7/24/2019 Vi. Dimensionado de Sistemas de Tratamiento de Aguas Acidas de Mina

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RESUMEN: JULIO EDY AGUILAR PINO COD: 103093

DIMENSIONADO DE SISTEMAS DE TRATAMIENTO DE AGUASACIDAS DE MINA

1. INTRODUCCIN:Las normativas ambientales aprobadas en los ltimos aos en el Per en

la gestin de recursos hdricos para el sector minero, consideren el

cumplimiento de unos lmites mximo permisibles y/o estndares de

calidad, en efuentes de mina y contar con un plan de gestin ambiental

Las aguas !cidas de mina "!#$% llevaran mayor o menor carga

contaminante segn una serie de &actores, como la velocidad de

reaccin, acido/base de los minerales y residuos mineros, tamao de

solubilidad de los materiales, transporte de oxgeno, permeabilidad del

medio, clima y la temperatura, le evaporacin y la in'ltracin, accin

catali(adora de las bacterias, precipitacin y disolucin de los metales

durante el transporte, etc

2. OBJETIVOS: #eterminar una metodologa de caracteri(acin ms e&ectiva de

las acidas de mina mineral )l control y tratamiento de aguas acidas como la recuperacin de

metales de aguas acidas, tanto si las instalaciones se encuentren

en operacin o en abandono, mediante el proceso &sico y *umico

*ue modi'can las condiciones de )h y p+ de los drenaes de mina

3. METODOLOGIA:

-e han anali(ado las normas ambientales de gestin de agua en el

sector minero de Per y se han recolectado in&ormacin a nivel mundial

sobre las ltimas innovaciones tecnolgicas en control y tratamiento de

generacin acida, para ello con las t.cnicas de caracteri(acin ms

e'ca( *ue ayuden a &ormular sistemas de prevencin, control y

recuperacin y tratamiento ms sencillo y de menor costo

Para el levantamiento se han empleado *uipos porttiles para la

reali(acin de medidas in situ de p+, )h, oxgeno disuelto,

conductividad, temperatura, caudal, turbide(, acide(, alcalinidad, e01,

e21 y e total Los e*uipos a mencionar son3 conductivmetro,

p+metro, oximetro, e*uipo porttil de 'ltrado "$illipore%, sonda

multiparam.trica y dems e*uipos

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4. CARACTERIZACIN DE AGUAS DE MINA:

La &ormacin de aguas acidas tiene lugar a partir de la oxidacin *umica

de los sul&uros, acelerada en muchos casos por la accin bacteriana Los

principales elementos *ue intervienen son3 los sul&uros reactivos, el

oxgeno y el agua, y como elemento catali(ador las bacterias

La velocidad de reaccin es una variable muy importante, puesto *ue si

el proceso ocurre muy lentamente el e&ecto sobre el medio ser

depreciable, pero si el proceso va ha ser rpido el problema en el medio

se agrava y se producir contaminacin en el entorno

!un*ue la velocidad de reaccin depende de numerosos &actores como

la temperatura, cantidad de sul&uros, granulometra, presencia de agua,

aire y bacterias

)xiste varias propuestas de clasi'cacin de las aguas acidas, la mayora

en &uncin al p+ como parmetro principal

)n general, las aguas acidas de mina "!$#% tienen en p+ entre 0 a 4,

contienen cationes y aniones en disolucin, predominando asi -56, e,

$n, !l, 7u, Pb, 8n, adems de 7d, 7a, 9a, :, $g y otros )n el cual estos

elementos pueden cambiar el habitad acutico y la calidad del agua

Para su tratamiento es recomendable *ue el agua acida de mina a

tratar este tipi'cada segn en contenido de acide(, mediante una curva

de acide( en donde se pueden determinar las (onas

Fig1. Curvas de acidez de agua de mina Fig.2 Rangos de movilizacin del Al enfuncin al pH

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5tro aspecto a tener en cuenta en la eleccin de sistema de

tratamiento, son los rangos de movili(acin de las especies minerales

presentes y/o compuestos *ue se &ormaran en el proceso de

neutrali(acin

. GESTION DEL AGUA EN ZONAS MINERAS

La legislacin sobre las aguas en el sector minero de Per contempla 0

tipos de !guas principales3 las relacionadas a cursos de aguas naturales

ubicadas aguas arriba del rea minera o aguas *ue discurren en reas

cercanas al proyecto, *ue representan la base hidrolgica de la (ona; y

los efuentes de $ina *ue son las descargas *ue se producen desde el

interior de las labores mineras *ue estn reguladas por la >?@4?

)$ y el #- =>=0=>=?$A9!$

La gestin de recurso hdrico se inicia con la delimitacin de la cuenca o

subcuenca en donde se empla(an las instalaciones mineras, y se

identi'can las aguas con o sin a&eccin, es decir, si son efuentes o

cuerpos receptores

Para evitar el ingreso de las aguas super'ciales a las labores mineras y

reducir el volumen de aguas a trata como efuente, es necesario

conducir las aguas por separado Por lo general las aguas limpias sin

a&eccin son conducidas a trav.s de los canales de derivacin y

coronacin hacia

aguas debao de las

instalaciones

mineras

Fig 3 gestin de las aguasen la zona minera y

localizacin del punto de monitoreo

E!"#$%&'(! %( C&)*%&% A+,*($"&) -ECA!/.

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-on las medidas *ue establecen el nivel de concentracin de elementos,

sustancias o parmetros &sicos, *umicos y biolgicos, presentes en el

agua, en su condicin de cuerpo receptor, *ue no representa riesgo

signi'cativo para la salud de las personas ni a ambiente

L+*"(! M#*+! P('+*!*,)(!.

-on medidas de la concentracin o del grado de elementos, sustancias o

parmetros &sicos, *umicos y biolgicos, *ue caracteri(an a un efuente

o una emisin, *ue al ser excedida causa o puede causar daos a la

salud, al bienestar humano y al ambiente

)stos L$P para efuentes l*uidos descargados hacia el ambiente por las

unidades minero?metalrgicas nuevas o en operacin estn

contemplados en el #- =>=?0=>=?$A9!$, y deben medirse en loe

puntos de descarga a 'n de determinar la concentracin de cada uno delos parmetros regulados y el

volumen de descarga en m2/da

. DIMENSIONADO DE PLANTAS DE NEUTRALIZACION.

Bna de las variables para el diseo de las pantas de tratamiento en el

consumo de material reactivo necesario para alcan(ar la neutrali(acin

de los efuentes

Para determinar el consumo de material reactivo necesario para

neutrali(ar los efuentes de mina, reali(an una serie de ensayos en

laboratorio, con el 'n de determinar experimentalmente el tamao de

los dispositivos de tratamiento

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Para ello, se toman muestras de agua en los puntos de descargas de

agua acida y en laboratorio se reali(an una serie de ensayos de

neutrali(acin por etapas con separacin de solidas &ormados en el

proceso y ensayos directos de neutrali(acin de una sola etapa

Foto 1. Euipo de ensayos

e!perimentales

.1. L! ($!&! E5('*+($"&)(!.

La muestra procedente de las labores mineras *ue drenan aguas

acidas se subdividen con la 'nalidad de obtener la mayor cantidad de

ensayos y obtener un gran nmero de 7urvas de 9eutrali(acin y

detectar las (onas de hidrolisis y/o de taponamiento de los elementos

e, !l, 8n principalmente, en donde se &orman las &ases solidas en

&orma de hidrxidos

)stos ensayos de 9eutrali(acin se reali(an cumpliendo parmetros

de calidad *ue cuiden la originalidad y representatividad de las

muestras de agua de mina recolectadas en campo

.1.1. E$!&! D*'(6"!.

Los ensayos directos de una sola etapa se reali(aron a efuentes

cidos con contenidos de e, !l, 7u, 8n, $n in&eriores a 0==mg/l y

consiste en reali(ar el proceso de neutrali(acin en una sola etapa

hasta alcan(ar el p+ de C o @, en donde, despu.s de un tiempo de

decantacin se obtena una separacin solida li*uida como la *ue se

observa en la &oto

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Foto 2. Resultados del

tratamiento de aguas acidas de mina en ensayos e!perimentales

.1.2. E$!&! 5' ("&5&!.

Los ensayos por etapas se reali(an cuando los contenidos de !l y 8nen las aguas se mina son signi'cativos "superior a >===mg/l% )l

obetivo era obtener en cada etapa un lodo con elevado contenido

metlico *ue poda enviarse a la planta concentradora o a un proceso

similar para su recuperacin

)n la 'g -e muestra los lodos obtenidos en un ensayo de

neutrali(acin de 2 etapas3 en la primera etapa se alcan( un p+ de 6

y se retiraron lodos de color narana *ue corresponden a los

hidrxidos de e principalmente La segunda etapa se continuo con el

proceso de neutrali(acin hasta alcan(ar el p+ de DD, en donde seobtuvieron lodos de color blan*uecino correspondiente a los

hidrxidos de !l mayormente E 'nalmente en la tercera etapa de

tratamiento de p+ se alcan( un p+ de CD, en donde se recuper un

lodo marrn oscuro a negro, *ue corresponde a la slida de 8n

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Foto 3. Fases solidas

o"tenidas en un ensayo

secuencial por etapas.

.2. P'6(%*+*($" "5*6 %( $(7"'&)*8&6*$ 5' ("&5&!.

#espu.s de los ensayos reali(ados sobre la neutrali(acin en laboratorio,

para determinar los rangos de movili(acin de los elementos

mayoritarios presentes en las aguas acidas de mina y consumo de cal en

el tratamiento, se ha elegido un

drenae tpico presentado en la

tabla0 *ue tiene un p+ F a 2

#a"la 2. Caracter$sticas de un drena%etipo para neutralizacin.

Los ensayos *ue se reali(aron es de una muestra de D==ml y por los

contenidos metlicos en el agua se ha diseado un tratamiento de 0

etapas, en la primera etapa se alcan( p+ 4 y se retiraron los lodos

con e y !l, en la segunda etapa el tratamiento alcan(o p+ @ *ue es

el p+ limite *ue contemplan las normas vigentes del sector minero

Per, en donde se obtuvieron sedimentos con elevados contenidos de8n

)n las 'g 6 y D se pueden observar las curvas de consumo de cal y

de la evolucin del redox durante el proceso de neutrali(acin La 'g

6 muestra las (onas de &ormacin de &ases solidas o taponamiento

5

;( A) M$ M< P, Z$+=?0=>=?$A9!$,

as como en los )7! de agua "#- ==0?0==C?$A9!$ y #- =02?0==@?

$A9!$%

.3.1. D!*6&6*$ %( C&)

)n el tratamiento por etapas, para

pasar a &ase solida los contenidos

de e y !l se re*uiere alcan(ar el

p+ 4 y para ello se gastaran 2C=g/l

de cal y para pasar todo el 8n

contenido en el agua a &ase solida

se debe aadir 7al hasta llegar ap+ C o @ en donde el consumo de

cal alcan(a los C4=mg/l 'g 4

Fig ). Consumo de cal en un ensayo por etapas

Para el proceso de neutrali(acin con cal para metales pesados en

incluye principalmente 6 pasos3

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7ontrol de p+ !gitacin/retencin -eparacin solidos G l*uidos #escarga

.3.2. E$!&! %( ;)67)&6*$

Para la separacin de los slidos, se suelen reali(ar ensayos de

foculacin o coagulacin con el obeto de determinar la dosis y el

tipo de foculante mediante el Hest de Iarra

?. CONCLUSIONES !l caracteri(ar las aguas acidas en &uncin a la acide( ayuda a

elegir el sistema de tratamiento ms idneo y e'ciente, ya sea

mediante sistemas activo o semi?pasivo )l dimensionado del sistema de tratamiento para aguas acidas

basado en el contenido de acide( y por etapas, por un lado,

permite aprovechar meor los recursos gastando menos cal en

el proceso de neutrali(acin