Tratamiento Riles 1

08/09/2015

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INGENIERIA AMBIENTAL EN MINERIA

INGENIERIA AMBIENTAL EN

MINERIA

Tratamiento de Riles - 1

2015-2


TRATAMIENTO EFLUENTES LIQUIDOS

Norma de Emisin para la Regulacin de Contaminantes asociados alas Descargas de Residuos Lquidos a Aguas Marinas y ContinentalesSuperficiales, aprobada por Decreto Supremo SEGPRES N90, de fecha30 de mayo del 2000 y oficializado con fecha 7 de marzo del 2001

RIL residuo lquido industrial

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Definiciones:

Carga contaminante media diaria: es el cuociente entre la masa o volumende un contaminante y el nmero de das en que se descarga el residuolquido al cuerpo de agua, durante el mes del ao en que se genera lamxima produccin de dichos residuos. Se expresa en unidades de masa porunidades de tiempo (para slidos suspendidos, aceites y grasas,hidrocarburos totales, hidrocarburos voltiles, hidrocarburos fijos, DBO5,arsnico, aluminio, boro, cadmio, cianuro, cloruros, cobre, ndice de fenoles,cromo hexavalente, cromo total, estao, flor, fsforo, hierro, manganeso,mercurio, molibdeno, nquel, nitrgeno total Kjeldahl, nitrito y nitrato,pentaclorofenol, plomo, SAAM, selenio, sulfatos, sulfuro, tetracloroeteno,tolueno, triclorometano, xileno y zinc), en unidades de volumen por unidad detiempo (para slidos sedimentables) o en coliformes por unidad de tiempo(para coliformes fecales o termotolerantes).La masa o volumen de un contaminante corresponde a la suma de las masaso volmenes diarios descargados durante dicho mes. La masa se determinamediante el producto del volumen de las descargas por su concentracin.



Definiciones:

Contenido de captacin: Es la concentracin media del contaminantepresente en la captacin de agua de la fuente emisora, siempre y cuandodicha captacin se realice en el mismo cuerpo de agua donde se produzcala descarga. Dicho contenido ser informado por la fuente emisora a laDireccin General de Aguas, o a la Direccin General del TerritorioMartimo y de Marina Mercante segn sea el caso, debiendo cumplir conlas condiciones para la extraccin de muestras, volmenes de la muestra ymetodologas de anlisis, establecidos en la presente norma.

Contenido natural: Es la concentracin de un contaminante en el cuerporeceptor, que corresponde a la situacin original sin intervencin antrpicadel cuerpo de agua ms las situaciones permanentes, irreversibles oinmodificables de origen antrpico. Corresponder a la Direccin Generalde Aguas o a la Direccin General del Territorio Martimo y de MarinaMercante, segn sea el caso, determinar el contenido natural del cuerporeceptor.

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Definiciones:

Cuerpos de agua receptor o cuerpo receptor: Es el curso o volumen deagua natural o artificial, marino o continental superficial, que recibe ladescarga de residuos lquidos. No se comprenden en esta definicin loscuerpos de agua artificiales que contengan, almacenen o traten relaves y/oaguas lluvias o desechos lquidos provenientes de un proceso industrial ominero.

DBO5: Demanda bioqumica de oxgeno a los 5 das y a 20 C.

Fuente emisora: es el establecimiento que descarga residuos lquidos auno o ms cuerpos de agua receptores, como resultado de su proceso,actividad o servicio, con una carga contaminante media diaria o de valorcaracterstico superior en uno o ms de los parmetros indicados, en lasiguiente tabla:



Definiciones:

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Definiciones:

Tasa de dilucin del efluente vertido (d): es la razn entre el caudal disponible del cuerpo receptor y el caudal medio mensual del efluente vertido durante el mes de mxima produccin de residuos lquidos, expresado en las mismas unidades. La Tasa de Dilucin ser, entonces, la siguiente:

d = (Caudal Disponible del Cuerpo Receptor ) / (Caudal Medio Mensual del Efluente vertido)



Definiciones:

Tabla 1

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Definiciones:

Las fuentes emisoras podrn aprovechar la capacidad de dilucin del cuerpo receptor, incrementado las concentraciones lmites establecidas en la Tabla N 1, de acuerdo a la siguiente frmula:

Ci = T1i (1+ d)en que:

Ci = Lmite mximo permitido para el contaminante i.T1i = Lmite mximo permitido establecido en la Tabla N 1 para el contaminante i.d = Tasa de dilucin del efluente vertido.

Si Ci es superior a lo establecido en la Tabla N 2, entonces el lmite mximo permitido para el contaminante i ser lo indicado en dicha Tabla.



Definiciones:

Tabla 2

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Definiciones:

Tabla 3



Definiciones:

Tabla 3

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Definiciones:

Consideraciones generales para el monitoreo.Las fuentes emisoras deben cumplir con los lmites mximos permitidos enla presente norma respecto de todos los contaminantes normados. Loscontaminantes que deben ser considerados en el monitoreo sern los quese sealen en cada caso por la autoridad competente, atendido a laactividad que desarrolle la fuente emisora, los antecedentes disponibles ylas condiciones de la descarga.Los procedimientos para el monitoreo de residuos lquidos estncontenidos en la Norma Chilena Oficial NCh 411/2 Of 96, Calidad del agua- Muestreo - Parte 2: Gua sobre tcnicas de muestreo; NCh 411/3 Of 96,Calidad del agua - Muestreo - Parte 3: Gua sobre la preservacin ymanejo de las muestras, y NCh 411/10 Of 97, Calidad del agua - Muestreo- Parte 10: Gua para el muestreo de aguas residuales.



Definiciones:

Condiciones para la extraccin de muestras y volmenes demuestra.Las condiciones sobre el lugar de anlisis, tipo de envase, preservacinde las muestras, tiempo mximo entre la toma de muestra y el anlisis,y los volmenes mnimos de muestras que deben extraerse, sesometern a lo establecido en la NCh 411/Of.96, a las NCh 2313 y a lodescrito en elStandard Methods for the Examination of Water and Wastewater; 19thEd, 1995.

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Definiciones:

Mtodos de Anlisis.La determinacin de los contaminantes incluidos en esta norma se debe efectuar de acuerdo a los mtodos establecidos en las normas chilenas oficializadas que se indican a continuacin, teniendo en cuenta que los resultados debern referirse a valores totales en los contaminantes quecorresponda. Ejemplo:

NCh 2313/1, Of 95, Decreto Supremo N545 de 1995 del Ministerio de Obras Pblicas: Aguas Residuales Mtodos de anlisis Parte 1: Determinacin pH. NCh 2313/2, Of 95, Decreto Supremo N545 de 1995 del Ministerio de Obras Pblicas: Aguas Residuales Mtodos de anlisis Parte 2: Determinacin de la Temperatura.



TECNOLOGAS DE TRATAMIENTO DE EFLUENTES.Los efluentes lquidos se denominan por la sigla RIL (residuo industrial lquido). Tambin son comnmente denominados aguas de desecho.

Opciones de diseo de una tecnologa de tratamiento de efluentes.Tres son las alternativas que deben tenerse en cuenta al analizar la factibilidad tcnica de tratar un efluente lquido:

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TECNOLOGAS DE TRATAMIENTO DE EFLUENTES.Los efluentes lquidos se denominan por la sigla RIL (residuo industrial lquido). Tambin son comnmente denominados aguas de desecho.

Opciones de diseo de una tecnologa de tratamiento de efluentes.Tres son las alternativas que deben tenerse en cuenta al analizar la factibilidad tcnica de tratar un efluente lquido:



Refino

Tratamiento va Hidrometalrgica

Purga de electrolito

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Tratamiento sulfuros va flotacin

MINA

FINOS DE CHANCADO

REDUCCION DE TAMAO ESTERIL Y MINERAL DE BAJA LEY

DRENAJE ACIDO DE MINA

FLOTACION TRANQUE RELAVESRelaves

AGUA DE DESECHO

ESPESAJE

ESPESAJE

FILTRACION

CONCENTRADO DE COBRE

Agua

AGUA DE DESECHO

AGUA FRESCA



Tratamiento del concentrado de cobre

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Contaminantes en aguas de desecho.Los contaminantes qumicos pueden clasificarse en inorgnicos yorgnicos. Dentro de los primeros estn los metales, tales comoFe(II), Fe(III), Cu(II), Zn(II), Ni(II), Cd(II), Pb(II), Hg(I,II), Cr(III,V); ylos metaloides (As(III,V), Se(IV,VI) y no-metales (CN-, NH3, PO43- ,SO42- ). Dentro de los contaminantes orgnicos figuran los reactivosde proceso (colectores, espumantes y depresantes de flotacin;agentes de cianuracin y lixiviacin; floculantes; extractantes, etc.).



Tratamiento de residuos lquidos.

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Mtodos de tratamiento para contaminantes qumicos.Para el abatimiento de los contaminantes en solucin existe unadiversidad de mtodos qumicos. Mtodos de precipitacin; oxido-reduccin; y separacin asistida por carriers.

Para lograr la precipitacin de un contaminante se pueden empleardiversas tcnicas qumicas, tales como:

(a) Precipitacin con in sulfuro.(b) Precipitacin por cementacin.(c) Precipitacin de carbonatos.(d) Precipitacin por reduccin con SO2.(e) Precipitacin por hidrlisis.(f) Precipitacin de arsenatos y fosfatos.

PRECIPITACION IONICA

La precipitacin inica se puede definir como un proceso en el cual el inmetlico presente en la solucin se hace reaccionar con un agente apropiadopara formar un compuesto metlico insoluble, tales como: hidrxidos y otroscompuestos bsicos, sulfuros, carbonatos, haluros, perxidos, fosfatos, etc.

Hidrxidos, xidos y Sales BsicasReaccin general de hidrlisis de un ion metlico:

Mn+ + nH2O M(OH)n + nH+El proceso de precipitacin en este caso depende de la concentracin del ionmetlico y del pH de la solucin.

Monhemius plante la construccin de diagramas de precipitacin o diagramas(Mn+)-pH para representar el equilibrio de las reacciones de hidrlisis.Para cualquier hidrxido: Kps = (Mn+)(OH-)nPor otro lado la condicin de equilibrio de hidrlisis es:

( )( )KH

Mh

n

n=

+

+

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Hidrxidos, xidos y Sales Bsicasmultiplicando tanto el numerador como el denominador por (OH-)n tenemos:

Luego:

Tomando logaritmos y reordenando se obtiene:

pH ={log Kps + n log KW - log (Mn+)}/n

Esta ecuacin se usa para graficar las lneas de la Figura que muestra el diagrama de precipitacin para hidrxidos metlicos.

( ) ( )( )( )KH OH

M OH

KKh

n n

n nWn

ps= =

+

+

( )( )H

MKK

n

nWn

ps

+

+=

PRECIPITACION IONICADiagrama de precipitacin para hidrxidos metlicos

- las especies metlicas de valencia mayor, como Ti4+, Zr4+ y Co3+ pueden precipitarse an en soluciones cidas, -los iones divalentes de los metales de transicin hidrolizan bajo condiciones dbilmente cidas a dbilmente bsicas. - la separacin de metales divalentes entre s, por precipitacin selectiva de sus hidrxidos es difcil - la separacin de metales divalentes de los metales de mayor valencia es posible por precipitacin selectiva de estos ltimos, por ej. Fe3+ de Cu2+

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Otros Productos de Hidrlisis

Puede precipitar otro tipo de compuestos como sales bsicas e incluso xidos,que depende en gran medida del tipo de anin presente en la solucin.

Un caso de gran inters industrial es la hidrlisis del ion frrico, que puederesultar segn las condiciones experimentales en la precipitacin de lossiguientes compuestos:

(1) hidrxido frrico Fe(OH)3;(2) goetita, FeO.OH;(3) sulfato frrico bsico, H3O[Fe3(SO4)2(OH)6];(4) compuestos de la familia jarosita,

MFe3(SO4)2(OH)6, donde M puede ser Na+, K+, NH4+, Ag+,Pb2+, H3O+;

(4) hematita, Fe2O3.


El diagrama de estabilidad trazado por Babcan, permite obtener una ideageneral acerca de las condiciones experimentales bajo las cuales puedenobtenerse varios productos de hidrlisis del in frrico.

Campos de estabilidad para productos de hidrlisis de una solucin de Fe2(SO4)3 0.5 M en el rango de 20 a 200C

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Precipitacin de Sulfuros

Para la precipitacin del sulfuro MS el producto de solubilidad est dado por: ,

es decir

Las etapas de disociacin del H2S son:

H2S(g) HS- + H+

HS- S2- + H+

O en forma global: H2S(g) 2H+ + S2-

Se puede apreciar que la concentracin de S2- est controlada por la presin

parcial de H2S y el pH de la solucin.

La reaccin global de precipitacin de un metal con H2S es:

M2+ + H2S(g) MS + 2H+ ( )( ) SH2

2

2pM

HK

=+

+

)S)(M(K 22ps += )Slog(Klog)Mlog( 2ps2 + +=


Precipitacin de Sulfuros

2H+

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Precipitacin Arsenatos

En el sistema arsenato es necesario considerar la disociacin del cido arsnico

para obtener las actividades del ion arsenato en solucin. Los equilibrios

involucrados son:

K13H+ + H2AsO4

- H3AsO4K12

H+ + HAsO42- H2AsO4

-

K1H+ + AsO4

3- HAsO42-



Diagrama de precipitacin para arsenatos

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Para poder graficar esta ecuacin global es necesario especificar un valor para el

primer trmino del lado izquierdo. Este trmino representa la actividad de

H3AsO4, H2AsO4-, o HAsO4

2-, dependiendo del valor del pH de la solucin. Para

valores de pH < logK13 la especie estable es H3AsO4. En la regin logK13 < pH

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