Optimización de la planta de tratamiento del agua de mina para remover arsénico y cadmio cumpliendo con la categoría 3 en el cuerpo receptor convergente al río Santa

Abstract

Para llevar a cabo la investigación se tomaron 90 L de agua ácida de un efluente minero proveniente de las 03 bocaminas de nombres Hércules, Coturcan y Caridad, ubicadas en Ancash. Los ensayos químicos de la muestra determinaron una alta concentración de 249,238 mg/l de Fe, 495.025 mg/l de Zn, 13.621 mg/l de As, y 1,357 mg/l de Cd; valores que exceden los LMP establecidos en la normativa vigente (D.S. N° 010-2010-MINAM), por lo cual se debe realizar el tratamiento antes de verter al medio ambiente. Con muestras representativas se realizaron pruebas de tratamiento de aguas de mina, determinando que con una pureza del 65% de hidróxido de calcio se alcanzó % en peso de metales en el lodo generado valores de 0.539% de Pb, y 1.775% de As. Así también, las pruebas de floculación determinaron que a 600 segundos se formó el menor nivel de solidos de 139 mm correspondiente a una dosis de 2.1 ppm de floculante AR-1032, el cual fue preparado a una concentración de 0.024%. Para el diseño preliminar de los componentes de la planta de tratamiento de aguas de mina se realizaron pruebas de Jarras, determinando los valores óptimos de pH igual a 8,75 utilizando 14,8 ml de lechada de cal por cada litro de muestra a un pH inicial 3,2. Así también, se determinaron los valores óptimos de concentración de cal al 6%, una concentración de floculante AR 1032 de 0,05% a una dosificación de 3.5 ml. Las pruebas de floculación determinaron lo valores óptimos de tiempo de agitación de 5 minutos y velocidad de agitación igual a 20 rpm, valores que generan la menor turbiedad de 1.38 NTU. Las pruebas de sedimentación determinaron un tiempo óptimo de 12 minutos y una velocidad de 0,039 cm/s. En base a los resultados en laboratorio, se diseñaron los equipos para el tratamiento de aguas a escala industrial, caudal 30l/s.

For the development of the research, 90 L of acid water were taken from a mining effluent coming from the 03-pithead named Hércules, Coturcan and Caridad, located in Ancash. The chemical tests of the sample determined a high concentration of 249.238 mg/l of Fe, 495.025 mg/l of Zn, 13.621 mg/l of As, and 1,357 mg/l of Cd; values that exceed the LMP established in current regulations (D.S. No. 010-2010- MINAM), for which treatment must be carried out before discharging into the environment. Mine water treatment tests were carried out with representative samples, determining that with a purity of 65% of calcium hydroxide, % by weight of metals in the generated sludge values of % were reached in 0.539% of Pb and 1.775% of As. Likewise, the flocculation tests determined that at 600 seconds the lowest level of solids of 152 mm was formed corresponding to a dose of 2.1 ppm of AR-1032 flocculant, which was prepared at a concentration of 0.02%. For the preliminary design of the components of the mine water treatment plant, Jar tests were carried out, determining the optimal Ph values equal to 8.75 using 14.8 ml of milk of lime for each liter of sample to initial Ph 3,2. Likewise, the optimal values of lime concentration at 6%, an AR 1032 flocculant concentration of 0.05% at a dosage of 3.5 ml were determined. The flocculation tests determined the optimal values of stirring time of 5 minutes and stirring speed equal to 20 rpm, values that generate the lowest turbidity of 1.38 NTU. The sedimentation tests determined an optimal time of 12 minutes, and a speed of 0.039 cm/s. Based on the results obtained in the laboratory, equipment for water treatment on an industrial scale was designed.