“AÑO DE LA PROMOCIÓN DE LAIDUSTRIA RESPONSABLE Y DEL

COMPROMISO CLIMÁTICO”.

FACULTAD: ING. MINAS

TEMA:RECUPERACIÓN DE AGUAS RESIDUALES

ASIGNATURA: Química Aplicada a la Minería

DOCENTE: Ing. GALLO MELGAREJO, Rubén

ALUMNO: FUSTER RIVAS, Josmell

SEMESTRE: II

2014 - PASCO - PERÚ

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UNIVERSIDAD NACIONALUNIVERSIDAD NACIONAL

"DANIEL ALCIDES CARRION""DANIEL ALCIDES CARRION"

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DEDICATORIA

Este trabajo va dedicado a mi madre por ser la mujer

más buena y atenta en los pasos que yo los doy, pero

también por acompañarme en aquellos momentos

alegres y tristes de mi vida.

ÍNDICE

1. agradecimiento………………………………………………………………….................................pag.4

2. introducción………………………………………………………………………................................pag.5

3. objetivo general………………………………………………………………………………………………..pag.6

4 objetivo específico……………………………………………………………………………………………..pag.6

5. justificación……………………………………………………………………………………………………….pag.7

6. las aguas

residuales…………………………………………………………………………………………...pag.8

7.descontaminación de aguas residuales……………………………………………………………….pag.9

8.tipos de tratamiento de agua

residual……………………………………………………………….pag.10

tratamiento de agua residual con lombrices…………………………………………….pag.10

tratamiento integral de remediación de efluentes mineros………………………

pag.11

sistemas biológicos de descontaminación del agua………………………………….pag.15

tratamiento biológico del

agua………………………………………………………………...pag.17

restauración y remediación de las aguas de mina…………………………………….pag.18

depuración del drenaje de agua acida de

mina............................................pag.22

contaminantes en agua de alimentación a la mina……………………………………

pag.25

tratamiento de agua residual……………………………………………………………………

pag.30

15.

conclusión…………………………………………………………………………..............................pag.31

16. bibliografía………………………………………………………………………………………..…………..pag.32

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AGRADECIMIENTO

Agradezco a Dios por darme vida y salud. Al igual que a mis compañeros por soportar con paciencia mis incontables, molestias, a toda mi familia que en los momentos más

difíciles han permanecido en mí, a todos los maestros que de una u otra manera hacen posible la enseñanza, de ella una juventud pensando en el futuro de nuestra patria.

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INTRODUCCIÓN

El manejo de los recursos de agua constituye una parte vital e integral en las

operaciones mineras debido al potencial de contaminación del agua y su efecto

consecuente en la salud humana y el medio ambiente. El manejo ambiental de este

recurso comprende el manejo de aguas en minas, efluentes de procesos escorrentías

de las soluciones de lixiviación, aguas superficiales provenientes de depósitos tales

como las pilas de desmonte y canchas de relaves, y los desechos humanos.

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OBJETIVO GENERAL

Dar a conocer la importancia y el manejo que se le tiene que dar a las aguas residuales provenientes de diferentes agentes contaminantes que existen dentro de la comunidad; ¿Para qué nos es importante recuperar las aguas residuales?, ¿Cómo y de qué manera recuperaríamos aquellas aguas residuales?

OBJETIVOS ESPECIFICOS

Conocer el funcionamiento de aquellos procesos que nos ayudan a recuperar aquellas aguas residuales. Identificar los pasos y el manejo adecuado de cada uno de ellos. Aplicar todas las medidas exigidas en un buen plan de Seguridad industrial. Dar uso las buenas prácticas, en el manejo de recuperación de aguas contaminadas.

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JUSTIFICACIÓN

Normalmente, todos hablamos de la contaminación del agua y el ambiente, pero nadie habla de cómo solucionar los problemas, sin que esto signifique tener que dejar de producir. En la actualidad, existen técnicas que pueden ser empleadas para evitar la contaminación de aguas y cursos hídricos, y que no son muy complicadas de aplicar.

Este tema es muy importante ya que con ello daremos solución a la contaminación y degradación del ecosistema, además porque es necesario tener conocimiento de las maneras y formas que hay o se conocen para poder recuperar las aguas residuales y finalmente obtener las mejores conclusiones a fin de ponerlos en práctica, teniendo en cuenta las condiciones favorables que hay en el entorno del problema. También es importante para la conservación del medio ambiente ya que con esta investigación se podrán aplicar métodos eficientes que nos podrían ayudar a dar solución y llegar a tener más conocimientos en lo que respecta a la recuperación de aguas residuales.

La idea de este material es transmitir a las personas en general la existencia de métodos prácticos que se pueden fácilmente realizar y así evitar que nuestros arroyos a los ríos, lagos, lagunas y aguas subterráneas no causen ninguna alteración en el ecosistema debido a la labor agrícola y ganadera, y esto no va solo para los productores, sino también para cualquier ciudadano que está dentro de la cadena de contaminación.

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Las aguas residuales

Llamamos aguas residuales, aguas servidas, fecales o cloacales a las aguas que resultan después de haber sido utilizadas en nuestros domicilios, en las fábricas, en actividades ganaderas, etc.

Las aguas residuales aparecen sucias y contaminadas: llevan grasas, detergentes, materia orgánica, residuos de la industria y de los ganados, herbicidas, plaguicidas… y en ocasiones algunas sustancias muy tóxicas.

Por ello estas aguas residuales, antes de volver a la naturaleza, deben ser depuradas. Para tal finalidad se conducen a las plantas o estaciones depuradoras, donde se realiza el tratamiento más adecuado para devolver el agua a la naturaleza en las mejores condiciones posibles.

Todavía existen muchos pueblos y ciudades de nuestro país que vierten sus aguas residuales directamente a los ríos, sin depurarlas. Esta conducta ha provocado que la mayoría de los seres vivos que vivían en esos ríos hayan desaparecido.

Para evitar estos acontecimientos, este tipo de agua debe ser cuidadosamente tratada para proteger la salud pública como también

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para cuidar a nuestro medio natural.En primer lugar se deberá conocer a ciencia cierta su composición, fase que se denomina caracterización del agua. A través de esta, conoceremos los elementos biológicos y químicos presentes, y así, en función de esta información, los profesionales expertos diseñarán una planta de tratamiento adecuado. El objetivo final es que el agua regrese al medio ambiente de manera depurada y libre de todo agente contaminante.

DESCONTAMINACIÓN DE AGUAS RESIDUALES

El agua es la más abundante e importante sustancia que el hombre utiliza, debido a las enormes cantidades que se requieren para las distintas aplicaciones que se le dan como son: el consumo doméstico, publico, agrícola, industrial entre otros; también es el recurso natural más descuidado, afectado y desperdiciado debido a su relativa abundancia y a la facilidad con que es desechado a esto le podemos sumar el poco o nulo tratamiento que se le da una vez que es utilizado llevándose consigo una infinidad de materiales , residuos, microorganismos y otros agentes contaminantes que desprecian la calidad del agua convirtiéndose en un grave problema.

Un contiguo avance científico, tecnológico, social y cultural del ser humano ha permitido desarrollar distintas formas de tratamientos y soluciones que se le puede dar a aguas residuales, para luego reutilizarlo o vertirlos a los acantilados sin que estos causen ningún daño al medio ambiente.

Para tal finalidad hemos realizado el siguiente trabajo de investigación con la cual daremos a conocer los distintos tipos de tratamiento que se pueden realizar para poder dar una salida y solución a este gran problema que aqueja el mundo entero.

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Tipos de tratamiento de agua residual

Muchos de los procedimientos que se realizan para el tratamiento de estas aguas contaminadas por varios factores mencionadas anteriormente nos es importante para muchas personas interesadas, para así facilitar en lo que respecta al tratamiento de aguas residuales con la cual daremos solución a este gran problema que aqueja a nuestra planeta en especial a la madre naturaleza.

TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES CON LOMBRICES

Una vaca y una lombriz a primera vista no tienen nada que ver, pero en el sistema de depuración que están empleando muchas empresas, trabajan con las aguas que genera el animal grande, las cuales, las limpian digámoslo así el animal pequeño y otro ser aún menor que también facilitan el proceso las cuales son “las bacterias”.

¿Cómo funciona este proceso novedoso? Para llevar a cabo este proceso se necesita un sistema la que nos permite obtener un resultado beneficioso y accesible a muchos interesados las cuales consta de:

Un espacio libre en forma de piscina. Distintos sustratos de diferentes granomelotrias. Piedras con diámetros distintos. Plástico. Biomasa. Bacterias.

Lo primero que se relisa es en preparar la zona en que se va realizar el proceso en este caso vendría a ser la piscina la cual la dimensión es según la cantidad de agua residual a tratar, seguidamente se forma la primera capa que estaría ubicada en el interior del sistema constituida por plásticos y piedras con la finalidad que el agua filtrada se evacue fácilmente, luego de aquello se ubican las pág. 10

diferentes capas que componen el filtro de preferencia de varias granomelotrias ya que aquello facilitara el drenaje y en la parte superior la biomasa de lombrices y las bacterias. La estructura y grosor de las capas deben de ser de preferencia diferente según la calidad y cantidad de las aguas a tratar.

Un detalle muy importante es de que la biomasa también se adapta a la contaminación, una prueba de ello es que se le puede alimentar con aguas residuales ya sea de las diferentes empresas dedicadas a la transformación de la leche, las cuales generan miles de litros a la semana de aguas residuales a consecuencia de la limpieza de las instalaciones.

Otra pruebe de ello es el tratamiento que se le puede dar a las aguas residuales producidas por las diferentes familias que desechan este elemento a diario, la cual para tal objetivo se requiere de una maquina desbastadora que retire el sólido y el agua se almacena en el deposito con la cual se riega el filtro regularmente durante el día la cual alimenta a la biomasa no olvidar que este método de solución solo sirve para tratar la contaminación de tipo orgánico dentro de las cuales se encuentran las explotaciones agroalentarías ,mataderos lecherías, granjas entre otros.

“ Tratamiento integral de remediación de efluentes mineros metalúrgicos ”

Muchas personas pensamos que una mujer no tiene la capacidad suficiente para ser ingeniosa, las cuales aquellas personas simplemente están de ya muy equivocadas. Un claro ejemplo de ello lo demuestra la ingeniera peruana Silvana Flores quien por su gran destreza y dedicación consiguió la medalla de plata en la categoría de inventos de procesos industriales y metalurgia en Suiza. Grande fue la alegría para todos los peruanos al conocer este gran triunfo que merecer ser reconocido por el estado ya que nos llena de orgullo y motivación para la profundización en cuanto a la investigación que tanto hace falta a nuestro país.

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¿En qué consiste precisamente su invento?

Es un tratamiento de aguas de carácter ácido o alcalino, que se tratan a través de un agente remediante llamado dolomita, que es un mineral que a altas temperaturas tiene propiedades físico-químicas que permiten reducir la concentración de metales pesados como cobre, plomo y zinc.

¿Qué uso se le puede dar al agua una vez tratada?

El relave minero sale como lodo y encima de ello el agua. Esa agua es la que tratamos. La idea es volverla a usar en la industria minera o en la agricultura, hasta incluso en el uso doméstico, para lo cual usamos este novedoso mineral llamado “dolomita”.

El sistema es más eficiente que la cal, y con menor costo. Y también tenemos otra patente para tratar el lodo y hacer baldosas, ladrillos o agregados de construcción.

¿Cuáles son las posibilidades de aplicar esta técnica en la industria minera?

Implementar este proceso no es muy caro. Muchos pueden verlo como un gasto pero en realidad es una inversión. Es más barato, eficiente y eficaz que lo que hacen actualmente las mineras. Además, las mineras con responsabilidad social tienen beneficios tributarios.

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¿En qué consiste la aplicación este mineral llamado “dolomita”?

Los componentes derivados de la dolomita tales como: óxido de calcio y óxido de magnesio, los cuales brindarán las propiedades fisicoquímicas óptimas del agente remediante para el tratamiento y neutralización y adsorción de efluentes minero-metalúrgicos y aguas de mina, el cual es un proceso que consiste en las siguientes etapas:

a) Reducir el tamaño de partícula de dolomita (con porcentaje de pureza de 80-99.9%) mediante el chancado primario y secundario.

b) Moler en húmedo el mineral de dolomita para formar una pulpa de mineral molido con características de partículas de un tamaño adecuado para formar una pulpa homogénea (dolomita molida con agua).

c) Someter la pulpa homogénea (dolomita molida con agua) a la decantación, de tal manera que se forme una pulpa heterogénea con fase sólida compuesta por la dolomita con sus constituyentes, tales como: carbonatos de calcio y los carbonatos de magnesio y la fase acuosa que lo forma el agua.

d) Someter al secado a la pulpa de la dolomita conformada por la fase sólida mediantes el uso de los hornos.

e) Analizar granulométricamente la muestra de dolomita molida en mallas de la serie Tyler, ASTM, correspondiente a mallas del valor de 45 micrones y 37 micrones, respectivamente para determinar el porcentaje de gruesos y finos de la dolomita con respecto al tiempo de molienda (rango de 10-30 minutos) y para permitir determinar que el tamaño de partícula, le permita convertirse en un efectivo agente remediante de efluentes minero-metalúrgicos y aguas de mina.

f) Someter la dolomita molida a la tostación en el rango de temperatura de 900ºC-1100ºC, con la finalidad de descomponer la dolomita en compuestos de carbonato de calcio, óxido de calcio, óxido de magnesio, que permitan hacer más eficaz y eficiente el pág. 13

tratamiento de neutralización de la acidez y adsorción de metales pesados disueltos en efluentes metalúrgicos y aguas ácidas de mina.

¿Qué finalidad tiene la aplicación de la dolomita?

Busca dar solución a dos problemas técnicos, el primero es lograr desarrollar un proceso que obtenga un agente remediante óptimo que logre reducir la concentración de metales pesados disueltos en efluentes minero-metalúrgicos, y el segundo es obtener un efluente tratado que presente bajas concentraciones de metales pesados generadores de acidez y por ende sean fuente de aguas y drenajes ácidos de mina.

Llegando a concretar lo mencionado conseguiremos un avance signicativo para poder dar solución en lo que respecta a la descontaminación de las aguas que pues a medida que pasa el tiempo se nota que están causando un gran problema al medio ambiente dando lugar a grandes variaciones en el siclo del ecosistema.

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SISTEMAS BIOLÓGICOS DE DESCONTAMINACIÓN DEL AGUA

Descripción: Biorreactor para la descontaminación de aguas residuales Todos sabemos que el agua es un elemento y una de las necesidades más importantes para los seres humanos; sin embargo, continuamos contaminándola y desperdiciándola sin ningún tipo de control.

Una nueva solución a ese inconveniente aparece en el campo biotecnológico Sistema biológico para el tratamiento de aguas contaminado por vertidos industriales y agrícolas como herbicidas, pesticida, en otros. Combinando conocimientos de ingeniería y de ecología, se diseñan ecosistemas artificiales para desintoxicar y purificar las aguas residuales. Estas plantas de tratamiento naturales, son copiadas de los ecosistemas llamados humedales.

¿Cómo funciona?:

La descontaminación de aguas se lleva a cabo en un biorreactor en el que la biomasa se inmoviliza en un soporte cerámico contenida dentro de un recipiente adaptable al volumen de agua a descontaminar.

En el proceso de tratamiento, los residuos se transforman y se reintegran al ambiente en forma no agresiva. El agua ya purificada se puede reutilizar en la producción de forrajes, madera o en acuicultura.

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De esta manera se logra obtener una solución adecuada a la contaminación que pues durante muchos años fue un problema sin solución técnica definitiva, además de ser muy caros. Hoy en día aparece una solución simple, barata, sin mantenimiento, sustentable en el tiempo y hasta se puede convertir en un recurso productivo de algo rentable.

Ventajas:

Son muchas las ventajas que supone utilizar estas nuevas tecnologías frente a las convencionales por tratamientos físicos y químicos.

Técnicamente hablando, la base de la degradación la constituye la biomasa inmovilizada, formada por células autóctonas y no patógenas.

No se utilizan compuestos químicos contaminantes, ni grandes cantidades de energía para movimientos de tierras ni aireaciones.

Puede adaptarse a los niveles de concentración del residuo.

El gran número de microorganismos de los que se puede disponer, permite el tratamiento de diferentes contaminantes.

Las ventajas económicas son evidentes, a las que hay que sumar las ventajas medioambientales, ya que al eliminar los residuos no se generan otros compuestos contaminantes.

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Tratamiento Biológico del Agua

El tratamiento biológico del agua implica el uso de microorganismos para descomponer nitratos, fosfatos y materia orgánica presentes en el agua.

La purificación del agua se lleva a cabo para disminuir la carga de compuestos orgánicos disueltos. Son los microorganismos, principalmente las bacterias, los que se encargan de la descomposición de esos compuestos, para la cual existen fundamentalmente 2 categorías de tratamiento biológico del agua: tratamiento aeróbico y tratamiento anaeróbico.

tratamiento aeróbico del agua Para este proceso se requiere la presencia del oxígeno para efectos de la descomposición de materia orgánica. Es decir, el agua es aireada con aire comprimido, incluso en algunos casos se realiza solamente con oxígeno.

tratamiento anaeróbicoEl procedimiento de este método consiste en la descomposición de materia orgánica por medio de microorganismos que no requieren oxígeno, vale decir son sistemas que funcionan bajo condiciones libres de oxígeno.

En cuanto a la eliminación de amoníaco y nitratos, el proceso es un tanto más compleja por cuanto el tratamiento biológico del agua en estas condiciones requiere la concurrencia de la conversión tanto aeróbica como anaeróbica para eliminar los contaminantes. Estos dos procesos juntos se conocen comúnmente como proceso de nitrificación, en virtud del cual en primer lugar, las bacterias nitrosomas convierten el amoníaco en nitrito. Acto seguido, las bacterias nitrobacter convierten los nitritos en

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nitratos. Finalmente, el tratamiento biológico del agua mediante la eliminación de fosfatos se realiza con el uso de una bacteria aeróbica.

Restauración y remediación de las Aguas de mina .

Las aguas procedentes de las zonas de labores (del fondo de mina, ya sea subterránea o a cielo abierto), o las empleadas en los procesos mineralógicos o metalúrgicos, causan mucho problema en lo que respecta a la contaminación, para ello es necesario tratarla para poder controlarlo. No hay que olvidar que a menudo la minería se lleva a cabo en áreas con un cierto grado de aridez, por lo que en estos casos las aguas no llegan nunca a ser vertidas, sino que se reutilizan en los diversos procesos mineros, normalmente con un cierto grado de depuración entre una y otra aplicación.

Por otra parte, cabe hacer notar que el ambiente minero genera en sí una amplia gama de riesgos de contaminación de las aguas subterráneas o superficiales. Estos se relacionan básicamente con la lixiviación de los productos mineros (rocas y minerales). Este riesgo abarca desde las aguas de mina (de operaciones subterráneas o a cielo abierto), que se pueden infiltrarse en el suelo y pasar al subsuelo, o incorporarse a la escorrentía.

La solución a los problemas derivados de los vertidos de las aguas residuales de las instalaciones mineras a cauces superficiales pasa por su depuración, que estará soportada por una tecnología adecuada a este fin, en función de las características físico-químicas de cada caso concreto. Algunas de las técnicas que se pueden emplear son:

Neutralización

Se suelen emplear carbonatos, en especial el carbonato cálcico, por su reactividad incluso con ácidos débiles. No hay que olvidar que produce la emisión de CO2, así que nunca debe hacerse en ambiente cerrado para evitar la posibilidad de intoxicación por acumulación de este gas.

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Eliminación de sales indeseables

En cada caso tendremos o podremos tener distintas sales cuyo vertido no es deseable, de forma que cada caso puede resultar muy diferente. Necesitaremos estudiar qué proceso o procesos químicos son susceptibles de ocasionar reacciones específicas con los compuestos problemáticos en disolución, para en unos casos producir otros compuestos menos problemáticos, o precipitar compuestos sólidos, o formar gases que se eliminen a la atmósfera (caso de que no constituya otro problema mayor).

Eliminación de metales pesados (MP)

Los MP constituyen casi siempre un problema de importancia mayor, por lo que tienen un tratamiento diferente a los demás, a pesar de tratarse de una variante del mismo, ya que por lo general se suelen encontrar formando sales solubles. Las cuales se pueden eliminar por métodos químicos y físico-químicos.

Los métodos químicos corresponden fundamentalmente a precipitación, con algún reactivo adecuado (Tablas 1 y 2). Por ejemplo, el mercurio se hace reaccionar con Na2S (soluble), dando origen al HgS insoluble. Muchos otros metales formadores de sulfuros (por ejemplo: Pb, Zn,..) pueden precipitarse de la misma manera.

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Agente de precipitación Ventajas Inconvenientes

Hidróxido cálcico Bajo costeImpurezas. Proceso lento

Precip. CaSO4, CaCO3

Carbonato sódico Soluble. Rápido Coste superior

Hidróxido sódico Limpio. Rápido Coste relat. alto

Amoníaco Soluble. RápidoForm. complejos, Nitrato amónico residual

Sulfuro sódico Productos muy insolubles Desprend. H2S

Ácido sulfúrico Rápido. Bajo coste Precip. CaSO4

Ácido clorhídrico Rápido. Limpio Coste relat. alto

Dióxido de carbono Disponible gases combust.

Tabla 1: Agentes empleados para la eliminación de iones metálicos pesados por precipitación.

Residuo Metales Reactivo % Recuperación

Recubrimientos Cd, Cu, Zn Sulfuro >99 Cd, Cu, Zn

Acabado metálicos Cu, Cr, Ni NaOCl, NaOH, NahSO3 88 Cr, Ni, Cu

Agua residual Cr, Ni Na2CO3 98 Ni

Soluciones metálicas

Cu CaCO3 75-80 Cu

Fango Cu electrolítico

Au, Ag, Cu,

SeCloración 99.7 Au

Compuestos Cu/As As, Cu Sulfuro 99.9 As, 99 Cu

Haluros Cu/Al Cu Al 95 Cu

MineríaAl, Cu, Ca, Mg, Mn, Ni, Fe, Zn

Sulfuro+hidróxido+agente oxidante

>85 metales

Cu no electrolítico Cu NH3 90-96 Cu

Impresión Cu NH3 99.5 Cu

Solución de V V NaOH, KOH, Ca(OH)2 90 V2O5

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Residuo eléctrico Cu, Ni, W Carbonato, hidróxido98 Cu, Ni

100 W

Aceite pesado Ni, V NaClO3, NaOH, NH4OH 60-95 Ni, V

Acabados metálicos

Cd, Cu, Cr,

Ni, ZnNaOH 93-98 Zn

Residuo de Ferrita CuHidrocloruro de hidroxil amina + NaOH

99.3 Cu

Residuo industrial Cu Na2S2O3 99.7 Cu

Agua residual Ag Cloruro + Cu, Zn 92-96 Ag

Residuo electrolisis Co, Cu, Ni H2O2, ácido oxálico 93-99 Co, Cu, Ni

Tabla 2.- Precipitación de metales pesados mediante diferentes reactivos

Los métodos físico-químicos se basan en la captación del metal por compuestos con capacidades “sorcitivas”: susceptibles de incorporar el metal a su estructura cristalina, en unos casos sustituyendo a algún otro catión no tóxico (intercambio iónico), en otros casos precipitando sobre el compuesto que actúa como trampa para el metal. Por ejemplo, ENUSA en su explotación para uranio de Ciudad Rodrigo (Salamanca, España) utilizaba intercambio iónico para eliminar el metal de las aguas de lavadero e industrias lecheras. El intercambio iónico tiene la ventaja de que es reversible de forma controlada, es decir que una vez que hemos captado el metal podemos realizar su “elución”, devolviéndolo a la disolución, lo cual en ocasiones permite su aprovechamiento. Los demás mecanismos retienen el metal de forma más “permanente”, de forma que se puede considerar “inmovilizado”, para ser tratado como un residuo no tóxico, o para ser utilizado en procesos metalúrgicos.

El paso final es el vertido de estas aguas depuradas a un cauce fluvial, en condiciones que no sean consideradas como un riesgo para el medio ambiente.

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Depuración del Drenaje Ácido de Mina (DAM)

Uno de los mayores problemas que plantea la minería es el tratamiento de aguas ácidas. Para su tratamiento se pueden emplear dos grupos de técnicas: las activas y las pasivas.

Las técnicas activas son aquellas que se basan en el procesamiento químico del DAM mediante la adición de reactivos neutralizantes: carbonato cálcico, hidróxido sódico, bicarbonato sódico o hidróxido amónico. Estos reactivos llevan el pH a valores aceptables, y favorecen la precipitación de la mayor parte de los metales pesados que pueda contener el agua. Su principal problema es que suelen ser reactivos con un cierto coste, que no siempre pueden emplearse de forma extensiva, para neutralizar grandes volúmenes de DAM. En estos casos se aplican de forma local, más que nada como un depurador de las aguas residuales de lavadero.

Las técnicas pasivas son las que se emplean para el tratamiento de grandes volúmenes, y se basan en la puesta en contacto del DAM con “reactivos” naturales o con condiciones adecuadas para lograr el desarrollo del proceso. Estas técnicas pueden ser muy variadas:

Canales abiertos de caliza.

Constituyen la forma más simple de tratar el DAM, y pueden ser de dos tipos: canales recubiertos de caliza a través de los cuales se hace pasar el agua a tratar, o simplemente, añadir trozos de caliza a los canales de desagüe ya existentes. El principal problema que pueden presentar es el de que los cantos de caliza se recubren de una lámina de óxidos e hidróxidos de hierro que los aíslan, reduciendo la efectividad del proceso a medio-largo plazo. Eso hace necesario utilizar grandes cantidades de caliza. Es también importante la impermeabilización del fondo del canal, para evitar la infiltración del DAM.

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Pozos bifurcados.

Es otra forma de tratar el DAM con caliza, la que se realiza en un “pozo” con circulación forzada de agua donde se acumula la caliza. La turbulencia del régimen y la presencia de partículas finas y abrasivas dificultan la formación de revestimientos aislantes en la caliza.

Drenaje anóxico en calizas.

Se trata de un sistema para interceptar y neutralizar flujos subterráneos de DAM, evitando además su contacto con el oxígeno atmosférico, lo que evita la oxidación de los metales, y por tanto, la formación de revestimientos de óxidos de Fe en la caliza.

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Reactores de flujo vertical.

Consisten en celdas de tratamiento con una base de caliza y drenaje basal sobre la que se sitúa una capa de sustrato orgánico y una lámina de agua estática. El agua fluye verticalmente a través del compost y de la caliza, y se recoge y descarga a través de un sistema de tuberías. Este sistema incrementa la alcalinidad mediante la disolución de caliza y la reducción bacteriana de sulfatos. A continuación se requiere un tratamiento adicional, como puede ser en una laguna aeróbica, para la oxidación y precipitación de los metales pesados.

Proceso patentado.

Este proceso utiliza organismos microbianos modificados genéticamente para eliminar Fe, Mn y Al del DAM. El proceso de tratamiento consiste en una capa somera de árido carbonatado (caliza) inundado con DAM. Tras realizar test de laboratorio para determinar las combinaciones de microorganismos más adecuadas, éstos se introducen en el lecho carbonatado inoculándolos en puntos concretos del mismo. Los microbios crecen en la superficie de los fragmentos carbonatados y oxidan los contaminantes metálicos, mientras que la reacción entre el DAM y la caliza neutraliza la solución.

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Contaminantes en Agua de Alimentación a la Mina

Los contaminantes en el agua pueden estar como sólidos disueltos y/o sólidos suspendidos. Dependiendo de la fuente de agua, los contaminantes pueden estar presentes en todo el rango de tamaño.Los contaminantes disueltos son típicamente removidos por oxidación, coagulación o precipitación seguidos por Micro filtración (MF), Osmosis Inversa (OI)/Nano filtración (NF), o Intercambio Iónico (IX).

Aplicaciones de Tratamiento de Agua en Minería

a) Neutralización-Precipitación

Este proceso comprende la neutralización del efluente ácido proveniente de las

operaciones de minería y beneficio a través de la adición de álcalis tales como cal,

piedra caliza, soda caustica y carbonato de sodio. En un sistema neutral, los iones de

los metales pesados se hidrolizan y precipitan como hidróxidos. Los aniones formarán

compuestos insolubles con muchos metales pesados a pH neutro y también pueden

ser removidos simultáneamente.

Una consideración importante en el proceso de neutralización-precipitación es el

manejo y disposición de lodos precipitados, particularmente, en lo que respecta al

tratamiento del DAM. El manejo y disposición de lodos se presenta como uno de los

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problemas más significativos en la práctica de las operaciones de tratamiento del

DAM.

b) Ósmosis inversa.

El agua es forzada, bajo

presión, a atravesar una

membrana por donde

los iones no pueden

difundir. Este tipo de

membranas se

denominan

semipermeables, y

están constituidas de

acetato de celulosa o

triacetato de celulosa.

La capa superficial de la membrana tiene un espesor de unos 0,2 μm y es

relativamente poco porosa. De esta forma se pueden retirar

adicionalmente las sales de metales pesados. . Lo filtrado es de excelente

calidad y puede ser reutilizado para la mayoría de procesos. Esta técnica

se utiliza en algunos lugares (Israel) para producir agua de consumo a

partir del agua de mar, y en unidades renales para producir agua pura.

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c) Intercambio Iónico.

El intercambio iónico en el tratamiento del agua es el intercambio reversible de iones

entre un medio sólido y una

solución acuosa. El uso más común

de intercambio iónico ha sido su

aplicación en el ablandamiento de

agua cargada de mineral para

propósitos comerciales o

domésticos. el intercambio iónico

puede ser utilizado para eliminar los iones disueltos no deseados a fin de producir

agua de alta calidad para numerosos usos incluyendo el agua de grado potable, si es

seguido de la filtración y desinfección requerida. Igualmente, una consideración

importante en el uso del intercambio iónico es el tratamiento y disposición de

efluentes de desechos.

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o El agua de entrada a los procesos, necesita que los Sólidos Suspendidos

Totales (SST) estén bajo control para proteger el equipamiento (bombas, tuberías, equipo de enfriamiento, etc.). En algunas aplicaciones también existe la necesidad de controlar los Sólidos Disueltos Totales (SDT).

o Agua de entrada para uso potable requiere control Sanitaria y remoción de microorganismos para cumplir con los requerimientos de consumo incluso en lugares remotos.

El agua de muchos procesos se puede hacer disponible a partir de tratamiento del agua de descarga o drenaje minero y reciclarlo de vuelta al proceso. Fuentes alternativas como efluente secundario obtenido de agua residual municipal tratada, agua superficial purificada o agua subterránea también pueden ser usadas como agua de procesos. Por ejemplo, el agua tratada puede ser usada dentro de la recuperación de mineral o etapas del proceso para alimentación de calderas o torres de enfriamiento.

1.1 Los tipos de humedales construidos.

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Hay dos tipos básicos de humedales construidos clasificados por régimen hidrológico. Los sistemas de aguas superficiales y los sistemas de aguas subterráneas. Ambos tipos son excavaciones bajas, alineadas para prevenir la infiltración y llenadas de grava o de la piedra. La grava o la piedra soportan las raíces de la planta y proporciona superficies en las cuales los microorganismos crecen. Las plantas y los microbios están implicados en el proceso del tratamiento de aguas residuales. Muchos humedales construidos consisten en dos o tres células en series. Las plantas que son usadas en el humedal varían de entrada a salida con las plantas cercanas a la entrada que son arraigadas y capaz de manejar grandes cantidades de aguas residuales; plantas arraigadas más profundas están situadas cerca del extremo del enchufe.

Varias encuestas indican que tanto los humedales superficiales y como los subterráneos se pueden utilizar con eficacia en el tratamiento de DAM.

La mayoría de sistemas de lámina de cama utilizados para tratamiento aeróbico son operados bajo condiciones de flujo superficial, mientras que el flujo subterráneo es recomendado para régimen anaeróbico para promover el proceso de reducción de sulfato.

Sistemas de humedales superficiales para flujo libre de agua

Este sistema consiste en canales donde el nivel del agua está sobre la superficie de la tierra y la vegetación se arraiga y emerge hacia la superficie. Las bajas velocidades y la presencia de plantas proporcionan las condiciones propicias para la sedimentación y la filtración en superficies de la planta transforman a los agentes contaminadores en formas inofensivas.

Tratamiento de drenaje de ácidos de minas en humedales construidos

La mayoría de los humedales de libre agua superficial son charcas bajas con una profundidad de agua de 10 a 50 centímetros.

Se indica que un mayor éxito ha sido obtenido con humedales superficiales en tratamiento de drenaje de ácidos de mina debido al bajo mantenimiento requerido para su funcionamiento.

1.2. Humedales subterráneos para el tratamiento de flujos.

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Este sistema consiste en canales donde las aguas residuales se infiltran por un medio poroso, tal como rocas, grava o arena gruesa que utilizan el sistema de raíces de vegetación. Las plantas de humedales fueron desarrolladas para contribuir al retiro y transformación de la contaminación proporcionando áreas superficiales activas biológicamente, a través de la captación de nutrientes. La última característica resulta del transporte activo del oxígeno a las raíces sumergidas de las plantas.

Las profundidades están típicamente entre 0,6 y 1,0 metros y el fondo del cauce se inclina para reducir al mínimo el flujo del agua por tierra.

Este sistema ofrece algunas ventajas como:

(1) Menos área requerida, ya que las áreas superficiales para la absorción y filtración son mucho más altos.

(2) Se reducen los insectos y los problemas del olor, puesto que las aguas residuales permanecen debajo de la superficie de la grava. Pero se debe hacer notar que un problema común encontrado es el inadecuado gradiente hidráulico, que da lugar a flujos superficiales y también es más difícil de mantener. Tratamiento de drenaje de ácidos de minas en humedales construidos.

Tratamiento de agua residual

En la etapa de tratamiento primario (o mecánico).

Las partículas mayores (incluyendo la arena y el limo) se eliminan haciendo que el

agua fluya a través de pozos donde van a ir

depositándose lentamente en forma de lodos.

Por otro lado, otra capa menos densa que el

agua, formada por ceras, aceites, grasas y

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espumas (formadas por la reacción entre los jabones con el calcio y el magnesio) se

retira de forma mecánica.

Etapa de tratamiento secundario (o biológico).

Es el proceso donde la mayor parte de la materia orgánica disuelta y suspendida en el

agua se oxida biológicamente (formándose CO2 y H2O, y algo de NO3‒ debido a la

nitrificación) de forma rápida en reactores especiales por medio de ciertas bacterias

aeróbicas que se mantienen en un sistema bien aireado para facilitar la oxidación. En

esta etapa se generan nuevos lodos que se depositan en lechos destinados a tal fin

Etapa de tratamiento terciario (o químico)

Como disposición última para las aguas residuales. Este tratamiento difiere según las

localidades, pero puede incluir alguno de los siguientes procesos:

a) Reducción de la DBO por eliminación de la mayor parte de la materia coloidal

utilizando una sal de aluminio en un proceso en el que se genera Al (OH)3 y

operando de la misma forma que ya se vio para la purificación del agua

subterránea.

b) Eliminación de los compuestos orgánicos disueltos (incluyendo el cloroformo) y

algunos metales pesados por adsorción sobre carbón activo.

CONCLUSIONESEste trabajo lo hicimos con el objetivo de analizar el estado del agua, su utilización, su relación con el medio ambiente, las posibles soluciones, etc.

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Nuestra finalidad es que el problema de la contaminación del agua es uno de los mayores problemas que en la actualidad enfrenta la sociedad, y es uno de los que más rápidamente necesita ser solucionado.

Nos hemos dado cuenta de que la posibilidad de tener agua potable es de unos pocos, esto debido a la poca cantidad que existe en el mundo. Lo mejor para la solución de este problema sería en centrarnos en la investigación como también hacer campañas de concientización acompañado de propuestas como por ejemplo no derrochar el agua, debemos cuidarla lo más posible, arreglando las canillas cuando estas gotean, no dejarla abierta durante todo el tiempo que nos cepillamos los dientes, o dándonos duchas de veinte minutos por ejemplo, y también, porque no, concientizando de esto a nuestros allegados. Finalizando, debemos cuidar el agua potable, ya que si en unos años no la poseemos, será otra de las tantas cosas de las que privaremos a nuestras generaciones futuras.

BIBLIOGRAFIA

2. California Mining Association (Manejo de Desechos de Mina).

3. Manual: Neutralización of Acid. Mine Drainage (Manual: Neutralización del Drenaje

Acido de Mina). EPA-600/2-83-001. Enero 1983.

4. Ritcey, G.M. Tailings Management (Manejo de Relaves). Nueva York.

5. The American Water Works Association (Calidad y Tratamiento del Agua) Company.

6. www. aguasresiduales .info pág. 32

7. www.lenntech.es/tratamiento-de- aguas - residuales .htm

8. www.sedapal.com.pe/tratamiento-de-aguas-residuales9. Ministerio de Energía y Minas, Perú. Guía para Elaborar Estudios de Impacto

Ambiental.

10. sinia.minam.gob.pe/index.php?accion=verElemento...197

11. Conagua. (2011). Inventario nacional de plantas municipales de potabilización y de

tratamiento de aguas residuales en operación. Diciembre de 2010, Mexico.

12. Conagua. (2010). Manual de Agua Potable, Alcantarillado y Saneamiento (MAPAS).

13.INEGI, Censo de Población y Vivienda de 2010. México, 2011.

14. Lahera, V. (2003), “Viabilidad hidráulica de la Zona Metropolitana de la Ciudad de

México” en Estudios Demográficos y Urbanos, vol.18, núm.2, mayo-agosto, El Colegio

de México (CEDDU), pp.387-411.

15. Lahera, I V. (2005), “Uso sustentable del agua en las ciudades” en Cadena, Edel y

Barrios Armida (Eds.) Ciudad, región y desarrollo. Formación profesional.

Toluca, Universidad Autónoma del Estado de México.

16. National Research Council, Academia de la Investigación Científica, A.C.,

17. Academia Nacional de Ingeniería de México (1995), México City’s Water Supply.

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