Mitigación

TÉCNICAS Y TRATAMIENTO DEL DRENAJE ÁCIDO DE MINA,
ANÁLISIS DE CASOS EN PERÚ
INTEGRANTES:
● AGUILAR VALERIANO, Hernan
● ALVAREZ JOVE, Rina
● LLANQUE MAMANI, Sonia
● LLANQUE MARON, Rebeca Esmeralda
● MOROCCO MAYTA,Natalia
● RAMOS PAYE, Nando
●
DOCENTE: ING. KATIA ELIZABETH ANDRADE LINAREZ

La extracción minera y su proceso son fuente de muchos contaminantes que están
dispuestos en el ambiente, de ahí la contaminación del agua, el suelo y el aire. La
exposición de los minerales sulfurosos al aire, agua, procesos microbianos y
oxidación produce drenaje ácido de mina, caracterizado por su alta acidez y alta
cantidad de metales pesados disueltos. Cuando esta agua contaminada alcanza los
cuerpos del agua, las alteraciones del ecosistema ocurrirán. La flora y la fauna
pueden ser afectadas y los recursos hídricos pueden tornarse dañinos para el
consumo humano o los propósitos agrícolas e industriales. También la infiltración del
drenaje ácido de la mina puede contaminar suelos y el agua subterránea.
INTRODUCCIÓN

Drenaje ácido de mina
Drenaje ácido de mina es el agua
contaminada originada de la explotación
minera, ya sea superficial o profunda,
típicamente de alta acidez, rica en sulfato
y con niveles elevados de metales
pesados, principalmente hierro,
manganeso y aluminio. Debido a la alta
cantidad de hierro oxidado, el drenaje
ácido de la mina es a menudo rojizo
coloreado.
Cómo se forma el DAM
El drenaje ácido de la mina pasa una vez que los
minerales del sulfuro se ponen en contacto con el
oxígeno y el agua, condiciones favorables para su
oxidación química o a la oxidación inmediata por
bacterias como por ejemplo Thiobacillus
ferrooxidans. Como consecuencia de dicha
oxidación, el ácido sulfúrico se crea dando
condiciones ácidas a los efluentes de la mina. La
pirita es usualmente vinculada tanto con las
situaciones de minas de carbón como las minas
de metal.

Agua ácida de mina
Las aguas ácidas de minería se originan
mediante la oxidación química y biológica de
la pirita. Este fenómeno se produce cuando
las rocas conteniendo dichos sulfuros entran
en contacto con aire o agua. A esto hay que
añadir que un agua ácida procedente de
rocas y minerales incluye también
numerosos metales en disolución, que
aportan una importante toxicidad del
efluente.
El drenaje ácido de la mina,
ocasiona:
Las principales preocupaciones con respecto a
los efectos de drenaje ácido de minas en el
medioambiente son la contaminación de una
fuente de agua potable o la penetración en el
acuífero local.
● Afecta a ecosistemas acuáticos,
● Impide el crecimiento de comunidades
vegetales.
● Daña la calidad de las aguas superficiales y
subterráneas,
● Contaminación hídrica.

CONTROL DE LOS DRENAJES ÁCIDOS.
comprende dos conjuntos de actuaciones
● Las preventivas se refieren a la adopción de
medidas antes del comienzo de las labores
extractivas y que son programadas en función
al conocimiento del potencial contaminante que
poseen los materiales a tratar.
● Las correctoras son todas aquellas
actuaciones que se llevan a cabo en el
momento en que se comprueba que las
medidas preventivas no han tenido el efecto
deseado y existe la posibilidad de que se
generen aguas ácidas.
Las medidas de control de la generación
ácida se agrupan en tres niveles de actuación:
● Prevención y control del proceso de
generación de las aguas ácidas
● Control de la migración de las
aguas ácidas
● Recogida y tratamiento de las
aguas ácidas.

Prevención y control del proceso de generación
de aguas ácidas
● Restringiendo el ingreso del agua en los
residuos expuestos a la meteorización
● Minimizando la penetración de oxígeno a
través del aire o del agua, mediante el
empleo de materiales impermeabilizantes
● Aislando los minerales sulfurosos, mediante
flotación u otro tratamiento previo al vertido
Medidas

Se necesita agregar la suficiente alcalinidad para neutralizar el ácido y
levantar el pH hasta el nivel en que los metales disueltos en el agua
formarán hidróxidos metálicos insolubles y precipiten en el agua. El pH
requerido para que precipiten la mayoría de los metales desde el agua
oscila entre 6 y 9. Sin embargo, el hidróxido férrico precipita alrededor
de un pH 3.5 y el hidróxido de aluminio precipita a pH 4.5. Por lo tanto,
el tipo y cantidad de metales en el agua tienen una fuerte influencia en
la selección del sistema de tratamiento del DAM
NEUTRALIZACIÓN
TÉCNICAS ACTIVAS

TÉCNICAS ACTIVAS
La aireación del agua puede
promover la oxidación en
muchos sistemas de
tratamientos de agua. Si la
aireación y oxidación son
incorporadas o mejoradas en el
sistema de tratamiento, la
eficiencia de los tratamientos
químicos podría incrementar y
los costos ser reducidos.
AIREACIÓN Y OXIDACIÓN
1 CARBONATO DE CALCIO (CaCO3)
ÓXIDO DE CALCIO (CaO)
TRAPZENO (CaO2)
HIDRÓXIDO DE CALCIO (CaOH2)
CAL DE MAGNA
SODA CÁUSTICA (NaOH)
BRIQUETAS DE CENIZA DE SODA (Na2 CO3)
AMONIACO (NH3)

PRODUCTOS
QUÍMICOS
PARA
EL
TRATAMIENTO
DEL
DAM

PRODUCTOS
QUÍMICOS
PARA
NEUTRALIZACIÓN
DE
ACIDEZ

BACTERICIDAS
2
Las bacterias pueden tener un
importante rol en la oxidación de la
pirita. Ellas pueden causar oxidación de
la pirita a bajos niveles de oxígeno a un
rango mucho más rápido que el que
ocurría en ausencia de bacterias bajo las
mismas condiciones. Los bactericidas
apuntan a bloquear la efectividad de la
catálisis de cierta bacteria en el proceso
de oxidación de la pirita
Los bactericidas elegidos por las minas han sido surfactantes
aniónicos (en desinfectantes y aditivos de jabones).
Los surfactantes aniónicos destruyen la pelicula protectora,
de esta forma la célula de la bacteria queda expuesta a un
pH bajo, condiciones en las cuales no puede vivir sin
protección.
Los bactericidas tienen un limitado periódo de efectividad y
son solo efectivas hasta cuatro meses.
Esta limitación puede ser compensada aplicandola en forma
repetida

FLOCULANTES / COAGULANTES
3
Estos recursos son usualmente limitados
a casos donde la composición de un
único metal requiere un sistema
especializado de tratamiento o donde la
aireación y tiempo de residencia en los
estanques de almacenamiento son
insuficientes para completar la
precipitación del metal.
Los floculantes/coagulantes más
comunes usados en el tratamiento de
aguas son el sulfato de aluminio y sulfato
férrico

RESINA DE INTERCAMBIO IÓNICO
5 ELECTRODIÁLISIS
6
Intercambio reversible de iones entre un medio
sólido y una solución acuosa (el ejemplo mas
común de ión de intercambio es el
ablandamiento del agua dura para uso
doméstico). Las resinas de intercambio iónico
consisten en una matriz de polímeros
químicamente inertes con grupos funcionales
unidos al intercambio. Los grupos funcionales
pueden ser aniónicos o catiónicos.
Combinaciones de resinas disponibles han sido
usadas en sistemas para tratar diferentes tipos
de aguas, con propósitos específicos.
Una unidad de electrodiálisis consiste en un
número de compartimentos estrechos
separados por membranas no muy
distanciadas una de la otra. Cada
compartimento es separado por membranas
catiónicas y aniónicas. La solución llena los
canales entre las membranas y cuando los
electrodos son energizados los iones en la
solución emigran hacia los polos positivos o
negativos y son recogidos en las membranas.

ZEOLITAS NATURALES
7
RECUPERACIÓN DE METALES DESDE
LODOS
8
Las zeolitas naturales son aluminosilicatos
acuosos que se pueden utilizar para intercambio
de iones en el tratamiento del DAM. El ión de
sodio, natural en zeolitas, es cambiado
preferentemente por metales catiónicos. Una vez
que las zeolitas son cargadas y llenadas con
metales catiónicos de intercambio, el material
será regenerado usando una solución de cloruro
de sodio para remover los metales catiónicos
desde la matriz de aluminosilicato.
Los tratamientos pasivos del DAM acumulan lodos
de hidróxidos de metal dentro de áreas alejadas.
Este lodo contiene variadas concentraciones de
metales correspondientes a las cantidades en el
agua de la fuente. Como la mayoría de los drenajes
de mina contienen algunos niveles de Fe, la posible
recuperación y utilización de hidróxidos de Fe,
oxihidróxidos, o de los óxidos como fuentes de Fe
para pigmentos, catálisis y arenas de fundición se
ve como una gran alternativa.

El propósito de los humedales construidos para
tratamiento es permitir que ocurra la reacción
química y biológica natural en el sistema de
tratamiento, y no en el cuerpo de recepción de agua.
Las plantas y los microorganismos desempeñan un
papel importante. Las plantas proporcionan un área
superficial para microbios y para transportar el
oxígeno produciendo una zona de oxidación en la
rizosfera donde adicionalmente existen poblaciones
microbianas. Este complejo de vegetación y
microbios tiene una alta eficiencia en modificar
nutrientes, metales y otros compuestos.
CONSTRUIR
HUMEDALES:
ventajas
desventajas

tipos de humedales construidos
Hay dos tipos básicos de humedales construidos clasificados por régimen hidrológico.Ambos tipos son
excavaciones bajas, alineadas para prevenir la infiltración y llenas de grava o de piedra.
humedales superﬁciales Humedales subterráneos
Este sistema ofrece
algunas ventajas como:
● menos área requerida, ya que las áreas superficiales para la absorción, filtración y
los biofilms son mucho más altos; y
● se reducen los insectos y los problemas del olor, puesto que las aguas residuales
permanecen debajo de la superficie de la grava

Los procesos de retiro
El tratamiento en humedales construidos está dirigido a la
remoción de los metales pesados y al aumento del pH. En
esta sección se explican ambos procesos.
El retiro del metal
El retiro del metal se asocia altamente a la acción de plantas y de microorganismos. Varios
investigadores destacan las capacidades de plantas para contribuir al retiro del metal.
Los procesos principales implicados en el retiro del metal se explican como siguen
● La adsorción y el intercambio catiónico
● Procesos Microbiano-mediados
● Filtración

La selección de la vegetación
La vegetación desempeña un papel importante en el tratamiento de DAM, especialmente en el estímulo de
procesos microbianos del retiro del metal. La selección de plantas es una importante etapa para alcanzar un
tratamiento acertado.
Dos especies principales se utilizan en el tratamiento de DAM en humedales construidos:
cattails (typha) turba (Sphagnum)

Mina Orcopampa - Arequipa - Mitigación de drenaje
ácido en minas subterráneas aplicando fangos artificiales
Análisis de casos en Perú
Mitigación de drenaje ácido en minas subterráneas aplicando fangos artificiales, es
una aplicación práctica del tratamiento pasivo
Ell tratamiento pasivo con fangos artificiales es muy económico, basta preparar las pozas de tratamiento aerobio y
anaerobio, el substrato correspondiente para cada fango y se hace discurrir el agua ácida.
La mitigación por fangos artificiales es un procedimiento que en forma pasiva nivela el pH del agua y reduce los
metales disueltos, hasta alcanzar los límites máximos permisibles que fija el sector correspondiente, cuyo producto
del tratamiento no contaminan ríos, laguna, flora y la fauna.
Las operaciones mineras causan impacto en el ambiente por la formación de aguas ácidas en el interior de la mina,
en las canchas de desmontes y las canchas de relave.

Mina Orcopampa - Tratamientos por fangos artificiales
FANGOS ARTIFICIALES
Los fangos son depósitos o estanques poco
profundos excavados que contienen: agua, tierras
naturales,substrato, plantas y microorganismos
SUBSTRATOS
AGUA
Componentes principales de fangos
VEGETACIÓN
Es el factor más
importante para
diseñar un
fango, pequeños
cambios en la
hidrología
pueden tener
efectos
significativos en
un fango.
Utilizados para
construir fangos,
incluye, tierra, arena,
grava, rocas y
materiales orgánicos
como el compost.
Sedimentos y humus
se acumulan en el
fango por la baja
velocidad del agua.
Las plantas juegan un importante
papel en el proceso de tratamiento:
El detritus orgánico y el
carbono expulsado por
las plantas durante la
función clorofílica
proporcionan alimentos
a las bacterias
oxidantes.
La presencia de
vegetación intensifica la
actividad
bacteriana y favorece la
eliminación de hierro en
el agua y la sedimentación
de los precipitados
La densidad de la vegetación de
un fango afecta muchísimo su
hidrología, primero el agua
encuentra obstrucción en las
ramas, hojas, raíces y segundo
bloquea el sol y el viento.
Carrizo (Thypha latipholia)
Totora (Juncos Lubricatus)

Para la mitigación de drenaje ácido
que sale de la bocamina Santiago y
bocamina Tudela, minas subterráneas
de unidad de producción Orcopampa,
se han aplicado fangos artificiales, los
que se han hecho en dos etapas:
● A nivel de laboratorio y
● En el terreno.
La mitigación del drenaje ácido en minas
subterráneas aplicando fangos artificiales
comprende dos etapas de estudio que
tienen objetivos definidos:
● Investigación en laboratorio.
● Implementación en el terreno.
RESULTADOS
LABORATORIO
Se realizaron 7
muestras para los
ensayos con diferentes
substratos de la zona.,
las que se dejó macerar
dos semanas, se agregó
aguas ácidas a razón de
150 ml.

PRUEBA DINÁMICA
LABORATORIO
Con los substratos de la botella Nº
6, se prepara un biorreactor en el
que se deposita los siguientes
componentes:
● Piedra clasificada de río
● Arena clasificada de río
● Substrato: - Estiércol de
cordero - Sedimento del
parque ecológico - Aserrín.
Luego de tres semanas de
incubación, se hace pasar el
efluente problema, luego se recibe
en un pequeño recipiente.
El resultado es el siguiente:
● Se observa que el pH sube a
7.01. (el pH inicial era 3.8)
● Hay reducción en mg/L de
cobre, fierro, zinc y plomo.
● Mayor concentración de las
bacterias sulfato reductoras.
ES-1 Mezcla de Ambos
ES-2 Estación Tudela
ES-1 Estación Santiago
Resultados de Análisis en Laboratorio

IMPLEMENTACIÓN DEL
TERRENO
Una vez diseñado y construido el
diagrama de flujo el agua ácida
proveniente de la bocamina
Santiago y bocamina Tudela
ingresan:
POZA DE SEDIMENTACIÓN FANGO AERÓBICO
Ingresan :
Ph = 3,17, T.S.S. (mg/l) = 81,
Cu . (mg/l) = 4.8, Fe. (mg/l) =
26,7, Pb . (mg/l) = 0,07, Zn .
(mg/l) = 9,64.
Ingresan:
Ph = 3,3, T.S.S . (mg/l) = 28,7, Cu
.(mg/l) = 4,8,Fe .(mg/l) = 26,7,
Pb .(mg/l) = 0,07, Zn .(mg/l) = 9,64
En este fango ocurren una serie de
procesos de oxidación, formando
óxidos e hidróxidos, el hierro
ferroso que está en disolución,
forma óxido férrico e hidróxidos,
insoluble que precipitan con lo que
disminuye cationes del agua.
Cuando el pH es menor a 4, la
velocidad de oxidación es rápida
En Fango Anaeróbico, existen bacterias
del género Disulfo, que reducen el
sulfato
El H2S puede permanecer en el agua,
puede escapar como gas, puede formar
los diferentes sulfuros que son insolubles
El bicarbonato (HCO3-) reacciona a su vez
con cationes metálicos y forma carbonatos
metálicos que también precipitan.
El resultado de la Mitigación del drenaje
ácido de las minas , ha sido un éxito por
que los contaminantes estan dentro de los
Niveles Máximos Permisibles

CUADRO DE RESULTADOS
FOTOGRAFÍA

ANÁLISIS EN EL PERÚ DEL DRENAJE ÁCIDO DE
MINAS:
En el perú existen un sin fin de minas las cuales toman en cuenta las
siguientes caracteristicas, del monitoreo de drenaje acido de mina:
- Las mayores concentraciones y cargas contaminantes generalmente
se observan en los periodos de flujo alto, a los que les siguen
inmediatamente periodos más secos de flujo bajo, debido al lavado
de productos acumulados de la oxidación.
- los cambios estacionales en la precipitación y evaporación pueden
afectar sobremanera la química del drenaje, particularmente en las
instalaciones superficiales tales como las pilas de desmonte.

- Los cambios químicos y físicos a lo largo del flujo pueden alterar
significativamente la química del agua de drenaje
- los cambios estacionales en los flujos también afectan la sensibilidad
del ambiente receptor a la contaminación del DAR. Muchos cursos
de agua superficial tienen cierta capacidad neutralizadora;
- El monitoreo de aguas subterráneas y del drenaje subterráneo
también es importante para evaluar el DAR en un emplazamiento
minero.

EN EL PERU LAS MINAS TOMAN EN CUENTA OBJETIVOS DE UN
PROGRAMA DE MONITOREO:
- Detectar el inicio de la oxidación, la cual puede conducir al
desarrollo del drenaje ácido; y
- Evaluar el efectividad de la prevención y/o medidas de control
Con el grupo llegamos a una conclusión que en el monitoreo los
principales procedimientos para el drenaje ácido de minas son los
mismos que para el monitoreo de otros efluentes y aguas superficiales
en cualquier emplazamiento minero. Se ha preparado un protocolo de
monitoreo de calidad de agua para la industria minero-metalúrgica,
distribuido por la DGAA, que resume estos procedimientos. Se debe
consultar este documento al establecer cualquier programa de
monitoreo.

CASOS DE LAS MINAS EN EL PERÚ:
MINA SAN CRISTÓBAL:
•La principal característica contaminante de este emplazamiento es la
inestabilidad química del yacimiento en las condiciones de minado. El alto
contenido de sulfuros tanto en el mineral como en la roca caja determinan la
oxidación de ellos por exposición al aire ya que las labores son desaguadas para
proceder a su explotación. El flujo continuo de filtraciones lixivia a su vez estos
minerales y los incorpora al desagüe de la mina que se conduce hasta el río
Carahuacra primero y luego al río Yanli. Este drenaje, swnamente ácido, es
evacuado y vertido al ambiente por medio de galerías en los niveles 370, 500 y
820 (Túnel Victoria). Por lo general se considera que esta contaminación es
producto de la actividad minera, pues si ella estuviera ausente, la mayor parte de
los minerales permanecería swnergidos bajo las agua :freáticas y por ende sin
oxidarse ni lixiviarse. Sin embargo la zona ha sufrido y continúa siendo sometida a
tm intemperismo natural que origina drenajes ácidos aislados.

• El tratamiento pasivo aplicando fangos artificiales ha sido un éxito porque
se logró disminuir la acidez, el contenido de los metales pesados hasta
obtener los niveles máximos permisibles fijados por el sector, asimismo los
fangos artificiales son económicos por que se utilizaron substratos del
mismo lugar.
CONCLUSIONES
● La utilización de humedales construidos muestra buen manejo en el retiro de agentes
contaminadores del drenaje de ácido de la mina. Los procesos aerobios y anaerobios tienen
la posibilidad de ser realizados empero primordialmente los procesos anaerobios como por
ejemplo reducción del sulfato presentan un manejo mejor en la reducción de acidez y de los
metales pesados. La existencia de plantas y de microorganismos es primordial en un sistema
de humedales.

Mitigación

Más contenido relacionado

La actualidad más candente

Similar a Mitigación

Último

Mitigación