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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA
FACULTAD DE INGENIERÍA GEOLÓGICA, MINERA Y METALÚRGICA
DOSIFICACION DE CLORO Y PEROXIDO DE HIDROGENO EN EL TRATAMIENTO DE AGUAS CIANURADAS EN
MINERA LAYTARUMA S.A.
TESIS
PARA OPTAR EL GRADO ACADEMICO DE MAESTRO EN MINERIA Y MEDIO AMBIENTE
ELABORADO POR:
FLOR ANGEL CASTILLON HILARIO
ASESOR
M.Sc. Lic. ATILIO MENDOZA APOLAYA
Lima - Perú
2015
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DEDICATORIA:
Dedico este trabajo a:
Dios y a mi padre que desde el cielo me guían día a día mis
pasos en mi vida profesional.
A mi mayor inspiración y bendición, mi hijita Solange Dayana
A mi amado esposo Juan Carlos por su apoyo incondicional
A mi madre Emegidia y a mis hermanas Lucy, Esmeralda y
Beatriz por sus sabios consejos y recomendaciones diarias
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3
AGRADECIMIENTOS A toda la Plana de Docentes de la Unidad de Post Grado de la
Facultad de Ingeniería Geológica, Minera y Metalúrgica de la
Universidad Nacional de Ingeniería por todos los conocimientos
impartidos y desarrollados con respecto a la Minería y Medio
Ambiente
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4
INDICE Pag.
RESUMEN XI
ABSTRACT XIII INTRODUCCION XV
CAPITULO I GENERALIDADES 17 1.1 Ubicación y acceso 17
1.2 Geología 19
1.2.1 Geomorfología 19
1.2.2 Geología general 19
1.2.3 Geología local 20
1.3 Hidrología 21
1.4 Climatología 23
1.5 Ambiente socio-económico 26
1.6 Ambiente de interés humano 26
1.7 Mineralogía del mineral 27
1.8 Características de la planta 28
CAPITULO II PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 33 2.1 Formulación del problema 33
2.1.1 Problema general 33
2.1.2 Problemas específicos 33
2.2 Objetivos de la investigación 34
2.2.1 Objetivo general 34
2.2.2 Objetivos específicos 34
2.3 Justificación de la investigación 35
CAPITULO III MARCO TEORICO 36 3.1 Antecedentes del estudio 36
3.2 Bases teóricas 38
3.2.1 Los compuestos cianurados 38
3.2.1.1 Introducción 38
IV
5
3.2.1.2 Terminología 40
3.2.1.3 Compuestos derivados del cianuro 45
3.2.1.4 Presencia del cianuro en la naturaleza 51
3.2.1.5 Producción, manipulación y usos del cianuro 53
3.2.2 El cianuro en la minería del oro 60
3.2.2.1 Introducción 60
3.2.2.2 Historia del uso del cianuro en minería 60
3.2.2.3 Accidentes en minería 69
3.2.3 Procesos de destrucción del cianuro 74
3.2.3.1 Dilución 74
3.2.3.2 Degradación natural 75
3.2.3.3 Oxidación química 82
3.2.3.4 Precipitación 103
3.2.3.5 Biodegradación 103
3.2.3.6 Otros métodos 110
3.2.4 Determinación del contenido de cianuro 119
CAPITULO IV HIPOTESIS Y VARIABLES OPERACIONALES 121 4.1 Planteamiento de hipótesis 121
4.1.1 Hipótesis general 121
4.1.2 Hipótesis específicos 121
4.2 Definición de variables 121
4.2.1 Variables independientes 121
4.2.2 Variables dependientes 122
CAPITULO V CARACTERIZACION QUIMICA DE LAS AGUAS CIANURADAS ANTES DE LA DOSIFICACION 123
5.1 Material de estudio 123
5.2 Características de la muestra 123
5.3 Diseño experimental 124
5.3.1 Diseño factorial con dos factores 124
5.3.2 Variables del proceso 128
V
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CAPITULO VI PRUEBAS DE DOSIFICACION CON CLORO Y PEROXIDO DE HIDROGENO 130
6.1 Tamaño de muestra 130
6.2 Instrumentos 132
6.3 Procedimiento experimental 132
CAPITULO VII CARACTERIZACION QUIMICA DE LAS AGUAS CIANURADAS DESPUES DEL TRATAMIENTO 134
7.1 Resultado experimental 134
7.2 Análisis estadístico 138
7.2.1 Procedimiento ANOVA 138
7.2.2 Análisis de Varianza 139
7.3 Decisión 144
7.4 Características de la muestra después del tratamiento 145
CAPITULO VIII DISEÑO DE PLANTA PARA TRATAMIENTO DE AGUAS CIANURADAS POR DOSIFICACION DE CLORO Y PEROXIDO DE HIDROGENO 147
8.1 Condiciones óptimas hallados en el proceso discontinuo 147
8.2 Capacidad de aguas cianuradas a ser procesado mediante la
dosificación de cloro y peróxido de hidrógeno 147
8.3 Parámetros operativos a considerar 148
8.4 Ocurrencia de lodos por precipitación de metales pesados 150
8.5 Ocurrencia de metales pesados 151
CAPITULO IX COSTOS DE OPERACIÓN DE LA PLANTA LAYTARUMA 153
CAPITULO X ANALISIS Y DISCUSION DE RESULTADOS 156
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 158
BIBLIOGRAFIA 161
ANEXOS 164
VI
7
INDICE DE TABLAS
Pag. Tabla 1. Distancia de Lima hacia la Planta 18
Tabla 2. Ubicación de los pozos de agua en Laytaruma 22
Tabla 3. Resultados de Laboratorio del análisis del agua
subterránea (pozo) 23
Tabla 4. Evaporación total mensual (mm) – Año 2014 25
Tabla 5. Minerales más comunes que trata la Empresa
Minera Laytaruma 28
Tabla 6. Tabla de complejos cianurados 44
Tabla 7. Propiedades físicas, químicas, medioambientales y
biológicas de los cianuros 51
Tabla 8. Concentración de cianuro en plantas 52
Tabla 9. Resumen de procesos de oxidación 102
Tabla 10. Vías de degradación de compuestos cianurados, los
Microorganismos responsables y la reacción relevante 109
Tabla 11. Características de la muestra 123
Tabla 12. Arreglo de datos para el diseño factorial con dos factores 125
Tabla 13. Matriz de diseño experimental 129
Tabla 14. Ordenamiento de las muestras cianuradas y su respectivo
contenido de cianuro total 131
Tabla 15. Contenido de cianuro total de acuerdo al peróxido
de hidrógeno al 50% y cloro al 100% 134
Tabla 16. Límites máximos permisibles para la descarga de
efluentes líquidos de la actividad Minero-Metalúrgica 135
Tabla 17. Esquema de la tabla ANOVA del experimento factorial con
dos factores y con r replicaciones 139
Tabla 18. Resumen de datos de la determinación de contenido de 139
cianuro para el experimento
Tabla 19. Análisis de varianza para el contenido final de cianuro 144
VII
8
Tabla 20. Características de la muestra después del tratamiento 145
Tabla 21. Puntos porcentuales de la distribución 146
Tabla 22. Concentraciones en el agua del lodo antes del tratamiento 151
Tabla 23. Concentraciones en el agua del lodo después del tratamiento 151
Tabla 24. Consumo de reactivos en operación 154
VIII
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INDICE DE FIGURAS
Pag. Figura 1. Ubicación de la Planta de Beneficio Laytaruma 18
Figura 2. Vista microscópica de los cristales de cianuro en formación 39
Figura 3. Concentraciones en equilibrio a 20 °C de CN- y de HCN en
función del pH 41
Figura 4. Briquetas de NaCN 55
Figura 5. Recorrido del derrame de Baia Mare 70
Figura 6. Rivera del río Tisza 71
Figura 7. Procesos de degradación natural del cianuro 81
Figura 8. Efectos de la presencia del cobre en la eficacia del proceso
INCO 99
Figura 9. Equipo de Jar Test 133
IX
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INDICE DE GRAFICOS
Pag. Gráfico 1. Contenido del cianuro total (ppm) vs H2O2 (g/l) 136
Gráfico 2. Contenido del cianuro total (ppm) vs cloro (g/l) 137
Gráfico 3. Diagrama de flujo de una planta de degradación
del cianuro 149
X
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RESUMEN
El presente trabajo muestra el efecto de la dosificación del peróxido de
hidrógeno y el cloro ante el contenido de cianuro del efluente proveniente del
proceso de cianuración en la Planta Laytaruma S.A., aplicando un diseño
factorial con dos factores.
La variación de dosificación de los reactivos de cloro y peróxido de
hidrogeno, se evaluaron bajo las siguientes rangos óptimos hallado en
laboratorio: (0.02; 0.04; 0.07) g/l y (0.12; 0.14; 0.17) g/l (variables
independientes). De acuerdo al diseño factorial con dos factores se realizó
nueve combinaciones dosificadas por tres repeticiones cada una, llegando a
un total de 27 pruebas (variables dependientes); que en el proceso
experimental registraron sus respectivos resultados.
Cada prueba se realizó con 1000 ml de muestra del efluente. Los resultados
indicaron que el contenido más bajo de cianuro total, es decir, de 0.06 ppm
se obtiene a una dosificación de peróxido de hidrógeno de 0.17 g/l y de cloro
de 0.07 g/l. Así mismo los resultados de los análisis del efluente final se
pueden concluir que a medida que aumenta la dosificación del peróxido de
hidrógeno hasta 0.17 g/l; el contenido final de cianuro total disminuye, de
igual manera se observa que al aumentar la dosificación del cloro hasta 0.07
g/l el contenido final de cianuro total disminuye.
XI
12
Finalmente a un nivel de confianza del 95%, el análisis de varianza ratifica
que las variables que afectan significativamente son las dos en estudio, la
dosificación de cloro y peróxido de hidrógeno; quedando demostrado la
factibilidad económica del uso de estos reactivos en la detoxificación de
efluentes mineros.
Palabras claves: Diseño factorial, efluente, reactivo, dosificación, nivel de
confianza.
XII
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ABSTRACT
The present work shows the effect of the dosification of hydrogen peroxide
and chlorine against the contend of cyanide of the effluent obtained from the
process of cyanuration of the planta Laytaruma S.A., by application of a
factorial design with two factors.
The change in dosification of the reactives of chlorine and hydrogen
peroxide, were evaluated by the following considerations: (0.02; 0.04; 0.07)
g/l and (0.12; 0.14; 0.17) g/l, respectively (independent variables). According
to the factorial design with two factors dosed nine combinations of three
repetitions was performed, reaching a total of 27 tests (dependent variables);
in the experimental procedure they reported their results.
Each test was realized with 1000ml of effluent simple. The results indicate
that the lo west content of total cyanide, is equivalent, 0.06 ppm was
obtained by a dosification of 0.17 g/l hydrogen peroxide and 0.07 g/l of
chlorine. Further more, from the results of the analysis of the final effluent
can be concluded that the increase of dosification of hydrogen peroxide up to
0.17g/l, the final content of total cyanide diminishes; a too was observed that
the increase of dosification of chlorine up to 0.07g/l results in the diminution
of the final content of total cyanide.
XIII
14
Finally a confidence level of 95%, the variance analysis confirms that the
variables are significantly affecting both studied, the dosage of chlorine and
hydrogen peroxide; It is demonstrated the economic feasibility of using these
reagents in the detoxification of mining effluents.
Key wods: factorial design, effluents, reactive, dosification, confidence, level.
XIV
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INTRODUCCION
Las industrias mineras continúan utilizando el cianuro en sus procesos
productivos del oro. Aunque se sabe que el cianuro es una sustancia mortal,
en realidad es una sustancia química ampliamente utilizada en la industria,
por otra parte, es bastante conocida la toxicidad de los cianuros solubles
sobre las especies vivas; la ingestión de 0.20 gramos de cianuro de sodio
sólido puede ser mortal para el ser humano. Consecuentemente, se hace
relevante para la protección del medio ambiente, el tratamiento adecuado de
los efluentes de la Industria Minera. Las consideraciones a este respecto
permiten entender los problemas técnicos que surgen en el control ambiental
del cianuro en la Industria Minera.
Aunque es comprensible la preocupación por el uso del cianuro en la minería
ésta ha surgido debido a la falta de comprensión sobre la naturaleza del
cianuro y sus efectos sobre la salud y el ambiente. La clave para su uso
seguro es la implementación de sólidas prácticas de manejo de esta
sustancia.
XV
16
Actualmente en Minera Laytaruma el agua recirculada tiene contenidos de
cianuro total (50 - 200 ppm) que luego es detoxificado mediante la oxidación
de cianuro con cloro (proceso de cloración) con el fin de lograr estándares
de calidad ambiental; pero mediante éste proceso no se logra siempre los
contenidos de CN total (20 - 90 ppm) requeridos debido al bajo poder
oxidante del cloro y además el alto costo del tratamiento comparado con
otras tecnologías como la del oxígeno singlete, también se producen sub
productos como son cloruro cianógeno y cloraminas en su poza final de
eventos, éstos son gases olorosos desagradables y de propiedades
cancerígenas; que siendo de bajas proporciones merecen que sean
mitigadas o erradicadas.
Se tiene la intención de dar una reducción a la carga de cloro desde su
almacenamiento, consumo y dosificación de este oxidante; buscando
alternativas más limpias eficientes al actual proceso de destrucción de
cianuro con la finalidad de obtener los Límites Máximos Permisibles de
cianuro, disminuir costos y evitar la generación y formación de los
subproductos mencionados.
XVI
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CAPITULO I
GENERALIDADES
1.1 UBICACION Y ACCESO
Minera Laytaruma S.A. se encuentra ubicada en el fundo denominado
Laytaruma, que pertenece al distrito de Sancos, provincia de Lucanas,
departamento de Ayacucho. La Planta de beneficio se localiza en la margen
sur de la quebrada Acaville, a 18 km al Este del distrito de Jaquí, el cual
pertenece a la provincia de Caravelí, departamento de Arequipa.
Las obras civiles propuestas en el estudio se ubican en las coordenada
8’295,880 N, 575,060 E, y 8’295,420 N, 574,770 E del Sistema UTM, zona
18 del Esferoide Internacional, a una elevación promedio de 1,050 msnm.
Para llegar a Minera Laytaruma S.A. se hace un recorrido por vía terrestre
desde la ciudad de Lima hasta Yauca siguiendo la carretera Panamericana
Sur, que se encuentra totalmente asfaltada. Luego se continúa por un desvío
que conduce a la localidad de Jaquí y posteriormente a Laytaruma. Este
último tramo se sigue a través de un camino afirmado.
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Figura 1. Ubicación la Planta de Beneficio Laytaruma
El siguiente cuadro resume el recorrido de acceso a las instalaciones de
Laytaruma:
Tabla 1. Distancia Lima hacia la Planta
TRAMO Distancia (km) Vía Distancia desde
Lima
Lima – Yauca 575 Carretera Asfaltada 575
Yauca – Jaquí 23 Carretera Asfaltada 598
Jaquí – Laytaruma 18 Carretera Afirmada 616
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1.2 GEOLOGIA
1.2.1 GEOMORFOLOGIA
En general la quebrada Acaville en general es un valle típico aluvial en forma
de V, con laderas muy empinadas y en general poco estables por la
presencia de depósitos coluviales de poco espesor, cortadas por quebradas
de fuerte pendiente.
La existencia de quebradas profundas hacen a esta zona fisiográficamente
muy accidentada, reconociéndose entre ellas las siguientes quebradas:
Acaville, Santa Rosa, Santa Ana, San Pedro, Del Morro, entre otras; estos
relieves representan los primeros contrafuertes de la Cordillera Occidental,
asociadas mayormente a afloramientos rocosos del batolito de la costa.
1.2.2 GEOLOGIA GENERAL
La zona superior de la quebrada de Acaville está formada por un
heterogéneo conjunto de rocas sedimentarias, metamórficas e ígneas
(intrusivas y extrusivas). Las primeras están representadas por calizas,
areniscas, diatomitas, alternancia de sedimentos finos con material
volcánico, etc. Las segundas están conformadas por cuarcitas, mármol y
gneis.
En los alrededores de Laytaruma afloran rocas ígneas intrusivas de
composición graníticas que forman parte del Batolito Andino que aflora en
esta parte del país y del Batolito de San Nicolás.
20
Desde el punto de vista tectónico, los eventos ocurridos en la zona han
generado principalmente pliegues (anticlinales y sinclinales) y fallas, que han
alcanzado su mayor desarrollo en el sector occidental de la zona, habiendo
disturbado unidades litológicas correspondientes al Pre – Cámbrico,
Paleozoico y Jurásico.
1.2.3 GEOLOGIA LOCAL
En el fundo Laytaruma existen depósitos detríticos, coluviales y aluviales del
cuaternario y rocas intrusivas del batolito de la costa del cretáceo superior –
terciario inferior. La presencia de suelo orgánico es muy escasa. A
continuación se detallan estas unidades geológicas:
a. Depósitos coluviales
Los depósitos coluviales se presentan en pequeña extensión en el borde de
las laderas en contacto con las terrazas aluviales, consisten de gravas con
bolonería y bloques angulosos, de tamaño máximo 0.35 m y presentan
compacidad suelta con matriz fina. En el área de emplazamiento del nuevo
depósito de relaves los materiales coluviales sólo se ubican en el borde
superior del embalse, el cual deberá ser retirado y previo retiro de bloques y
bolonería mayor puede ser utilizado como relleno común para la
conformación de la presa de arranque.
21
b. Depósitos aluviales
Esta unidad se ubica conformando terrazas en ambas márgenes de la
Quebrada Acaville y su distribución lateral se extiende en toda el área del
emplazamiento del actual depósito de relaves y debajo del depósito de
relaves antiguo. Está constituido por gravas arenosas con algo de finos y
bolones, de color gris claro, de compacidad densa, de cantos redondeados a
subredondeados, tamaño máximo observado 35cm, ligeramente húmedos a
humedad media. Las gravas se presentan sanas y son de naturaleza
intrusiva.
c. Rocas intrusivas
Las rocas intrusivas en el área del emplazamiento del nuevo depósito de
relaves constituyen el basamento rocoso que se encuentra por debajo de los
depósitos aluviales y aflora en las laderas y en los cerros. Estas rocas son
de naturaleza granítica y granodiorítica de grano grueso cristalina, sana a
ligeramente meteorizada y fracturada superficialmente.
1.3 HIDROLOGIA
En algunos lugares existen ligeros afloramientos de agua en cantidades
pequeñas y con presiones bajas. Para el abastecimiento de agua para la
planta de cianuración, campamentos y regadío del fundo Laytaruma, se ha
tenido que perforar pozos con una profundidad de 8 m desde los cuales se
bombea el agua. Para efectos del presente, es de suma importancia la
calidad de agua del pozo de Laytaruma, desde donde se capta el agua para
22
el fundo y la planta de cianuración. Asimismo es importante la calidad del
agua que aflora en el fundo Jerusalén ubicado 1 km. aguas abajo de donde
se ubica la planta y las canchas de relave, como un índice de la calidad del
agua después del emplazamiento de la planta. Estos puntos cuya ubicación
fueron los siguientes:
Tabla 2. Ubicación de los pozos de agua en Laytaruma
Estación Coordenadas UTM Altura
(msnm) Descripción Norte Este
A – 1 8296246 575929 1078 Pozo de agua en la zona del
Proyecto (aguas arriba). Zona Corneteros.
A – 2 8295826 573259 940 Pozo de agua en la zona del Proyecto (aguas abajo). Zona
Jerusalén.
Los parámetros considerados para monitoreo de calidad del agua tomados
en cuenta son los siguientes: pH, conductividad eléctrica, oxígeno disuelto,
DBO5, cianuro WAD, dureza total, cadmio, hierro, mercurio, plomo,
coliformes fecales, turbidez, arsénico, cromo VI y solidos disueltos totales
(TDS).
Los resultados obtenidos del análisis de monitoreo de la calidad del agua se
comparan con los valores establecidos en los ECA para agua. Dichos
parámetros se muestran en la siguiente tabla 3 (reportado de laboratorio
SGS).
23
Tabl
a 3.
Res
ulta
dos
del a
nális
is d
el a
gua
subt
errá
nea.
24
1.4 CLIMATOLOGIA
El clima es agresivo en esta zona ya que se encuentra dentro de la llamada
cuenca seca del río Yauca, donde la precipitación es nula o muy pequeña
incapaz de producir escorrentía.
a. Temperatura media
En la región sur del país, región que comprende la cuenca del río Yauca, se
ha realizado un estudio regional de la temperatura media anual, en base a
23 estaciones climatológicas, hallándose la siguiente ecuación, entre la
temperatura media anual y la altitud:
T = 24.5 - 0.0052 H
Siendo: T = Temperatura media anual en °C
H = Altitud en msnm
Para la zona del centro minero, ubicada a 1060 msnm, se tendrá una
temperatura media anual de 19°C. A manera de comparación se indica la
temperatura media en algunos lugares de clima similar como: Camaná
18.8°C, Pampa de Majes 19.2°C, Víctor 17.9°C. Las cifras guardan una
similitud aceptable.
b. Evaporación
Idénticamente como el cálculo de la temperatura se aprovechará el resultado
de un estudio regional de este parámetro.
25
La ecuación respectiva es:
E = 3062.136 - 0.385 H
Siendo: E = evaporación total anual en mm.
H = altitud en msnm
Para 1060 msnm se tiene en la mina 2650 mm anuales. Para descomponer
a nivel mensual, se adoptará la distribución porcentual de la estación Pampa
de Majes (de 2595 mm/año), estación que mide la evaporación en un tanque
Class A-Pan. Los valores mensuales serán:
Tabla 4. Evaporación total mensual (mm) - Año 2014
Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Set Oct Nov Dic 201 178 194 221 201 201 201 236 243 265 278 251
c. Precipitación
Al estar situado el Centro Minero dentro de la cuenca seca del río Yauca, la
precipitación es mínima o nula. Como referencia se tiene a la estación
pluviométrica Acarí, donde la precipitación entre el período de 1965 a 1982
es cero.
Comprende los eventos máximos de precipitación también tomando la
estación Acarí como referencia, se concluye que en el período 1965-82, 18
años aconteció sólo una tormenta de 15 mm. Por lo dicho anteriormente el
aspecto pluviométrico no es significativo, ni en condiciones normales, ni en
avenidas.
26
1.5 AMBIENTE SOCIO-ECONOMICO
El Distrito de Jaquí, ubicado en la Provincia de Caravelí, Arequipa, es el
Centro Poblado Urbano más cercano a la Laytaruma, por lo que todas sus
actividades de diversa índole están referidas a él. Físicamente el fundo
pertenece al departamento de Ayacucho, Provincia de Parinacochas, distrito
de Pullo, pero jurisdiccionalmente lo es del Departamento de Arequipa y los
resultados del Censo Nacional de Población y Vivienda de 1993, registran a
Laytaruma como Centro Poblado Rural del Departamento de Arequipa.
Según el último censo la población total del fundo Laytaruma, es de 450
personas, incluido el personal de la Planta, es decir, ingenieros, personal
administrativo y operarios; se registran además 120 viviendas particulares.
Dado el personal que labora en la planta no tiene familiares que vivan con
ellos, no se ha requerido instalar una escuela para los hijos de los
trabajadores. En cambio entre el personal si se cuenta con un doctor y una
enfermera.
1.6 AMBIENTE DE INTERES HUMANO
No se conocen indicios de restos arqueológicos en la zona cercana a la
Planta de Beneficio de Laytaruma. Puede anotarse sin embargo que la
laguna de Parinacochas sería el área natural protegida más próxima, pero se
encuentra totalmente fuera de la zona de operación.
27
1.7 MINERALOGIA DEL MINERAL
La mineralogía es sencilla, uniforme y similar a todas las vetas; predominan
el cuarzo y la pirita, luego la arsenopirita, galena, esfalerita, calcopirita y oro
electrum. El oro es común encontrarlo en finos cristales incluidos en las
microfracturas de pirita a veces acompañado de galena y esfalerita.
La asociación mineralógica, está considerada como típica de yacimientos
mesotermales y en menor proporción epitermal. El sistema hidrotermal que
dió origen a las vetas, al parecer tuvo gran extensión debido a la presencia
de idénticas asociaciones mineralógicas en las vetas de toda la región.
También dentro de las vetas se encuentra ópalo y arcilla, pero solamente en
la zona de oxidación, siendo producto de la descomposición secundaria de
la zeolita de las vetas.
Debido a la condición de aridez que ha prevalecido dentro del curso de la
alteración secundaria de las vetas existe una completa oxidación de estas,
visible hasta lo más profundo de las labores exploratorias que se han hecho
en la zona (400 metros).
Por la misma condición de la empresa, que es la de acopiar mineral de
distintos lugares del país, es por eso que se encuentra variedad de
minerales de oro y plata, A continuación se hará mención de algunos de
ellos:
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Tabla 5. Minerales más comunes que trata la Empresa Minera Laytaruma
Metal Mineral Formula % de Solubilidad
Oro Nativo
Calaverita Silvanita
Au AuTe2
(Ag, Au)Te4
Rápidamente Soluble Rápidamente Soluble Rápidamente Soluble
Plata
Argentita Cerargirita
Proustita
Ag2S AgCl
AgAsS3
Rápidamente Soluble Moderadamente
soluble Moderadamente
soluble No
Metálicos Cuarzo Calcita
SiO2 CaCO3
1.8 CARACTERISTICAS DE LA PLANTA
La planta tiene una capacidad de 310 TM/día, recepciona mineral de
distintas zonas del Perú, los cuales son traídos a las instalaciones en
camiones y tráileres provenientes de mineros formales en tandadas de 1 a
30TM. Posteriormente dichos vehículos son pesados y registrados por medio
de una Balanza METTLER TOLEDO la cual registra un pesaje máximo de
80TM. Los minerales son codificados y depositados en la cancha de acopio
de mineral, los cuales son triturados según el código de entrada; cuarteados
hasta antes de obtener la muestra representativa de donde dicha muestra es
derivada al Laboratorio Químico para su respectivo análisis.
El proceso se inicia con la etapa de chancado que cuenta con tres circuitos
de trituración los cuales trabajan en circuito cerrado. Para cualquiera de los
circuitos el mineral en bruto es cargado en una tolva de gruesos de 25 TM
de capacidad, la que además cuenta con una parrilla de una abertura
promedio de 6".
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Dicho mineral que es descargado de la tolva de gruesos es transportado
mediante la faja N°1 hacia una zaranda vibratoria con aberturas cuadradas
de 1/2” todo el material con tamaño mayor a 1/2” ingresa una chancadora de
quijadas COMESA de 10"x16", el producto de esta cae a la faja N°2 el cual
lo conduce hacia una zaranda vibratoria con aberturas cuadradas de 1/2".
Todo el material con tamaño mayor a 1/2" sirve de alimentación a una
chancadora cónica SYMONS de 2´, el producto lo recepciona la faja N°3 y lo
retorna a la faja N°2, de modo que se produce un circuito cerrado y por ende
una carga circulante. El mineral que fue clasificado antes de ingresar a la
chancadora de quijadas COMESA (tamaños menores a 1/2”) es conducido
por la faja N°4 como producto final del chancado. El mineral con
dimensiones menores a 1/2" constituye el producto final de la etapa de
trituración siendo este transportado por el cargador frontal a la cancha de
acopio de mineral para posteriormente ser cuarteado, de donde dicha
muestra representativa es derivada a Laboratorio Químico para sus
respectivo análisis.
Hay que acotar que la faja N°2 está provista de un imán permanente con el
fin de proteger a la chancadora cónica de materiales metálicos indeseables
que podrían causarle algún daño o desperfecto.
30
En la etapa de molienda debido a la diversidad mineralógica que
recepcionamos, dichos minerales son clasificados para su posterior proceso.
Esta clasificación se basa en:
1. Tamaño de grano en la que se presenta el oro.
2. Consumo de cianuro del mineral.
3. Grado de moliendabilidad y disolución.
Una vez realizado el blending para diferentes tipos de minerales se busca
que sea homogéneo, dicho material es cargado a la tolva de finos con una
capacidad de 40 TM con una parrilla de 5” de luz, el mineral es transportado
por la banda transportadora N° 01 al molino 8´ x 8´ (M-1), donde se adiciona
agua, solución barren y los reactivos como son la soda cáustica y el cianuro
de sodio, donde da inicio a la formación de pulpa iniciando así la lixiviación,
cuenta con dos bombas, una principal de 5” x 4”, marca ESPIASA de sello
seco, que tiene una “Y” con válvulas tipo mariposas para alimentar a la
zaranda vibratoria de alta frecuencia de marca SIZETEC, en caso se pase
mineral sulfurado y se trabaje con el concentrador FALCON modelo SB-750,
y en caso que se trabaje con mineral oxido esta bomba alimenta a un nido
lineal de 3 ciclones D-6. La bomba auxiliar de 4” x 3” marca ESPIASA, de
sello húmedo que también alimenta al nido lineal de ciclones.
La descarga del M-1 junto con el producto del M-2, se bombea al nido lineal
de ciclones D-6”, este clasifica y el grueso de la clasificación (underflow)
31
alimenta al molino de bolas 6´ x 8´ (M- 2), la pulpa que sale de este molino
es recepcionado por un cajón donde tenemos dos bombas, una de 4” x 3” de
sello húmedo y la otra bomba 5” x 4”, de sello seco, ambas bombas
alimentan directamente al cajón de recepción del trommel del molino 1.
El producto fino del nido lineal (overflow), alimenta al molino 6´x 6´ (M-3) que
trabaja en circuito cerrado, con su cajón y con dos bombas 4” x 3”, una de
sello seco y otra de sello húmedo, a la vez el overflow de éste alimenta al
molino 6´x 6´ (M-5), en circuito cerrado; cuenta también con dos bombas de
4” x 3” ambas de sello húmedo, los finos de estos clasificadores (overflow),
alimentan directamente al molino 6´x 10´ (M-4) que también trabaja en
circuito cerrado con su cajón y con dos bombas 5” x 4“ ambas de sello seco,
a la vez el overflow de este circuito alimenta al cajón del nido de
hidrociclones D-3, marca ICBA, que cuenta con dos bombas 5” x 4”, ambas
de sello húmedo, los finos del nido de hidrociclones van a la zaranda de
cabeza la cual alimenta a los tanques de agitación, los gruesos del nido de
hidrociclones (underflow), retornan como alimento al molino 4.
La sección cuenta con tres operadores, los cuales se encargan de mantener
los parámetros de operación, chequear los equipos, limpieza de la sección y
de alimentar bolas con la ayuda del reactivista.
En la etapa de cianuración la pulpa del overflow del nido de hidrociclones
que tiene una densidad de 1390 gr/L y una molienda al 85% -malla 200,
32
pasa por la zaranda de limpieza y constituye el alimento al circuito de
cianuración; este circuito es una modificación del proceso de carbón en
pulpa (CIP), consta de dieciocho tanques de agitación mecánica dispuestos
en serie.
En este circuito algunos tanques son solo de lixiviación y otros son de
lixiviación/adsorción simultáneamente, dispuestos en serie donde la pulpa
pasa de uno a otro del TQ-1 al TQ-18 cuyo rebalse constituye el relave final
del proceso, el mismo que es depositado en una poza relavera diseñada
pare este fin. Por otro lado el carbón activado granulado nuevo o desorbido
con regeneración química y/o térmica es agregado a los últimos y avanza en
contracorriente a la pulpa pasando por todos los tanques que
lixiviación/adsorción hasta llegar cargado al Tanque 2 de donde se hace la
cosecha del mismo para enviarlo a la etapa de desorción.
33
CAPITULO II
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
2.1 FORMULACION DEL PROBLEMA
2.1.1 Problema general
• ¿En qué medida influye la dosificación del cloro y del peróxido de
hidrogeno sobre el contenido final del cianuro total en el tratamiento de
aguas de la Minera Laytaruma S.A.?
2.1.2 Problemas específicos
• ¿Cuál será la mejor dosificación de cloro para disminuir el contenido final
de cianuro total en el tratamiento de aguas de Minera Laytaruma S.A.?
• ¿Cuál será la mejor dosificación del peróxido de hidrogeno para disminuir
el contenido final de cianuro total en el tratamiento de aguas en Minera
Laytaruma S.A.?
34
• ¿Cuál será el efecto de la interacción de las dosificaciones de cloro y
peróxido de hidrogeno en el contenido final de cianuro total en el
tratamiento de aguas de Minera Laytaruma S.A.?
2.2 OBJETIVO DE LA INVESTIGACION
2.2.1 Objetivo general
• Determinar la Influencia de la dosificación de cloro y peróxido de
hidrógeno sobre el contenido final de cianuro total en el tratamiento de
aguas de Minera Laytaruma S.A.
2.2.2 Objetivos específicos
• Determinar la mejor dosificación de cloro para disminuir el contenido final
de cianuro total en el tratamiento de aguas de Minera Laytaruma S.A.
• Determinar la mejor dosificación del peróxido de hidrogeno para disminuir
el contenido final de cianuro total en el tratamiento de aguas en Minera
Laytaruma S.A.
• Determinar el efecto de la interacción de las dosificaciones de cloro y
peróxido de hidrogeno en el contenido final de cianuro total en el
tratamiento de aguas de Minera Laytaruma S.A.
35
2.3 JUSTIFICACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN
Este proyecto es importante ya que nos permitirá determinar el reactivo más
apropiado para optimizar la destrucción de cianuro y así mismo disminuir los
costos del proceso en beneficio de la empresa.
De lograrse los resultados esperados al utilizar el cloro y el peróxido de
hidrogeno se disminuirá el contenido de CN total y en consecuencia los
niveles de contaminación.
36
CAPITULO III
MARCO TEORICO
3.1 ANTECEDENTES DEL ESTUDIO
El peróxido de hidrógeno es un potente oxidante no contaminante, cuyo uso
se ha extendido a lo largo de los años, siendo utilizado en numerosas
instalaciones metalúrgicas de todo el mundo (sobre todo para tratamientos
de efluentes cianurados residuales). Las reacciones de oxidación tienen
lugar al pH natural del efluente (que generalmente es de 10), y no requiere
control de dicho parámetro, puesto el H2O2 sólo presenta un suave carácter
ácido. (4)
El nuevo proceso químico de destrucción de cianuros de aguas de la
Relavera Nº4 en Orcopampa se realizará mediante la oxidación Avanzada
con oxígeno singlet (O) diseñada por Innova Andina S.A., mediante la
combinación de los reactantes de 2.35 mg/l de peróxido de hidrógeno al 50%
y 0.74 mg/l de hipoclorito de sodio al 8%, en un proceso de diferentes etapas
de tratamiento; en base a las pruebas de laboratorio y pilotaje realizado para
37
el proyecto “Nueva planta de detoxificación con oxígeno singlet (O) de aguas
de la Relavera Nº4 en Orcopampa – BUENAVENTURA S.A.” (9)
Hace unos 10 años, Degussa; empresa alemana de ámbito internacional de
los sectores químico y metalúrgico, comenzó a desarrollar un nuevo
procedimiento para la detoxificación de soluciones cianuradas con peróxido
de hidrógeno. Mientras tanto, muchas plantas están funcionando en diversas
ramas de la industria que utilizan este proceso. En este trabajo se describe
una nueva aplicación en el tratamiento de relaves auríferos de molienda en
Ok Tedi Mining. (7)
La oxidación del cianuro con peróxido de hidrógeno (Castranas et al, 1988)
presenta una cinética muy lenta, necesitando para reducir 50 mg/l de cianuro
a menos de 0.5mg/l , más de 8 horas, utilizando una relación molar entre el
H2O2 y el CN- igual a 5 . En 1971 la patente U.S. 3.617.582, reporta que
reacciones entre el H2O2 y el CN- puede ser promovida mediante el
agregado de un compuesto tal como el formaldehído y sales solubles de
cobre. (13)
Desde el punto de vista ambiental el peróxido de hidrógeno es la alternativa
más viable, ya que tiene la ventaja que todas las formas de cianuro
incluyendo los hexacianoferratos pueden ser degradados y el exceso de
peróxido que quede en la solución se descompone en agua y oxígeno a
diferencia del hipoclorito de sodio, en el cual puede presentarse cloro libre
38
residual y cloraminas que deben removerse ya que son compuestos tóxicos
para la vida acuática. (8)
3.2 BASES TEORICAS
3.2.1 LOS COMPUESTOS CIANURADOS
3.2.1.1 Introducción
“Cianuro” es el término general con el que se designa a toda una familia
de compuestos químicos inorgánicos que se caracterizan por la presencia
de un átomo de carbono enlazado a un átomo de nitrógeno mediante un
enlace triple (C≡N-). En el caso de compuestos orgánicos que contienen
este grupo se les denomina nitrilos (International Cyanide Management
Code).
Dada la elevada capacidad complejante que posee el ión cianuro es
capaz, por ejemplo, de formar compuestos estables con casi cualquier
metal pesado en bajas concentraciones, a la vez que sus compuestos
pueden fijar sustancias químicas que se encuentran tanto presentes en la
naturaleza como producidas por el hombre. En este sentido, existen más
de 2.000 fuentes naturales de cianuro, (distintas especies de artrópodos,
insectos, bacterias, algas, hongos y plantas superiores lo contienen), así
como numerosos productos orgánicos comunes producidos por el
hombre, como plásticos, telas sintéticas, fertilizantes, herbicidas, tintes y
productos farmacéuticos. Todo ello hace que se esté en contacto
permanente con una gran cantidad de compuestos cianurados, incluso a
39
través de los alimentos, y que son eliminados de nuestro organismo por el
hígado, no llegando de este modo, a alcanzar concentraciones dañinas
para la salud.
De todos modos, existe una justificable preocupación pública por el uso
del cianuro en ambientes industriales. Los cianuros son sustancias tóxicas
que pueden ser letales si se las ingiere o inhala en cantidades suficientes.
Pero esto sucede de igual modo con otras muchas sustancias químicas
que se utilizan en los procesos industriales modernos. Por ello, el
conocimiento de los procedimientos adecuados de manipulación y una
actitud responsable son fundamentales para su uso seguro y beneficioso.
Figura 2. Vista microscópica de los cristales de cianuro en formación
40
3.2.1.2 Terminología
En general, las distintas especies que incorporan en su composición al ión
cianuro pueden ser agrupadas en alguna de las siguientes categorías:
a. Ión Cianuro
Este término se refiere únicamente al anión libre CN- en solución.
b. HCN Molécula
El HCN molecular es una molécula neutra a la que se denomina ácido
cianhídrico o cianuro de hidrógeno. Es un líquido o gas incoloro con un
punto de ebullición de 25.7 °C. Se trata de un ácido débil, altamente
soluble en agua, con una constante de disociación de 4.365 x 10-10 y una
pKa = 9.31 a 20 °C (Broderius, 1970) para una reacción de equilibrio de:
HCN ↔ H+ + CN-
El pKa del HCN disminuye con un aumento de la temperatura, llegando a
un valor de 8.88 a 40 °C.
Únicamente el HCN es volátil a partir de soluciones acuosas y sólo el CN-
tiene capacidad de formar complejos con distintos iones metálicos, siendo
esta la propiedad química por la cual, como se ha señalado
anteriormente, este ión es utilizado en aplicaciones industriales.
41
En la figura 3 se muestran las concentraciones de HCN y del ion CN- en
función del pH. Se observa cómo a pH 7.0 y 20 °C, más del 99 % de
cianuro libre se halla presente en la solución en forma de HCN.
Figura 3. Concentraciones en equilibrio a 20°C de CN- y de HCN en función
del pH.
c. Compuestos Simples de Cianuro
Se trata de compuestos iónicos que se disocian directamente en el agua
liberando un catión y un ion cianuro. Provienen de sales obtenidas en
reacciones ácido – base (por ejemplo, el cianuro de sodio). Los cianuros
libres y simples pueden convertirse en cianatos (compuestos que
contienen el grupo CNO-) cuando se les somete a procesos de oxidación
(como ocurre con el tratamiento de efluentes). Además, pueden formar
42
tiocianato por efecto de la reacción entre compuestos reducidos de azufre
y cianuro.
d. Compuestos Complejos de Cianuro
Son compuestos que se disocian en el agua liberando un catión y un
anión que contiene ion cianuro. El anión, denominado complejo, puede
seguir disociándose produciendo en última instancia un catión y varios
iones cianuro (por ejemplo, el Cu(CN)32- o triciano cuprito).
La formación de complejos se limita casi totalmente a los metales de
transición del bloque “d” de la tabla periódica y sus vecinos, como son Zn,
Cd y Hg (Cotton y Wilkinson, 1972). Se sabe que 28 elementos en
diferentes estados de oxidación, pueden formar 72 complejos con el
cianuro, la mayoría aniónicos (IEC Ltd., 1979). Los complejos mixtos,
como [M(CN)5X]n-, donde M es un metal y X puede ser H2O, NH3, CO,
NO, H o un halógeno son bastante conocidos.
La formación de complejos metálicos en una solución de cianuro es un
proceso secuencial en la medida en que el metal forma inicialmente un
producto de baja solubilidad, que a su vez reacciona con el ión cianuro
excedente para formar un complejo de cianuro soluble y estable. El grado
de formación de complejos solubles está determinado por la
concentración del ion cianuro libre.
43
e. Organocianuros
Corresponden a compuestos orgánicos que contienen el grupo -C=N; se
los denomina también nitrilos o cianuros. En determinadas condiciones,
pueden liberar iones cianuro, de ahí que presenten un comportamiento
análogo al de los cianuros simples. Un ejemplo lo constituyen las
cianhidrinas (R2C(OH)CN) y los glucósidos cianogénicos
(R1R2C(OR3)CN). Otros organocianuros, como el acrilonitrilo (CH2CHCN)
y el acetonitrilo (CH3CN), se degradan para producir sus respectivos
ácidos y amoníaco, mostrando en consecuencia un comportamiento
diferente respecto de las formas inorgánicas del cianuro.
f. Cianuro Libre
Esta denominación comprende tanto al HCN molecular como al ion
cianuro. Esta terminología se emplea tanto para la descripción analítica
del cianuro como para evaluar su toxicidad. Un hecho relevante a
significar es que se calcula una vida media del HCN en el aire que varía
entre 1 y 3 años (ATSDR, 1995).
g. Cianuro Total (TCN)
Se denomina así a todos los compuestos de cianuro existentes en una
solución acuosa. Este es un término que se emplea en los procedimientos
analíticos. El cianuro total real de una solución puede o no concordar con
el cianuro total determinado por una técnica analítica particular. En la
44
práctica, la cuantificación del cianuro total depende del método analítico
empleado.
h. Cianuro Disociable en Acido Fuerte o cianuro SAD (Strong Acid
Dissociable)
Es otro término analítico utilizado para designar a compuestos cianurados
que resisten el ataque de un ácido débil, pero que se disocian en
presencia de un ácido fuerte a bajo pH (en torno a 2). Se degradan mucho
más lentamente que los cianuros WAD en condiciones químicas y físicas
normales. Son complejos fuertes y estables en solución los de oro, hierro
y cobalto. Los diferentes complejos cianurados se recogen en la tabla 6.
Tabla 6. Tabla de complejos cianurados
i. Cianuro Disociable con Acido Débil o cianuro WAD (Weak Acid
Dissociable)
Es un término analítico utilizado para designar a los compuestos de
cianuro que se disocian bajo reflujo con un ácido débil (normalmente a pH
45
4,5). Proceden de cianuros de cadmio, cobre, níquel, plata y zinc, entre
otros, y producen concentraciones ambientales significativas de cianuro
libre.
3.2.1.3 Compuestos derivados del cianuro
Los principales compuestos afines al cianuro generados como
subproductos asociados a él son: cianato (CNO-), tiocianato (SCN-), iones
nitrato (NO32-) y nitrito (NO2
-), y el amoníaco (NH3).
a. Cianato (CNO-)
El cianato (CNO-) es un producto generado durante el procesamiento de
minerales, debido a la reacción entre el ión cianuro libre y el ión metálico,
por ejemplo el ión cúprico, o durante el tratamiento de efluentes que
contienen cianuro por medio de un agente oxidante como el peróxido de
hidrógeno o el ion hipoclorito.
En la circunstancia específica de la formación del cianato a partir de un
mineral que contiene carbonato cúprico, puede ser descrita por medio de
la siguiente reacción:
2CuCO3 + 7NaCN + 2NaOH → 2Na2Cu(CN)3 + 2Na2CO3 + NaCNO + H2O
El cianato puede hidrolizarse para producir ion amonio:
46
CNO- + H+ + 2H2O → HCO3-2 + NH4
+ ……(a)
No se han llegado a reconocer en detalle los factores que afectan a la
velocidad de la hidrólisis del cianato. Un estudio dirigido por Wastart
Limited sobre la estabilidad del cianato indicó que éste era muy estable en
soluciones sintéticas durante un período de 28 días, aunque mostraba
cierta degradación en efluentes de plantas de tratamientos de minerales.
Scott e Inglés (1981), demostraron que el cianato puede oxidarse para
formar gas nitrógeno y carbonato, siempre que se usen agentes oxidantes
fuertes como el cloro a un pH de 8 a 9, y un tiempo de reacción de 1,5
horas. Por otra parte, Resnick et al. (1958) llegaron a la conclusión de que
es estable en condiciones alcalinas, pero se descompone en condiciones
ácidas para generar amonio. Existen estudios que muestran la
degradación natural del cianato en las balsas de contención (Schmidt et
al., 1981), pero no se han investigado los mecanismos involucrados. Sin
embargo, su degradación/adsorción parece ser relativamente rápida en la
capa freática (Napier, 1991). Los suelos investigados por Chatwin (1989)
demostraron una gran capacidad para adsorber cianato. Los últimos
trabajos efectuados por International Corona para evaluar la capacidad de
diversos tipos de suelo a la hora de reducir las concentraciones de
cianuro, pusieron en evidencia reducciones superiores al 90 %.
Aparentemente, no se produjo un incremento de amoníaco.
47
El cianato se equilibra en el agua para formar el isocianato, que puede
reaccionar con varios compuestos orgánicos e inorgánicos (Resnick et al,
1958). Existe muy poca información sobre el destino final y el
comportamiento del cianato inorgánico, por lo que asumir que el único
mecanismo de descomposición del cianato es la hidrólisis para formar
amoníaco y carbonato no deja de ser una simplificación excesiva y abre la
puerta hacia líneas de investigación más profundas.
b. Tiocianato (SCN-)
El tiocianato se forma por la reacción del cianuro, del oxígeno y de
sustancias que contienen azufre. Estas últimas pueden hallarse en forma
de minerales o polisulfuros.
En el caso particular de la formación del tiocianato durante la cianuración
de los minerales que contienen calcocita (Cu2S) puede describirse por la
siguiente reacción:
2Cu2S + 11NaCN + 2O2 + H2O →
→ 2NaCu(CN)2 + 2Na2Cu (CN)3 + NaCNS + Na2SO4 +2NaOH
Los tiocianatos son más estables que los cianatos en solución acuosa,
siendo además resistentes a la fotodescomposición. Pueden degradarse
lentamente debido a la acción de diversos organismos, como el
Thiobacillus thiocyanoxidans, que los oxida formando amoniaco y sulfato.
48
Esto es debido a que ciertos organismos tienen la capacidad de utilizar el
tiocianato como una fuente de nitrógeno después de agotarse todo el
amoniaco disponible, aunque los mecanismos de descomposición
química son lentos.
El tiocianato es un seudohalógeno, ya que forma sales insolubles con la
plata, el mercurio, el plomo, el cobre y el zinc. Además, puede formar
complejos similares al cianuro con los metales de transición. Sin embargo,
estos complejos se disocian en solución en mayor medida que los
complejos equivalentes de cianuro.
Uno de los mecanismos más importantes que permiten a los animales
eliminar el cianuro es su conversión en tiocianato por acción de enzimas
del cuerpo como la rodanaza (Servicio de Sanidad Pública de los Estados
Unidos, 1989). IEC Ltda. (1980) resume la química del tiocianato
indicando que existe en solución principalmente como ion SCN-. El
tiocianato de hidrógeno (HSCN) posee una constante de disociación de
1.4 x 10-1 (pKa = 0.85). Para valores de pH superiores a 2.0, el tiocianato
se disocia por completo. Puede llegar a ser oxidado por una diversidad de
agentes para formar cianato, tales como el cloro y el ozono, que pueden
hacerlo totalmente. Por otra parte, los agentes oxidantes con potenciales
redox más bajos normalmente sólo oxidan una porción del tiocianato en
efluentes, dependiendo del tiempo de residencia y de la dosificación.
49
La reacción de oxidación en la que interviene el cloro es:
SCN- + 4Cl2 + 10 NaOH → CNO- + Na2SO4 + 8NaCl + 5H2O
El cianato generado por la oxidación del tiocianato se hidroliza para
formar carbonato y amoníaco.
Aunque el tiocianato no viene siendo generalmente analizado, se han
encontrado toxicidades para peces en concentraciones entre 90 y 200
ppm (Ingles and Scott, 1987).
c. Amonio (NH4+)
El cianuro se hidrolizará lentamente en el agua para formar ion formiato y
amonio:
CN- + 3H2O → HCOO- + NH4+ + OH- (K=3,6 x 106)
Se podría esperar cierta hidrólisis de cianuro (y por lo tanto formación de
amonio) durante la cianuración en los niveles de pH habitualmente
utilizados, esto es, de 10,5. Sin embargo, la presencia de amoníaco es
más probable en los desechos que contienen cianuro debido a la hidrólisis
del cianato, tal como se describió en la ecuación (a), aunque esta
reacción no se vea favorecido a un pH alto.
50
En solución acuosa, el amoníaco libre (NH3) existe en equilibrio con el ion
amonio (NH4+):
NH3 + H2O ↔ NH4+ +OH-
El amoníaco libre puede formar complejos metálicos con el cobre y el
níquel, pero en las concentraciones en las que se presenta en los
efluentes del procesamiento de minerales auríferos, no compite
eficazmente como agente para la formación de complejos, como ocurre
con el cianuro o con el tiocianato. (Higgs, 1990).
La concentración de amoníaco libre (pKa = 9,25 a 25ºC) aumenta con el
pH y la temperatura, llegando a ser tan tóxico para los peces como el
cianuro libre. Se volatiliza en el aire a un nivel elevado de pH pero
permanece en solución al igual que el ion amonio en condiciones de
neutralidad. Los principales mecanismos de eliminación del amoníaco en
el ambiente acuático son la nitrificación biológica, eliminación por las
plantas y la adsorción en las arcillas.
A modo de resumen, la tabla 7 presenta las principales propiedades
químicas, físicas y medioambientales de los cianuros.
51
Tabla 7. Propiedades químicas, físicas, medioambientales y biológicas de los cianuros
Propiedades Cianuro de Hidrogeno Cianuro de Cloro
Químicas y Físicas Punto de Ebullición 25.7 °C 12.9 °C Presión de Vapor 740 mm Hg 1000 mm Hg Densidad Vapor 0.99 a 20 °C 2.1 Liquida 0.68 g/ml a 25 °C 1.18 g/ml a 20 °C Sólida Cristalina: 0.93 g/ml a -40 °C Volatilidad 1.1 x x106 g/m3 a 25 °C 2.6 x 106 mg/m3 a 12.9 °C Apariencia y Olor Gas: olor a almendras amargas Incoloro gaseoso o líquido Solubilidad En agua Completa a 25 °C 6.9 g/100 ml a 20 °C
En otros disolventes Completamente miscible en casi todos los disolventes orgánicos
En la mayoría de disolventes orgánicos
Medioambientales y Biológicas
Detección ICAD M254A1 kit M256A1 kit Persistencia En aceite < 1 hora No persistente Sobre material Baja No persistente Descontaminación de la piel Agua, agua y jabón Agua, agua y jabón Límites Biológicos
Vapor (mg*min/m3) LCt50 : 2500 – 5000 (depende del tiempo) LCt50 : 11000
Liquido (mg/kg) LD50 (piel): 100 ICAD: Agente químico detector individual LCt50 : Exposición a vapor o a aerosol en concentración*tiempo que resulta letal para el 50% de la población LD50 : Dosis que resulta letal para el 50% de la población expuesta.
3.2.1.4 Presencia del cianuro en la naturaleza
El carbono y el nitrógeno, los dos elementos que forman el cianuro, están
presentes a nuestro alrededor dado que juntos forman casi el 80% del
aire que respiramos, y ambos son constituyentes de las moléculas
orgánicas que son la base de todas las formas de vida.
El cianuro de hidrógeno se formó de forma natural en las primeras etapas
del desarrollo de nuestro planeta como precursor de los aminoácidos, a
partir de los cuales se inició y evolucionó la vida sobre la tierra. En la
actualidad las plantas y los animales lo producen y utilizan como un
52
mecanismo de protección convirtiéndolos así en una fuente alimenticia
poco atractiva. En algunas plantas, el cianuro está presente en
concentraciones que podrían juzgarse como “peligrosas” si estas
estuvieran asociadas a procesos manufacturados. Plantas tales como la
alfalfa, el sorgo y la yuca son conocidas como fuentes de envenenamiento
por cianuro para el ganado y los seres humanos. En muchas frutas,
verduras, semillas y nueces, como las cerezas, castañas, maíz, judías,
lentejas, nectarinas, maníes, pistachos, papas o la soja, está presente un
compuesto similar al azúcar llamado amigdalina, que es una fuente
natural de cianuro de hidrógeno (HCN). Incluso en el corazón de la
almendra amarga hay aproximadamente 1 mg de HCN en forma de
amigdalina (Tabla 8).
Tabla 8. Concentración de cianuro en plantas
Especies de Plantas Concentración (mg/kg) Yuca (variedades dulces) hojas 377 - 500 raíces 138 raíces desecadas 46 - < 100 puré 81 Punta de bambú Max. 8000 Poroto blanco (judía) (Birmania) 2.100 Almendra (Amarga) 280 - 2500 Sorgo (planta joven integral) Max. 2.500 Fuente: Extractado de Eisler, 1991
Además de estas formas naturales del cianuro, sus compuestos también
pueden ser detectados en la cadena antropogénica de la vida diaria como
los escapes de los automóviles, el humo de los cigarrillos e, incluso, en la
53
sal de mesa y en la sal usada para derretir el hielo de las vías de
circulación.
3.2.1.5 Producción, manipulación y usos del cianuro
Dada la gran importancia que el cianuro representa, tanto por su consumo
habitual en productos para la vida diaria como por su elevada toxicidad,
su producción y manipulación constituyen operaciones clave.
a. Producción
En el mundo hay cuatro productores primarios de cianuro sólido, líquido y
gaseoso: Dupont y FMC Corporation (en los Estados Unidos), ICI (en
Inglaterra) y Degussa Corporation (en Alemania).
La producción anual mundial de HCN es de aproximadamente 1,4
millones de toneladas de HCN de la cual el 20 % se emplea para producir
cianuro de sodio (NaCN) con una amplio destino hacia la minería y el 80
% restante se usa en numerosas actividades industriales, como por
ejemplo, en la elaboración de diversos compuestos químicos.
El cianuro se produce industrialmente de dos maneras: como subproducto
de la fabricación de fibras acrílicas y de ciertos plásticos; o mediante la
combinación de gas natural y amoníaco a altas temperaturas y presiones
para producir cianuro de hidrógeno (HCN) gaseoso. Posteriormente, este
compuesto se absorbe en solución de hidróxido de sodio (NaOH) o de
54
potasio (KOH) para producir el cianuro correspondiente (NaCN o KCN) y
agua, en condiciones de elevada temperatura y presión reducida. Luego
se elimina el agua mediante secado y filtrado y el cianuro se convierte en
briquetas blancas y sólidas de aproximadamente 10 centímetros
cuadrados. Las briquetas sólidas de cianuro de sodio se mantienen a
temperatura y humedad controladas ya que son estables en ausencia de
dióxido de carbono o agua, incluso a elevadas temperaturas. De todos
modos, en aire ligeramente húmedo, sufren una hidrólisis muy lenta (b).
La solubilidad del cianuro de sodio es del 37 % a 20 °C y la del cianuro de
potasio, del 40 % a la misma temperatura:
H2O + CO2 + 2NaCN → 2HCN + Na2CO3 ……(b)
Incluso puede darse una segunda hidrólisis, aún más lenta a temperatura
ambiente y que es la causante del olor a amoniaco:
NaCN + 3H2O ⇒ HCO2Na + NH4OH
Por último, en el lugar de su fabricación, las briquetas se colocan en
contenedores rotulados y sellados para protegerlas y evitar que se
aplasten y/o humedezcan. Estos contenedores pueden ser cajas
desechables con revestimientos no retornables, cilindros de acero no
retornables o recipientes de acero reutilizables.
55
Figura 4. Briquetas de NaCN
En algunas circunstancias, las briquetas llegan a disolver la solución de
cianuro transportándola en forma líquida por medio de camiones cisterna
especialmente diseñados. La cantidad de HCN presente en el agua
depende del pH, a pH 7 el 100 % presente lo está como HCN mientras
que a pH 9,3 sólo lo hace el 50 %.
Todo el material que sale de la planta productora de cianuro de sodio se
acompaña de unas Fichas de Seguridad (FDS) donde figuran los datos
químicos y de toxicidad del cianuro de sodio, las instrucciones en caso de
accidentes, el número de teléfono para solicitar ayuda en situaciones de
emergencia, además de la información adicional del fabricante.
56
b. Manipulación
En las circunstancias concretas de las compañías mineras, la
acumulación del cianuro de sodio se realiza en áreas seguras que se
mantienen secas, frías, oscuras y ventiladas. En el área de
almacenamiento, los paquetes de cianuro se colocan sobre palés en sus
contenedores originales sobre un de piso impermeabilizado
(generalmente de cemento), con una adecuada zona de contención para
el caso improbable de derrame (cubetas de retención). Los contenedores
vacíos se lavan y el agua de enjuague se utiliza tanto en la planta de
recuperación de oro con vistas a aprovechar las pequeñas cantidades de
cianuro que podría contener, como se procesa mediante un sistema de
tratamiento de residuos siempre bajo unas condiciones controladas y
permitidas.
Las compañías mineras mantienen programas especiales de capacitación
para todos los empleados que trabajan con el cianuro o cerca de él.
También tienen planes de seguridad y manipulación de materiales que
han sido preparados por especialistas calificados y supervisados por
funcionarios externos de seguridad e higiene del proyecto. Estos
protocolos de salud y seguridad asignan responsabilidades muy precisas
a los empleados, controlando tanto el manejo como el uso del cianuro de
sodio desde el momento de llegada al emplazamiento de la mina, así
como durante todo el proceso metalúrgico. En las operaciones de
manipulación de cianuro en las minas, monitores de gas de área, una
57
adecuada vestimenta protectora, aparatos respiratorios autónomos y
puestos de primeros auxilios equipados con lavaojos y duchas de
emergencia son utilizados. Los programas de seguridad e higiene
industrial de las empresas incluyen una reserva anual de capacitación del
personal, acceso a todas las Fichas de Seguridad, análisis en continuo
del aire para garantizar la protección de los trabajadores, así como
procedimientos informáticos para documentar todos los datos sobre esta
temática.
c. Usos militares del cianuro
Uno de los principales motivos que ha ayudado a ampliar la mala prensa
que acompaña desde siempre al cianuro es su aplicación para usos
militares. Desde los tiempos del Imperio Romano, el cianuro y sus
derivados se han utilizado como armas por su elevada toxicidad. Ya en
tiempos de Nerón se dice que éste ofrecía a los miembros de su familia
que no le eran afines agua de cerezas y laurel con cianuro como
componente tóxico principal, para envenenarles.
Pero fue durante la 1ª Guerra Mundial cuando los franceses propusieron
el empleo militar del cianuro y del cianhídrico que obtenían mediante
destilación de cianuro de sodio con ácido sulfúrico diluido. De todos
modos, sus efectos eran menores de lo deseado: el cianhídrico es un gas
muy volátil y menos pesado que el aire por lo que persiste sólo unos
pocos minutos en aire abierto, siendo muy difícil lograr una concentración
58
elevada de dicho gas sin que se disperse (debe tenerse en cuenta que la
munición que entonces se usaba tenía poca carga). El efecto, además, no
era acumulativo. Sumado a lo anterior, los alemanes estudiaron el gas y
equiparon a sus tropas con máscaras que eran capaces de filtrarlo. La
combinación de ambos hechos hizo que el cianuro tuviese escasos
resultados armamentísticos.
Por ello, en Septiembre de 1916, los franceses intentaron otro tipo de
veneno con base cianuro, el cloruro cianógeno, que es más pesado y
menos ligero que el cianhídrico, y que sí es acumulativo en sus víctimas.
El gas se obtiene mediante cloración de solución saturada de cianuro de
sodio a 0 °C. Tiene los mismos efectos que el cianhídrico pero es más
efectivo a concentraciones inferiores dado que produce irritación de ojos y
lengua. El cloruro cianógeno puede además matar a un ser humano
paralizando el sistema respiratorio.
Pero es a partir de la 2ª Guerra Mundial cuando su poder como arma se
desarrolla plenamente. Los nazis utilizaron el cianhídrico sobre una base
farmacéutica, el Zyklon B, (un potente fumigante y exterminador de
roedores que actualmente aún se utiliza en EE.UU.), para llevar a cabo
miles de ejecuciones en sus campos de concentración. A finales de 1980,
se tiene constancia de usos del cianuro como veneno contra habitantes
de la ciudad Siria de Hama, los de la ciudad kurda de Halabja (en Iraq) y,
probablemente, en Shahabad (Irán) durante la guerra de Irán - Iraq.
59
Actualmente, los soldados americanos siguen investigando su
aplicabilidad como arma ante un posible conflicto futuro, convencional o
no.
d. Usos industriales del cianuro
El cianuro es un compuesto ampliamente utilizado por la industria
química. De la producción total mundial de cianuro, anualmente se utilizan
más de un millón de toneladas, que representan alrededor del 80 % de la
producción total, en la producción de químicos orgánicos como el nitrilo, el
nylon y los plásticos acrílicos. Otras aplicaciones industriales incluyen la
galvanoplastia, el procesamiento de metales, el endurecimiento del acero,
las aplicaciones fotográficas, como aditivo antiaglutinante en la sal usada
para derretir el hielo en los camino para exterminar a los roedores y
depredadores grandes, y en la práctica hortícola, para controlar las plagas
de insectos que han desarrollado resistencia a otros pesticidas y la
producción de goma sintética.
Además, el cianuro se utiliza en productos farmacéuticos como el Laetril,
una sustancia para combatir el cáncer, y el Nitroprusiato, una droga para
reducir la presión arterial.
Los compuestos de cianuro también se utilizan en vendas quirúrgicas que
promueven la cicatrización y reducen sus huellas.
60
El 20% restante de la producción de cianuro se utiliza, como ya se ha
indicado, para fabricar cianuro de sodio, una forma sólida de cianuro cuya
manipulación resulta relativamente fácil y segura. De este porcentaje, el
90%, es decir, el 18% del total, se destina a la minería en todo el mundo,
mayormente para la recuperación de oro.´
3.2.2 EL CIANURO EN LA MINERIA DEL ORO
3.2.2.1 Introducción
Una de las razones por las que se le da al oro un alto valor reside en su
elevada resistencia al ataque de la mayoría de los reactivos químicos.
Una excepción a este hecho lo constituye el ataque de las soluciones que
contienen cianuro y que son capaces de disolver el metal precioso. Por
ello el cianuro se utiliza en minería para extraer oro (y plata) de minerales
de baja ley que no pueden tratarse fácilmente mediante procesos físicos
simples (trituración o separación por gravedad). El método actual de
lixiviación cianurada consigue extraer el oro de menas pobres (1 – 2 g por
tonelada) con rendimientos que llegan al orden del 90 %, resultando ser el
más efectivo de todos los desarrollados hasta ahora y, por ello el más
utilizado a nivel mundial.
3.2.2.2 Historia del uso del cianuro en minería
Existen abundantes referencias sobre la utilización del cianuro en
diversos procesos metalúrgicos, a pesar del aumento constante de las
preocupaciones ambientales por su uso.
61
Después de que en 1704 Dippel y Diesbach descubrieran el “azul de
Prusia” (ferrocianuro de hierro), el primer trabajo bien documentado que
existe sobre el cianuro lo constituyen los estudios de Scheele (Suecia,
1783) sobre la solubilidad del oro en soluciones de cianuro. A mediados
del siglo XIX Faraday en Inglaterra, Elsner en Alemania y Elkington y
Bragation en Rusia, estudiaron activamente la química oro-cianuro.
Elkington obtiene, alrededor de 1840, la primera patente por el uso de
soluciones de cianuro de potasio para galvanoplastiar oro y plata. Pero
es Elsner quien lideró las investigaciones con el enunciado de la
“Ecuación de Elsner”, que describe la extracción del oro del mineral
mediante el uso del cianuro, en 1846:
4Au + 8NaCN + O2 + 2H2O → 4NaAu(CN)2 + 4NaOH
Finalmente, las patentes formalizadas por McArthur y los hermanos
Forrest en 1887 y 1888, establecieron efectivamente el proceso vigente
de cianuración mediante el uso de una disolución de cianuro y la posterior
precipitación por medio del zinc. Se pueden señalar también patentes
anteriores en los Estados Unidos relacionadas con la lixiviación con
cianuro (Rae en 1869), y con la recuperación a partir de soluciones
cloradas utilizando carbón vegetal (Davis en 1880).
La primera planta de cianuración a escala comercial comenzó a funcionar
en la Mina Crown de Nueva Zelanda en 1889 (Cassel Cyanide Co) y,
62
hacia 1904, los procesos de cianuración también estaban en marcha en
Sudáfrica, Australia, Estados Unidos, México y Francia. Por consiguiente,
a comienzos del siglo XX, el uso del cianuro para extraer oro de mineral
de baja ley ya era una tecnología metalúrgica plenamente establecida.
Es en 1967 cuando Habashi revisa los estudios efectuados sobre el
mecanismo de cianuración existentes hasta ese momento proponiendo la
siguiente ecuación para la reacción de disolución del oro en el cianuro:
2Au + 4NaCN + O2 + 2H2O ⇒ 2NaAu(CN)2 + 2NaOH + H2O2 ……(c)
La reacción describe un proceso de corrosión en el cual el oxígeno
absorbe los electrones en una zona catódica sobre la superficie metálica,
mientras que en una zona anódica del metal éste cede electrones e
ingresa a la solución como complejo de cianuro. De este modo, se
producen dos reacciones electroquímicas de semicelda, que se
balancean mutuamente:
Reacción anódica:
2Au + 4CN → 2Au(CN)2- + 2e-
Reacción catódica:
63
O2 + 2H2O + 2e- → H2O2 + 2OH-
Para que el proceso de lixiviación sea lo más efectivo posible, los metales
preciosos deben entrar en contacto con la solución de cianuro para poder
ser disueltos. Si no se puede crear una adecuada superficie de contacto
mediante una molienda fina, o bien el oro se encuentra finamente
diseminado en matrices de sulfuros o ganga oxidada, se emplean
procesos como la tostación, la oxidación acuosa a alta temperatura o la
oxidación biológica para destruir los minerales y que la solución de
cianuro entre en contacto con los metales preciosos. Los minerales que
se engloban en estos grupos se les denominan "refractarios", es decir,
difíciles de cianurar.
En la ecuación (c) se ve que no sólo hay un reactivo, el cianuro, sino que
se necesita también el oxígeno, de gran importancia. Sin aire u oxígeno
no hay disolución del oro. Dada la baja solubilidad del oxígeno en agua
(entre 4 y 6 mg por litro, dependiendo de la presión y temperatura del
lugar), no es de extrañar que el proceso se intente reforzar introduciendo
además del aire un oxidante como el oxígeno puro o el agua oxigenada
(Lorosch et al, 1990). Estudios recientes han demostrado que la velocidad
de lixiviación está condicionada por la cantidad disponible de oxidante.
Aunque es necesario tener en cuenta que un exceso de este reactivo
puede provocar la disminución en la velocidad de la cianuración debido a
la oxidación del cianuro Habashi (1967)
64
Con el fin de retener el cianuro en la solución y controlar las emisiones de
cianuro de hidrógeno en el lugar de trabajo, se agrega cal para que
reaccione con los iones de hidrógeno y mantener un pH alcalino. Las
adiciones de cal también pueden contribuir a sedimentar las partículas del
mineral en la solución de lixiviación cuando se concluyen las reacciones.
Durante el proceso de cianuración de los minerales de baja ley, se
producen varias reacciones secundarias con distintos constituyentes
minerales que no son metales preciosos generando subproductos no
deseados que aparecen en los efluentes de la planta, con importantes
consecuencias medioambientales. Estos constituyentes, que pueden
estar presentes en concentraciones mucho mayores que los metales
preciosos en el mineral (cobre, zinc, níquel, arsénico, antimonio,
sustancias carbonatadas y un gran número de sulfuros), y que pueden
reaccionar o interactuar con la solución de lixiviación consumiendo
grandes cantidades de dicho reactivo, se denominan cianicidas.
a. Reacciones del cianuro con el cobre y con el hierro
En las aguas residuales objeto de estudio para el presente trabajo, los
únicos metales que aparecen en un porcentaje destacable son el cobre y
en menor medida el hierro. Por ello, se realiza a continuación una breve
descripción de las reacciones que tienen lugar entre el cianuro y estos
dos metales.
65
Reacciones con el cobre
El cobre, al igual que los metales preciosos, forma complejos estables con
el cianuro. Se observa que en las pulpas minerales que contienen cobre
metálico se lixivian con más dificultad los metales preciosos,
probablemente debido a que el cobre compite con ellos por el cianuro
disponible.
Si bien se considera que el cobre tiene dos estados de oxidación en
solución (cuproso y cúprico), el ion cúprico es inestable en presencia del
cianuro, por lo que parte de este se reducirá, para luego precipitar como
cianuro cuproso:
2Cu+2 + 3CN- + 2OH- → 2CuCN + CNO- + H2O
Si existe suficiente cianuro en la solución, el ion cuproso no precipitará,
estabilizándose en solución (predominantemente en concentraciones
bajas) como el complejo triciano cuprito:
CuCN + 2CN- ↔ Cu(CN)32-
Los resultados experimentales muestran que los minerales oxidados de
cobre (azurita, malaquita, cuprita, crisocola), sulfuros (calcocita,
calcopirita, bornita), sulfosales (enargita, tetrahedrita) y cobre nativo,
reaccionarán con las soluciones de cianuro para producir complejos de
66
cianuro de cobre en solución (Hedley y Tabachnik, 1968). De éstos, la
crisocola, la calcopirita y la tetrahedrita son los menos reactivos.
Tras el proceso de cianuración, el cobre es recuperado junto con el oro
formando parte del doré que se obtiene en la planta. Su separación de los
metales preciosos puede ser difícil, disminuyendo el pago efectuado por
las empresas receptoras del producto.
El cobre disuelto en el proceso de cianuración, o añadido como
catalizador como parte de un proceso de destrucción de cianuro, deberá
precipitarse como cianuro cuproso o hidróxido cuproso/cúprico una vez
que el cianuro libre haya sido eliminado a un nivel suficientemente bajo.
Sin embargo, la experiencia demuestra que el cobre puede persistir en
efluentes tratados provenientes del procesamiento de minerales de oro en
niveles superiores a los calculados para el equilibrio con el cianuro
presente (Higgs, 1990). Existen dos posibles explicaciones para ello:
• El cobre se precipita como un coloide y se determina como cobre
disuelto en el procedimiento analítico, u
• Otros iones (posiblemente orgánicos) han formado complejos con el
cobre, que pueden o no incluir cianuro.
67
Reacciones con el hierro
El hierro se halla presente en mayor o menor medida en casi todos los
minerales sometidos a procesos que involucran el uso de cianuro.
Afortunadamente, las soluciones de cianuro ejercen poco efecto sobre el
hierro metálico y sobre la mayoría de los minerales de hierro. Por
consiguiente, el equipo en el cual se manipulan las soluciones de
lixiviación puede estar fabricado de acero sin consideraciones de
protección especial contra la corrosión. No obstante, el cianuro
reaccionará con las sales de hierro disueltas y con algunos minerales de
hierro.
Al igual que con otros metales del grupo de transición, el hierro (férrico y
ferroso) formará complejos estables con el cianuro dependiendo de su
estado de oxidación: ferrocianuros (si el hierro se encuentra en estado
ferroso) o ferricianuros (si el hierro se encuentra en estado férrico). En el
caso de los ferricianuros y ferrocianuros alcalinotérreos y de metales
alcalinos, son solubles en agua mientras que los ferricianuros y los
ferrocianuros de metales pesados no lo son. También existen formas
estables de ferricianuros y ferrocianuros mixtos que involucran complejos
con seis iones cianuro como ligantes, como el ferrocianuro de potasio
cuproso (Cu2K2Fe(CN)6) o el ferricianuro de potasio de zinc (ZnKFe(CN)6),
entre otros.
68
Los complejos de cianuro de hierro se distinguen de otros complejos
(como por ejemplo, de los complejos de cianuro cúprico) por su
estabilidad cinética, ya que pueden permanecer como tales durante largos
períodos de tiempo en condiciones en las que deberían descomponerse.
Para lograr la destrucción del cianuro, el ion debe disociarse, pero lo hace
de una manera muy lenta. El cianuro ligado al hierro en el ferricianuro no
puede ser destruido por cloración, y el ferricianuro no será eliminado
mediante procesos basados en la oxidación del cianuro. Para conseguir
que la disociación de los complejos de cianuro de hierro en los efluentes
se dé a velocidades elevadas, se ha demostrado la eficacia de la
radiación ultravioleta (Scott, 1989), pero aún así, el proceso es muy lento
y no permite su aplicación en procesos industriales. Por ello, los procesos
de tratamiento de efluentes utilizan metales como el cobre, que actúa
como catalizador redox, para la eliminación tanto del ferrocianuro como
del ferricianuro, ya que la conversión de los ferrocianuros a ferricianuros
puede tener lugar en forma reversible por acción de agentes reductores u
oxidantes (Latimer, 1952).
Al añadir el cobre, cuando el cianuro remanente no puede mantenerlo en
solución, los complejos de cianuro de hierro precipitarán de acuerdo a las
siguientes reacciones:
2Cu+2 + Fe (CN)6-4 → Cu2Fe(CN)6
69
3Cu+2 + 2Fe(CN)6-3 → Cu3[Fe(CN)6]2
Existen también otros procesos de eliminación basados en la precipitación
del azul prusiano (ferrocianuro férrico) o del azul de Turnbull (ferricianuro
ferroso):
4FeCl3 + 3K4Fe(CN)6 → Fe4[Fe(CN)6]3 + 12KCl
4FeSO4 + 2K3Fe(CN)6 → Fe3[Fe(CN)6]2 + 3K2SO4
3.2.2.3 Accidentes en minería
A pesar de las medidas de seguridad que siempre se han aplicado para la
utilización del cianuro en minería, el proceso metalúrgico de cianuración,
como ocurre con todos los desarrollos industriales, no está exento de
accidentes que han puesto en alerta a la opinión pública. Los accidentes
que vamos a destacar a continuación son los catalogados como graves,
es decir, aquéllos cuya magnitud y gravedad hacen que sus
consecuencias superen los límites de las industrias en los que han
ocurrido. Son accidentes con una especial repercusión en la sociedad
debido a la gravedad de sus consecuencias: graves daños al medio
ambiente, pérdidas materiales, e incluso heridos y víctimas mortales. Se
realiza a continuación un resumen de los accidentes más importantes
acaecidos en los últimos años.
70
Accidente de Baia Mare (Rumanía), 2000
El 30 de enero de 2000 se rompió un dique de contención en la fundición
Aurul de Sasar (Rumanía), donde se tratan los residuos de la mina de oro
de Baia Mare. Se calcula que unos 100.000 m3 de barro y aguas
residuales (con una concentración de 126 mg de cianuro por litro) se
vertieron por los canales de desagüe al río Lapus, un afluente del Somes
(Szamos), a través del cual alcanzaron el río Tisza y el curso superior del
Danubio a su paso por Belgrado, desembocando finalmente en el mar
Negro. Las mediciones realizadas el 1 de febrero de 2000 en la localidad
de Satu Mare, a orillas del Somes, revelaron que la concentración máxima
de cianuros era de 7,8 mg por litro (el límite máximo aplicable a las aguas
superficiales es de 0,01 mg por litro).
La fuerte contaminación tuvo graves repercusiones sobre la biodiversidad,
los ecosistemas fluviales, el abastecimiento de agua potable y las
condiciones socioeconómicas de la población local.
Figura 5. Recorrido del derrame de Baia Mare
71
Una ola tóxica de 30 a 40 kilómetros de longitud aniquiló la flora y la fauna
del curso central del río Tisza; el fitoplancton y el zooplancton se
extinguieron al paso de la mancha y los peces murieron en el acto o poco
después, cifrándose las pérdidas en cientos de miles de euros.
Transcurridas cuatro semanas, podía medirse el derrame de cianuro en el
delta del Danubio, a 2.000 Km. Del origen del vertido aunque después de
pasar la mancha de cianuro, los microorganismos acuáticos se
recuperaron con rapidez.
Figura 6. Rivera del río Tisza
Fruto del accidente, y a petición de los gobiernos de Hungría, Rumanía y
la República Federativa de Yugoslavia (RFY), el Programa de las
Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA) envió un equipo de
expertos internacionales a la zona afectada para realizar un análisis
72
científico de los daños ambientales causados por el vertido y analizar la
información relacionada con dicho vertido y sus implicaciones para el
medio ambiente, así como recomendar la adopción de medidas de
prevención y procedimientos de actuación en casos similares que
pudiesen ocurrir en el futuro.
Accidente en la Mina de Tolukuma, Papua Nueva Guinea, 2000
En Marzo de 2000, un helicóptero dejó caer una tonelada de cianuro de
sodio mientras volaba hacia la mina de Tolukuma. Hasta 150 kilogramos
de cianuro desaparecieron disolviéndose en un bosque tropical.
Accidente en la Mina de Kumtor, Kyrgyzstan, 1998
En 1998, un camión de transporte con dirección a la mina de Kumtor cayó
de un puente derramando 1.762 kg de cianuro de sodio en el Río
Barskoon. Los informes indican que dos personas murieron envenenadas
por cianuro, casi cien personas fueron hospitalizadas y mil habitantes
necesitaron ayuda médica. El gobierno solicitó una compensación
económica de 8,4 millones de dólares por daños al medio ambiente.
Accidente en la Mina de Homestake,South Dakota, USA ,1998
Entre seis y siete toneladas de desechos cianurados fueron derramados
en la Quebrada Whitewood provocando la muerte de un gran número de
peces.
73
Accidente en la Mina de Oro Omai,Guyana,1995
El desplome de la represa de la mina permitió que se descargaran más de
3,2 billones de litros de desperdicios contaminados con cianuro en el Río
Omai, afluente del Essequibo, a donde llegaron. Un estudio realizado por
la Organización Panamericana de la Salud (OPS), mostró que la
catástrofe ocasionó la destrucción de toda la vida acuática en la
quebrada, de 4 kilómetros de longitud, que corre entre la mina y el Río
Essequibo. Finalmente, el cianuro se diluyó rápidamente en el río
Essequibo, hasta alcanzar niveles no dañinos.
Accidente en la Mina de Harmony, South Africa,1994
El fallo de una represa minera abandonada provocó la inundación de un
complejo de apartamentos con lodo contaminado con cianuro. Murieron
diez mineros.
Accidente en la Mina de Oro Summitville, Colorado, USA,1992
Descargas planificadas y fugas accidentales de cianuro y de metales
pesados mataron toda vida acuática a lo largo de 27 kilómetros del Río
Alamosa. Hasta ahora se han gastado 150 millones de dólares para
limpiar la zona.
Accidente en la Mina de Echo Bay,Nevada, USA,1990
Novecientas aves murieron al beber agua cianurada de una balsa de
contención.
74
Accidente en la Mina de Oro Brewer,South Carolina, USA,1990
Un derrame accidental de cianuro contaminó 80 kilómetros del Río
Lynches y mató a más de 11.000 peces. Es probable que la presencia de
metales pesados, complejados con el cianuro, contribuyera a la matanza.
Accidente en la Mina de Richmond,South Dakota, USA,1989
Residuos contaminados con cianuro mataron a 10.000 truchas en un río
de los Cerros Negros de South Dakota.
3.2.3 PROCESOS DE DESTRUCCIÓN DEL CIANURO
Existen varios tratamientos químicos para la descontaminación de este
cianuro, todos basados en la oxidación del cianuro a cianato, diez mil veces
menos tóxico y posteriormente disociable en dióxido de carbono y nitrógeno:
Dilución
Degradación natural
Oxidación química
Precipitación
Biodegradación
Otros
3.2.3.1 Dilución
Consiste en diluir las soluciones contaminadas hasta niveles permitidos.
No es un método aceptado legalmente, pues la contaminación, aunque
75
diluida, se acumula en el medioambiente. De todos modos, existen
indicios de que sigue siendo una práctica habitual en países
subdesarrollados.
3.2.3.2 Degradación natural
Los procesos de degradación natural reducen la toxicidad de los
compuestos cianurados a lo largo del tiempo. Los principales mecanismos
responsables de esta transformación son la volatilización de las fases
gaseosas, la oxidación natural, la adsorción en superficies minerales, las
reacciones de hidrólisis, la biodegradación (bacteriana) y la precipitación
de compuestos insolubles.
A pesar de que todos estos procesos son efectivos, presentan el
inconveniente de tener una cinética demasiado lenta como para poder ser
considerados útiles a nivel industrial. Dependen, además, de la
localización geográfica de las instalaciones, pues este parámetro
condiciona las condiciones climáticas en las que se produce la
degradación.
Los porcentajes de degradación varían según las especies presentes, y
según los parámetros físico-químicos de la solución, con lo cual, la
evaluación de la medida en que tendrá lugar una detoxificación natural de
un efluente dado (y en unas determinadas condiciones) es algo muy
76
complejo, y no se puede tomar su valor como medida para realizar un
control riguroso del efluente (al menos, no exclusivamente).
De todas formas, la degradación natural tiene lugar en mayor o menor
medida tanto en las balsas de estériles, en las pilas de lixiviación o en los
tanques de lixiviación y en los sistemas de adsorción con carbón activado.
a. Volatilización
Como ya se ha indicado, el cianuro libre existe en solución acuosa en
equilibrio con el ácido cianhídrico. Así, debido a su baja temperatura de
volatilización (en torno a los 26 °C) y a su elevada presión de vapor (100
KPa a dicha temperatura), el ácido cianhídrico se volatiliza desde la
solución, diluyéndose en la atmósfera en fase gaseosa, desplazando así
la reacción:
HCN ↔ H+ + CN-
hacia la derecha, en virtud del principio de Le Chatelier, con la
consiguiente detoxificación de la disolución. La tasa de volatilización del
ácido cianhídrico desde la solución se incrementa con:
• Un descenso del pH (que desplaza el equilibrio hacia la generación de
la fase más volátil).
• Un aumento de la temperatura.
77
• Un incremento en la aireación de la solución (agitación).
• Un incremento del área de exposición de la solución (diseño de balsas
de almacenamiento de gran superficie y poca profundidad).
• La presencia de catalizadores como el cobre o el carbón activado
(generalmente presentes, el primero por aparecer de forma generalizada
en menas auríferas y el segundo por formar parte del proceso de
recuperación del oro a partir de la solución cargada).
Se suele expresar la tasa de volatilización como vida media del cianuro
libre presente en la solución, parámetro éste que puede variar desde unas
pocas horas (para soluciones altamente aireadas en presencia de carbón
activado) hasta varios meses (para soluciones almacenadas a bajas
temperaturas). También se debe tener en cuenta la acción de la dilución
de la solución mediante el agua de lluvia que, junto con la adsorción de
CO2 en la interfase aire-solución, actúa descendiendo el pH de la
solución, favoreciendo la volatilización del ácido cianhídrico.
La tasa de emisión de ácido cianhídrico a la atmósfera se puede expresar
empíricamente, a partir del equilibrio teórico de soluciones cianuradas al
aire, a diferentes valores de pH y temperatura (Menne, 1997):
[HCN]aire = [(1470/T) exp. (9275-2292/T)]/[1 + 10(pH-9.3)]
78
donde HCN representa los mg de HCN/N·m3 de aire por mg/l de NaCN (o
equivalente) en la solución y T la temperatura, en unidades absolutas.
b. Adsorción por diversas fases minerales
Ciertas especies minerales pueden llegar a ayudar a la destrucción del ión
cianuro y de los compuestos cianurados. Por ejemplo, se ha demostrado
que determinados materiales carbonosos pueden adsorber en su
superficie hasta 0,5 mg CN-/g. Este valor resulta ser 0,05 para minerales
arcillosos y feldespatos. A pesar de no haber tasas de adsorción
calculadas, se ha demostrado que la bauxita, la ilmenita y la hematites
poseen cierta tendencia a la adsorción de compuestos cianurados.
c. Degradación fotolítica
Es un mecanismo de disociación de ciertos compuestos cianurados
(especialmente los cianuros de hierro) y un importante catalizador de la
oxidación del cianuro a cianato. La fotólisis es un proceso capaz de
promover reacciones de oxidación/reducción proporcionando energía a
partir de una radiación electromagnética que activa los procesos de
transferencia de electrones (Young y Jordan, 2000), haciendo a éstos
más aptos para participar en reacciones redox. La fotorreducción ocurre
cuando el componente absorbido dona un electrón a otra especie, y la
fotooxidación tiene lugar cuando el compuesto absorbido es el que acepta
un electrón de otra especie donante (que se fotorreduce) para llenar su
hueco electrónico.
79
La energía necesaria para activar los electrones (es decir, para que pasen
de su estado de reposo a un estado excitado) es prácticamente igual a la
que puede proporcionar la radiación electromagnética que corresponde a
la región ultravioleta del espectro electromagnético. Se estudian
actualmente varias técnicas fotolíticas a escala piloto para la eliminación
de compuestos de cianuro (Young et al., 1995 y Young y Cashin, 1996).
La fotolisis directa no es eficaz para la eliminación del cianuro libre, pero
se sabe que destruye algunos cianuros metálicos, tanto débiles como
fuertes. En particular, es capaz de disociar los SAD´s más abundantes,
los cianuros de hierro (ferro y ferricianuros). Aunque sigue siendo objeto
de debate, se ha propuesto el siguiente mecanismo (dos etapas) para el
ferricianuro:
Fe(CN)63- + H2O ← hʋ → [Fe(CN)5H2O]2- + CN-
[Fe(CN)5H2O]2- + 2 H2O ← hʋ → Fe(OH)3(s) + 3H+ + 5CN-
Las dos reacciones anteriores son reversibles. De todas formas, el
hidróxido férrico formado puede reaccionar posteriormente con cianuro
libre y con ferrihexacianuro para formar los clásicos precipitados de
llamativos colores denominados “Prussian blue”, “Prussian green” o
“Prussian brown”. La reacción (d) describe la formación intermedia del
ferricianuro que tiene lugar durante la fotólisis (oxidación) del ferrocianuro.
80
Fe(CN)64- ← hʋ → Fe(CN)6
3- + e- …… (d)
Han sido observadas reacciones similares a las anteriores para el más
estable de todos los SAD´s, el cobaltohexacianuro.
El mismo proceso se puede llevar a cabo en fase acuosa en presencia de
oxígeno, con la consiguiente generación de grupos OH- que aumentan el
pH de la solución:
4Fe(CN)64- + 2H2O + O2 ← hʋ → 4Fe(CN)6
3- + 4OH-
Como se ve, la fotolisis directa es capaz de eliminar de manera
indiscutible complejos metálicos de cianuro, si bien durante el proceso se
pueden liberar también cianuro libre.
d. Otros mecanismos naturales
Existen otros mecanismos naturales que permiten la degradación del ión
cianuro y sus complejos, tales como la oxidación biológica y las
reacciones de hidrólisis (capaces de generar precipitación y/o co-
precipitación de las especies en solución). Estos mecanismos pueden
llegar a tener una importancia considerable en la detoxificación,
dependiendo de las condiciones específicas de la solución, y resultando
diferentes para cada complejo.
81
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82
La figura 7 representa esquemáticamente los distintos procesos de
degradación natural que pueden sufrir los cianuros presentes en los
efluentes retenidos en una balsa de contención.
3.2.3.3 Oxidación química
Los procesos de oxidación química más conocidos para el tratamiento del
cianuro incluyen el proceso con SO2/Aire (desarrollado por la compañía
minera canadiense INCO) y el proceso de tratamiento con H2O2 (peróxido
de hidrógeno) iniciado por Degussa. Una alternativa de oxidación química
más antigua, el Proceso de Cloración Alcalina, se utiliza rara vez en la
industria minera actualmente. En la tabla 9 se hace un resumen de dichos
métodos indicando ventajas e inconvenientes más relevantes.
a. Tratamiento con Peróxido de Hidrógeno (H2O2)
El peróxido de hidrógeno es un potente oxidante no contaminante, cuyo
uso se ha extendido a lo largo de los años, siendo utilizado en numerosas
instalaciones metalúrgicas de todo el mundo (sobretodo para tratamientos
de efluentes cianurados residuales).
Las reacciones de oxidación tienen lugar al pH natural del efluente (que
generalmente es de 10), y no requiere control de dicho parámetro, puesto
que el H2O2 sólo presenta un suave carácter ácido.
83
Las reacciones que tienen lugar son las siguientes:
CN- + H2O2 ↔ CNO- + H2O
M(CN)42- + 4H2O2 + 2OH- ↔ M(OH)2(s) + 4CNO- + 4H2O
Complejos cianurados de metales como el Cu y Zn son oxidados,
permitiendo la precipitación espontánea de los hidróxidos
correspondientes en el rango de pH 9:
2Cu(CN)32- + 7H2O2 + 2OH- ↔ 6CNO- + 2Cu(OH)2 + 6H2O
En el caso de los ferrocianuros no son oxidados, pero precipitan como
sales de metal insoluble (Fe, Cu, Zn) junto con los precipitados de
hidróxido:
2M2+ + Fe(CN)64- ↔ M2Fe(CN)6(s)
Una presencia de peróxido en exceso durante el proceso puede favorecer
la formación de iones carbonato y nitrito. Éste último, a su vez, puede
derivar en nitrato:
CNO- + 3H2O2 ↔ NO2- + CO32- + 2H2O + 2H+
84
NO2- + H2O2 ↔ NO3
- + H2O
El cianato formado durante el proceso se hidroliza espontáneamente
formando ión amonio e ión carbonato (la reacción sólo ocurre de forma
apreciable a temperatura ambiente y a valores de pH por debajo de 7) .Se
estima que, entre un 10 y un 15 % de los iones cianato generados,
reaccionan de este modo:
CNO- + 2H2O2 ↔ NH4+ + CO3
2-
Finalmente, cualquier nivel residual de oxidante se descompone
espontáneamente generando oxígeno:
H2O2 ↔ H2O + ½ O2
El tiocianato no es oxidado, lo que puede constituir una ventaja en plantas
donde no es necesario este control, porque así se evita el consumo
excesivo de reactivo. Para las instalaciones donde se hace necesario la
destrucción del tiocianato serán necesarios procesos oxidativos más
drásticos.
Todo el proceso se realiza en tanques abiertos. Aunque la reacción es
homogénea (la cinética no se ve afectada por la agitación), la agitación es
necesaria para realizar una buena mezcla del oxidante con el efluente, y
85
evitar además la acumulación de precipitados en los tanques de reacción.
Se requieren 1,31 gramos de H2O2 por gramo de CN oxidado, aunque
actualmente, el consumo es de 2 – 8 gramos de H2O2 por gramo de CN
oxidado (M. Botz).
La reacción cinética de oxidación (Bonan A.; Teixeira L.A.; Kohler H.M.,
1994) está marcadamente afectada por la presencia de pequeñas
concentraciones de iones de Cu (10 – 20 mg/l) que actúan como
catalizadores. Por tanto, está indicado especialmente para el tratamiento
de efluentes que contienen iones Cu en solución por encima de 20 mg/l.
En ausencia de dichos iones, la reacción de oxidación tiende a hacerse
lenta, necesitándose un elevado exceso de H2O2 para acelerar el proceso
o bien añadirlos en forma de CuSO4. La lentitud de dicha reacción es
incluso mayor que la que tendría lugar usando UV-fotoactivación, Ácido
Caro o Hiplocorito.
b. Tratamiento con “Ácido de Caro” (Caro´s acid)
El proceso de oxidación mediante el uso del ácido de Caro se desarrolló a
escala industrial a finales de los noventa, apareciendo como una
alternativa frente a otros métodos oxidantes gracias a las ventajas que
presenta (Nugent A.J. and Oliver M.J.; 1991). Actualmente se usa en
algunas plantas de USA sustituyendo a métodos anteriores.
86
El ácido de Caro es una solución de H2SO5 (peroxo-mono-sulfuric-acid.)
producido mezclando altas concentraciones de H2SO4 (mínimo del 95 %)
con H2O2 (concentración del 50 - 60 %). El reactivo se genera
continuamente según demanda en la instalación mediante un generador
compacto apropiado según patente (Solvay/Peróxidos), ya que tiene que
ser dosificado inmediatamente en el tanque de tratamiento para realizar el
proceso de oxidación. La reacción es casi instantánea y muy exotérmica
obteniéndose a la salida una solución caliente (110 – 120 °C).
A pesar de ser un ácido, requiere la presencia de una base como el
NaOH o Ca(OH)2 , que tiene que ser añadida al efluente al mismo tiempo,
para así poder mantener el pH de operación deseado (9 - 9,5). El proceso
de oxidación es el siguiente:
CN- + H2SO5(aq) + 2OH- ↔ CNO- + 2H2O + 4SO42-
M(CN)42- + 4H2SO5 + 10OH- ↔ M(OH)2(s) + 4CNO- + 8H2O + 4SO4
2-
Comparado con otros oxidantes (incluido el H2O2), el ácido de Caro tiene
una elevada velocidad de oxidación, no requiere adicción de catalizadores
y es muy eficaz, tanto en soluciones claras como en fangos. Como en el
caso del H2O2, el cianato formado se hidroliza espontáneamente
generando carbonato y amonio.
87
El residuo de H2SO5 que puede permanecer en la solución se
descompone según la reacción siguiente generando ácido sulfúrico y
oxígeno:
H2SO5 ↔ H2SO4 + ½ O2
El ácido de Caro, al contrario que el H2O2, es capaz de oxidar al tiocianato
según la reacción:
SCN- + 4H2SO5 + 10OH- ↔ CNO- + 9H2O + 5SO42-
Esto constituye una ventaja particularmente importante para el reciclado
de efluentes tratados que van a ser reenviados a lechos biológicos para
tratamiento de menas de matriz sulfúrica. Mejora, además la precipitación
de metales pesados al eliminar los complejos de SCN-.
c. Tratamiento con UV - H2O2
En los últimos años, se ha prestado una especial atención en la literatura
técnica (Venkatadri R.; Peters R.W.; 1993) al uso del H2O2 fotoactivado
para el tratamiento de efluentes industriales, sobretodo para la
destrucción directa de disolventes orgánicos y cianuros.
88
La irradiación de soluciones de H2O2 con luz ultravioleta en frecuencias
del rango de 254 nm causa la rotura de la molécula formando radicales
libres OH:
H2O2 + ν (UV) ↔ 2OH
Estos radicales tienen una vida corta, son muy reactivos y poseen un
elevado potencial de oxidación (E0 = 2,8V). Disponen, además, de una
elevada movilidad en medio acuoso (similar a la de los iones H+ y OH-),
reaccionando con los cianuros de acuerdo a la ecuación:
CN- + 2OH ↔ CNO- + H2O
Son capaces de oxidar todos los compuestos de cianuro, incluidos los
más estables de Fe.
Aunque el proceso está aún en desarrollo (no está en funcionamiento en
ninguna instalación) sus grandes ventajas le adjudican un elevado
potencial. Es un proceso muy lento, pero de una gran efectividad, limpio y
que sólo necesita añadir H2O2.
Uno de sus mayores inconvenientes radica en el hecho de que al
necesitar el uso de fotoactivadores, se reduce su empleo a soluciones
claras, puesto que la presencia de partículas en suspensión provocaría la
89
absorción de la radiación y, por tanto, la reducción de la intensidad.
Además, dado que la absorción de la radiación U.V. (de intensidad solar)
en agua pura ocurre a menos de 1 m de profundidad, el espesor de la
solución irradiada ha de ser muy pequeña (unos pocos cm.). Por otra
parte, la precipitación de los sólidos que tiene lugar durante el proceso
reducirá de manera considerable la efectividad del proceso.
Para poder llegar a aplicar el método en balsas de contención, lo primero
que se ha de tener en cuenta es que dichas balsas deben de estar
situadas en regiones de elevadas irradiaciones solares durante todo el
año, y deben de tener poco profundidad (menos de 50 cm. La
precipitación de sólidos en este caso no sería un problema ya que
precipitarían y dejarían la solución clara y el H2O2 debería de ser
mezclado con el efluente justo antes de su descarga en la balsa. La
precipitación de sólidos en este caso no sería un problema ya que
precipitarían y dejarían la solución clara.
De todos modos, es evidente que queda mucho camino por recorrer antes
de conseguir alcanzar su implantación a nivel industrial.
d. Tratamiento con O3
El ozono constituye una nueva alternativa para el tratamiento de los
compuestos de cianuro. Sus mayores ventajas radican en que es un
proceso muy rápido que consigue la completa descomposición de
90
cianuros, cianatos y tiocianatos. Se une a lo anterior el hecho de requerir
un bajo mantenimiento y la ausencia de transporte, almacenamiento o
manejo de reactivos químicos, así como de producción de residuos
químicos tóxicos.
El O3 es un agente oxidante fuerte generado por aire seco o por oxígeno.
Existe en la atmósfera desde la formación de ésta, y no fue detectado
hasta 1785 por Van Marum, siendo bautizado como tal en 1840 por
Schönbein. Se utilizó por primera vez en Francia en la desinfección de
agua del Sena, y en Niza en 1906.
En este caso el reactivo a emplear es una mezcla de ozono y oxígeno
(3% en volumen) que es capaz de provocar fuertes condiciones oxidantes
cuando es inyectado en forma de burbujas en una solución acuosa. El
coste, en un tiempo muy elevado, ha ido decreciendo de una manera
constante gracias al aumento de su uso. De todos modos, la ausencia de
información sobre la cinética y los mecanismos de la reacción de
oxidación ha limitado su aplicación.
Debido a la baja solubilidad del O3 en agua, y la baja concentración de O3
disponible normalmente, la adecuada transferencia de masa a la solución
para ser tratada requiere un contacto muy eficiente. Se hace necesario el
estudio del efecto del pH, temperatura, velocidad de agitación y rango de
flujo descendente en los coeficientes de transferencia de masa.
91
Una revisión de la literatura sobre ozonación de soluciones acuosas de
cianuro muestra que, la oxidación de 1 mol de cianuro es rápida y
consume 1 mol de O3 y produce 1 mol de cianato (Mathieu, 1977; Young y
Jordan, 2000).
CN- + O3 ↔ CNO- + O2(aq)
3CN- + O3(aq) ↔ 3CNO-
La primera reacción, denominada “ozonación simple”, libera oxígeno
molecular que puede continuar el proceso de oxidación del cianuro. La
segunda, denominada “ozonación catalítica”, es de alta eficiencia
oxidante.
Una vez el cianuro ha sido oxidado, el cianato es oxidado lentamente por
el ozono aún disponible según la reacción:
2CNO- + 3O3 + H2O ↔ 2HCO3- + N2 + 3O2 ……(e)
El consumo teórico de O3 para la completa oxidación del cianuro es de
1,85 gramos de O3 por gramo de CN. Los valores actuales están en el
rango de 3 – 6 gramos de O3 por gramo de CN oxidado (Nava et al,
1993). Es necesario mantener un riguroso control del pH durante todo el
92
proceso, ya que los iones hidronio pueden descomponer al ozono, siendo
la oxidación menos efectiva a valores de pH mayores de 11.
Antes de que tenga lugar la oxidación, es necesaria la transferencia del
O3 gaseoso a la solución. Debido a que en la salida de los generadores
normalmente se dispone como máximo de un 7 %, es muy importante
optimizar la masa de transferencia de O3 a la solución para mejorar la
cinética del proceso.
La tendencia actual de la investigación es hacia una integración de la
oxidación con ozono y la fotolisis asistida. Así, se incrementa la eficacia
de la oxidación y se minimiza el consumo de reactivo (que es caro). Tanto
es así que la combinación de ambos métodos ha demostrado ser uno de
los métodos más eficaces en la destrucción del cianuro y de sus
derivados; se han alcanzado concentraciones de cianuro residual por
debajo de 0,1 mg/l a partir de soluciones que contenían entre 1 y 100.000
mg/l (Garrison et al, 1975; Heltz et al, 1994). Un incremento de la
intensidad de la radiación, de la temperatura del sistema o de la
concentración de ozono proporciona cinéticas de reacción más
favorables. Las reacciones anteriores, debido a la formación de grupos
OH- y su consiguiente reacción con el ión cianuro, quedan como sigue:
H2O + O3(aq) ← hʋ → 2OH- + O2(aq)
93
CN- + 2OH- ← hʋ → CNO- + H2O
El grupo OH- (radical hidroxilo) que figura como reactivo en la expresión
anterior al ser deficitario en carga es muy ávido de electrones, que puede
incorporar a partir de la oxidación del tiocianato o de los compuestos
metálicos del cianuro (tanto débiles como fuertes). El ión cianato
resultante seguirá su oxidación con ozono según la expresión (e) para
producir ión bicarbonato y nitrógeno molecular. La “ozonación fotolítica”
del cianuro consume 1 mol de ozono por mol de cianuro,
incrementándose esa tasa a 5:1 cuando se producen los iones nitrito y
nitrato (Young y Jordan, 2000).
Aunque se continúa investigando en esta línea, actualmente la
combinación peróxido de hidrógeno – radiación ultravioleta es igual de
efectiva, más cómoda, y el oxidante es más barato.
e. Cloruración Alcalina
La cloruración alcalina es tal vez la práctica más común utilizada en la
industria minera para la destrucción del cianuro (Zaidi y Whittle, 1987). No
obstante esto, este método está siendo reemplazado por otros más
efectivos y económicos.
La destrucción del cianuro se basa en la oxidación del CN- a CNO- de
acuerdo a la siguiente reacción:
94
Cl2 + H2O → OCl- + Cl- + 2H+ Hipoclorito
OCl- + H2O + 2e- → Cl- + OH-
2CN- → (CN)2 + 2e-
Cianógeno
(NC)2 + Cl2 → 2CNCl (Cianuro cianógeno)
2CNCl + HOH- → 2CNO- + 2H2O + Cl-
Cianato
La reacción global es:
CN- + OCl- → CNO- + Cl-
La reacción para los complejos metálicos de cianuro ocurren por una
secuencia de reacciones similares debido que el enlace es roto, el metal
precipita como hidróxido del ferrocianuro que es oxidado a ferricianuro y
permanece en la solución.
El tiocianato también es oxidado
CNS- + 4OCl- + 2OH- → CNO- + SO42- + 4Cl- + H2O
95
El cianato es lentamente hidrolizado a amonio y bicarbonato. Con una
oxidación adicional en condiciones de pH 8.5, convierte finalmente al
CNO- en bicarbonato y nitrógeno
3OCL- + 2CNO- + H2O → 2HCO-3 + N2 + 3Cl
La presencia de CNO- implica un incremento en la demanda del reactivo
oxidante. La desventaja de este método es que no remueve al complejo
cianurado de Fe. Entonces los costos de este proceso dependen de la
composición del efluente a tratar.
El reactivo a utilizar es el cloro en forma de gas o hipoclorito.
El proceso debe ser realizado en agitadores con control de pH y el tiempo
de residencia normalmente es de 30 a 90 minutos manteniendo el pH ≥
10.5. Los excesos de cloro deben ser removidos antes de la deposición
final del efluente.
Dentro de este proceso de oxidación mediante la aplicación de cloro, hay
que mencionar el método GSH (Gas-Sparo-Hydrocyclone) que ha sido
probado, utilizando un hidrociclón como reactor y como oxidante el gas
dióxido de cloro (ClO2), alcanzando una diferencia muy elevada en la
destrucción de cianuro (99%) en tiempos muy cortos (5 minutos ).
96
f. Proceso INCO
El dióxido de azufre ha sido muy utilizado durante el siglo pasado en
sistemas con diversas variantes para la oxidación de las especies
cianuradas. El desarrollo histórico de los distintos procesos y sus primeras
comercializaciones ha sido ampliamente presentado por Robbins (1996).
Cabe hacer mención, por su importancia, la patente realizada de una de
las variantes del método en 1980, siendo la más empleada desde
entonces: el proceso “INCO”.
El proceso de oxidación se fundamenta en la inyección, en el tanque de
detoxificación, de una mezcla de dióxido de azufre y aire, la cual
rápidamente oxida el cianuro libre y el cianuro WAD presentes en la
solución acuosa, utilizando como catalizador iones de cobre (II). La
reacción para el cianuro libre será:
CN- + SO2 + O2 + H2O ↔ CNO- + H2SO4
Y para el caso de los complejos metálicos cianurados:
M(CN)xy-x + SO2(g) + O2(g) + H2O ↔ CNO- + H2SO4(aq)
El pH óptimo para el proceso es de 9, pero se lleva a cabo en condiciones
razonables en el rango de 7,5 a 9,5. La tasa óptima de dióxido de azufre
en el aire inyectado está en torno al 1 – 2 % (en volumen), aunque el
97
proceso opera bien hasta valores del 10 %. El dióxido de azufre se suele
inyectar en fase líquida o gaseosa (por ejemplo, provocando la
combustión de azufre puro). Otras fuentes de dióxido de azufre a menudo
empleadas en el proceso son el metabisulfito de sodio (Na2S2O5) y el
sulfito de sodio (Na2SO3).
Durante el proceso, los iones tiocianato también son oxidados por una
reacción similar, aunque cinéticamente menos favorable (si hubiese
especial interés en oxidar el tiociananto, se podría catalizar con níquel,
cobre o cobalto):
SCN- + 4SO2 + 4O2 + 5H2O ↔ CNO- + 5H2SO4
Al igual que ocurría en el proceso de oxidación mediante peróxido de
hidrógeno, los iones hierro presentes en la solución permanecen en su
forma reducida (Fe2+), siendo entonces susceptibles de ser precipitados
como sal de cianuro doble (con exceso de zinc, cobre o níquel).
La oxidación se lleva a cabo en varias etapas: en la primera,
generalmente, se añaden 30 – 90 gr de Cu2+/tonelada de solución,
pasándose después a la inyección en burbujas de la mezcla SO2/aire, que
puede (o no) ser complementada con la adición, en una última etapa, del
metabisulfito de sodio, agitando la mezcla al aire.
98
Los flujos de mezcla inyectados están en torno a 1 l/min por litro de
solución. En la práctica, 3 – 4 kg de dióxido de azufre (es decir, entre 5 y
8 kg de metabisulfito de sodio) se emplean para la oxidación de 1 kg de
cianuro. Se usa caliza para un control del pH, ya que, según queda
reflejado en las reacciones anteriores, en la oxidación se genera ácido
sulfúrico y el pH óptimo de operación está en torno a 9. La introducción de
este carbonato para el control del pH genera lodos, al provocar la
precipitación de yeso y algunos hidróxidos metálicos.
El proceso se aplica a efluentes que contienen por encima de 200 mg/l de
cianuro total, quedando reducida esta concentración por debajo de 1 mg/l
(en ocasiones, hasta 0,05 mg/l). Las concentraciones de cobre, zinc,
níquel y hierro son reducidas a valores muy bajos (<2, <1, <1 y <0.5 mg/l
respectivamente). La elevada eficiencia en la eliminación del hierro es
atribuida al bajo potencial oxidante del sistema, que logra mantener el
hierro en su forma reducida.
El principal inconveniente del proceso es la introducción en el sistema de
grandes cantidades de iones sulfato, incrementando considerablemente la
concentración de sales disueltos. Por otra parte, el proceso es muy
sensible a diversos parámetros como son el pH, la concentración de
metales en solución, las concentraciones de hierro y cobre y la presencia
de aniones como SCN- y S2O32-, la viscosidad y la transferencia de
99
oxígeno. En la figura 8 se observa la influencia de distintas cantidades de
cobre en el proceso.
Aunque se alcanzan los límites deseados en el caso del cianuro, los
efluentes resultantes continúan teniendo elevadas concentraciones de
subproductos que los hacen tóxicos para los organismos vivos. Así, es
generador de gran cantidad de subproductos: cianato, tiocianato, sulfato,
amonio, nitrato, algo de cianuro libre y una elevada concentración de
cobre. Además, el proceso INCO forma grandes volúmenes de lodos ricos
en sulfato de calcio que encarecen el proceso
Figura 8. Efectos de la presencia de cobre en la eficacia del proceso
INCO (Smith y Mudder, 1991)
100
g. Hipoclorito de sodio más peróxido de hidrógeno
En proceso industrial suele utilizar el siguiente reactivo NaClO (hipoclorito
de sodio), en vez de Cl2 conjuntamente con H2O2 reaccionan y
dependiendo de cuanto peróxido de hidrogeno haya disponible:
Se forma Clorito de Sodio: NaClO + H2O2 → NaClO2 + H2O
Se forma Clorato de Sodio: NaClO + 2 H2O2 → NaClO3 + 2 H2O
Se forma Perclorato de Sodio: NaClO + 3 H2O2 → NaClO4 + 3 H2O
La destrucción del cianuro usando hipoclorito (o gas cloro) conjuntamente
con el peróxido de hidrógeno produce un compuesto toxico de cloruro
cianógeno (CNCl) de acuerdo a la siguiente reacción:
NaClO2 + H2O + NaCN + O2 → CNCl + 2NaOH + O3 Cloruro de cianógeno
El O2 denota preaereación y el O3 corresponde al ozono (oxidante).
Esta reacción ocurre casi instantáneamente, con el elevado pH de la
reacción, el cloruro cianógeno es rápidamente hidrolizado a cianato de
acuerdo a la reacción:
101
CNCl + 4H2O → NaCNO + NaCl + H2O Cianato
El tiempo en que esto ocurre es entre 10 a 15 minutos dependiendo del
pH. Si existen suficientes iones de hipoclorito, el cianato se oxida a
amoniaco y carbonato:
2NaCNO + 4H2O → (NH4)2CO3
amoniaco y carbonato
La hidrólisis requiere aproximadamente entre 1 a 1,5 horas, aunque hay
ocasiones que puede tardar mucho más. Si se agrega un exceso de iones
hipoclorito, el amoníaco reacciona para convertirse en gas nitrógeno:
(NH4)2CO3 + 3Cl2 + 6NaOH + Na2CO3 → N2 + 6NaCl + 2NaHCO3 + 6H2O
Normalmente el proceso no llega hasta este punto debido al excesivo
consumo de cloro que implica y un período de reacción muy grande.
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103
3.2.3.4 Precipitación
La precipitación de cianuros estables se puede obtener mediante el
agregado deliberado de complejantes tales como el hierro. Esto reduce la
concentración de cianuro libre, y también es eficaz para controlar los
elevados niveles de otros metales que pueden estar presentes. Los
cianuros de hierro pueden reaccionar con otras sustancias químicas en
solución y producir precipitados sólidos, que pueden contener una docena
de sales insolubles de cianuro, removiendo de esta manera el cianuro de
la solución. Parte del cianuro de las soluciones de los procesos
reaccionará con otros componentes químicos que se encuentren dentro
del sistema, y formarán concentraciones mucho menos tóxicas de
compuestos tales como el amoníaco, el nitrato y el dióxido de carbono.
3.2.3.5 Biodegradación
La biodegradación del cianuro es la base de los sistemas de tratamiento
de los efluentes residuales industriales, como los utilizados por
Homestake Mining Company en los Estados Unidos e ICI Bioproducts en
el Reino Unido.
Durante más de una década, se ha empleado un proceso biológico para
tratar el cianuro en la Mina Homestake en Lead, Dakota del Sur, con el fin
de satisfacer los criterios ambientales de descarga.
104
Las condiciones aeróbicas son mucho más favorables para la
degradación del cianuro que las condiciones anaeróbicas, aunque los
organismos anaeróbicos pueden ser eficaces para tratar el cianuro en
concentraciones de hasta varios miligramos por litro.
Se han creado tanto sistemas activos como sistemas pasivos de
tratamiento biológico; estos sistemas remueven el cianuro empleando
microorganismos aeróbicos o anaeróbicos.
En Homestake, la solución estéril del molino aurífero se canaliza a través
de recipientes para reacciones que contienen bacterias. Las bacterias
utilizan el oxígeno del aire para descomponer los compuestos de cianuro
en nitratos, bicarbonatos y sulfatos. Este proceso microbiano es capaz de
oxidar los complejos de cianuro metálico, los iones metálicos de las
especies de cianuro WAD y los subproductos intermedios de la oxidación
del cianuro.
Las ventajas del proceso de tratamiento biológico son su diseño simple y
el control del proceso operativo, los bajos costos de las sustancias
químicas y la capacidad para tratar todas las formas del cianuro y sus
subproductos. Las posibles limitaciones de los sistemas de tratamiento
biológico son su reducido rendimiento con temperaturas frías y con
concentraciones muy altas de cianuro.
105
a. Oxidación biológica asistida
La capacidad de ciertas especies de microorganismos (bacterias, algas,
etc.) para degradar ciertos tipos de compuestos de cianuro y amonio, así
como para acumular (por ingestión) metales pesados es conocida desde
hace tiempo.
Estos métodos fueron empleados por primera vez a escala industrial para
el tratamiento de efluentes de procesos de cianuración en minería de oro
en el distrito minero de Homestake (Dakota del Sur, USA) en 1984, y han
sido operativos con éxito en algunas otras plantas desde entonces
(Marsden y House, 1993).
El proceso requiere una adaptación gradual de especies de bacterias
mutantes a hábitats con altas concentraciones de cianuro libre, tiocianato
y metales pesados. Así por ejemplo, en el caso de Homestake, la bacteria
más adecuada fue una variedad de la cepa pseudomonas (“rod-type”),
que resulta efectiva a 30 °C y en un rango de pH entre 7 y 8,5 (Smith y
Mudder, 1991).
El fundamento de la técnica es la consecución de un elevado ratio de
conversión metabólica de cianuro a cianato (bio-oxidación) mediante la
actividad bacteriana, teniendo en cuenta que, tanto el carbono como el
nitrógeno son nutrientes:
106
2CN- + O2 ↔ 2CNO-
El cianato producido es entonces hidrolizado para producir ión amonio e
ión carbonato:
CNO- + 2H2O ↔ NH4+ + CO3
2-
En las condiciones de operación, los nitratos y los nitritos no sufren
transformación alguna, y no se produce ácido sulfhídrico, pero el ión
amonio liberado es considerado como tóxico, con lo que debe ser tratado,
generalmente por desnitrificación, antes de la descarga.
La mayoría de los cianuros metálicos son también eficazmente oxidados,
y los metales adsorbidos, ingeridos y/o precipitados por la acción de las
bacterias, mediante el siguiente proceso:
M(CN)2 + 4H2O + O2 (+ actividad bacteriana) ↔
↔ 2HCO3 + 2NH3 + biopelícula metálica
, donde M representa un metal divalente (Fe, Zn, Ni, Cu, etc.).
El régimen de degradación de los complejos de cianuro metálicos decrece
en el siguiente orden (Marsden y House, 1993): Zn>Ni>Cu>Fe, aunque
107
incluso los ferricianuros más estables llegan a ser degradados por esta
vía.
A su vez, el tiocianato que pueda haber en la solución también se oxidará
de forma instantánea según la siguiente expresión:
SCN- + 2O2 + 3OH- ↔ SO42- + CO3
2- + NH3
Es importante hacer notar que la población bacteriana considerada vive,
en parte, de la oxidación del cianuro y del tiocianato, pero necesita de
algunos otros componentes (nutrientes) para desarrollarse (principalmente
P y Na). Se hace entonces necesaria la adición al sistema de ácido
fosfórico y de carbonato de sodio.
Como el objetivo final es una detoxificación total de la solución, es
inevitable el empleo de una segunda etapa para eliminar el ión amonio y
el amoníaco producidos. Este proceso, que genera ión nitrito e ión nitrato,
se denomina “nitrificación”, y se logra mediante la actividad de ciertas
bacterias aerobias.
Las reacciones más relevantes de la descomposición son:
2NH4+ + 3O2 ↔ 2NO2
- + 4H+ + 2H2O
108
2NO2- + O2 ↔ 2NO3
-
Algunas de las reacciones anteriormente descritas, son alcanzadas a
velocidad adecuada únicamente por vía microbiológica, y no pueden ser
reproducidas en las mismas condiciones cinéticas únicamente por
procedimientos químicos.
Debido a que la oxidación biológica es un método natural, los efluentes
tratados por esta vía suelen poseer unas calidades finales más
adecuadas para una descarga directa que los detoxificados por algunos
métodos activos, como los previamente descritos.
La degradación biológica, junto con la adsorción de compuestos tóxicos
por la biomasa, ha demostrado ser capaz de eliminar el 92 % del cianuro
total, más del 99 % del cianuro WAD y más de un 95 % de cobre y otros
metales tóxicos (Homestake, Marsden y House, 1993). Además, los
costes de establecimiento y operación del sistema son competitivos con
los de los métodos de oxidación química.
En la tabla 10 se recogen las principales condiciones de la
biodegradación de compuestos cianurados, la especie responsable y la
reacción que se lleva a cabo.
109
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110
3.2.3.6 Otros métodos
a. Ultrasonidos
Durante la última década, investigadores soviéticos han demostrado que
el empleo de ultrasonidos en los tanques de detoxificación mejora los
rendimientos de los procesos de oxidación de complejos de cianuro en
presencia de ciertos oxidantes como el ozono (Marsden y House, 1993).
El método de aplicación y la economía del proceso aún son
desconocidos.
b. Métodos físicos
Electrolisis - Electrodiálisis - Ósmosis inversa
Los complejos metálicos de cianuro son susceptibles, cualquiera que sea
su estabilidad, de ser disociados en el correspondiente metal y el ión
cianuro mediante la aplicación de una diferencia de potencial entre dos
electrodos inmersos en la misma solución, de la siguiente forma:
M(CN)x(y-x)- + ye- ↔ M0 + xCN-
, donde M representa al metal.
El tiocianato no sigue este comportamiento. De esta forma, se libera ión
cianuro y así la solución se hace más idónea para ser sometida a otras
tecnologías de remediación. Cabe hacer notar que en algunas plantas se
111
utilizó esta metodología para regenerar el ión cianuro y volver a reciclarlo
al proceso.
Según Young y Jordan, 2000, la electrolisis se sigue investigando como
vía detoxificadora de efluentes cianurados, y comienza ser
económicamente viable en soluciones muy diluidas.
Otro método que se basa en el mismo principio permite la eliminación de
los compuestos cianurados de la solución acuosa mediante el empleo de
membranas, bien sea aplicando una electrodiálisis o por ósmosis inversa.
En el primer caso, se aplica una diferencia de potencial entre dos
electrodos separados por una membrana permeable a los compuestos de
cianuro. La solución a detoxificar se coloca en la parte catódica de la
cámara y, al aplicar la diferencia de potencial, debido a su carga eléctrica
negativa, el ión cianuro migrará hacia la parte anódica, donde tiene lugar
una oxidación.
En la ósmosis inversa, a la solución a tratar se le aplica una presión para
obligarla a atravesar una membrana que, en este caso, es impermeable a
los compuestos cianurados.
112
Hidrólisis/destilación
Se basa este método en el hecho de que la presión de vapor del ácido
cianhídrico, formado al hidrolizarse el ión cianuro, es muy superior a la del
agua (100 kPa frente a 34 kPa a 26 °C), y en que el punto de ebullición
del agua es superior al del ácido (100 °C frente a 26 °C), con lo que la
separación del cianuro puede ser promocionada por medio del empleo de
elevadas temperaturas y/o bajas presiones.
El grado de eliminación del cianuro por medio de la destilación puede ser
aumentado mediante agitación de la solución, al aumentar así la
superficie útil de la interfase aire/agua. El ácido cianhídrico producido
puede ser recuperado a un sistema de almacenamiento para su posterior
reciclado. El tiocianato y los complejos metálicos de cianuro no se ven
afectados.
c. Métodos de complejación
Se incluyen aquí métodos, tales como la acidificación/volatilización, la
adición de metales, la flotación y/o la extracción con solventes.
Acidificación/volatilización
Se basa en la elevada volatilidad del ácido cianhídrico. Como ya se ha
indicado anteriormente, a menores valores del pH, mayor concentración
de ácido cianhídrico habrá en la solución, por lo que las posibilidades de
volatilización
113
serán mayores. Si el pH alcanza valores por debajo de 2, el ácido
cianhídrico comenzará a formarse también a partir de la disociación de los
complejos metálicos débiles (WAD´s) mediante la siguiente expresión:
M(CN)xy-x + xH+ ↔ xHCN(g) + My+
Para alcanzar la disociación del tiocianato y de los complejos metálicos
más estables (SAD´s) habría que llevar el pH a valores extremadamente
bajos. Debido al elevado consumo de ácido que esto implicaría, los
sistemas que actúan con la acidificación como pretratamiento
generalmente trabajan a pH entre 1,5 y 2 (Young y Jordan, 2000).
El rendimiento de la operación se puede mejorar con las mismas medidas
propuestas anteriormente para la hidrólisis.
La pérdida de alcalinidad de la solución puede tener lugar de forma
natural (hasta un límite de pH 7) mediante la disolución de dióxido de
carbono en la solución.
Tras la acidificación, la solución quedará prácticamente libre de
compuestos cianurados, pero debe ser re-neutralizada bien sea para su
descarga o bien para su reciclado. Durante la reneutralización, los
cationes metálicos liberados en la reacción anterior son precipitados como
hidróxidos según la siguiente ley:
114
My+ + yOH- ↔ M(OH)y(s)
Es clásico el empleo de ácido sulfúrico en la acidificación. Si la
reneutralización se materializa añadiendo cal apagada, precipitará yeso
desde la solución:
Ca2+ + SO42- ↔ CaSO4·2H2O
Precipitación por adición de metales a la solución
Los compuestos cianurados pueden ser transformados en no reactivos
mediante la adición de determinados cationes metálicos, al precipitar
complejos cianuro-metálicos. Por ejemplo, el proceso Merrill-Crowe (1890)
utiliza el zinc para lograr la precipitación del oro de la solución y lograr la
formación de un compuesto cianurado más débil (Zn(CN)4-) que es, por
tanto, más fácilmente tratable. La reacción es:
Au(CN)2- + Zn0 ↔ Au0 + Zn(CN)4-
En esencia, un complejo estable cianurado es cambiado por otro similar,
pero inestable (esto es, un SAD por un WAD), haciendo así la solución
más fácilmente detoxificable por otros métodos. A pesar de ser el zinc el
metal más efectivo, también se han empleado aluminio, cobre y hierro
(Young y Jordan, 2000).
115
En los procesos que emplean los iones ferroso (Fe2+) y férrico (Fe3+) se
forman los compuestos estables Fe(CN)64- y Fe(CN)6
3- , respectivamente.
Estos compuestos (ferrocianuro y ferricianuro) son no tóxicos debido a su
gran estabilidad en ausencia de radiación ultravioleta.
Al ser común la presencia de la luz solar, se han desarrollado técnicas
para precipitar estos aniones como sales dobles. Las sales dobles
formadas son muy comunes y problemáticas en los circuitos de
cianuración al formar costras en los conductos. Su formación y
denominaciones son como sigue:
3Fe(CN)64- + 4Fe3+ ↔ Fe4[Fe(CN)6]3(S) (Prussian blue)
Fe(CN)64- + 2M2+ ↔ M2Fe(CN)6(S)
2Fe(CN)63- + 3Fe2+ ↔ Fe3[Fe(CN)6]2(S) (Prussian brown)
Fe(CN)63- + Fe3+ ↔ Fe2(CN)6(S) (Prussian Green)
Es condición necesaria durante la aplicación de este método el riguroso
control del pH del proceso, pues es éste un factor determinante en la
precipitación de los complejos dobles formados. La eliminación del
tiocianato solamente se consigue de forma parcial. Así, la complejación es
116
un método que debe ir acompañado de otros para una eliminación
satisfactoria de los compuestos cianurados.
Flotación
La flotación se comenzó a emplear en el año 1880 con fines de
concentración, siendo aplicada poco después para procesos de
remediación. En relación a efluentes de procesos de cianuración, la
flotación ha sido usada para la separación de complejos metálicos
estables (SAD´s) y de precipitados formados naturalmente o mediante
adición de metales (ver método anterior). El objetivo es evitar una re-
disolución o una disociación de las formas no tóxicas existentes en la
solución.
El procedimiento más común es la precipitación de una sal doble de
naturaleza orgánica mediante el empleo de un surfactante heteropolar,
generalmente una amina en forma catiónica (R4NCl), que reacciona con
los cianuros SAD presentes de la siguiente forma:
(y-x)R4NCl + M(CN)x(y-x)- ↔ (R4N)y-xM(CN)6(s) + (y-x)Cl-
La doble sal que se forma precipita en forma coloidal. Este proceso actúa
de forma eficaz en la eliminación de los complejos estables, pero sólo
parcialmente para los complejos inestables (WAD´s). El comportamiento
del tiocianato en este proceso es aún desconocido (Botz, 2001).
117
Extracción mediante solventes
Un solvente de naturaleza orgánica, inmiscible en la solución y menos
denso que ésta lleva incorporado un agente extractante que ha de tener
avidez selectiva por las especies a eliminar, las cuales estarán en
solución (en este caso, los compuestos cianurados).
La mezcla de la fase orgánica (solvente + extractante) y la solución se
realiza por agitación, que ha de cumplirse en un tiempo óptimo. Al cesar la
agitación, las dos fases se separan por diferencia de densidades.
La fase orgánica, cargada ahora con los compuestos tóxicos, se pasa a
una segunda fase acuosa de menor volumen y adecuada composición
química que inertice los compuestos tóxicos.
Esta tecnología está actualmente en fase de estudio y, por consiguiente,
muy poco desarrollada.
d. Métodos de adsorción
Ciertos minerales, el carbón activado y algunas resinas tienen la
capacidad de adsorber compuestos de cianuro. Una vez que el cianuro ha
sido adsorbido, el material adsorbente es separado de la solución y
pasado a otro sistema donde el contaminante es desorbido y controlado.
El adsorbente suele ser reactivado y reciclado para un uso futuro. Se
describirán brevemente los adsorbentes más empleados:
118
Minerales
Suelos, residuos y algunas fases minerales clásicas de yacimientos
metálicos han demostrado tener cierto poder de adsorción de complejos
cianurados; entre estos últimos podemos citar la ilmenita (FeTiO3), el
hematites (Fe2O3) o la bauxita (AlO·OH/Al(OH)3). Además, algunas
familias minerales como los feldespatos, las arcillas y las zeolitas han
revelado cierto poder de adsorción del cianuro libre y sus complejos
metálicos (Chatwin, 1990).
Dependiendo de las características específicas del mineral, la adsorción
del cianuro puede ser llevada a cabo mediante tres mecanismos;
intercambio iónico, precipitación y/o interacción eléctrica (fuerzas de
Coulomb). Estos procesos de adsorción son responsables de parte de la
eliminación de compuestos cianurados en el agua superficial y
subterránea, pero, de la misma manera, provocan un mayor consumo de
reactivo en los tanques de lixiviación.
Carbón activado
El carbón activado se prepara generalmente a partir de la descomposición
termoquímica de materiales carbonosos (hulla, resinas, madera, etc.). Su
capacidad de adsorción suele ser muy buena, debido a que su elevada
porosidad es sinónimo de una gran superficie específica. Como
inconveniente presenta el ser muy poco selectivo y cualquier anión,
catión, e incluso algún compuesto neutro, pueden ser adsorbidos
119
simultáneamente. Su aplicación en el campo de los complejos cianurados
se reduce a efluentes de muy baja concentración.
Resinas
Las resinas suelen ser polímeros que contienen en las zonas superficiales
gran cantidad de grupos funcionales con elevadas capacidades de
intercambio iónico, siendo su efecto similar al de la extracción con
solventes.
Pueden ser altamente selectivos, pero su eficacia depende, en lo que
respecta a la captación de derivados del cianuro, de la forma en que la
solución haya sido generada y tratada. El tiocianato se adsorbe
débilmente para las resinas más ensayadas.
3.2.4 Determinación del contenido de cianuro
Existen varias normas internacionales que son utilizadas para la
determinación de cianuros; sin embargo, se resumen los siguientes métodos
como los más usados:
Destilación con NaOH
Un procedimiento común es la destilación para medir el cianuro total, que
consiste en volatilizar todas las formas de cianuro para luego condensarlas
con NaOH.
120
Método espectrofotométrico
Este método es usado para determinar la concentración de cianuros
inorgánicos en aguas residuales, potables y naturales. El método detecta los
cianuros tanto en forma de sales simples solubles como de radicales
complejos.
Método potenciométrico
Los cianuros son determinados potenciométricamente en el destilado
alcalino del tratamiento preliminar usando un electrodo selectivo de ión
específico para cianuros, en combinación con un electrodo de referencia y
un potenciómetro que cuente con una escala expandida en milivoltios o un
medidor específico de iones.
Método volumétrico
El CN- presente en la muestra se valora con nitrato de plata (AgNO3), en
presencia de yoduro de potasio (KI) como indicador, para formar el complejo
de cianuro soluble (Ag(CN)2-). En cuanto se halla acomplejado todo el CN- y
exista un pequeño exceso de plata (Ag+) añadido, este exceso es detectado
por el indicador de yoduro de potasio (KI), sensible a la plata y ocasiona un
viraje en la solución.
AgNO3 + 2 NaCN → AgNa(CN)2 + NaNO3
121
CAPITULO IV
HIPOTESIS Y VARIABLES OPERACIONALES
4.1 PLANTEAMIENTO DE HIPOTESIS
4.1.1 Hipótesis general
• A medida que aumenta la dosificación del cloro y aumenta el peróxido de
hidrogeno disminuye el contenido de CN total en el tratamiento de aguas
de la Minera Laytaruma S.A.
4.1.2 Hipótesis específicos
• Mediante las pruebas experimentales se corroborara las dosificaciones
optimas del cloro y del peróxido de hidrogeno; quienes contribuirán a la
disminución total del cianuro final.
• Ambas dosificaciones serán muy significativas, mientras que la interacción
de las mismas serán ligeramente considerables.
4.2 DEFINICION DE VARIABLES
4.2.1 Variables Independientes
122
• Denominadas a las diversas dosificaciones de cloro y peróxido de
hidrogeno.
4.2.2 Variables Dependientes
• Denominado al contenido final de cianuro por efecto de las dosificaciones.
123
CAPITULO V
CARACTERIZACION QUIMICA DE LAS AGUAS CIANURADAS ANTES
DE LA DOSIFICACION
5.1 MATERIAL DE ESTUDIO
El material de estudio es el efluente líquido, cuya solución contiene iones de
Fe, Au, Ag, Hg, Cu, sales solubles en muy bajas concentraciones, así como
CN- y OH-. Seguidamente la muestra se constituye con 1000 ml para cada
prueba (aguas provenientes del proceso de Cianuración de la Minera
Laytaruma S.A.), con una concentración inicial promedio de 49.6 ppm de CN-
total.
5.2 CARACTERISTICAS DE LA MUESTRA
Tabla 11. Características de la muestra
Cianuro total (ppm) As (mg/l) Fe (mg/l) Cu (mg/l) Mn (mg/l) Pb (mg/l)
44 - 56 0.9 2.1 2.8 1.8 0.02
Sb (mg/l) Zn (mg/l) Hg (mg/l) Au (mg/l) Ag (mg/l)
0.4 3.6 0.05 0.01 0.03
124
5.3 DISEÑO EXPERIMENTAL
5.3.1 Diseño factorial con dos factores
Dentro de los diseños factoriales, es el diseño más sencillo y con el que
debemos empezar para entender los diseños factoriales generales que se
verán más adelante. En este tipo de experimentos se tienen solo dos
factores de interés y se desea comprobar si éstos influyen o no sobre la
variable respuesta.
Modelo de efectos fijos
Dentro del modelo que se va a aplicar, se tienen como factores al peróxido
de hidrógeno (Factor A) y cloro (Factor B). El factor A tiene “a” niveles,
mientras que el factor B tiene “b” niveles. La tabla 12 contiene este
experimento factorial con dos factores. El experimento tiene “n” réplicas, y
cada uno contiene a x b combinaciones de tratamientos. La observación en
la ij-ésima celda para la k-ésima réplica denotada Yijk. Al realizar el
experimento, las observaciones a x b x n deben obtenerse con un orden
aleatorio. Por lo tanto, el experimento factorial con dos factores es un diseño
completamente aleatorizado.
En la tabla 12 se ha hecho uso de la notación de subíndice “punto”.
Recuerde que con esta notación, cuando aparece un punto en lugar de una
letra en el subíndice de la variable respuesta se debe realizar la sumatoria a
lo largo de esta letra. Así, por ejemplo:
125
Yij• = � Yijkn
k=1
Además, la barra en la parte superior indica promedio, como por ejemplo en:
Tabla 12. Arreglo de datos para el diseño factorial con dos factores
Las observaciones pueden describirse con el modelo estadístico lineal:
𝑌𝑌𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖 = 𝜇𝜇 + 𝜏𝜏𝑖𝑖 + 𝛽𝛽𝑖𝑖 + (𝜏𝜏𝛽𝛽)𝑖𝑖𝑖𝑖 + 𝜀𝜀𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖 �𝑖𝑖 = 1, 2 … 𝑎𝑎𝑗𝑗 = 1, 2 … 𝑏𝑏𝑘𝑘 = 1, 2 …𝑛𝑛
donde µ es la media global o la gran media, τi es el efecto del i-ésimo nivel
del factor A (peróxido de hidrógeno), βj es el efecto del j-ésimo nivel del
factor B (cloro), (τβ)ij es el efecto de la interacción entre A y B y εijk es un
componente de error aleatorio que tiene una distribución normal con media
ceo y varianza σ2.
1 2 . . . b Totales Promedios
1Y111 Y112
…... Y11n
Y121 Y122
…... Y12n . . .
Y1b1 Y1b2
…... Y1bn Y1•• 1••
2Y211 Y212
…... Y21n
Y221 Y222
…... Y22n . . .
Y2b1 Y2b2
…... Y2bn Y2•• 2••
aYa11 Ya12
…... Ya1n
Ya21 Ya22
…... Ya2n . . .
Yab1 Yab2
…... Yabn Ya•• a••
Totales Y•1• Y•2• Y•b•
Promedios •1• •2• •b•
Factor B
Y••• •••
Factor A
Y�
Y�
Y�
Y�
Y�
Y�Y�
Y� Y� Y�Y� Y� Y�Y�
Yij• = � Yijkn
k=1
n
126
El objetivo es determinar si existe principalmente efecto de A, B y de la
interacción entre ellos.
Hipótesis a evaluar y análisis de varianza
Cuando existen dos factores de interés las hipótesis estadísticas a probar
son las siguientes:
H0 : τ1 = τ2 = … = τa = 0 (Peróxido de hidrógeno no influye)
H1 : τi ≠ 0 al menos para un i
H0 : β1 = β2 = … = βb = 0 (Cloro no influye)
H1 : βj ≠ 0 al menos para un j
H0 : (τβ)11 = (τβ)12 = … = (τβ)ab = 0 (No hay interacción)
H1 : (τβ)ij ≠ 0 al menos para un ij
Las primeras dos hipótesis evalúan los efectos principales (A y B) y la última
los efectos de interacción entre los dos factores.
En este caso, se pretende explicar la variabilidad observada en la variable
respuesta en términos de 4 fuentes posibles de variabilidad: dos factores
principales (A y B), su interacción y el error aleatorio. Este hecho también se
ilustra en identidad:
127
La identidad anterior muestra la forma como se puede descomponer la
variabilidad total de la variable respuesta en términos de los dos factores
principales, la interacción y el error aleatorio.
El sentido de esta identidad se comprende mejor si se analizan las
cantidades involucradas en cada término. Por ejemplo:
involucra la suma de los cuadrados de las diferencias entre los promedios
del primer factor Yi•• y la gran media, Y•••; si esta sumatoria es diferente de
cero es precisamente debido al efecto del primer factor, A (Peróxido de
Medida de Medida de Medida de variabilidad variabilidad variabilidad total debida al factor A debida al factor B
Medida de variabilidad Medida de debida a la interacción variabilidad debida entre A y B al error aleatorio
bn �(Y�i••− Y�•••)2a
i=1
128
hidrógeno). De igual fomra, si B no influyera sobre la variable respuesta,
entonces todos sus promedios serían iguales a la gran media y por lo tanto
la cantidad:
sería igual a cero.
5.3.2 Variables del proceso
Para el análisis de los resultados de las pruebas experimentales fueron
consideradas como variables independientes: la dosificación de peróxido de
hidrogeno al 50% y cloro al 100%. Se le asignó 3 niveles a ambas y estos
fueron los siguientes: (0.12; 0.14; 0.17) g/l para el peróxido de hidrógeno; y
(0.02; 0.04; 0.07) g/l para el cloro. La variable dependiente que se consideró
es la concentración final de cianuro total.
El peróxido de hidrógeno al 50% es una variable independiente de carácter
cuantitativo de medición directa, cuyas unidades se expresan en g/l
mediante mediciones volumétricas.
an �(Y�•j•− Y�•••)2b
j=1
129
El cloro al 100% es una variable independiente de carácter cuantitativo de
medición directa, cuyas unidades se expresan en g/l mediante mediciones
volumétricas.
El contenido final de cianuro total es una variable dependiente de carácter
cuantitativa, de medición indirecta, cuyas unidades se expresan en g/l,
mediante análisis de absorción atómica.
Tabla 13. Matriz de diseño experimental
H2O2 50% (g/l) – Factor A
Cloro 100% (g/l) – Factor B 0.02 0.04 0.07
0.12 Y111, Y112, Y113 Y121, Y122, Y123 Y131, Y132, Y133 0.14 Y211, Y212, Y213 Y221, Y222, Y223 Y231, Y232, Y233 0.17 Y311, Y312, Y313 Y321, Y322, Y323 Y331, Y332, Y333
130
CAPITULO VI
PRUEBAS DE DOSIFICACION CON CLORO Y PEROXIDO DE
HIDROGENO
6.1 TAMAÑO DE MUESTRA
Considere los factores A y B con a y b (a, b ≥ 2) niveles de prueba,
respectivamente. Con ellos se puede construir el arreglo o diseño factorial
a x b, que consiste de a x b tratamientos. Se llama réplica cada repetición
completa del arreglo factorial. Los diseños factoriales que involucran menos
de cuatro factores se corren replicados para poder tener la potencia
necesaria en las pruebas estadísticas sobre los efectos de interés, de tal
forma que si se hacen “n” réplicas, el número total de corridas
experimentales es n x a x b.
El factor (n-1) (tabla 17) en los grados de libertad de la suma de cuadrados
del error (SSE) señala que se necesitan al menos dos réplicas del
experimento para poder calcular este componente, y por ende poder
construir una tabla ANOVA.
Por lo tanto, determinamos una n = 3 para el diseño y calculamos:
131
N = a x b x n = 3 x 3 x 3 = 27 muestras
Dónde: a, número de niveles de Peróxido de Hidrógeno al 50% (factor A); b,
número de niveles de Cloro al 100% (factor B); n, número de réplicas por
combinación de factores (n = 3).
Tabla 14. Ordenamiento de las muestras cianuradas y su respectivo
contenido de cianuro total
Número de Pruebas CN- total (ppm) Muestras
Dosificación H2O2 50%
Cloro 100%
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27
50 46 53 50 48 53 47 48 46 49 54 48 56 49 44 46 47 54 48 53 45 53 53 54 47 45 53
Y123 Y312 Y113 Y233 Y311 Y332 Y212 Y322 Y133 Y222 Y132 Y111 Y223 Y112 Y331 Y313 Y213 Y321 Y131 Y122 Y232 Y121 Y221 Y323 Y333 Y231 Y211
0.12 0.17 0,12 0.14 0.17 0.17 0.14 0.17 0.12 0.14 0.12 0.12 0.14 0.12 0.17 0.17 0.14 0.17 0.12 0.12 0.14 0.12 0.14 0.17 0.17 0.14 0.14
0.04 0.02 0.02 0.07 0.02 0.07 0.02 0.04 0.07 0.04 0.07 0.02 0.04 0.02 0.07 0.02 0.02 0.04 0.07 0.04 0.07 0.04 0.04 0.04 0.07 0.07 0.02
Dichas muestras representativas de 1000 ml cada una, con sus respectivas dosificaciones de peróxido de hidrogeno y cloro.
132
6.2 INSTRUMENTOS
Pipeta graduada, marca PIREX de 3 ml, que sirve para evaluar la
dosificación del reactivo con un margen de error de ± 0.1ml; DR 890, marca
HACH con una precisión ± 0.1 ppm.
6.3 PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
Se calibró el equipo DR 890 para garantizar una buena toma de datos.
Durante las pruebas de destrucción de cianuro se tomaron muestras del
efluente que sale del proceso de cianuración y se analizó el contenido de
cianuro total mediante un análisis de tipo cuantitativo, método óptico
(colorimetría). Usando las ecuaciones químicas balanceadas se calculó la
cantidad de cloro 100% y peróxido de hidrógeno 50% que se dosificó (rango
optimo).
Se realizaron las pruebas evaluando la dosificación de cada uno de los
reactivos en el equipo de jarras; sistema de cuatro agitadores con paletas
(método experimental para realizar las pruebas). Las 27 muestras
consideradas varían en H2O2 al 50% de 0.12 g/l a 0.17 g/l y en cloro al 100%
de 0.02 g/l a 0.07 g/l; la velocidad del impulsor es de 300 RPM en sentido
horario para todas las pruebas. Con las 27 observaciones se procedió de
acuerdo al diseño experimental de la prueba y se preservaron para su envío
a análisis en laboratorio.
133
Para la toma de datos se consideró un nivel de confianza del 95%,
asumiendo un error del 5%. Los datos deben cumplir los requisitos para el
análisis de varianza (ANOVA).
Las condiciones de la prueba de jarras (jar test) lo constituyen:
• El tiempo de oxidación.
• El tiempo de agitación.
• El pH.
Figura 9. Equipo de Jar Test
134
CAPITULO VII
CARACTERIZACION QUIMICA DE LAS AGUAS CIANURADAS DESPUES
DEL TRATAMIENTO
7.1 RESULTADO EXPERIMENTAL
Después de haber realizado las 27 pruebas experimentales con 3 niveles de
Peróxido de Hidrógeno al 50% y 3 niveles al cloro 100%, con un tiempo de
residencia promedio de 15 minutos (tiempo promedio que permanece la
solución cianurada dentro del tanque), para el tratamiento del efluente y
luego del análisis respectivo, se obtuvieron los resultados que a continuación
se muestran en la tabla 15 de resumen.
Tabla 15. Contenido de cianuro total de acuerdo al peróxido de hidrógeno al 50% y cloro al 100%
H2O2 (g/l)
Cloro (g/l)
Contenido de CN- total (ppm)
Promedio de contenido de CN- total (ppm)
0.02 7.50 6.65 6.75 6.97 0.12 0.04 3.20 2.85 2.93 2.99
0.07 1.44 1.68 1.10 1.41 0.02 4.30 5.32 4.40 4.67
0.14 0.04 0.80 0.41 0.58 0.60 0.07 0.29 0.24 0.17 0.23 0.02 2.77 2.44 2.70 2.64
0.17 0.04 0.36 0.28 0.50 0.38 0.07 0.06 0.07 0.07 0.07
135
Complementando la caracterización química de la solución luego de ser
tratada es mostrada en la tabla 18.
Límite Máximo Permisible (LMP): Medida de la concentración o del grado
de elementos, sustancias o parámetros físicos, químicos o biológicos, que
caracterizan al efluente líquido desde actividades minero-metalúrgicas que al
ser excedida causa o puede causar danos a la salud, al bienestar humano y
al ambiente. Su cumplimiento es exigible legalmente por el Ministerio del
Ambiente y los organismos que conforman el sistema de gestión ambiental.
Tabla 16. Límites Máximos Permisibles para la descarga de efluentes
líquidos de la actividad Minero-Metalúrgico
Parámetro Unidad Límites
cualquier momento
Límite para el promedio anual (D.S. 010-2010
MINAM) pH 6-9 6-9
Sólidos Totales en Suspensión mg/l 50 25 Aceites y Grasas mg/l 20 16
Cianuro Total mg/l 1 0.8 Arsénico Total mg/l 0.1 0.08 Cadmio Total mg/l 0.05 0.04
Cromo Hexavalente mg/l 0.1 0.08 Cobre Total mg/l 0.5 0.4
Hierro Disuelto mg/l 2 1.6 Plomo Total mg/l 0.2 1.6
Mercurio Total mg/l 0.002 0.0016 Zinc Total mg/l 1.5 1.2
Como referencia se tiene el estudio de impacto ambiental (EIA) y resoluciones del Ministerio de Energía y Minas.
En los siguientes gráficos podemos apreciar los contenidos finales de
cianuro total a las diferentes dosificaciones de reactivos en los efluentes
tratados.
136
Grá
fico
1. C
onte
nido
de
cian
uro
tota
l (pp
m) v
s H
2O2 (
g/l)
137
Grá
fico
2. C
onte
nido
de
cian
uro
tota
l (pp
m) v
s cl
oro
(g/l)
138
7.2 ANÁLISIS ESTADISTICO
7.2.1 PROCEDIMIENTO ANOVA (Análisis de Varianza)
Definición de variables y términos
Factor A: Dosificación del peróxido de hidrógeno al 50%. (012, 0.14 y
0.17).
Factor B: Dosificación del cloro al 100% (0.02, 0.04 y 0.07).
a: Número de niveles del factor A (a = 3).
b: Número de niveles del factor B (b = 3).
r: Número de replicaciones (r = 3).
N: Número total de análisis por cianuro realizados en el experimento.
Yijk: Observación correspondiente a la replica “k” del tratamiento nivel
“i” del factor A y del tratamiento nivel “j” del factor B.
Yi••: Media muestral de las observaciones del tratamiento nivel “i”
(factor A).
Y•j•: Media muestral de las observaciones del tratamiento nivel “j”
(factor B).
Y: Media muestral general de las N observaciones.
Y•••: Sumatoria total general de las N observaciones.
Yi••: Sumatoria total de las observaciones del tratamiento nivel “i”.
Y•j•: Sumatoria total de las observaciones del tratamiento nivel “j”.
Yij•: Sumatoria de las observaciones del tratamiento nivel “i”
correspondiente al nivel “j”.
139
Tabla 17. Esquema de la tabla ANOVA del experimento factorial con dos factores y con n replicaciones
Tabla 18. Resumen de datos de la determinación de contenido de cianuro para el experimento
7.2.2 ANALISIS DE VARIANZA
a. Nivel de significancia
α = 0.05
Fuente de Variación Grados de Libertad Suma de CuadradosVarianza (Media de
Cuadrados ) F0 f(α,υ1υ2)
FACTOR A a - 1 Probabilidad
FACTOR B b - 1 Probabilidad
INTERACCION AB (a - 1)(b - 1) Probabilidad
ERROR ab(n - 1)
TOTAL abn - 1
TABLA DE ANALISIS DE VARIANZA
MSA = SSA
a − 1
MSAB = SSAB
(a − 1)(b − 1)
MSE = SSE
ab(n − 1)
MSAMSE
MSB = SSB
b − 1MSBMSE
MSABMSE
SSAB = ��(Yij•)2
𝑛𝑛
b
j=1
− a
i=1
(Y
140
b. Criterio de rechazo
Se rechaza H0 para el tratamiento A si:
F0 > fα, (a-1), ab(r-1)
F0 > f0.05; 2; 18 (tablas)
F0 > 3.55
Se rechaza H0 para el tratamiento B si:
F0 > fα, (b-1), ab(r-1)
f0.05; 2; 18 (tablas)
F0 > 3.55
Se rechaza H0 para el tratamiento A y B si:
F0 > fα, (a-1) (b-1), ab(r-1)
f0.05; 4; 18 (tablas)
F0 > 2.93
c. Cálculos para el análisis de varianza
Suma de los Cuadrados
SST : Suma total de cuadrados:
SST = SSA + SSB + SSAB + SSE
SST = ���(Yijk)2 − Y•••
abn
n
k=1
b
j=1
a
i=1
SST = (7.50)2 + (6.65)2 + (6.75)2 + ………… + (0.07)2 - 59.86/27
141
SST = 135.2320
SSA : Suma de cuadrados del factor A:
SSA = �(Yi••)2
bn − (Y•••)2
abn
a
i=1
SSA = [(34.10)2 + (16.51)2 + (9.25)2]/(3*3) - (59.86)2/(3*3*3)
SSA = 36.2829
SSB : Suma de cuadrados del factor B:
SSB = �(Y•j•)2
an − (Y•••)2
abn
b
j=1
SSB = [(42.83)2 + (11.91)2 + (5.12)2]/(3*3) - (59.86)2/(3*3*3)
SSB = 89.7850
SSAB : Suma de cuadrados de la interacción AB:
SSAB = ��(Yij•)2
n
b
j=1
− a
i=1
(Y•••)2
abn
142
SSAB = [(20.90)2 + (8.98)2 + ………. + (0.20)2]/3 - (59.86)2/(3*3*3)
SSAB = 7.6939
SSE : Suma de cuadrados de los errores:
SSE = SST - SSA - SSB - SSAB
SSE = 135.2320 - 36.2829 - 89.7850 - 7.6939
SSE = 1.4701
Media de los Cuadrados (Varianza)
Media de los cuadrados del factor A:
MSA =SSA
a − 1
MSA = 36.2829/2 = 18.1415
Media de los cuadrados del factor B:
MSB =SSB
b − 1
MSB = 89.7850/2 = 44.8925
143
Media de los cuadrados de la interacción AB:
MSAB =SSAB
(a − 1)(b − 1)
MSAB = 7.6939/4 = 1.9234
Media de los cuadrados del error:
MSE =SSE
ab(n − 1)
MSE = 1.4701/18 = 0.0817
Calculo del F0 (F de prueba)
Calculo del F0 para el factor A:
F0 =MSAMSE
F0 = 18.1415/0.0817 = 222.1201
Calculo del F0 para el factor B:
144
F0 =MSBMSE
F0 = 44.8925/0.0817 = 549.6541
Calculo del F0 para la interacción AB:
F0 =MSABMSE
F0 = 1.9234/0.0817 = 23.5508
A continuación se muestra el resumen en la tabla 19:
Tabla 19. Análisis de varianza para el contenido final de cianuro
Fuente de variación Grados de Libertad
Suma de cuadrados
Media de cuadrados
F0 fα, υ1, υ2
H2O2 (A) (g/l) 2 36.2829 18.1415 222.1201 3.55 Cloro (B) (g/l) 2 89.7850 44.8925 549.6541 3.55
Interacción AB 4 7.6939 1.9234 23.5508 2.93 Error 18 1.4701 0.0817 Total 26 135.2320
7.3 DECISION
Del análisis de varianza, puesto que F0 del factor A es mayor que el fα, υ1, υ2
(tabular), con un nivel de significancia de α = 0.05; con 2 y 18 grados de
libertad; es igual a 3.55 (tabla 21); por lo que se rechaza la hipótesis nula H0
y se concluye que es significativo el efecto del peróxido de hidrogeno al 50%
en el tratamiento del efluente.
145
Del análisis de varianza, puesto que F0 del factor B es mayor que el fα, υ1, υ2
(tabular), con un nivel de significancia de α = 0.05; con 2 y 18 grados de
libertad; es igual a 3.55 (tabla 21); por lo que se rechaza la hipótesis nula H0
y se concluye que es significativo el efecto del cloro al 100% en el
tratamiento del efluente.
Del análisis de varianza, puesto que F0 de la interacción de A y B es mayor
que el fα, υ1, υ2 (tabular), con un nivel de significancia de α = 0.05; con 4 y 18
grados de libertad; es igual a 2.93 (tabla 21); por lo que se rechaza la
hipótesis nula H0 y se concluye que si es significativo el efecto del peróxido
de hidrógeno al 50% y el cloro al 100% en el contenido final de cianuro total
del efluente.
7.4 CARACTERÍSTICAS DE LA MUESTRA DESPUES DEL TRATAMIENTO
Tabla 20. Características de la muestra después del tratamiento
Cianuro
total (ppm) As (mg/l) Fe (mg/l) Cu (mg/l) Mn (mg/l) Pb (mg/l)
0.07 - 6.97 0.06 0.7 0.06 0.3 0.1
Sb (mg/l) Zn (mg/l) Hg (mg/l) Au (mg/l) Ag (mg/l)
0.1 0.3 0.006 0.007 0.01
146
Tabl
a 21
. Pun
tos
porc
entu
ales
de
la d
istri
buci
ón
147
CAPITULO VIII
DISEÑO DE PLANTA PARA TRATAMIENTO DE AGUAS CIANURADAS
POR DOSIFICACION DE CLORO Y PEROXIDO DE HIDROGENO
8.1 CONDICIONES OPTIMAS HALLADOS EN EL PROCESO DISCONTINUO
Condiciones óptimas halladas a nivel laboratorio:
• Cianuro Total (CN-): 0.07 ppm, por cierto muy por debajo de “1ppm”
registrado en tabla 16 (LMP), para la actividad Minero Metalúrgico.
• Dosificación:
0.07 g/l de Cloro
0.17 g/l de Peróxido de Hidrogeno
8.2 CAPACIDAD DE AGUAS CIANURADAS A SER PROCESADO MEDIANTE
LA DOSIFICACION DE CLORO Y PEROXIDO DE HIDROGENO
La planta Laytaruma procesa 310 TMD de mineral equivalente a 13 TMH,
aproximadamente. El diseño de la planta para el tratamiento de la solución
cianurada requiere 50 m3/día, equivalente a 2.0 m3/h.
148
Se determina el volumen de 1.0 m3 de solución a tratar considerando 15
minutos de tiempo de residencia (hallado del resultado experimental). Dicho
volumen requiere de un tanque de 1.40 (altura) por 1.20 (diámetro), al 80%
de volumen útil.
El proceso se muestra en el grafico 3.
8.3 PARAMETROS OPERATIVOS A CONSIDERAR
PROCESAR: 2.0 m3/h
TIEMPO DE RESIDENCIA: 15 minutos
VOLUMEN REQUERIDO: 1.0 m3
CONSIDERANDO AL 80% DE VOLUMEN UTIL.
TANQUE REQUERIDO: De 1.40 m altura por 1.20 m de diámetro.
FLOCULANTE: FLOC-16 (1 - 5%).
149
Grafico 3. Diagrama de flujo de una planta de degradación del cianuro
50 - 200ppm/Sol. Cianurada – 50m3/día 5mx4mx3m
170 ppm H2O2
Floculante 1-5%
Tanque; 1.2Dx1.4L Volumen Útil 80%
Filtro Prensa Lodos. Apto para la fabricación
de ladrillos.
Sol. Limpia / 0.07 ppm Capacidad: 5mx4mx3m Apto para la vegetación.
70 ppm Cl-
150
8.4 OCURRENCIA DE LODOS POR PRECIPITACIÓN DE METALES
PESADOS
El proceso de remoción de metales pesados que se genera en las aguas
residuales y que por la falta de tratamiento son vertidas al sistema de
drenaje, con la consecuente afectación de los ecosistemas. Los metales no
se disuelven en el medio ambiente, y pueden resultar muy tóxicos para los
seres humanos y para los animales.
La precipitación química es la técnica más utilizada para eliminar los metales
(iónicos) de las soluciones que contienen metales tóxicos, como es el caso
de las aguas residuales de proceso. Los metales iónicos se convierten a una
forma insoluble (partículas) por medio de la reacción química entre los
compuestos metálicos solubles y el reactivo precipitante. Las partículas
resultantes de esta reacción pueden eliminarse de la solución mediante
precipitación y/o filtración.
Los factores que afectan a la eficacia del proceso de precipitación química
son diversos, e incluyen, entre otros, el tipo y la concentración de los
metales iónicos presentes en la solución, el agente precipitante utilizado, las
condiciones de reacción (especialmente, el pH de la solución) o la presencia
de otros constituyentes susceptibles de inhibir la reacción de precipitación.
El proceso de precipitación química utilizado con mayor frecuencia es la
precipitación de hidróxidos. Se trata de un proceso por el cual se forman
151
hidróxidos metálicos por la intervención del hidróxido de calcio que se utiliza
como precipitante. Cada metal disuelto tiene un pH distinto en el que se
produce una precipitación de hidróxidos óptima, y que oscila del 7,5 del
cromo al 11,0 del cadmio.
Tabla 22. Concentraciones en el agua del lodo antes del tratamiento
Ión metálico Níquel Fierro Férrico Cadmio Cromo
(%) 0.026 0.0129 0.000031 0.00092
Tabla 23. Concentraciones en el agua del lodo después del tratamiento
Ión metálico Níquel Fierro Férrico Cadmio Cromo
(%) 0.000064 0.000016 0.00001 0.00011
8.5 OCURRENCIA DE METALES PESADOS
Los metales pesados pueden ser perjudiciales para el medio ambiente y la
salud, así por ejemplo, elementos como el mercurio, el plomo o el cromo,
pueden dañar organismos, aguas, etc.; otros elementos pueden provocar
corrosión, como el caso del zinc o el plomo. Hoy en día, las emisiones y
vertidos de metales pesados suele estar controlada, aunque su fuente suele
ser variada, la fuente más común es en efluentes mineros.
Los metales pesados pueden acumularse y depositarse, no solo en nuestro
organismo, sino también en aguas, suelos, etc. Al contrario de lo que sucede
con los residuos de tipo orgánico, los metales pesados no se degradan, por
lo que se hace más difícil su eliminación.
152
De entre los problemas que puede presentar la presencia de metales
pesados, la bioacumulación es uno de los más preocupantes. Lugares
donde hay mucha concentración de animales o plantas, como puede ser los
mares, los cuales en algunas zonas se encuentran con niveles superiores en
concentración de estos metales, debido al arrastre de ríos que desembocan
en ellos, los cuales arrastran por un largo trayecto diferentes sustancias, las
cuales pueden acumularse en peces de consumo humano, crustáceos,
algas, etc., además de contaminar el agua o la fauna del lugar.
153
CAPITULO IX
COSTOS DE OPERACIÓN DE LA PLANTA LAYTARUMA
Los costos de operación se refieren a los costos asociados con el
mantenimiento de equipos, gastos de consumibles y otros gastos de
funcionamiento necesarios para la producción y el funcionamiento del
negocio o del sistema. Los datos son estimados para un tonelaje de
mineral tratado.
CALCULO DEL COSTO
El mineral tratado en la planta Laytaruma es de 310 TM/día, cuya dilución
es de 1.3, es decir, por cada tonelada de mineral hay 1.3 m3 de (agua de
consumo o agua recirculada), entonces:
(310 TM/día) x (1.3 m3/TM) = 403 m3 de agua
Toda esta agua conjuntamente con el mineral van a la poza relavera, la cual
no retorna a la Planta en su totalidad por temas de evaporación
154
sedimentación. El agua recirculada que retorna a Planta para el proceso es
un promedio de 250 m3/día de solución.
De este total, consideramos un 80% para el proceso en planta y 20% para
su tratamiento:
250 m3/día x (20%) = 50 m3/día
Una vez que se determinó la cantidad de agua a tratar, calculamos según la siguiente tabla:
Tabla 24. Consumo de reactivos en operación
Reactivos Densidad kg/m3
Dosificación kg/m3
Costo Unitario soles/gr
Total (soles/m3)
H2O2 : 50% 1196 0.17 0.00042195 0.07173
Cl : 100 % 3.214 0.07 0.165 11.55 Floculante 1.00 1.00 0.025608 25.61
37.23
Se obtiene aproximadamente 37.23 soles/m3; es decir es el costo de los
reactivos por metro cubico.
Finalmente obtenemos el costo diario del tratamiento de solución cianurada
en planta:
(37.23 soles/m3) x (50 m3/día)= 1861.50 soles/día
155
Un equivalente a 564.09 dólares por día en el tratamiento de aguas
cianuradas en la planta Laytaruma. (Valor del dólar: 3.3 soles).
156
CAPITULO X
ANALISIS Y DISCUSION DE RESULTADOS
En los resultados se observó que al aumentar la dosificación de peróxido de
hidrógeno al 50% de 0.12 a 0.17 g/l el contenido final de cianuro total
disminuye, tal y como se planteó antes de iniciar las réplicas experimentales.
Se explica ya que con un exceso en la dosificación del peróxido de
hidrógeno se logra la efectividad en la formación del oxígeno singlet, ya que
según la teoría descrita en el presente informe nos dice que un aumento en
la cantidad de este químico reaccionará y consumirá en su mayoría el cloro
presente inhibiendo la formación de cloraminas, pero también un sobre
exceso de este causará pérdida del químico por descomposición, ya que al
no tener sustancia contaminante que oxidar este se disocia en sus
compuestos originales, es decir, agua y oxígeno molecular.
También se aprecia que al aumentar la dosificación de cloro de 0.02 a 0.07
g/l el contenido final de cianuro disminuye. Esto se aproxima a niveles muy
debajo de los límites máximos permisibles (tabla 16), debido que al
aumentar la dosificación de este reactivo genera una gran concentración,
157
como explicado anteriormente reacciona con el peróxido de hidrógeno y
forma el oxígeno singlet el cual es mejor oxidante que estos químicos por
separado, reaccionando con todos los tipos de cianuro generando óxidos e
hidróxidos insolubles con los metales que lo conforman (lodos),y oxidando el
cianuro a cianato y tiocianatos los cuales son substancias 10 000 veces
menos tóxicas que este.
La ocurrencia de lodos se da cuando se detoxifica la solución saturada
precipitando los metales pesados contenidos en dicha solución.
158
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
CONCLUSIONES
1. Los resultados que se obtuvieron concuerdan con lo planteado ya que a
medida que aumenta la dosificación del peróxido de hidrógeno de 0.12 g/l a
0.17 g/l, y el cloro aumenta de 0.02 g/l a 0.07 g/l, la concentración de cianuro
total disminuye hasta aproximadamente 0.07 ppm.
2. El mejor resultado de disminución de cianuro total se obtuvo cuando se
trabajó con 0.17 g/l de peróxido de hidrógeno al 50%.
3. El mejor resultado de disminución de cianuro total se obtuvo cuando se
trabajó con 0.07 g/l de Cloro al 100%.
4. El análisis de varianza a un nivel de confianza del 95%, ratifica que ambas
variables, la dosificación de peróxido de hidrógeno y el cloro son muy
significativas, mientras que la interacción de ambas es ligeramente
significativa.
159
5. El costo puede ser algo elevado, pero el tiempo de degradación del cianuro
es bastante corto (de 20 a 30 minutos). Comparado con otros procesos tales
como el tratamiento con peróxido de hidrógeno que demora 5 horas para
degradar el cianuro. Hay un considerable ahorro en energía.
6. Actualmente se puede usar los relaves mineros que también contienen
metales pesados con la tecnología de fijación y micro encapsulamiento,
investigados en la UNMSM - Escuela de Minas. Inclusive en Arequipa se
está instalando la primera planta en Sudamérica de fabricación de ladrillos a
partir de relaves mineros.
RECOMENDACIONES
1. En lo posible se aconseja no trabajar por encima de los 0.07 g/l de cloro y
0.17 g/l de peróxido de hidrógeno; porque el exceso generará formación de
cloraminas contaminantes y pérdidas por descomposición respectivamente.
2. En caso contrario se recomienda intensificar el análisis con esta dosificación
y optimizar el consumo de reactivos ya que esto representaría un ahorro
económico.
3. Puesto que se torna una tendencia se recomienda trabajar con el peróxido
de hidrógeno y tratar de disminuir el consumo de cloro o sustituirlo con algún
160
tipo de catalizador de reacción, lo cual abarataría el proceso y lo haría más
limpio.
161
BIBLIOGRAFIA
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http://www.ilustrados.com/documentos/cianurotoxdestrucbiologica.pdf
164
ANEXOS
165
ANEXO 1
VISTAS FOTOGRAFICAS DE LA PLANTA
166
E1 - Poza relavera
E2 - Lotes de mineral a procesar
167
E3 - Cancha de muestreo y recepción de mineral
E4 - Area de chancado
168
E5 - Area de molienda y clasificación
E6 - Area de lixiviación en tanques de agitación
169
ANEXO 2
HOJAS MSDS
170
Nombre del Producto:
CLORO - Cl₂ 7782-50-5 Dicloro, Bertolito, Cloro molecular.
Minera Laytaruma S.A.
México: +55 5831 7905 – SETIQ 01 800 00 214 00 Guatemala: +502 66285858 El Salvador: +503 22517700 Honduras: +504 2540 2520 Nicaragua: +505 2269 0361 – Toxicología MINSA: +505 22897395 Costa Rica: +506 25370010 – Emergencias 9-1-1. Centro Intoxicaciones +506 2223-1028 Panamá: +507 5126182 – Emergencias 9-1-1 Colombia: +018000 916012 Cisproquim / (571) 2 88 60 12 (Bogotá) Perú: +511614 65 00 Ecuador: +593 2382 6250 – Emergencias (ECU) 9-1-1 Argentina +54 115031 1774
Clase 2.3 Gas venenoso Clase 8 Corrosivo Clase 5.1 Oxidante
Salud: 4 Inflamabilidad: 0 Reactividad: 0
NFPA ONU
UN: 1017
171
Apariencia: Gas de color amarillo cenizo. ¡PELIGRO!. Gas venenoso y material comburente. La sustancia puede absorberse a través del cuerpo por inhalación. Causa lagrimeo. La sustancia es corrosiva a ojos, piel y tracto respiratorio. La inhalación del gas causa edema pulmonar. La evaporación rápida del líquido puede provocar quemaduras en el área de contacto. La exposición por encima de los niveles de exposición ocupacional puede provocar la muerte. Los efectos pueden ser retardados. Puede causar erosión en los dientes.
Forma ácidos en el organismo. Sensación de quemadura, produce espasmos en los músculos de la laringe, lagrimeo excesivo, tos, náuseas, dificultad respiratoria, dolor de cabeza y del tracto respiratorio y edema pulmonar. Los síntomas pueden ser retardados. La inhalación de concentraciones mayores de 1000 ppm causa la muerte.
No aplicable para el gas. Un chorro de líquido ocasiona sensación de quemadura. Puede ocasionar vómito posteriormente a la exposición.
Un chorro de líquido produce quemadura por congelamiento. El gas produce lagrimeo, enrojecimiento, dolor, visión borrosa y quemaduras. Es corrosivo para los tejidos.
Sensación de quemadura. Mezclado con agua produce quemadura ya que forma ácido clorhídrico el cual es corrosivo. Produce irritación, dolor y enrojecimiento.
Puede causar erosión de los dientes. Tiene efectos sobre los tejidos y pulmones. Posible bronquitis crónica.
Lave bien los ojos inmediatamente al menos durante 15 minutos con abundante agua. Levantar y separar los párpados para asegurar la remoción del químico. Si la irritación persiste repetir el lavado. Busque atención médica inmediata.
Lave la piel inmediatamente con abundante agua por lo menos durante 15 minutos mientras se retira la ropa y zapatos contaminados. Si la irritación persiste repetir el lavado. Busque atención médica inmediata.
172
Trasladar a la víctima al aire fresco. Si la respiración es difícil, suministrar oxígeno. Si la respiración se ha detenido, dar respiración artificial (evitar el método boca a boca). Mantener a la víctima abrigada y en reposo. Buscar atención medica inmediatamente.
¡No induzca el vómito!. Lave la boca con agua. Administre grandes cantidades de agua si la persona se encuentra consciente. Nunca administre nada por la boca a una persona inconsciente. Buscar atención médica inmediata.
Después de proporcionar posprimeros auxilios, es indispensable
la comunicación directa con un médico especialista en toxicología, que brinde información para el manejo médico de la persona afectada, con base en su estado, los síntomas existentes y las características de la sustancia química con la cual se tuvo contacto.
º N.A.
º N.A. : N.A.
No combustible pero facilita la combustión de otras
sustancias. Muchas reacciones pueden producir incendio o explosión. Riesgo de incendio y explosión en contacto con sustancias combustibles, amoníaco y metales finamente divididos. Durante un incendio se pueden formar gases altamente tóxicos y corrosivos.
En un incendio donde está involucrado el cloro, no utilizar agua
como medio de extinción (forma ácido clorhídrico el cual es tóxico y corrosivo). En los alrededores todos los agentes extintores son permitidos.
N.R.
Mantener alejado de materiales
incompatibles. No exponer al calor y no realizar cerca trabajos con soldadura. Mantener adecuada ventilación.
Evacuar o aislar el área de peligro. Restringir el
acceso a personas innecesarias y/o sin la debida protección. Ubicarse a favor del viento. Usar equipo de protección personal, incluyendo protección respiratoria. Detener la fuga y retirar los contenedores si no hay riesgo. Manténgalos refrigerados con agua en forma de rocío siempre y cuando los contenedores estén herméticamente cerrados y por lo tanto no exista la posibilidad del contacto del agua con el producto. Debe realizarse desde una distancia segura.
173
Evacue y aísle el área de peligro. Evite la entrada de personal innecesario y/o no protegido. Ubíquese a favor del viento. Usar equipo de protección personal. Ventilar el área. No permitir que caiga en fuentes de agua y alcantarillas. Consultar a expertos. No usar agua. Dispersar los vapores por medio de una buena ventilación. Detectar la fuga con un trapo impregnado de solución amoniacal, atado a un palo largo, acérquelo al punto de sospecha, en caso afirmativo se forma un humo blanco. Detener la fuga si no hay riesgo. Puede conducir el gas que escapa a través de una manguera a una solución de soda cáustica o lechada de cal (25 lb. o 10 lb. por cada 10 galones de agua respectivamente). No sumergir el cilindro en la solución. Se requieren 1.25 lb. de lechada de cal o de soda por cada libra de cloro. Colocar los cilindros con la fuga hacia arriba para que escape el gas en lugar del líquido.
Usar siempre protección personal así sea corta la exposición o la actividad que realice con el producto. Mantener estrictas normas de higiene, no fumar, ni comer en el sitio de trabajo. Usar las menores cantidades posibles. Conocer dónde está el equipo para la atención de emergencias. Leer las instrucciones de la etiqueta antes de utilizar el producto. Rotular los recipientes adecuadamente. Manipular los cilindros con mucho cuidado. No intentar alterar o reparar los cilindros o sus válvulas sin la debida protección respiratoria. No usar cerca de operaciones de soldadura, llamas o superficies calientes.
Almacenar en cilindros de acero a presión en lugares ventilados a nivel del piso, frescos y secos, lejos de fuentes de calor e ignición y separado de materiales incompatibles. La temperatura de almacenamiento no debe exceder los 51ºC. Rotular los recipientes adecuadamente. Proveer de amplias vías de acceso. Los cilindros deben estar separados de sustancias combustibles y agentes reductores. Separar los cilindros vacíos de los llenos. Mantener los cilindros retirados de la acción de la luz solar.
Mantener ventilación local y general para asegurar que la concentración no exceda los límites de exposición ocupacional. Control exhaustivo de las condiciones del proceso. Debe disponerse de duchas y estaciones lavaojos.
174
Usar gafas protectoras contra productos químicos
Guantes resistentes, overol y botas.
Si la concentración en el ambiente es inferior a 25 ppm, usar respirador con filtro químico.
Equipo de respiración autónomo (SCBA) con máscara completa, traje cápsula y botas resistentes a este tipo de material.
Gas amarillo cenizo de olor picante e irritante. 1.4/20ºC - 1.57/-40ºC
º -34.6 º -105.5
: 2.50 : 4785/ 20ºC – 5830/ 25ºC
0.385 a 0ºC, líquido. N.A. Ligeramente soluble en agua fría
(reacciona). Soluble en cloruros, alcoholes y álcalis.
Estable bajo condiciones normales de uso y almacenamiento. Altamente corrosivo en presencia de humedad.
Materiales incompatibles, humedad, fuentes de ignición y exceso
de calor.
Reacciona con alquil fosgenos, benceno, silicona, en general con compuestos orgánicos compuestos de mercurio. No ponga en contacto con combustibles, alcoholes, acetileno, hidrógeno, amoníaco, hidrocarburos, éter, turpentina y metales finamente divididos (peligro de fuego y explosión). Ataca metales en presencia de agua, así como también plásticos, caucho y tejidos.
Información no disponible.
175
Información no disponible.
Altamente tóxico por inhalación. El líquido puede causar quemaduras severas. LC50 (inhalación, ratas) = 293 ppm/1h LC50 (inhalación, ratones) = 137 ppm/1h
La exposición de gatos a 300 ppm por 1 hora causa severa
irritación de los ojos, dificultad para respirar y hasta la muerte. La muerte ocurre raramente en perros expuestos a concentraciones de cloro entre 280-650 ppm por 30 minutos. Ratas y ratones expuestos a 9-11 ppm de cloro por 6 horas/día por 1, 3 ó 5 días sufrieron severos daños del tracto respiratorio. Conejos expuestos repetidamente a concentraciones entre 0.7-1.7 ppm por cerca de 9 meses experimentaron pérdida de peso y aumento de paros respiratorios.
Disuelto en agua e inyectado en los ojos de los conejos causan severa inflamación y daño a los ojos. Es considerado por ACGIH en el grupo A4 (no clasificable como carcinógeno humano).
Puede ser peligroso para el medio ambiente. Se debe tener especial cuidado con aves, mamíferos y organismos acuáticos. No es un potencial para bioacumulación o bioconcentración. Peligroso para plantas y peces en muy bajas concentraciones. Altera el pH del medio.
LC50 (peces) = 0.07 – 0.44 mg/l (96 h) LC (Daphnia Magna) = 0.017 mg/l (48 h) TLm = 0.08 ppm/168h/trucha/agua fresca Velocidad de toxicidad acuática = Menor de 1ppm/96h/agua fresca. DBO=Ninguna
Tratar según legislación vigente Lavar y descartar según legislación vigente
2.3 Gas venenoso 8 Corrosivo 5.1 Oxidante 1017
176
Esta hoja de seguridad cumple con la normativa legal de: México: NOM-018-STS-2000 Guatemala: Código de Trabajo, decreto 1441 Honduras: Acuerdo Ejecutivo No. STSS-053-04 Costa Rica: Decreto Nº 28113-S Panamá: Resolución #124, 20 de marzo de 2001 Colombia: NTC 445 22 de Julio de 1998 Ecuador: NTE INEN 2 266:200
La información indicada en ésta Hoja de Seguridad fue recopilada y respaldada con la información suministrada en las Hojas de Seguridad de los proveedores. La información relacionada con este producto puede ser no válida si éste es usado en combinación con otros materiales o en otros procesos. Es responsabilidad del usuario la interpretación y aplicación de esta información para su uso particular. La información contenida aquí se ofrece solamente como guía para la manipulación de este material específico y ha sido elaborada de buena fe por personal técnico. Esta no es intencionada como completa, incluso la manera y condiciones de uso y de manipulación pueden implicar otras consideraciones adicionales.
177
Nombre del Producto:
PEROXIDO DE HIDROGENO - H₂O₂ 7722-84-1 Dióxido de hidrógeno, hidroperóxido, peróxido.
Minera Laytaruma S.A.
México: +55 5831 7905 – SETIQ 01 800 00 214 00 Guatemala: +502 6628 5858 El Salvador: +503 2251 7700 Honduras: +504 2540 2520 Nicaragua: +505 2269 0361 – Toxicología MINSA: +505 22897395 Costa Rica: +506 2537 0010 – Emergencias 9-1-1
Centro Intoxicaciones +506 2223-1028 Panamá: +507 512 6182 – Emergencias 9-1-1 Colombia: +018000 916012 Cisproquim / (571) 2 88 60 12 (Bogotá) Perú: +511 614 65 00 Ecuador: +593 2382 6250 – Emergencias (ECU) 9-1-1 Argentina +54 115 031 1774
Clase 5.1 Oxidante Salud: 3 Inflamabilidad: 0 Reactividad: 1
NFPA ONU UN: 2015
178
Los efectos de la toxicidad se relacionan con sus propiedades corrosivas. Este es un producto no combustible pero puede contribuir a la combustión de otras sustancias y causa reacciones violentas y a veces explosivas. Puede ser fatal si se ingiere.
Inhalación, Ingestión y Piel.
Corrosivo para las membranas mucosas, los ojos y la piel. La gravedad de las lesiones y el pronóstico de la intoxicación dependen directamente de la concentración y duración de la exposición.
La inhalación puede producir tos, irritación de la nariz y la garganta. En caso de exposición repetida o prolongada puede ocasionar dolor de garganta, hemorragias nasales y bronquitis crónica.
La ingestión de Peróxido de Hidrógeno causa palidez y cianosis de la cara. Irritación severa, riego de quemaduras y perforación del tracto gastrointestinal seguido por shock. Fluido excesivo en la boca y nariz, con riesgo de sofocación. Riesgo de edema (fluido en los pulmones) y sofocación. Nauseas, vómitos (sangrientos), tos y riesgo de neumonitis química al inhalar el producto.
Causa irritación severa de los ojos, lagrimeo, enrojecimiento de los ojos e hinchazón de los párpados. Existe riesgo de lesiones oculares graves o permanentes.
Causa irritación y blanqueo temporal en el área de contacto. Riesgo de quemaduras.
En caso de que el producto salpique en los ojos y en la cara, trate los ojos primero. No seque la ropa contaminada cerca de una llama abierta o
179
una fuente de calor incandescente. Sumerja la ropa contaminada en agua antes de secarla.
Lave bien los ojos inmediatamente al menos durante 15 minutos con abundante agua. Levante y separe los párpados para asegurar la remoción del químico. Si la irritación persiste repetir el lavado. Busque atención médica inmediata.
Lave la piel inmediatamente con abundante agua y jabón por lo menos durante 15 minutos mientras se retira la ropa y zapatos contaminados. Si la irritación persiste repetir el lavado. Lave la ropa antes de usarla nuevamente. Busque atención médica inmediata.
Trasladar a la víctima al aire fresco. Si la respiración es difícil, suministrar oxígeno. Si la respiración se ha detenido, dar respiración artificial. No dar respiración boca a boca. Mantener a la víctima abrigada y en reposo. Buscar atención medica inmediatamente.
¡No induzca el vómito! Lavar la boca con agua. Si la victima está consciente administre grandes cantidades de agua. Nunca administre nada por la boca a una persona inconsciente. Si se presenta vomito inclinar a la persona hacia adelante. Buscar atención médica inmediata.
Después de proporcionar los primeros auxilios, es indispensable la comunicación directa con un médico especialista en toxicología, que brinde información para el manejo médico de la persona afectada, con base en su estado, los síntomas existentes y las características de la sustancia química con la cual se tuvo contacto.
Ninguna
Obtenga asistencia médica de un oftalmólogo.
180
Terapia de oxigeno por intubación traqueal Traqueotomía, en caso de ser necesario. Colocación de catéter gástrico para liberar los
gases del estómago. Evite el lavado gástrico – Riesgo de perforación. En caso de dolor intenso, inyecte
intramuscularmente un medicamento analgésico de tipo morfina (piritamida) antes de llevar al paciente al hospital.
Prevención o tratamiento de shock y edema pulmonar.
Endoscopia digestiva de urgencia con aspiración del producto.
Tratamiento de quemaduras del tracto gastrointestinal y de sus consecuencias
No inflamable No InflamableNo Inflamable
Oxidante. Con líquidos inflamables y ciertos materiales. El calentar acelera la descomposición y libera oxígeno.
Grandes cantidades de agua, rocío de agua. Ninguna restricción.
Ninguna restricción.
El oxígeno liberado durante la descomposición exotérmica puede soportar la combustión en caso de fuego en los alrededores. El agente oxidante puede causar la ignición espontánea con materiales combustibles. El contacto con productos inflamables puede causar fuego o explosiones. Una explosión de presión puede ocurrir debido a la descomposición en espacios/contenedores confinados.
Evacue a todo el personal no esencial. La intervención deberá ser realizada por personal facultado, debidamente capacitado y consciente
181
de los peligros del producto. Lleve un aparato respiratorio autónomo en espacios confinados y en proximidad cercana. En intervenciones en proximidad cercana, lleve un traje protector completo, resistente al ácido. Después de la intervención, tome una ducha, quítese la ropa con cuidado. Limpie y revise el equipo.
Si no es peligroso hacerlo, retire los contenedores expuestos o enfríelos con grandes cantidades de agua. Acérquese al peligro de espalda en el mismo sentido del viento. Manténgase a una distancia segura en un lugar protegido. Nunca se acerque a los contenedores que han sido expuestos al fuego, sin enfriarlos suficientemente.
Siga las medidas protectoras indicadas en las secciones 5 y 8. Aísle el área. Acérquese al peligro de espalda en el mismo sentido del viento. Evite materiales y productos que no sean compatibles con el producto (ver sección 10). Si no es peligroso hacerlo, sin exponer al personal, intente parar el derrame. En caso de contacto con materiales combustibles, evite que el producto se seque diluyéndolo con agua.
Los materiales combustibles expuestos al Peróxido de Hidrógeno deben ser inmediatamente sumergidos o enjuagados en grandes cantidades de agua para asegurar que se elimine todo el químico. Los residuos del Peróxido de Hidrógeno que se dejen secar (al evaporarse, este producto puede concentrarse) en materiales orgánicos como papel, telas, algodón, cuero, madera u otros combustibles, pueden hacer que el material se encienda y cause un incendio. Métodos de Limpieza: Si es posible, contenga las grandes cantidades de líquido con arena o tierra. Diluya abundantemente con agua. No añada productos químicos. Para la eliminación, refiérase a la sección 13. Para evitar el riesgo de
182
contaminación, no se debe devolver el producto recuperado al tanque o contenedor original.
Notifique de inmediato a las autoridades competentes en caso de un derrame reportable.
Opérese en un área con buena ventilación. Manténgase lejos de fuentes de calor y de productos incompatibles. Evite todo contacto con sustancias orgánicas. Use el equipo y los contenedores que sean compatibles con la sustancia. Antes de cualquier operación, neutralice los circuitos de tubería y recipientes. Nunca devuelva el producto no usado al contenedor de almacenaje. Asegúrese de que haya un suministro adecuado de agua disponible en caso de un accidente. Los contenedores y el equipo usados para manejar el peróxido de hidrógeno deben ser usados exclusivamente para este producto.
Almacene en un lugar fresco, seco y bien ventilado. NO UTILIZAR ESTIBAS (TARIMAS) DE MADERA. Lejos de fuentes de calor, ignición y de la acción directa de los rayos solares. Separar de materiales incompatibles (ver sección 10). Mantenga lejos de sustancias combustibles. Guarde en un contenedor equipado con una válvula de seguridad o ventilación. Mantenga cerrado en su empaque original. Proporcione la represa de contención para el almacenaje de los paquetes y la instalación de transferencia. Verifique con regularidad la condición y la temperatura de los contenedores.
Advierta al personal sobre pospeligros del producto. Siga las medidas protectoras indicadas en la sección 8. No guarde el producto en el circuito, entre válvulas cerradas, o en un contenedor sin ventilación.
183
Peróxido de Hidrógeno 1ppm TWA 1 ppm TWA 1 ppm TWA 1.4 mg/m³TWA 1.4 mg/m³TWA 1.4 mg/m³TWA
Tiempo de peso promedio
Limite de exposición permisible
Proporcione ventilación local. Siga las medidas protectoras indicadas en la sección 7. Proporcione ventilación en áreas de trabajo para mantener la exposición debajo de los límites de exposición aplicables.
Use gafas protectoras contra productos químicos para todas las operaciones industriales. Si hay riesgo de salpicarse, use gafas y mascarilla protectoras. Mantener en el trabajo un área destinada al lavado, remojo y enjuague rápido de los ojos.
Consulte con la persona encargada de seguridad industrial para la selección del equipo de protección individual adaptado a las condiciones de trabajo.
Use guantes protectores resistentes a sustancias químicas hechos de PVC o caucho.
Se debe usar un respirador de cara completa de aire suministrado aprobado por la NIOSH para concentraciones excesivas.
Mantenga cerca y listas para su utilización en el área de trabajo, una ducha de seguridad y estaciones lavaojos. Aplique estrictas prácticas de higiene cuando maneje este producto, incluyendo el cambio de ropa al final de la jornada laboral. No coma, beba, o fume en áreas donde se manipule este material.
Sumerja completamente en agua la ropa u otros materiales contaminados con este producto
184
antes de secarlos. Los residuos de peróxido de hidrógeno que se dejen secar sobre materiales como papel, telas, algodón, cuero, madera u otros combustibles, pueden hacer que el material se encienda y cause un incendio.
Líquido Sin color Ligeramente acre 2.1 a 3.1 -33ºC (-27ºF) (peróxido de hidrógeno al 35%) 108ºC (226ºF) a 1,013 bar (760 mmHg) (peróxido de hidrógeno al 35%) 60ºC (140ºF) (Temperatura de descomposición auto-acelerada (SADT) con liberación de oxígeno. No inflamable
12 mbar (9,0 mmHg) a 20ºC (66ºF) para peróxido de hidrógeno al 27.5% 72 mbar (54 mmHg) a 50ºC (122ºF) para peróxido de hidrógeno al 50% 1 mbar (0.75 mmHg) a 30ºC (86ºF) para peróxido de hidrógeno al 50%
1,1 a 20ºC (68ºF) para el peróxido de hidrógeno al
27.5% 1,2 a 20ºC (68ºF) para peróxido de hidrógeno al 50%
Soluble en agua
: 1,07mPa.s a20ºC (68ºF) para peróxido de
hidrógeno al 27.5% 1,17mPa.s a 20ºC (68ºF) para peróxido de hidrógeno al 50%
1,0 para el peróxido de hidrógeno al 50%
74 mN/m a 20 ºC (68ºF) para el peróxido de hidrógeno al 27.5% 75,6 mN/m a 20 ºC (68ºF) para el peróxido de hidrógeno al 50%
185
Estable bajo condiciones ordinarias de uso con liberación lenta de gas.
Calor y contaminación.
Acidos, bases, metales, sales de metales, agentes reductores, materiales orgánicos y sustancias inflamables.
Oxígeno; la descomposición libera vapor y calor.
No ocurrirá
LC50, 4horas, rata, 2000 mg/m³ para el peróxido de hidrógeno LC0, 1 hora, ratón, 2170 mg/m³ para el peróxido de hidrógeno
LC50, rata, 1232 mg/kg para el peróxido de hidrógeno al 35%
: LD50, conejo,>2000mg/kg para peróxido de hidrógeno al 35%
Conejo, daños graves (ojos) para el H2O2 al 70% Conejo, irritante (piel) para el H2O2 < 50% Conejo, corrosivo (piel), 1 hora, para el H2O2 al 50% Ratón, irritación respiratoria (RD50), 665 mg/m3
para H2O2
Efecto tóxico vinculado con propiedades corrosivas. El efecto carcinógeno encontrado en animales no está demostrado en seres humanos.
En Vitro, sin activación metabólica, efecto
mutagénico. En vivo, ningún efecto mutagénico.
186
Vía oral, después de una exposición prolongada, ratón.
Organo blanco: duodeno, efecto carcinógeno. Vía dérmica, después de una exposición
prolongada, ratón, ningún efecto carcinógeno. Vía oral, después de una exposición prolongada,
rata, ningún efecto carcinógeno. Vía oral, después de una exposición prolongada,
rata/ratón. Organo blanco: El sistema gastrointestinal,
efecto observado. Inhalación, después de una exposición repetida,
perro, 7 ppm efecto irritante.
No clasificado como carcinógeno para seres humanos. Carcinógeno para animales: La sustancia resulta carcinógeno en animales
experimentales en dosis relativamente altas, por vía (s) de administración, en sitio(s) de tipo(s) histológico(s) o por mecanismo(s) no considerados como pertinentes para la exposición ocupacional. Los estudios disponibles epidemiológicos no confirman un riesgo aumentado de cáncer en los seres humanos expuestos. La evidencia disponible sugiere que es poco probable que la sustancia cause cáncer en los seres humanos, salvo bajo los niveles de exposición inusuales o inverosímiles.
CL50 (trucha) = 40 ppm/tns agua salada CL50 (Daphnia Magna) = 0.007 g/l durante 24 horas
Tratar según legislación vigente Lavar y descartar según legislación vigente
Clase UN: 5.1 Numero UN: 2015 Grupo de Empaque: II Etiqueta: Amarilla de sustancia comburente No transportar con ningún tipo de sustancia química. Proteger los contenedores del daño físico y del calor.
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Esta hoja de seguridad cumple con la normativa legal de: México: NOM-018-STS-2000 Guatemala: Código de Trabajo, decreto 1441 Honduras: Acuerdo Ejecutivo No. STSS-053-04 Costa Rica: Decreto Nº 28113-S Panamá: Resolución #124, 20 de marzo de 2001 Colombia: NTC 445 22 de Julio de 1998 Ecuador: NTE INEN 2 266:200
La información indicada en ésta Hoja de Seguridad fue recopilada y respaldada con la información suministrada en las Hojas de Seguridad de los proveedores. La información relacionada con este producto puede ser no válida si éste es usado en combinación con otros materiales o en otros procesos. Es responsabilidad del usuario la interpretación y aplicación de esta información para su uso particular. La información contenida aquí se ofrece solamente como guía para la manipulación de este material específico y ha sido elaborada de buena fe por personal técnico. Esta no es intencionada como completa, incluso la manera y condiciones de uso y de manipulación pueden implicar otras consideraciones adicionales.
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Nombre del Producto:
HIPOCLORITO DE SODIO - NaClO 7681-52-9 Agua lavandina, sal sódica del ácido hipocloroso
Minera Laytaruma S.A.
México: +55 5831 7905 – SETIQ 01 800 00 214 00 Guatemala: +502 66285858 El Salvador: +503 22517700 Honduras: +504 2540 2520 Nicaragua: +505 2269 0361 – Toxicología MINSA: +505 22897395 Costa Rica: +506 25370010 – Emergencias 9-1-1.
Centro Intoxicaciones +506 2223-1028 Panamá: +507 5126182 – Emergencias 9-1-1 Colombia: +018000 916012 Cisproquim / (571) 2 88 60 12 (Bogotá) Perú: +511614 65 00 Ecuador: +593 2382 6250 – Emergencias (ECU) 9-1-1 Argentina +54 115031 1774
Clase 8 Corrosivo Salud: 3 Inflamabilidad: 0 Reactividad: 1
El hipoclorito de sodio no figura en listados de cancerígenos.
NFPA ONU
UN: 1791
189
La solución acuosa de NaClO basa su riesgo en su poder corrosivo y sus propiedades irritantes derivadas de su alcalinidad, su condición de generador potencial de cloro y de oxidante potencial. El grado de riesgo está asociado a la concentración de la solución y a la duración del contacto.
La inhalación de nieblas es riesgosa por su
transformación en cloro.
El contacto con los ojos y la piel es peligroso porque produce corrosión e irritación. La exposición por contacto o ingestión puede causar la destrucción de tejidos en forma irreversible.
Disminuir o evitar la
inhalación en personas con problemas respiratorios crónicos.
Ojos, piel, membranas mucosas y tracto respiratorio.
Inhalación e ingestión.
La inhalación de nieblas o humos puede causar irritación bronquial, tos, dificultades respiratorias, estomatitis (inflamación de la membrana mucosa de la boca), náuseas y edema pulmonar. Efectos adicionales han incluido colapso circulatorio y delirio. La ingestión de una cantidad cercana a 100 gramos (al 12%) puede causar corrosión de la membrana mucosa, perforación del esófago y estómago, edema de laringe, llegando a convulsiones, coma o muerte. A menor concentración (5%) el daño es mucho menor. El contacto con el líquido puede producir irritación de los ojos y de la piel, con aparición de ampollas y eczemas.
El hipoclorito de sodio es un irritante crónico de ojos y
garganta
Lave bien los ojos inmediatamente con abundante agua al menos durante 15 minutos, elevando los parpados superior e inferior ocasionalmente para asegurar la remoción del químico. Busque atención médica inmediata.
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Lave la piel inmediatamente con abundante agua y jabón por lo menos durante 15 minutos mientras se retira la ropa y zapatos contaminados. Lave inmediata y efectivamente con agua el área del derrame. En caso de piel enrojecida o ampollada consultar al médico.
Trasladar a la víctima al aire libre y administrar oxígeno adicional con 100% de humidificación y aplicando respiración artificial en caso de ser necesario.
¡No induzca el vómito!. Administre grandes cantidades de agua si la victima está consciente. Efectuar con cuidado el lavaje de estómago.
En caso de ingestión de hipoclorito de sodio, considerar la administración oral de solución de tiosulfato de sodio. No administrar una sustancia neutralizante ya que la reacción exotérmica resultante puede dañar más el tejido. En caso de edema de glotis puede llegar a ser necesaria la entubación endotraqueal. En caso de pacientes expuestos a alta inhalación, monitorear gases en sangre arterial y efectuar Rayos X en el tórax.
No aplicable. No se quema No aplicable
No aplicable No aplicable
Agentes químicos secos, CO₂, halón, lluvia de agua o
espuma estándar. Utilizar lluvia de agua desde una distancia segura a fin de enfriar los recipientes expuestos al fuego, diluir el líquido y controlar los vapores.
El hipoclorito de sodio es un agente
oxidante y en caso de incendio pueden ocurrir reacciones violentas con materiales oxidables.
Ya que durante el incendio
se pueden producir humos tóxicos, utilizar aparatos de respiración autónoma con mascara completa operada en el modo de demanda o presión positiva. Si es posible, alejar los contenedores del área de incendio a fin de evitar la rotura por efecto de la presión. Controlar los líquidos del control del incendio, impidiendo su derrame en desagües o cursos de agua.
191
Notificar al personal de seguridad y proveer ventilación adecuada. El personal afectado a la limpieza del derrame debe estar protegido para evitar la inhalación de nieblas y vapores y el contacto con la piel.
Utilizar sustancias no combustibles para absorber el derrame. No
utilizar productos como aserrín. En caso de derrame grande contener el mismo luego de la limpieza, neutralizar el área del derrame con agente reductor y luego con abundante cantidad de agua.
Evitar la inhalación de vapores, polvos o humos y el contacto con los ojos y la piel.
Mantener en recipientes cerrados y resistentes a la corrosión en área ventilada y fresca (temperatura inferior a 29.5ºC), alejada de la luz solar, del calor, de sustancias incompatibles, ácidos y sustancias orgánicas (como madera, papel, aceite). Evitar el almacenamiento por períodos prolongados, ya que el producto se degrada con el tiempo. Evitar el daño de los recipientes.
Utilizar mascaras faciales y/o antiparras a prueba de salpicaduras. Evitar el uso de lentes de contacto, las lentes blandas pueden absorber sustancias irritantes y todas las lentes las concentran.
Utilizar mascaras con provisión de aire o equipos de respiración
autónomos en situaciones de excesiva concentración de vapores o niebla y en tareas de emergencia.
Usar guantes, botas, delantales y ropa de goma para evitar el contacto
con la piel.
Proveer sistemas exhaustivos de ventilación local y general para mantener bajo el nivel de concentración en el ambiente de trabajo y evitar posibles irritaciones como efecto de la exposición. Es preferible la ventilación exhaustiva local, a fin de prevenir la dispersión del contaminante con el control en la zona donde se origina.
Disponer en el área de estaciones lava ojos, lluvias de
seguridad. Separar y lavar la ropa contaminada antes de volver a usar. Nunca comer,
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beber o fumar en áreas de trabajo. Lavarse siempre las manos, cara y brazos antes de comer, beber o fumar.
Líquido amarillento, libre de partículas extrañas, con olor a cloro.
º 1,150 – 1,180 (100 g/l) - 1,195 – 1,225 (140 g/l) Mínimo 100g/l ó Mínimo 140 g/l, según corresponda 1,25 – 5,00 g/l (100 g/l) - 1,25 – 8.00 g/l (140g/l) Completa
Estable durante varios meses bajo condiciones ordinarias de uso y almacenamiento. La velocidad de descomposición aumenta con la concentración y con la temperatura. Una solución al 12% se descompone lentamente a 40ºC para dar lugar al cloruro de sodio y clorato de sodio.
No polimeriza
El hipoclorito de sodio es incompatible con
amoniaco, urea, sustancias oxidables, ácidos que liberan cloro, metales que generan liberación de oxígeno como níquel, cobre, estaño, manganeso y hierro. El hipoclorito de sodio reacciona con violencia con aminas, nitrato y oxolato de amonio, fosfato y acetato de amonio, carbonato de amonio, celulosa, metanol, aziridina, fenilacetonitrilo y etilenimina. Tiene reacciones peligrosas con jabones y pueden ser riesgosas operaciones de mezclado o de ignición. Es también incompatible con limpiadores conteniendo bisulfatos.
No mezclar con amoniaco ya que puede formar cloramina gaseosa.
La descomposición térmica oxidativa del
hipoclorito de sodio puede producir humos tóxicos de óxido de sodio y cloro.
LD50 (oral, rata) solución 12%: Aprox. 12 mg/kg Conejo, ojo: 10 mg. Producen irritación moderada
Evitar el drenaje de hipoclorito a desagües o cursos de agua ya que aún en concentraciones muy bajas puede dañar la vida acuática
193
Tratar según legislación vigente Lavar y descartar según legislación vigente
Hipoclorito de Sodio 100 g/l ó 140 g/l, según corresponda 8 1791 Corrosivo 85 III 100
Esta hoja de seguridad cumple con la normativa legal de: México: NOM-018-STS-2000 Guatemala: Código de Trabajo, decreto 1441 Honduras: Acuerdo Ejecutivo No. STSS-053-04 Costa Rica: Decreto Nº 28113-S Panamá: Resolución #124, 20 de marzo de 2001 Colombia: NTC 445 22 de Julio de 1998 Ecuador: NTE INEN 2 266:200
La información indicada en ésta Hoja de Seguridad fue recopilada y respaldada con la información suministrada en las Hojas de Seguridad de los proveedores. La información relacionada con este producto puede ser no válida si éste es usado en combinación con otros materiales o en otros procesos. Es responsabilidad del usuario la interpretación y aplicación de esta información para su uso particular. La información contenida aquí se ofrece solamente como guía para la manipulación de este material específico y ha sido elaborada de buena fe por personal técnico. Esta no es intencionada como completa, incluso la manera y condiciones de uso y de manipulación pueden implicar otras consideraciones adicionales.
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Nombre del Producto:
CIANURO DE SODIO - NaCN 143-33-9 Cianuro de sodio, prusiato de soda.
Minera Laytaruma S.A.
México: +55 5831 7905 – SETIQ 01 800 00 214 00 Guatemala: +502 6628 5858 El Salvador: +503 2251 7700 Honduras: +504 2540 2520 Nicaragua: +505 2269 0361 – Toxicología MINSA: +505 22897395 Costa Rica: +506 2537 0010 – Emergencias 9-1-1
Centro Intoxicaciones +506 2223-1028 Panamá: +507 512 6182 – Emergencias 9-1-1 Colombia: +018000 916012 Cisproquim / (571) 2 88 60 12 (Bogotá) Perú: +511 614 65 00 Ecuador: +593 2382 6250 – Emergencias (ECU) 9-1-1 Argentina +54 115 031 1774
Clase 6.1 Sustancia tóxica Salud: 3 Inflamabilidad: 0 Reactividad: 0
: En la mayoría de los casos, una intoxicación por cianuro
causa en la piel un cambio de color de normal a rojo. Sin embargo, si se trata de un daño físico o falta de oxígeno, el color de la piel puede ser azulado. El enrojecimiento de
NFPA ONU UN: 1689
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los ojos y la dilatación de la pupila son síntomas de la intoxicación por cianuro. La Cianosis (coloración azulada de la piel) tiende a estar asociada con las intoxicaciones graves por cianuro.
Producto corrosivo para las vías respiratorias. La sustancia inhibe la
respiración celular y puede provocar cambios en la sangre, sistema nervioso central y en la tiroides. Puede causar dolor de cabeza, debilidad, mareos, náuseas y vómitos, dificultad para respirar, que puede ser seguido por latido del corazón débil e irregular, pérdida de conocimiento, convulsiones, coma y muerte.
Altamente tóxico!. Corrosivo para el tracto gastro-intestinal con ardor en la
boca y el esófago, y dolor abdominal. Dosis más elevadas pueden producir pérdida repentina de la conciencia, paro del sistema respiratorio y muerte. Dosis más pequeñas pero letales puede prolongar los síntomas de una a más horas. Olor a almendras amargas puede ser notado en el aliento o el vómito. Otros síntomas pueden ser similares a los observados para la exposición por inhalación.
Corrosivo. Puede causar dolor severo y quemaduras en la piel. Las
soluciones son corrosivas para la piel y los ojos, y puede provocar úlceras profundas que tardan en sanar. Puede ser absorbido por la piel, con síntomas similares a los observados para la inhalación.
Corrosivo. Los síntomas pueden incluir enrojecimiento, dolor,
visión borrosa, y daño permanente a los ojos.
La exposición prolongada o repetida con la piel puede causar sarpullido y lesiones nasales.
Los trabajadores que deban manipular esta
sustancia deben someterse a un pre-examen y a pruebas médicas periódicas. Las personas con historial de problemas en el sistema nervioso central, tiroides, piel, enfermedades cardiacas o pulmonares pueden ser más susceptibles a los efectos de esta sustancia.
En caso de intoxicación por cianuro, iniciar el tratamiento de primeros auxilios de inmediato, a continuación, obtener atención médica. Un kit de antídoto contra el cianuro (nitrito de amilo, nitrito de sodio y tiosulfato de sodio) debería estar disponible en cualquier área de trabajo de cianuro. Acciones a tomar en caso de intoxicación por cianuro deben planearse y practicarse antes de comenzar a trabajar con cianuros. El oxígeno y el nitrito de amilo pueden ser suministrados en un primer nivel de respuesta antes de que llegue ayuda médica. Permitir que la víctima inhale el nitrito de amilo durante 15-30 segundos por minuto, hasta que el nitrito de sodio y tiosulfato de sodio pueda ser administrado por vía intravenosa (véase la Nota para el médico). Una nueva ampolla de nitrito de amilo se debe utilizar cada 3 minutos. Si está consciente, pero los síntomas (náuseas, dificultad para respirar, mareos, etc.) son evidentes, dar oxígeno. Si la conciencia está alterada (no hay respuestas, trastornos del habla,
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confusión, somnolencia) o el paciente está inconsciente pero respirando, dar oxígeno y nitrito de amilo por medio de un respirador. Si no respira, administre oxígeno y nitrito de amilo de inmediato por medio de un respirador de presión positiva (respiración artificial.
Si se inhala, trasladar a la víctima al aire libre. Si se presentan síntomas suministrar el oxígeno y el antídoto según las instrucciones. Mantener al paciente caliente y en reposo. No le dé respiración boca a boca.
Si se ingiere, suministrar el antídoto y administrar oxígeno por arriba. Si el paciente está consciente, inmediatamente darle papilla de carbón activado. No dar nada por boca a una persona inconsciente. No inducir el vómito ya que podría interferir con el uso de reanimación.
Lavar la piel inmediatamente con abundante agua durante al
menos 15 minutos mientras se quita la ropa y el calzado contaminados. Obtener atención médica inmediatamente. Lave la ropa antes de usarla nuevamente. Limpie completamente los zapatos antes de volver a usarlos. Administrar kit de antídoto y oxígeno según las instrucciones planificadas de antemano si se presentan síntomas.
Lavar los ojos inmediatamente con abundante agua durante al
menos 15 minutos, elevando los párpados superior e inferior ocasionalmente para asegurar la remoción del químico. Obtener atención médica inmediata.
Si el paciente no responde al nitrito de amilo, inyectar por vía
intravenosa 10 ml de solución al 3% de nitrito de sodio a una tasa de no más de 2,5 a 5 ml por minuto. Cuando la administración de nitrito se ha completado, siga directamente con 50 ml de un 25% de la solución de tiosulfato de sodio a la misma velocidad por el mismo camino. Dar oxígeno a las víctimas y mantener en observación. Si la exposición fue grave, monitorear a la víctima durante las siguientes 24 a 48 horas. Si los síntomas de la intoxicación por cianuro persisten o reaparecen, repita las inyecciones de nitrito y tiosulfato en una dosis media a la original. La Cianocobalamina (B12), 1 mg por vía intramuscular, puede acelerar la recuperación. Exposiciones moderadas al cianuro pueden ser tratadas sólo con medidas de apoyo tales como el reposo en cama y oxígeno.
Este producto es de descomposición no combustible, pero en contacto con ácidos libera fácilmente inflamables y tóxicos como el gas de cianuro de hidrógeno.
No se considera un riesgo de explosión, pero una vez calentado con
cloratos o nitritos a 450ºC (842ºF) puede causar una explosión. Una explosión violenta se produce si se funde con la sal nitrito. Los contenedores sellados pueden romperse al calentarse.
No utilizar el dióxido de carbono. El dióxido de
carbono puede reaccionar con este material en la presencia de humedad para
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producir cianuro de hidrógeno. Se puede usar agua sobre los incendios cercanos que no implique este material. Utilice alcalinos químico seco. El aerosol de agua puede ser usado para mantener fríos los recipientes expuestos al fuego. Reacciona lentamente con agua para formar cianuro de hidrógeno. Utilizar cualquier medio apropiado para extinguir fuego alrededor.
En el caso de un fuego, usar vestidos protectores completos y
aprobados por NIOSH. Equipo autónomo de respiración con mascarilla completa operando en la demanda de presión u otro modo de presión positiva.
Ventilar el área de la fuga o derrame. Permita que sólo personal calificado ingrese a atender el derrame. El personal que ingrese requiere ropa protectora y protección respiratoria contra vapores. Recoger el material derramado y colocarlo en un recipiente cerrado para su valorización o eliminación. No los vierta por la alcantarilla!. Descontamine los residuos líquidos o sólidos en el área del derrame con sodio o solución de hipoclorito de calcio.
Mantener en un recipiente cerrado herméticamente, almacene en un lugar fresco, seco y ventilado. Proteger contra daño físico. Almacene separado de materiales incompatibles. Los trabajadores deben seguir cuidadosamente las buenas prácticas de higiene, incluyendo no comer, beber o fumar en el lugar de trabajo. El uso adecuado y mantenimiento del equipo de protección es esencial. Los trabajadores que manipulan cianuro requieren un pre-examen y pruebas médicas periódicas. Dar formación especial a los trabajadores en el uso de cianuro. Los contenedores de este material pueden ser peligrosos cuando están vacíos ya que retienen residuos del producto (polvo, sólidos); respetar todas las advertencias y precauciones indicadas para el producto. No almacenar cerca de materiales combustibles o inflamables. Todas las personas con potencial para la intoxicación por cianuro deben estar capacitadas para proporcionar los primeros auxilios y oxígeno de inmediato utilizando el nitrito de amilo. Un kit de antídoto (nitrito de amilo, nitrito de sodio y tiosulfato de sodio) debe estar disponible en los lugares de trabajo donde se manipula el cianuro. Los antídotos deben ser controlados anualmente para asegurar que se mantienen dentro de su período de vida. Es esencial el entrenamiento de escuadrones de asistencia médica en el manejo y atención de emergencias.
OSHA Límite de exposición permisible (PEL): 5 mg/m3 de la piel (TWA) (como CN) ACGIH Threshold Limit Value (TLV):5 mg/m3 (STEL) de techo, la piel, como CN
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Un sistema local y/o general es recomendado para las exposiciones de empleados debajo de los Límites de Exposición Aérea. La extracción local es generalmente preferida porque se pueden controlar las emisiones del contaminante en su fuente, impidiendo la dispersión del mismo en el área de trabajo general.
Si el límite de exposición es
excedido y los controles de ingeniería no son factibles, use un suministro de aire, respirador de pieza facial completa, capucha airlined completo o auto máscara de respiración. La calidad del aire que se respira debe cumplir con los requisitos de la norma de protección respiratoria de OSHA (29CFR1910.134).
Usar ropa protectora impermeable, incluyendo botas, guantes,
bata de laboratorio, delantal o monos, según proceda, para evitar el contacto con la piel.
Utilice gafas protectoras contra productos químicos y/o careta completa donde el polvo o salpicaduras de soluciones sea posible. Mantenga una fuente de lavado de ojos y regaderas de emergencia en el área de trabajo.
Blanco sólido granular. Almendras amargas.
Muy soluble en agua. 1,60 a 20ºC
11 – 12 a 20ºC 1496ºC
564ºC No volátil.
Muy estable cuando se seca. La humedad causa la descomposición lenta, liberando gas venenoso cianuro de hidrógeno.
Emite gases tóxicos de cianuro y óxidos de
nitrógeno cuando se calienta hasta la descomposición.
No se producirá. Los ácidos fuertes y oxidantes fuertes. Reacciona con ácidos
liberando gases tóxicos e inflamables de cianuro de hidrógeno. De agua o soluciones alcalinas débiles pueden producirse peligrosas cantidades de cianuro de hidrógeno en áreas confinadas. Puede reaccionar con el dióxido de carbono en el aire ordinario para formar gas de cianuro de hidrógeno.
Calor, humedad, incompatibles.
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DL50 (oral, ratas): 6 mg/kg. Ha sido investigado como mutagénico, causante de efectos reproductivos.
Este material tiene un factor de bioconcentración estimado (BCF) de menos de 100. De este material no se espera una bioacumulación significativa.
Este material es muy tóxico para la vida acuática y terrestre.
El Cianuro debe ser oxidado antes de su eliminación. Una solución alcalina (pH: 10) es tratada con cloro o lejía comercial para descomponer el cianuro. El cianuro libre, puede ser neutralizado. Lo que no pueda conservarse para la recuperación o reciclaje debe ser manejado como desecho peligroso y enviado a una instalación de residuos aprobado. El procesamiento, utilización o contaminación de este producto puede cambiar las opciones de gestión de residuos. Las regulaciones de eliminación local pueden diferir de las regulaciones federales de desecho. Deseche el envase y el contenido no utilizado de acuerdo con los requisitos locales.
CIANURO DE SODIO, SÓLIDO
6.1 UN1689
I
CIANURO DE SODIO, SÓLIDO
6.1 UN1689
I Si )
CIANURO DE SODIO 6.1
UN1689 I
200
Esta hoja de seguridad cumple con la normativa legal de: México: NOM-018-STS-2000 Guatemala: Código de Trabajo, decreto 1441 Honduras: Acuerdo Ejecutivo No. STSS-053-04 Costa Rica: Decreto Nº 28113-S Panamá: Resolución #124, 20 de marzo de 2001 Colombia: NTC 445 22 de Julio de 1998 Ecuador: NTE INEN 2 266:200
La información indicada en ésta Hoja de Seguridad fue recopilada y respaldada con la información suministrada en las Hojas de Seguridad de los proveedores. La información relacionada con este producto puede ser no válida si éste es usado en combinación con otros materiales o en otros procesos. Es responsabilidad del usuario la interpretación y aplicación de esta información para su uso particular. La información contenida aquí se ofrece solamente como guía para la manipulación de este material específico y ha sido elaborada de buena fe por personal técnico. Esta no es intencionada como completa, incluso la manera y condiciones de uso y de manipulación pueden implicar otras consideraciones adicionales.