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Perspectiva Minera


Procesos de eliminación de sustancias 

tóxicas en las operaciones mineras

• Eliminación o destrucción del cianuro por ser el componente más tóxico y dañino para el medio ambiente.

• Eliminación de arsénico, antimonio, cloruración y otros procesos para la desinfección de bacterias dañinas que son utilizadas en minería.

• Todas estas importantes orientaciones técnicas están contenidas en la guía ambiental para el manejo de aguas, elaborada acertadamente por el Viceministerio de Minería y Metalurgia.

 

ELIMINACION DE CIANURO LIBRE Y COMPUESTOS DE CIANURO

Existen varios procedimientos para la eliminación o 

El tratamiento de residuos tóxicoses

 tratado por el gobierno.

destrucción de cianuro libre y de compuestos cianuro-metal de los efluentes o de las soluciones que se descargan de procesos de cianuración.

El objetivo es el de eliminar o destruir las especies de cianuro libre que son altamente tóxicas volatilizándolas o convirtiéndolas en especies estables (p.e. cianuros ferrosos), menos tóxicas, que no desprenden cianuro libre al medio ambiente (agua o aire), o en amoniaco, nitrógeno, anhídrido carbónico, bicarbonato y compuestos orgánicos de carbono; que son los productos finales de la completa degradación (oxidación del cianuro y sus compuestos).

Los principales procedimientos usados son: degradación natural, evaporación, acidificación/volatilización, con Agua Oxigenada (Proceso Degussa), clorinación alcalina, adsorción en sulfuro ferroso (Proceso Cominco), oxidación con Dióxido de Azufre - Aire - Aire) (proceso INCO) y biodegradación (sistema Homestake Mining).

La elección del proceso se debe efectuar en base a la tecnología que se empleará en la cianuración y en la recuperación de los metales económicos de la mena (oro, plata), al conocimiento de la forma y estabilidad de los compuestos de cianuro presentes, y, de las normas y límites permisibles para descargas, mantenimiento en reservorios y en acumulaciones de residuos sólidos que contengan cianuro.

Dependiendo de la composición de la mena, los efluentes y soluciones, que se descargan de los procesos de cianuración, tienen una amplia variedad de compuestos de cianuro. La formación de estos compuestos es debida al complejo comportamiento químico del cianuro, que comprende:

• Comportamiento pseudo halógeno del anión cianuro, que significa que algunas de las propiedades del cianuro de sodio serán similares a las del cloruro de sodio o de otro halógeno (Flúor, Bromo, Yodo);

• "Back bonding" o contribución de un electrón par del ion cianuro al metal o viceversa que explica la formación de complejos estables de cianuro con los metales de la serie de transición (Fe, Co, Ni, Cu y Zn); y

• Unión triple (triple bond) que puede ser fácilmente rota y que explica la formación de cianatos y thiocianatos).

Según información disponible, se conoce que 28 elementos pueden formar compuestos con cianuro, con la posibilidad de dar existencia a 72 compuestos metal-cianuro. Los complejos y quelatos de cianuros con metales de transición y los compuestos metal-cianuro que se forman son menos tóxicos que el cianuro libre. Sin embargo, algunos de esos compuestos no son estables (débiles) y se descomponen produciendo cianuro libre; estos compuestos se los conoce como "weak acid dissociable (WAD) metal cyanide complex".

La tecnología de cianuración y recuperación de los metales económicos introduce importantes consideraciones en cuanto a la selección de los procesos de eliminación de cianuro. El proceso de precipitación con zinc (Merrill-Crowe) introduce en las soluciones (tripped or barren) cantidades considerables de este metal limitando la posibilidad de recircularlas y de ahorro de cianuro libre.

El proceso CIP introduce dos importantes consideraciones: mayor cantidad de cianuro a destruir que en el proceso Merril-Crowe y el efluente a tratar no es solución, sino una suspensión o pulpa.

En cuanto a la legislación vigente que establece límites permisibles de contenidos de cianuro en efluentes y en lagunas, diques y residuos, es obvio que la elección del método o proceso de destrucción o remoción de cianuro debe garantizar la obtención y cumplimiento de normas y límites.

Hasta antes de la década de los años setenta, e incluso principios de los ochenta, la degradación natural o tratamiento pasivo era suficiente, ahora generalmente no es así.

ELIMINACION DE THIOSALES

En la eliminación de thiosales uno de los procesos más prometedores es la oxidación bioquímica y la neutralización, lo que puede lograrse con una larga estadía de las aguas residuales en las lagunas de almacenamiento.

ELIMINACION DE ARSENICO

El arsénico puede ser eliminado de manera muy eficaz mediante precipitación, ya sea en forma de arseniato de calcio o de arseniatos férricos. Los arseniuros en solución pueden ser oxidados para luego ser precipitados. Otro recurso es el de la coprecipitación del arsénico con el hidróxido férrico en condiciones alcalinas.

ELIMINACION DE ANTIMONIO

No se dispone de datos suficientes del comportamiento químico del antimonio para definir el tratamiento de los efluentes de sus procesos. Sin embargo, se sabe que su comportamiento es parecido al del arsénico.

OTROS PROCESOS

Aunque rara vez usados en efluentes de mina y de procesamiento de minerales, existen métodos específicos para tratar aguas para uso doméstico en campamentos mineros.

DESINFECCION

Para asegurar que el agua está libre de bacterias dañinas, es necesario desinfectarla. La cloruración es el método más común de desinfección en el aprovisionamiento de aguas de uso público. Cantidades suficientes de cloruro obtenido de gas cloro o hipocloritos son añadidos al agua tratada para matar bacterias patógenas. La cloruración es un método de desinfección fácil de usar, confiable y relativamente barato. Otros desinfectantes incluyen cloraminas, dióxido de cloro, otros halógenos, ozono, luz ultravioleta, y alta temperatura.

El mecanismo exacto por el cual el cloro ataca organismos en aguas es desconocido, pero lo que sí es conocido es que el agua debe ser relativamente libre de materia orgánica para que la desinfección sea completa. Consecuentemente, la cloruración no puede ser usada como un sustituto para una práctica pobre de tratamiento de aguas.

Si la cloruración es la única forma de tratamiento requerida, como es a menudo el caso con las fuentes de aguas subterráneas, ella es aplicada a las bombas de los pozos de los sistemas de distribución. En las plantas de tratamiento de aguas superficiales la cloruración es normalmente ejecutada como la última etapa de tratamiento antes de que el agua fluya en el reservorio de almacenamiento.

OZONIZACION

La ozonización es la desinfección del agua por adición de ozono que es un poderoso oxidante de impurezas orgánicas e inorgánicas. Sus ventajas sobre el cloro son que no deja sabor u olor, y a diferencia de este, al parecer no reacciona con materiales orgánicos naturales para formar compuestos peligrosos a los humanos, las desventajas del ozono son que no pueden ser transportado fácilmente y por lo tanto debe ser generado en el sitio, no provee una combinación residual como las cloraminas para proteger contra los sistemas de distribución de la infección, y todavía es costoso.

ABLANDAMIENTO

El ablandamiento del agua es un proceso que remueve la dureza, causada por la presencia de iones metálicos bivalentes, principalmente Ion Calcio e Ion Magnesio. La dureza en el agua es el resultado del contacto con el suelo y rocas, particularmente piedra caliza, en presencia de Bióxido de Carbono, las concentraciones de ambos carbonatos y endurecedores no carbonatados, en aguas son expresadas como Carbonato de Calcio.

El ablandamiento es rara vez necesario para aguas superficiales (donde la dureza sobre 200 mg/l no es usual), pero es casi siempre necesario para aguas subterráneas (donde durezas mayores a 1500 mg/l es frecuente). El agua dura es aceptable para consumo humano, pero puede ser inadecuada para uso industrial por los problemas de encostramiento causados en calderas. El ablandamiento con sal-soda e intercambio de iones son dos de los métodos disponibles para el ablandamiento de las aguas duras.

En el ablandamiento con cal-soda, la cal remueve la dureza por carbonatos, por la conversión de bicarbonato soluble a carbonato insoluble, y la soda ash remueve la dureza debida a los no carbonatos. Con el intercambio de iones, las aguas duras son forzadas a pasar a través de una resina de intercambio de iones tales como la zeolita, la cual preferencialmente retiene del agua iones y libera iones Sodio los cuales forman sales solubles.

El carbón activado es un material extremadamente adsorbente usado en el tratamiento de aguas para remover contaminantes orgánicos. La adsorción de gases, líquidos, y sólidos por el carbón activado es influenciado por la temperatura y el pH del agua así como por la complejidad de los organismos a ser removidos. El carbón activado en polvo puede ser añadido al agua en cualquier punto delante del filtrado. Ha sido usado principalmente para la remoción del material orgánico causante de sabor y olor. Sin embargo, como la atención sobre la presencia de material orgánico tóxico en el aprovisionamiento de aguas es cada vez mayor, el rol del carbón granular activado (hecho de antracita) tiende a crecer.

En la ósmosis reversa (OR), el agua es forzada a través de una membrana semipermeable, la cual permite el paso de agua deteniendo las impurezas orgánicas e inorgánicas de dimensiones iónicas y moleculares. Debido a que la membrana remueve sales disueltas, la principal aplicación para la OR ha sido en desalinización. Sin embargo el proceso también remueve metales, materiales orgánicos, bacterias, y virus, y su aplicación en el tratamiento de aguas va en aumento.

CALIDAD DE LOS EFLUENTES TRATADOS

Donde se practica una precipitación química convencional seguida de una sedimentación y subsecuente filtración de aguas residuales que contienen un amplio rango de metales pesados presentes en altas concentraciones, se puede obtener generalmente una calidad de efluente con un total de metales pesados de 5 a 10 mg/lt. Después de la sedimentación, es también generalmente alcanzable un límite de sólidos en suspensión de 30 mg/l.

Donde unos pocos metales están en apreciable concentración, de modo práctico se considera expectable una calidad de efluente que está dentro de los 5 mg/l después de la sedimentación, y dentro de los 3 mg/l después de una filtración convencional.

Es imposible lograr estándares más altos con precipitación química, sin los recursos de sistemas de tratamiento más sofisticados y costosos.

 

Tratamiento de aguas residuales

y prácticas de manejo de aguas

- Manejo de aguas de calidad variable

- Procesos de tratamiento químico y desagüe de minas.

- Sistemas pasivos de tratamiento

- Tratamiento de aguas ácidas y de aguas en operaciones de cianuración del oro.

Es conveniente partir del principio que es mejor prevenir que remediar. Para prevenir la contaminación de cuerpos de agua es importante conocer la hidrología e hidrogeología del lugar. Se deben conocer y evaluar los volúmenes y calidades de cuerpos de agua en períodos de estiaje y de lluvias, las vías de infiltración y la dirección de flujo de aguas subterráneas, las zonas de carga y descarga de acuíferos, y en general la cuenca de aguas.

La impermeabilización de canaletas, reservorios y pisos de presas de colas para evitar la infiltración al suelo, junto con la recirculación de aguas usadas, son medidas que además de prevenir la contaminación de cuerpos de agua, llevan a ahorros en costos de tratamiento de efluentes, y de captación y consumo de agua fresca.

La construcción de canaletas circundantes al sitio de operaciones y procesos, que desvíen el agua de precipitaciones atmosféricas y las de escorrentía de la cuenta del lugar evitando que estas se mezclen con aguas de mina o residuales de procesos, es una medida general de protección del agua no contaminada que evita inundaciones y anegaciones del sitio de actividad.

Se debe tener por norma acumular las aguas servidas de campamentos y talleres en pozos sépticos ubicados en lugares en los que no se produzcan infiltraciones a acuíferos de buena calidad, dado que su tratamiento de descontaminación es prácticamente imposible.

Se enfatiza que una buena práctica de manejo de agua en minería es la reunión de todas las aguas residuales en un solo lugar, que generalmente es la presa de colas, en la que se tratan las aguas previa a su recirculación o descarga final, y donde se acumulan los elementos contaminantes junto a los residuos sólidos permitiendo posteriormente un cierre y rehabilitación adecuados del lugar.

FUENTES DE CAPTACION DE AGUA PARA MINERIA

El agua de mina es desde el punto de vista ambiental y económico la mejor fuente de abastecimiento de agua para las actividades mineras. Esto es posible si la calidad de agua es adecuada para los procesos y operaciones empleadas en cada actividad. Como alternativa al uso de agua de mina se puede captar agua superficial de arroyos, ríos, lagos o construir presas de aguas para almacenar agua de escorrentía. El uso de acuíferos, sobre todo sin son de buena calidad debe ser la última alternativa a elegir dado que estos son en muchos casos fuentes de agua potable que puede ser agotada rápidamente afectando al uso prioritario del recurso.

MANEJO DE AGUAS EN ACTIVIDADES MINERAS

En esta sección se presentan conceptos y tecnologías extractados de prácticas comunes y de referencias tipo para el manejo de aguas en operaciones mineras.

EXPLORACION MINERA POR SONDEO

En operaciones de perforación se debe poner especial atención a dos aspectos particulares relacionados con agua:

a) Intercepción, comunicación y mezcla de acuíferos

Si es posible, se emplean técnicas de impermeabilización de las paredes de la perforación para contener al acuífero; sino, se debe taponar y abandonar el taladro.

b) Manejo de aguas y lodos de perforación.

Los sólidos (detritos) y agentes que algunas veces se añaden para controlar la densidad de perforación son separados de los lodos que salen de la perforación, generalmente por sedimentación. Esta sedimentación en general es por caída libre. En el caso de bajas velocidades de asentamiento de sólidos se emplean ciclones para su separación.

MINADO

En operaciones de minería subterránea y en explotaciones a cielo abierto por bancos ("open pit"), la intercepción de cuerpos de agua subterránea da lugar a la generación de grandes flujos hacia la superficie, estos flujos conocidos como agua de mina deben ser controlados, tanto para permitir el minado, como por razones ambientales y ecológicas.

En general, toda el agua de mina debe ser dirigida y colectada en una taza, en el nivel más bajo o profundo de la operación minera tanto del "open pit" como subterránea, de donde es bombeada a la superficie para el destino que se le quiera dar.

En algunas operaciones de minería subterránea, en la que existen recortes y corridas en diferentes niveles, cuyas bocaminas se ubican en una superficie que es una pendiente, obviamente por razones de ahorro en costos de bombeo se pueden usar estas corridas o recortes para evacuar el agua de las partes superiores. Sin embargo, una vez que estas aguas salen a la superficie todas ellas deben ser canalizadas al destino que se disponga, evitando su infiltración en el suelo.

El próximo paso en el manejo de agua de minas es el destino que se le da. Si el agua de mina es de calidad aceptable para usarla en las operaciones de procesamiento de minerales, esta es dirigida al estanque que almacena agua para el suministro a la planta de procesamiento, o a otros usos compatibles con la calidad del agua.

Si la calidad de agua no es apta para su utilización directa, ni se la puede descargar directamente a arroyos, ríos, lagos y acuíferos, debe ser tratada. A este fin la práctica general es la canalización hacia el dique de colas donde se junta con las descargas de las plantas de procesamiento, y donde es tratada hasta obtener la calidad aceptable para su recirculación a la planta o su descarga final a cuerpos de agua.

Independientemente de la calidad de agua de mina, esta puede ser usada en el repulpamiento de colas arenas gruesas de la planta de procesamiento, para el relleno de las labores mineras subterráneas.

PROCESAMIENTO DE MINERALES

El manejo de agua en las plantas de procesamiento de minerales depende del tipo de procesos y reactivos empleados, características de la mena, disponibilidad de agua y de la capacidad de absorción de impacto de los posibles cuerpos receptores del área.

Por razones de orden y claridad se abordará este punto clasificando las plantas de procesamiento en gravimétricas incluida amalgamación, de flotación y de cianuración.

PLANTAS GRAVIMETRICAS DE PROCESAMIENTO

Los procesos gravimétricos generalmente se usan para concentrar minerales óxidos o para preconcentrar menas de contenidos relativamente no elevados de azufre. En estas plantas, si la mena no contiene sulfuros o estos son estables, la contaminación del agua es mayormente producida por suspensión de partículas finas y lamas que se producen en la voladura, trituración y molienda de la mena.

Si el mineral contiene sulfuros solubles o carbonatos, sulfatos y cloruros solubles, el agua puede ser contaminada con iones (cationes y aniones) originados en la disolución de los minerales.

En los casos de concentración gravimétrica en los que se usa mercurio para amalgamar oro y plata, las aguas residuales de procesamiento pueden estar contaminadas con partículas de mercurio en suspensión.

El tratamiento de aguas residuales de este tipo de plantas gravimétricas supone procesos físicos de separación sólido líquido, generalmente asentamiento (sedimentación) con la finalidad de clarificar el agua.

Si en el agua residual existen iones contaminantes en solución, partículas coloidales y tiene un pH ácido, esto se corrige mediante el empleo de floculantes y neutralizadores. En muchos casos la cal actúa como coagulante y formador de hidróxidos que precipitan.

El agua clarificada es generalmente recirculada a la planta, disminuyendo así el consumo y contaminación de agua fresca.

Cuando se usa mercurio, se debe evitar la formación de partículas muy finas de mercurio (harina de mercurio) que no coalescen y consecuentemente no se asientan. Lo que se evita al no usar este elemento en los equipos de molienda.

PLANTAS DE FLOTACION

Las prácticas de manejo de aguas en las plantas de flotación dependen del tipo de circuito de flotación empleado.

En circuitos de flotación cuya primera etapa es la flotación "bulk" de sulfuros, las aguas residuales del producto "non float", una vez clarificadas pueden recircular totalmente al circuito "bulk".

cuando se emplea flotación diferencial, debido a la especificidad y afecto antagónico que tienen los reactivos empleados, principalmente como depresores y activadores (sulfato de Zn depresor de esfaleríta, sulfato de Cobre activador de esfaleríta), la recirculación de aguas es parcial y limitada a ciertas secciones del circuito y a un máximo de incremento o acumulación ("building up") de iones y reactivos a partir del cual la flotación diferencial es perjudicada.

Como norma general se recirculan las aguas clarificadas al punto del circuito del cual proceden, es decir, por ejemplo, aguas residuales del circuito Plomo (desagües de concentrados) al acondicionador o a las celdas de flotación de Plomo; aguas residuales del circuito Zn al acondicionador o celdas de flotación de Zn, etc.

Como en los casos anteriores, antes de la descarga final de aguas residuales a cuerpos de aguas receptores finales, estas deben ser tratadas si no cumplen los límites de descarga permisibles para mantener la calidad de los cuerpos de agua receptores, una vez que estos hayan sido clasificados por la autoridad ambiental competente.

CIANURACION

Como se mencionó en las plantas de cianuración se debe remover el cianuro de las aguas residuales empleando el proceso adecuado a la mena, tecnología de cianuración y normas y límites permisibles vigentes para estas operaciones.

Debido a varias ventajas, muchas plantas adoptan el proceso carbón en pulpa ("Carbón in pulp": CIP). En este proceso, la mayor cantidad de agua residual a tratar es la de la pulpa después de haber removido, generalmente por tamización, el carbón cargado con oro; consecuentemente el tratamiento implica separación sólido líquido y remoción de cianuro del líquido.

Como ya se mencionó los procesos empleados en la industria para remover cianuro hasta antes de los años 80, cuando las exigencias ambientales no eran tan estrictas, fueron los de degradación natural y evaporación. Conforme las regulaciones ambientales se han hecho más estrictas se están empleando procesos más radicales de destrucción de cianuro (Procesos INCO, Homestake Mining, Cominco, Degussa, clorinización alcalina y acidificación-volatilización).

 

Los últimos años la fuerza laboral de la

minería ocupó más de 46 mil trabajadores

• La minería estatal (COMIBOL) ocupó 117 trabajadores

• La minería mediana 3.027 trabajadores.

• La minería chica ocupa a 2.345 trabajadores

• La minería cooperativizada (la más significativa en fuerza de trabajo) ocupa a 41.120 trabajadores en los departamentos de Potosí, Oruro y La Paz.

AÑOS MINERIA MINERIA MINERIA COOPERATIVAS COMPLEJO MET. REGALIAS E

ESTATAL MEDIANA CHICA VINTO IMPUESTOS

1980 26.525 7.600 14.746 22.800 2.098 73.769

1981 25.728 7.476 13.039 21.000 2.079 69.322

1982 26.129 7.669 13.052 24.700 2.115 73.665

1983 27.861 7.555 16.633 26.200 2.221 80.470

1984 27.872 6.200 14.465 27.000 1.931 77.468

1985 25.450 5.685 8.573 28.649 1.642 69.999

1986 7.500 4.327 6.273 28.900 47.000

1987 7.500 4.020 12.039 32.700 56.259

1988 6.862 3.949 14.000 36.900 61.711

1989 7.488 4.397 14.000 44.500 70.385

1990 8.056 4.415 12.500 48.543 73.514

1991 7.817 4.300 11.000 51.829 74.946

1992 6.412 3.540 9.000 52.028 70.980

1993 4.257 2.937 3.000 52.720 62.914

1994 2.847 2.819 3.500 50.828 59.994

1995 1.500 3.187 3.605 44.173 52.465

1996 1.473 3.345 3.731 47.480 56.029

1997 1.300 4.036 3.700 46.320 55.356

1998(p) 1.200 3.353 3.600 45.768 53.921

1999(p) 1.150 3.045 2.950 42.260 49.405

2000(p) 117 3.027 2.345 41.120 46.609

(p) Cifras Preliminares

(*) A partir del D.S. 21060 la E.M.V. es considerada como empresa subsidiaria de COMIBOL

Fuente: COMIBOL, Min. Mediana, Min. Chica, FENCOMIN y Vinto.

Elaboración: Unidad de Análisis de Política Sectorial

Viceministerio de Minería y Metalurgia