Compendio Drenaje
Compendio Drenaje
Compendio Drenaje
AMBIENTAL MINERA
Ing. Jesús Vilca Pérez
DRENAJE ÁCIDO DE MINA (DAM), DRENAJE
ÁCIDO DE ROCA (DAR),
Semana 03
DRENAJES ÁCIDOS DE MINA (DAM)
INTRODUCCIÓN
• Para comprender la razón de ser de este fenómeno conviene partir de lo más básico:
el hecho de que el agua pura presenta un muy bajo grado de disociación en H+ +
OH-, llegando el producto de sus concentraciones a 10-14 moles/L.
• Cuando predominan los iones H+, se dice que el agua es ácida, cuando los OH-,
alcalina.
• En consecuencia, este proceso genera alcalinidad del agua, esto es, valores de pH
superiores a 7.0, debido a los grupos OH- que libera.
• Puesto que esta reacción libera H+, tiende a comunicar al agua una moderada
acidez. El CO2 está naturalmente presente en la atmósfera. Además es liberado por
la respiración de animales y plantas, y por la descomposición de la materia orgánica
en presencia de oxígeno.
INTRODUCCIÓN
• Los drenajes ácidos de explotaciones de carbón y minería metálica son una de las
principales fuentes de contaminación de las aguas superficiales y subterráneas en el
mundo.
• Debido a que este problema puede persistir durante décadas e incluso cientos de
años una vez finalizado el ciclo productivo, existe la necesidad de aplicar tecnologías
basadas en sistemas de tratamiento pasivo de probada eficacia y de bajo coste de
operación y mantenimiento respecto a los procesos de tratamiento activo.
PROBLEMÁTICA DE LOS DRENAJES ÁCIDOS DE MINAS (DAM)
• Aunque la acidez por sí misma afecta los ecosistemas y cultivos, así como los usos
del agua, su efecto más grave radica en que facilita el transporte de metales
pesados, contribuyendo a su dispersión desde los yacimientos.
• Muchos autores describen como aguas ácidas de mina a los drenajes con un pH
comprendido entre 2 y 4, y altos contenidos de metales disueltos.
• Este documento también hace referencia a un informe de Kim et al. (1982) donde se
describe que en el Este de los Estados Unidos existen más de 7.000 km de cursos
de aguas superficiales afectados por drenajes ácidos de minas de carbón, cuyo
tratamiento es muy costoso y de gran dificultad.
• En la reacción de oxidación de la pirita (1) se produce Fe2+, SO42- e H+. Esta reacción
provoca un incremento en el total de sólidos disueltos y un aumento de la acidez,
que irá asociado a una disminución del pH.
• Por lo general, por encima de un pH alrededor de 3,5, el ion férrico formado precipita
mediante hidrólisis como hidróxido (3), disminuyendo por tanto el Fe3+ en solución,
mientras que el pH baja simultáneamente.
• Por último, algunos cationes férricos (Fe3+) que se mantienen en solución, pueden
seguir oxidando adicionalmente a la pirita y formar Fe2+, SO42- y H+ (4).
CARACTERISTICAS DEL DAM
• La oxidación de la pirita.
• La oxidación de otros sulfuros.
• La oxidación e hidrólisis del hierro disuelto y otros metales.
• La capacidad neutralizadora de la ganga mineral y roca encajante.
• La capacidad neutralizadora de las aguas bicarbonatadas.
• La disponibilidad de oxígeno.
• La disponibilidad de agua líquida o en forma de vapor.
• La localización y forma de zonas permeables en relación con las vías de flujo.
• Las variaciones climáticas (diarias, estacionales o episodios de tormentas).
CARACTERISTICAS DEL DAM
• La constante oxidación del hierro y la pirita va generando iones hidronio los cuales
son responsables del aumento de solidos disueltos y pH. La oxidación del hierro
ferroso a hierro férrico es lenta a pH menores a 4 pero hay que tomar en cuenta que
la mayor parte del hierro disuelto es hierro ferroso el que aumenta la acción
bacteriana.
• Labores subterráneas
• Acopios de estériles o Minerales económicos
• Tajos abiertos
• Pilas de lixiviación
• Vertientes naturales
• Depósitos de relaves
FUENTES DE GENERACIÓN DE DRENAJE ÁCIDO
• Esa capacidad es máxima en las rocas máficas poco alteradas o con alteración
potásica o propilítica, decrece en las rocas con alteración sericítica y es nula en las
rocas afectadas por alteración argílica.
c) Predicción del contenido metálico del drenaje ácido y del efecto de su posterior
neutralización. Finalmente, respecto al contenido metálico del drenaje ácido, éste
dependerá de la mineralogía de la mena así como de la química de los metales
pesados que ésta contiene. Metales como cobre, zinc, cadmio, etc., son solubles en
soluciones ácidas sulfatadas.
Respecto a la prevención del drenaje ácido, existe una variedad de metodologías, que
pueden agruparse como sigue:
• Explotación selectiva del yacimiento (dejando sin intervenir los sectores con mayor
potencial de drenaje ácido).
• Uso del agua como aislante, por ejemplo en un tajo abierto ya explotado.
PREVENCIÓN DE LA GENERACIÓN DEL DRENAJE ÁCIDO
• Uso de bactericidas.
• Uso de compuestos inorgánicos que generen una cubierta aislante sobre pirita y
otros sulfuros.
Tratamiento Tratamiento
Activo Pasivo
METODOS DE TRATAMIENTO PASIVO
• Por lo general, en los sistemas pasivos se recurre al uso de material alcalino para
neutralizar la acidez, a substratos orgánicos para crear ambientes reductores y al
empleo de bacterias para catalizar las reacciones.
• Los resultados de los análisis nos mostraron que la remoción de los metales pesados
en todos los sistemas implementados (compost, humus y membrana), está por
encima del 98% de efectividad a excepción del cobre con porcentajes menores de
90%.
• Este hecho concuerda con los resultados de las investigaciones realizadas por
Montoya et al. en su trabajo de tratamiento de aguas acidas con fines de riego, en
donde se obtuvo una eficiencia de remoción de más del 90% de metales pesados
como el cadmio, zinc, arsénico y plomo, utilizando el método activo y pasivo en
conjunto.
• De igual modo Barrie y Halberg trabajando con drenajes de aguas ácidas de mina
utilizando sistemas de compost y humus más piedra caliza determinaron una
reducción del pH, así como el nivel de los metales pesados presentes hasta un poco
más del 80% en la solución ácida, resultados que concuerdan con los encontrados
en la presente investigación.
CONCLUSIONES