CARACTERIZACIN DE DRENAJES ACIDOS DE MINA

Osvaldo ADUVIRE (*) (Dr. Ing. de Minas)

(*) INSTITUTO GEOLOGICO Y MINERO DE ESPAADireccin de Recursos Minerales y Geoambiente.Calle Ros Rosas, 23. 28003 Madrid (Espaa).Telfono: 34-913495740.Email: o.aduvire@igme.es

GENERACION ACIDAAlteracin natural (Atacama Chile)

Mina Tharsis: Cortas Filn Norte (masa pirtica con Pb y Zn)y Sierra Bullones (Prfido cuarcfero)

GENERACION DE AGUAS ACIDAS

DRENAJES DE MINA

DRENAJES DE MINA

DRENAJES DE MINA

GENERACION DE AGUAS ACIDAS

GENERACION DE AGUAS ACIDAS

GENERACION DE AGUAS ACIDAS

GENERACION DE AGUAS ACIDAS

PRECIPITACION DE OXIHIDROXIDOS(Slidos ocre-amarillentos)

FACTORES QE AFECTAN A LA GENERACION DE AGUAS ACIDAS

DISEO DE LA EXPLOTACIONSondeos de reconocimiento geolgico

ESTUDIO PETROLOGICO Y MINERALOGICO PARA PREDECIR EL DRENAJE DE ROCA

CARACTERIZACION GEOLOGICATestigo de perforacin

MUESTREO EN DETRITUS DE PERFORACION

MODELIZACION GEOLOGICASondeos de reconocimiento para determinar bloques

acido-base

CARACTERIZACION DE UN DRENAJE ACIDO(Ensayos Estticos)

POTENCIAL DE NEUTRALIZACIN NETA (NNP):

NNP = NP - AP

AP= Potencial de generacin cida NP= Neutralizacin potencial

Carbonato disponible para neutralizar la acidez.

MEDICIN DE LA GENERACIN CIDA:

NNP = 0 y NP/AP = 1. Situacin equilibrio NNP < 0 (Negativo) y NP/AP < 1. Si forma acidez NNP > 0 (Positivo) y NP/AP > 4. No forma acidez NNP = (-20 a 20 ) y NP/AP = 3:1. Incierta o baja acidez

GENERACION DE AGUAS ACIDAS

CARACTERIZACION DE UN DRENAJE ACIDO(Ensayos Estticos)

Produccin cida de un material en funcin a la presencia de azufre:

2 FeS2 + 15/2 O2 + 7 H2O 2 Fe(OH)3 + 4 H2SO4 1 mol de azufre (S) produce 2 moles de cido (2H+)

CaCO3 + H2SO4 CaSO4 + CO2 + H2O 1 mol de azufre es neutralizado por 1 mol de CaCO3.

Potencial de generacin cida (AP):

AP = (X/100) x 1000 kg x [ Peso molecular CaCO3 / Peso atmico S ]

AP = S% x 31,25 kg CaCO3 / t

Clasificacin cido/base de rocas mediante ensayos estticos

Diagrama para medir la generacin cido/base de una muestra

DRENAJES DE MINA

DRENAJES DE MINA

CARACTERIZACION GEOLOGICADistribucin espacial cido base

VERTIDO SELECTIVO DE ROCAS ACIDO BASE

DISEO DE ESCOMBRERAS DE MINA

GENERACION DE AGUAS ACIDAS

VALORAR LA GENERACION DE AGUAS ACIDAS

GENERACION DE AGUAS ACIDAS

AGUAS ACIDAS DE MINA

Principal fuente de contaminacin de aguas y suelos.

Tienen un pH entre 1,7 y 4,5 Alto contenido en sulfato y

metales disueltos (Fe, Al, Mn, Zn, Cu, Pb, etc.).

Son nocivas para la actividad biolgica.

Contaminan cauces de agua.

Pueden daar estructuras y cimentaciones.

Contienen slidos en suspensin.

AMD: Diagrama Eh-pH para el Sistema Fe-O-H-S

AMD: Comparacin de Constantes de Velocidades segn pH

ACCION BACTERIANA EN AGUAS ACIDASThiobacillus ferrooxidans (30,000 ampliaciones)

Thiobacillus ferrooxidans transformando el Fe2+ (ferroso) a Fe3+ (frrico) color naranja

MICROORGANISMOS EXTREMFILOS THIOBACILLUS FERROOXIDANS

GENERACION DE AGUAS ACIDAS

Tcnicas para prevenir la formacin de aguas cidas

MEDIDAS DE CONTROL DEL DRENAJE DE MINA

- Acondicionamientode los estriles.- Recubrimiento y sellado.- Depsitossubacuticos.- Vertido selectivo.- Mezcla de materiales (cido-base).- Adicin de materiales alcalinos.- Uso de bactericidas

CONTROL DE DRENAJEAcondicionamiento de estriles en escombreras

CONTROL DEL DRENAJECompactacin de estriles para el sellado

CONTROL DEL DRENAJE ACIDOAdicin de material alcalino en capas

CONTROL DEL DRENAJE ACIDOAdicin de material alcalino en capas

CONTROL DEL DRENAJE ACIDOAdicin de material alcalino en capas

MEDIDAS DE CONTROL DEL DRENAJERecubrimiento y sellado de estriles y residuos

MEDIDAS DE CONTROL DEL DRENAJERecubrimiento y sellado de estriles y residuos

MEDIDAS DE CONTROL DEL DRENAJE ACIDOAcondicionamiento selectivo de estriles

CONTROL DE LA EROSION, AGUA Y AIREColocacin de capas de arcilla, estabilizacin de plataformas, conduccin de aguas superficiales

CONTROL DE LA EROSION, AGUA Y AIREColocacin de capas de arcilla, estabilizacin de

plataformas, relleno con residuos

COLOCACION SELECTIVA Y SELLADO DE MATERIALES ACIDO FORMADORES

COLOCACION SELECTIVA Y SELLADO DE MATERIALES ACIDO FORMADORES

CONTROL DE AMD CON BACTERICIDAS

GENERACION DE AGUAS ACIDAS EN ESCOMBRERAS

GENERACION DE AGUAS ACIDAS EN MINA SUBTERRANEA

FASES HIDROQUMICAS DE LOS DRENAJES DE LA FPI

FASE FERROSA:pH 1,43,8 Eh 400600 mVOxgeno disuelto 0-40% Color del agua verde

FASES HIDROQUMICAS DE LOS DRENAJES DE LA FPI

FASE FERRICA: ( Fe3+ + 3 H2O Fe(OH)3 + 3 H+ )

pH 2-3,5 Eh 640800 mVOxgeno disuelto 70-100% Color del agua acre-amarillo

FASES HIDROQUMICAS DE LOS DRENAJES DE LA FPI

FASE ALUMINICA: ( Al3+ + 3 H2O Al(OH)3 + 3 H+ )

pH 4-5,7 Eh 500 mVSaturado de oxgeno Color del agua blanco

Tipos de Drenajes de mina (Faja Pirtica):Relacin Eh y ratio Fe2+/Fe total

Evolucin de un Drenaje de Mina: (La Poderosa):Relacin OD y ratio Fe2+/Fe total

Evolucin de un Drenaje de Mina: (La Zarza):

Relacin Fe2+/Fe total en cuatro ensayos de laboratorio

FORMACION DE MINERALES SECUNDARIOS EN DRENAJES DE LA FPI

3Fe3+ + K+ + 2SO42- + 6H2O KFe3(SO4)2(OH)6 + 6 H+ (Jarosita)16Fe3+ + 2SO42- + 28H2O Fe16O16(SO4)2(OH)12 + 44H+ (Schwertmanita)Fe2+ + 2SO42- + 7H2O Fe2+SO4 .H2O (Melanterita)2Fe3+ + 3SO42- + 9H2O Fe3+(SO4 )3 . 9 H2O (Coquimbita)

ACIDEZ Y ALCALINIDAD DE UN DRENAJE DE MINA

acidez/alcalinidad neta = acidez total alcalinidad total (5)

Acidez total (laboratorio y Ec. 5): Iones hidrgeno libres (definidos por el pH). Iones hidrgeno generados en la oxidacin e hidrlisis de metales. Me+n + n H20 = Me(OH)n + n H+ (6)

Acidez total terica: acidez total equivalente CaCO3 (mg/l) = Me+n (mg/l)(50,045 /

PaMe)n PaMe = Peso atmico del metal. Me+n = Cationes metlicos. 50,045 = Factor de conversin (dividir el PmCaCO3 por su valencia). 10-pH = Concentracin de iones H+

Alcalinidad total (laboratorio): Iones hidrxido, carbonato y bicarbonato.

Clasificacin de drenajes de mina