TRATAMIENTO DE
AGUAS ACIDAS
DE MINA
SISTEMAS DE TRATAMIENTO PASIVO
SISTEMAS DE
TRATAMIENTO
PASIVO
Sistemas de
Tratamiento
Pasivo
DEFINICIÓN
Es una alternativa al tratamiento convencional de los drenajes ácidos de mina.
Proporcionan el entorno en el que pueden
producirse reacciones químicas y biológicas naturales que ayudan en el tratamiento de DAM
Sistemas de
Tratamiento
Pasivo
VENTAJAS
No requieren de energía eléctrica.
No requiere ningún equipo mecánico, productos químicos peligrosos, o construcciones grandes. No requieren operación y mantenimiento diario. Su apariencia es mas natural y estético y pueden
compatible con las plantas y la vida silvestre. Son menos costosos.
Sistemas de
Tratamiento
Pasivo
DESVENTAJAS
No pueden cumplir con los estándares de
efluentes estrictos basados en la calidad de agua.
Puede fallar debido a un mal diseño o
condiciones severas de invierno.
Son una tecnología relativamente nueva y un
área de investigación activa, como tal, ha habido fracasos en su implementación, como también casos de éxitos.
TIPOS DE
SISTEMAS DE TRATAMIENTO PASIVO
ALD
DRENAJE ANÓXICO CALIZO (ALD)
Este sistema consiste en una zanja rellena con gravas de caliza u otro material calcáreo sellada a techo por una capa de tierra arcillosa y una geomembrana impermeable para mantener unas condiciones anoxias. El drenaje acido de mina se hace circular por el interior de la zanja provocando la disolución de la caliza, lo que genera alcalinidad (HCO3- + OH-) y eleva el pH del agua.
Suelo Arcilloso
Caliza de alta calidad (90% CaCO3)
DRENAJE
ANÓXICO
CALIZO
Profundidad (1 a 2 m) para mantener condiciones anóxicas.
DRENAJE
ANÓXICO
CALIZO
El ratio de disolución de la caliza esta en función del flujo y pH del agua, así como del contenido de Ca y tamaño de partícula de la caliza. En presencia de acidez la generación de alcalinidad en un ALD se inicia a través de las siguientes reacciones:
CaCO3 + H+ → Ca+2+ CO 2+ H2O CaCO3 + SO42- + H 2O → Ca+2 + OH-+ S0 + HCO3 -CaO + 2 H+ → Ca+2 + H 2O
Si el pH se incrementa a valores superiores a 6,5 el carbonato producirá H2CO3 antes que CO2 , este último requiere una neutralización adicional para convertirse en HCO3- :
CaCO3 + H2CO3 → Ca+2 + HCO 3
-DRENAJE
ANÓXICO
CALIZO
La acidez metálica en ALD es insignificante y se verifica mediante las siguientes reacciones (Hedin y Watzlaf, 1994): 3CaCO3 + 2Fe+3+ 6H 2O → 3Ca+2+ 2Fe(OH)3 + 2H2CO3 3CaCO3 + 2Al+3+ 6H 2O → 3Ca+2+ 2Fe(OH)3 + 2H2CO3 CaCO3 + Fe+2→ Ca+2+ FeCO 3 CaCO3 + Mn+2→ Ca+2+ MnCO 3
La precipitación de hidróxidos de Fe y Al puede ocurrir por disolución de Fe+3 y Al+3 presente en el
ALD, también el Fe+2 y Mn+2 pueden formar
carbonatos y precipitar, en algunos casos cuando la concentración del sulfato supera los 2000 mg/l se puede acumular yeso dentro del ALD.
DRENAJE
ANÓXICO
CALIZO
Debido a las condiciones anóxicas del sistema se evita la oxidación del Fe+2 a Fe+3 y la consiguiente precipitación de los oxihidróxidos, y de este modo
el recubrimiento de la grava caliza,
manteniéndose su eficacia como fuente
generadora de alcalinidad. La única finalidad de una ALD es convertir aguas netamente acidas en aguas con un exceso de alcalinidad. Por lo general el agua acida tratada en un ALD pasa a continuación a una balsa de precipitación u otro sistema aerobio, lo que favorece la oxidación, hidrolisis y precipitación de los oxihidróxidos metálicos.
CO2
Presión CO2: 0.0035 atm
DRENAJE
ANÓXICO
CALIZO
DRENAJE
ANÓXICO
CALIZO
La alcalinidad adquirida en el ALD debe ser suficiente para contrarrestar la acidificación asociada a la hidrolisis en esta etapa del tratamiento. Los sistemas ALD son apropiados para tratar drenajes ácidos de mina con escaso oxigeno disuelto (OD< 2 mg/l) y contenido de Fe+3 y Al+3inferiores a 1mg/l.
DRENAJE
ANÓXICO
CALIZO
En el diseño de una ALD, se ha de tener en cuenta el tiempo de tratamiento y la cantidad de caliza requerida para el caudal a tratar.
Así por ejemplo podemos tener un diseño de una ALD que debe de tener en cuenta el tiempo de tratamiento necesario (estimado en base a experiencias en 15 horas) y la cantidad de caliza requerida (M). Esta debe estar compuesta por la cantidad de caliza requerida para dotar de las características hidráulicas al ALD (Mh), y la cantidad de caliza reactiva previsible de consumir durante los años de tratamiento (Mr).
DRENAJE
ANÓXICO
CALIZO
DISEÑO DE UN DRENAJE ANOXICO CALIZO
DRENAJE
ANÓXICO
CALIZO
VENTAJAS DE LAS CONDICIONES ANÓXICAS
+ Alcalinidad (+ Presión CO2)
Se evita la precipitación de óxidos e hidróxidos. Se evita la presencia de Fe+3.
Alta tolerancia climática Impacto visual limitado
APLICABILIDAD Influentes con: • OD < 2 mg/l • Fe+3y Al+3< 1 mg/l • Acidez neta < 350 mg/l Caudal < 6.3 l/s
DRENAJE
ANÓXICO
CALIZO
DESVENTAJAS
Variaciones en el pH y metales que influyen en la efectividad del sistema.
