratamiento del
efluente: se disea un esquema de tratamiento en el cual se emplean
reactivos como la cal, caliza, soda, etc. Pudindose procesar la
recuperacin de los contenidos metlicos, incorporando una planta de
extraccin por solventes y posterior electrodeposicin como el caso
del cobre.
El tratamiento pasivo aplicando humedales artificiales ha sido
un xito porque se logr disminuir la acidez, el contenido de los
metales pesados hasta obtener los niveles mximos permisibles
fijados por el sector. Se ha encontrado substratos en la zona en
estudio, los cuales han facilitado la implementacin en el terreno
del humedales anaerbico, especialmente, para el tratamiento de los
sulfatos y la reduccin de los metales.El uso de humedales
construidos muestra buen funcionamiento en el retiro de agentes
contaminadores del drenaje de cido de la mina. Las reacciones
qumicas y biolgicas ocurren en la clula, reduciendo as los agentes
contaminadores. Los procesos aerobios y anaerobios pueden ser
producidos pero principalmente los procesos anaerobios tales como
reduccin del sulfato muestran un funcionamiento mejor en la
reduccin de acidez y de los metales pesados
