aguas acidas de mina
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COLEGIO DE INGENIEROS DEL PERUCONSEJO DEPARTAMENTAL DEL CUSCO
Ciclo de Charlas : SEMANA DEL INGENIERO
Tema: GENERACION DE AGUAS ACIDAS EN LA INDUSTRIA MINERA.
Expositor: Mag. Ing. Pedro Camero Hermoza
pecamher@yahoo.comhttp://desarrollososteniblepedro.blogspot.com
DRENAJE ÁCIDO DE MINA De todos los contaminantes de los cursos de
agua, quizás el drenaje ácido de mina, DAM o DAR, sea uno de los más graves, por su naturaleza, extensión y dificultad de resolución. Los ríos y acuíferos afectados por este tipo de contaminación se caracterizan por su acidez, así como por el alto contenido en sulfatos y metales pesados de sus aguas y por el contenido metálico de sus sedimentos.
GENERACIÓN DRENAJE ACIDO DE MINA (DAM)
O 2
FeS 2
H 2O
BACTERIA
+ TIEMPO = AGUAS ACIDAS
Según Bonelli la estabilidad comparativa de los sulfuros a difrentes valores de pH es
pH = 2.7
Fe7S8 > FeS2 > CuS > Cu2S > CuFeS2 = CuFeS > PbS > Sb2S3 >ZnS
pH = 7.1
Sb2S3 > CuS > FeS2 > ZnS > CuFeS2 > CuFeS =PbS > Cu2S >FeS
pH = 11.1
Sb2S3 > FeS2 > PbS > CuS > CuFeS > CuFeS2 > Cu2S=FeS = ZnS
pH= 14
Sb2S3 > FeS2 > CuFeS2 > CuS > PbS = Cu2S = FeS = CuFeS > ZnS.
Figura 2.0.- Diagrama E – pH para el Sistema Fe – S – H2O
Las reacciones 1,2 y 3 corresponden a las Etapas I y II
FeS2 + 7/2 02 + H20 Fe2+ + 2S0 42- + 2H+ ………………(1)
Fe2+ + ¼ 02 + H+ Fe3+ ½ H20 ………………………...(2)
Y a pH superior a 3.5 se precipita el hidróxido férrico
Fe3+ + 3H20 Fe(0H)3 (sólido) + 3H+ ...........................(3)
Las reacciones 2 y 4 son de la Etapa III
FeS2 + 14Fe3+ + 8H20 15Fe2+ + 2S042- + 16H+ ………..(4)
Una reacción simplificada de la generación de ácido a partir de la pirita es:
FeS2 + 15/4 02 + 7/2 H20 Fe(0H)3 + 2S042- + 4H+ …..(5)
Por otra parte el total de reacciones para estabilizar el férrico que es usado para oxidar más pirita es:
FeS2 + 15/8 02 + 13/2 Fe3+ +17/4 H20 15/2 Fe2+ + 2SO42- + 17/2 H+ ….(6)
La presencia de ciertas bacterias, como el Thiobacillus Ferrooxidans, aceleran la velocidad de las reacciones de formación de aguas ácida.
Métodos de Control de DAM.-
DAM: AGUA - AIRE – SULFURO.
Los recubrimientos por agua
Recubrimientos multicapas por suelos y geosintéticos
Recubrimientos multicapas por suelos
Recubrimientos al consumo de oxígeno
Técnicas de desulfuración
Relleno en pasta
Tratamiento químico del agua
Control de la acción bactericida
La selección del método de control del DAM, depende de factores como:
El potencial de generación de ácido
La naturaleza y las características de los residuos
Las condiciones del terreno (clima, topografía, hidrología de las aguas
superficiales y subterráneas)
El período de duración, en el cual la medida debe ser eficaz
La sensibilidad del medio receptor del drenaje ácido.
Agrupando las distintas técnicas de control del DAM se tiene las siguientes vías:
a) Eliminación o Asilamiento de los Sulfuros
b) Exclusión del Agua
c) Exclusión del Oxígeno
d) Control del pH
e) Control de la acción Bacterial
f) Nuevos Métodos
Predicción del Drenaje Acido de Mina Potencial Acido (AP) = % de azufre como sulfuro por 31.25
• Potencial de Neutralización (NP).-
• Potencial Neto Neutralizante (NNP)
NNP = NP – AP
Kg de CaCO3 / TM
NNP > +20 Kg CaCO3/ TM y NP/AP > 3
RANGO DE INCERTIDUMBRE
-20 < NNP < +20
La predicción del DAM, en operaciones mineras comprende los siguientes métodos:
• La comparación con minas similares o vecinas
• Un programa de muestreo sistemático para recoger muestras representativas
• Pruebas estáticas geoquímicas sobre las muestras
• Pruebas cinéticas o de meteorización simulada, empleando previamente condiciones in situ y haciendo uso de muestras potencialmente ácido-generadores
• Modelado y simulación
Ensayos Estáticos
Entre los ensayos estáticos estandarizados tenemos la de:
Evaluación ácido-base de Sobek, 1978
Relación de Potencial de Producción Alcalina(PPA)/Azufre de Caruccio,
l977
Ensayo Inicial de Investigación BC de Bruynesteyn y Hackl, 1984
Y como métodos cinéticos se tienen:
Ensayos de Confirmación de Investigación BC,
Recipiente Shake,
Reactor Soxhlet,
Célula de Humedad,
Lísimetros/Columnas y
Ensayos en Pilas
FIG. 2. 3.- INTERPRETACION DE LA RELACION ACIDO-BASE POR PRUEBAS DE RADIO NP:AP
||
ZONA DEINCERTIDUMBRE
SE GENERAACIDO
NO SE GENERA ACIDOPO
TE
NC
IAL M
AX
IMO
DE
AC
IDO
(A
P)
POTENCIAL DE NEUTRALIZACION (NP)
1:1
3:1
0 + 20- 20
ZONA DEINCERTIDUMBRE
SEGENERA
ACIDO
NO SEGENERA
ACIDO
POTENCIAL NETO DE NEUTRALIZACION (NNP)Kg. CaCO 3 equivalente por tonelada
% S
FIG. 2.2 .- INTERPRETACION DE LA RELACION ACIDO -BASEPOR PRUEBAS NNP
POTENCIAL DECONSUMO DE ACIDO
-------------------------------------------------- Muestra de titrato con H2SO4
estandarizado hasta pH 3.5
POTENCIAL DE PRODUCCION DE ACIDO
-------------------------------------------------- Se determina con tenido en azufre por
el sistema LECO u otro alternativo.- Se convierte a kg de H2SO4/t.
POTENCIAL DEPRODUCCION DE AGUAS ACIDAS
-------------------------------------------------- Los valores negativos indican
laproducción de aguas ácidas.
=
POTENCIAL DENEUTRALIZACION
-------------------------------------------------- Se adiciona cantidad conocida de CIH,
calor y titrato con NaOH hasta pH 7- Se calculan las toneladas de CaCO3
equivalentes/ 1000 t.
POTENCIAL ACIDO-------------------------------------------------- Se determina la cantidad de azufre por
el sistema LECO- Secalculan las toneladas de CaCO3
equivalentes/ 1000 t.
POTENCIAL DENEUTRALIZACION NETO
-------------------------------------------------- Losvalores negativos mayores de 5
t/1000 t indican un potencial deproducción de aguas ácidas.
=
La evaluación de la relación ácido-base de las rocas se desarrollaran mediante pruebas de predicción estática de DAM de Sobeck* :
o de Bruynesteyn y Hackl .
2.2.2.1.-. DETERMINACIÓN DEL AP, NP Y NNP.
3.2.5.- Presa Relaves Chinchan - Plano Topográfico
Fotos 3,4
Fotos 3 y 4.- Vistas del Relieve Topográfico de la Quebrada Chinchán
Fotos 5,6
Fotos 5 y 6.- Parte Frontal del Dique y Andamiaje para Desplazar el Ciclón
Fotos 7,8
Fotos 7 y 8 .- Estanque de Finos, Nótese el Sistema de Decantación
TOMA DE MUESTRAS EN CAMPO
Los equipos, materiales y herramientas usadas durante el muestreo son:· Una camioneta de doble tracción· Un teodolito y una mira· Una balsa· Balanza Electrónica de 5 kg.· Un muestreador de resorte sumergible· Un posteador de tornillo· Bolsas de polietileno· Sellador de plástico· Baldes plásticos· Wincha de 10 m· Un pH metro digital· Equipos de Seguridad: Chaleco, sogas, cascos, guantes, etc.· Herramienta: palas, picos
Muestreador de Resorte
Muestreo en Zona de Finos
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