Tratamiento de aguas ácidas de drenaje de mina con alto contenido de aluminio y manganeso por tecnología de lodos de alta densidad (HDS)

Abstract

Los sulfuras presentes en rocas mineralógicas expuestas al medio ambiente tienen como consecuencia la formación de drenajes ácidos de mina (DAM) caracterizado por sus bajos valores de pH y elevadas concentraciones de iones inorgánicos tóxicos, siendo ampliamente reconocida como uno de los grandes problemas ambientales en muchas regiones mineras de todo el mundo (Kinney, 1964; ARC, 1969; Letterman y Misch, 1978; Kempe, 1982; Glover, 1982; Ritcey, 1986; Johnson y Thomton, 1987; Herlihy et al 1990; Short et al; 1990; Sengupta, 1993, Calvo y Pérez, 1994, entre otros). La necesidad de prevenir y controlar la formación de drenajes ácidos de mina (DAM) ha provocado el desarrollo de tratamientos que en la actualidad son conocidos como tratamientos activos y pasivos. En nuestro país el tratamiento más utilizado son los convencionales para la neutralización y precipitación de metales de los drenajes ácidos. Estos métodos convencionales de neutralización tienen limitaciones en la precipitación de ciertos metales haciendo ineficiente el tratamiento sin poder cumplir con los reglamentos mineros. Es por ello que en el presente informe basándose en la tecnología de Lodos de Alta Densidad HDS (High Density Sludge) se aborda el tratamiento al drenaje ácido de mina (DAM) que tiene alto contenido de metales principalmente aluminio y manganeso. El primer capítulo es referido a la introducción, muestra el panorama general sobre el problema de la generación de aguas ácidas derivados de los centros mineros en nuestro país, así como la normativa medioambiental a cumplir. Asimismo, se definen el objetivo general y los objetivos específicos de este informe. El segundo capítulo trata del desarrollo de los conceptos y técnicas necesarias para la comprensión del tratamiento de aguas ácidas. Las características del fenómeno de formación de aguas ácidas explicando las reacciones involucradas, la influencia de los factores, los mecanismos y etapas de formación del drenaje ácido, los diferentes tipos de tratamiento y las alternativas de tecnologías. El tercer capítulo trata de la aplicación del tratamiento activo de lodos de alta densidad HDS para la planta de tratamiento de aguas ácidas generadas en el tajo y botadero de desmontes de un asentamiento minero ubicado en la región de Cajamarca. Se presenta la caracterización del drenaje ácido con las muestras tomadas, para esto se realizó un análisis químico del contenido de metales de la solución inicial, para posteriormente realizar trabajos de laboratorio ejecutando pruebas de neutralización y sedimentación de metales pesados. Los resultados del análisis del drenaje ácido confirmaron el pH ácido y se obtuvo las concentraciones de metales pesados como Fe, Al, Mn, Cu, As, Pb, Zn, Cd y Hg notándose un contenido considerable de aluminio y manganeso; todos los metales del efluente ácido superaron los límites máximos permisibles, confirmando la necesidad de aplicar un tratamiento de neutralización y precipitación de metales; por tal motivo se describe el desarrollo de las pruebas de laboratorio cuyos resultados proponen el tratamiento a seguir en dos etapas; la etapa I para la precipitación de aluminio a pH 9 y la etapa II para la precipitación de manganeso a pH 11. Además, se describe las facilidades necesarias que complementan la etapa I y II, como son la planta de lechada de cal, sistema de aireación y manejo de reactivos químicos. Los resultados de las pruebas de laboratorio sirven de entrada como criterios de diseño para el dimensionamiento de la planta de tratamiento de aguas ácidas. En el capítulo cuatro se presentan conclusiones y recomendaciones en base a los objetivos planteados en el primer capítulo. El quinto capítulo presenta las citas bibliográficas y material electrónico consultado para la elaboración del presente informe.