DESTRUCCIÓN DE CIANUROEN EFLUENTES MINEROS

Arturo BerastainConsorcio Minero Horizonte S.A.

UNI

Importancia del Problema:

Los compuestos cianurados son sub -productos de la minería y operaciones de recuperación que tiene el

potencial de influir negativamente en los suelos y aguas superficiales y subterráneas, ya que cianuro es un

compuesto tóxico inhibidor del metabolismo, por lo tanto los efluentes que contienen cianuro no pueden ser

liberados al ambiente sin antes pasar por un tratamiento que reduzca su contenido de cianuro a niveles permisibles

ANTECEDENTES DEL PROBLEMA:

Existe un proceso de degradación natural de cianuro que reduce la toxicidad del cianuro en un periodo de tiempo más o menos largo; realizándose dentro de esta degradación una variedad de mecanismos como volatilización, oxidación, adsorción dentro de otros minerales, hidrólisis, biodegradación y precipitación.De estos se tienen dos métodos generales:

a.- Métodos Químicos : Peróxido de Hidrógeno, clorinación alcalina, INCO-SO2, AVR(acidificación-volatilización-regeneración), otros

b.- Biodegradación

Comparación de Métodos y Costos de destrucción de cianuro

Método Costo químico US$/KgCN-

Ca(OCL)2 15.78

H2O2 6.51+Cu++

SO2/air 1.20+CU++

Biodergradación 0.60

Clasificación Común de Cianuros

Cianuro Libre (CNf): HCN, NaCN, KCN, Ca(CN)2Cianuro fácilmente disociable (CNwad):

HCNNaCN, KCN, Ca(CN)2Ag(CN)2

-1. Cu(CN)3

-2

Ni(CN)4-2

Zn(CN)4-2

Clasificación Común de Cianuros

Cianuro Total (CNt):HCNCN-Ag(CN)2

-1

Cu(CN)3-2

Ni(CN)4-2

Zn(CN)4-2

Au(CN)2-

Fe(CN)6-4

Especies Relacionadas al Cianuro

Anión Cianuro CN-Ácido cianídrico HCNComplejo metal-cianuro Metal-CNCyanato CNO-Thiocyanato SCN-Thiosulfato S2O3

-2

Catión amonio NH4+

Nitrato NO3 -

Reacciones Comunes con Cianuro:

Disociación NaCN <=> Na+ + CN-HCN <=> H+ + CN-

Complejos Zn+2 + 4CN- <=> Zn(CN)4-2

Volatilización HCN(aq) <=> HCN(g)Oxidación 2CN- + O2 <=> 2CNO-Fotólisis Fe(CN)6

-4<=>Fe+2 + 6(CN)-

Tiocinatos S0 + CN- <=> SCN-

Métodos de Análisis de Cianuros:

CNf Electrodo ión selectivoTitulaciónColorimétrico

CNwad Destilación a pH 4.5, después por titulación o colorimetría.

CNt Destilación a pH 2.0, seguido por titulación o colorimetría.

Control de efluentes:.- Drenaje de mina.- Rebose de depósitos de relaves.- Efluentes de planta

Estándares de Emisión:Parámetros Concentración(ppm)

Puntual Prom.AñopH 5.5<x<10.5Sólidos en suspen. 100 50Plomo 1 0.5Cobre 2 1Zinc 6 3

Estándares de Emisión:

Fierro 5 2

Arsénico 1 0.5

Cianuro Total 2 1

Toxicidad De Cianuros:

HumanosLD50 1 a 3 mg/kg. (oral)LC50 100 a 300 pmm(inhalación)LC50 100 mg/kg. (absorción)PatosLD50 2 a 4 mg/kg. (oral)LC50 150 a 200 mg/L (oral)LC1 -+ 50 mg/LTruchasLC50 0.05 mg/L (cianuro libre)

DESCRIPCIÓN DEL PROCESO BATCH PERÓXIDO DE HIDRÓGENO:

Etapa # 1:Destrucción de cianuros libres y disociables en ácido débil por acción oxidante del H2O2, utilizando como catalizador CuSO4.5H2O.

Etapa # 2:Precipitación de los ferrocianuros como ferrocianuros de cobre usando sulfato de cobre y precipitación de Arsénico con FeSO4.

Etapa # 3

Removidos los precipitados de la solución se pasa por columnas de carbón activado para absorber los iones metálicos y cianuros residuales después de la precipitación de arsénico.

Fundamentos del Proceso:

Etapa #1: Destrucción de los cianurosCN- + H2O2 <=> OCN- + H2O

A.- Relación Estequeométrica:1.308X H2O2(100%)/Xde Cnwad

.-Relación óptima:4X H2O2(100%)/Xde Cnwad

Por lo tanto:

9.33 Kg. de H2O2(56%)/kg. CNwad

B.-Tiempo de reacción:

.- 23 min. a 21 0C Primer ppdo de Zn (como Zn(OH)2)..-39 min.Segundo ppdo de Cu (como Cu(OH)2).

Total = 62 mint.C.- pH de reacción: 11.1 - 11.4D.- Concentración del catalizador: +/- 20 mg

Cu+2/lt.

Etapa # 2: Eliminación de Ferrocianuros y arsénico.

A.- Precipitación de ferrocianuros:

Con CuSO4.5H2O y arreglo de la siguiente reacción:4Na+2 +Fe(CN) 6

- 4 + 2CuSO4.5H2O=>Cu2Fe(CN)6+2Na2SO4 + 5H2O

Rel. Esteq: Fe/2.278 CuTiempo de reac. =InstantáneopH de reacción = 9.4

B.-Precipitación del arsénico con sulfato ferroso2AsO4

-3 + Fe2(SO4)3.XH2O<=>2FeAsO4 + 3SO4

-2 + H2O

Rel. Fe/As = 3Fe/1 As = 4 mol/1 mol (después de la precipitación de ferrocianuros).

Tiempo de reacción=60 min. Aprox.pH = 9.3

Etapa # 3: Adsorción en Carbón Activado:

.- Carbón granulado de 6 - 20 M

.- Tiempo de residencia hidráulica 10 - 30 min..- % de esponjamiento = 25%.- Densidad de carbón = 25 - 35 lb/pie3.

CONCLUSIONES:

.-

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