Ciencia Unisalle
Ciencia Unisalle
Ingeniería Ambiental y Sanitaria Facultad de Ingeniería
1-1-2002
Minimización de residuos tóxicos en la pequeña minería del oro
Minimización de residuos tóxicos en la pequeña minería del oro
en el municipio de Los Andes departamento de Nariño
en el municipio de Los Andes departamento de Nariño
Mario Alejandro Viteri Palacios
Universidad de La Salle, Bogotá
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Citación recomendada Citación recomendada
MINIMIZACIÓN DE RESIDUOS TOXICOS EN LA PEQUEÑA MINERÍA DEL ORO EN EL MUNICIPIO DE LOS ANDES
DEPARTAMENTO DE NARIÑO
MARIO ALEJANDRO VITERI PALACIOS
UNIVERSIDAD DE LA SALLE
MINIMIZACIÓN DE RESIDUOS TOXICOS EN LA PEQUEÑA MINERÍA DEL ORO EN EL MUNICIPIO DE LOS ANDES
DEPARTAMENTO DE NARIÑO
MARIO ALEJANDRO VITERI PALACIOS
Tesis para optar al título de Ingeniero Ambiental y Sanitario
Directora:
CARMENZA ROBAYO AVELLANEDA Ingeniera Sanitaria - Universidad del Valle
Magister Saneamiento y Desarrollo Ambiental - Universidad Javeriana Especialización en Gestión de Residuos industriales y Peligrosos - CEPIS
UNIVERSIDAD DE LA SALLE
DEDICATORIA
A mis padres, Néstor y Sonia, por su permanente
dedicación en la tarea de educarme y formarme como una
AGRADECIMIENTOS
A la Ingeniera Carmenza Robayo Avellaneda, por su profesionalismo y entrega en la ardua labor educativa, por su gentileza e incondicional apoyo en el desarrollo de este proyecto. Para ella mi más profunda admiración y respeto.
A mi hermana Carolina, por su paciencia, comprensión y apego, soporte afectivo en los momentos más difíciles.
Al Doctor Antonio Navarro Wolf, por su amistad y apoyo a lo largo de toda mi carrera.
Al Ingeniero Freddy Pantoja Timarán, por ayudarme a encontrar el camino adecuado para el desarrollo de este proyecto.
TABLA DE CONTENIDO Pág. GLOSARIO INTRODUCCIÓN JUSTIFICACIÓN OBJETIVOS METODOLOGÍA GENERALIDADES 1. MARCO DE REFERENCIA 26 1.1 MARCO TEÓRICO 26
1.1.1 Importancia económica de la minería en Nariño 26
1.1.2 Emisiones y circulación del mercurio en el medio
ambiente por la pequeña minería 27
1.1.3 Descripcion del proceso de obtención de oro en
el Municipio de Los Andes 29
1.1.3.1 Arranque 29
1.1.3.2 Transporte 31
1.1.3.3 Beneficio 31
1.1.3.3.1 Proceso actual de amalgamación 33
1.1.3.3.2 Proceso actual de cianuración 35
1.1.4 Etapas de contaminación dentro del
Pág.
1.1.5 Impactos potenciales de la pequeña minería
en el municipio de Los Andes 38
1.1.5.1 Salud de las personas 38
1.1.5.2 Atmósfera 40 1.1.5.3 Agua 41 1.1.5.4 Suelo 41 1.1.5.5 Fauna 41 1.1.5.6 Flora 42 1.1.5.7 Morfología y paisaje 42 1.1.5.8 Socioeconómico 42 1.2 Marco Legal 43
2. IMPACTOS AMBIENTALES EN EL MUNICIPIO
DE LOS ANDES 46
2.1 Método de evaluación 46
2.1.1 Muestreos 46
2.1.2 Análisis de impactos de la pequeña minería
En el Municipio de los Andes 49
2.2 Identificación de la problemática del uso del mercurio
en la pequeña minería en el Municipio de Los Andes 58 3. PROPUESTA PARA OPTIMIZAR EL PROCESO
DE AMALGAMACION 64
3.1 Amalgamación 64
Pág.
3.1.2.1 Resultados obtenidos 68
3.1.2.2 Análisis de resultados 72
4. PROPUESTA PARA OPTIMIZAR EL PROCESO
DE CIANURACION 76
4.1 Cianuración 76
4.2 Lixiviación bacteriana como pretratamiento
de la cianuración 76
4.2.1 Procedimiento 77
4.2.1.1 Toma de muestras 77
4.2.1.2 Siembra de cultivo 78
4.2.1.3 Incubación 79
4.2.1.4 selección de crecimiento bacteriano 79
LISTA DE TABLAS
Pág.
Tabla 1 – Producción de oro por Municipios en Nariño 27 Tabla 2 – Valores permisible para contenido de Mercurio 29 Tabla 3 -- Tiempos de recolección de amalgama 35 Tabla 4 – Impactos sobre la salud de las personas 49 Tabla 4.1– Impactos sobre la salud de las personas 50
Tabla 5 – Impactos en el recurso hídrico 51
Tabla 6 – Impactos en el recurso suelo 52
Tabla 7 – Impactos en la atmósfera 53
Tabla 8 – Impactos en el recurso fauna 54
Tabla 9 – Impactos en el recurso flora 55
Tabla 10 – Impactos en la morfología y paisaje 55 Tabla 11 – Impactos en el factor socioeconómico 56
Tabla 12 – Matriz de evaluación 57
Tabla 13 – Amalgamación con 3.5 kg/t de mercurio sin activar
Tiempo: 4 horas 69
Tabla 14 – Amalgamación con 3.5 kg/t de mercurio activado
Tiempo: 4 horas 69
Tabla 15 – Amalgamación con 3.5 kg/t de mercurio activado
Lavado previo Tiempo: 4 horas 70 Tabla 16 – Amalgamación con 3 kg/t de mercurio sin activar
Tiempo: 4 horas 70
Tabla 17 – Amalgamación con 3 kg/t de mercurio activado
Pág.
Tabla 18 – Amalgamación con 3 kg/t de mercurio sin activar
Tiempo: 2 horas 71
Tabla 19 – Amalgamación con 3 kg/t de mercurio activado
Tiempo: 2 horas 71
Tabla 20 – Amalgamación con 2.0 kg/t de mercurio activo con Lavado previo Tiempo: 2 horas 72 Tabla 21– Amalgamación con 3.5 kg/t de mercurio activado
Tiempo: 6 Horas 72
LISTA DE FIGURAS
Pág.
Figura 1 – Ubicación del municipio de Los Andes
en el departamento de Nariño 23 Figura 2 – Municipio de Los Andes (Sotomayor) 23 Figura 3 – Ciclo del Mercurio dentro de la minería 28 Figura 4 – Diagrama del proceso de obtención de oro 32
Figura 5 – Fenómeno de amalgamación 35
Figura 6 – Diagrama del proceso de beneficio 38 Figura 7 – Diagrama de proceso de circuito cerrado
de amalgamación 65
Figura 8 - Secuencia de practicas de lixiviación
LISTA DE FOTOS
Pàg.
Fotografía 1 – Galería de arranque 36
Fotografía 2 – Beneficiadero 37
Fotografía 3 – Aporte de residuos de amalgamación
y cianuración a la quebrada la Honda 48 Fotografía 4 – Amalgamación en barril por acción
hidráulica 62
Fotografía 5 – Quema abierta de amalgama 62
Fotografía 6 – Recuperación de mercurio evaporado 63 Fotografía 7 – Preparación manual de plancha
Amalgamadora 63
ANEXO 1.
GLOSARIO
Para efectos de interpretación del texto, se deben tener en cuenta los siguientes conceptos que hacen parte integral del mismo:
AMALGAMACION: Proceso de recuperación de oro con mercurio que consiste en separar el oro del material mineral en el que se encuentra contenido.
ARRANQUE: Desprendimiento del material mineral con exploración y herramientas para la posterior recuperación de oro.
AURIFERA: Que lleva oro.
BENEFICIO: Conjunto de procesos físico-químicos llevados a cabo para la recuperación de oro del material de arrancado.
CEPA: Colonia bacteriana de la misma especie.
CIANURACION: Proceso en el cual se utiliza el cianuro como agente extractor en la recuperación de oro.
EXPLOTACIÓN: Conjunto de operaciones que tienen por objeto la captación de minerales yacentes en el suelo o subsuelo, el beneficio, el cierre y el abandono de un yacimiento.
FILON: Material de forma tabular que rellena una grieta de una roca más antigua.
FLUJO ABIERTO: Procedimiento de amalgamación en el cual hay contacto directo del mercurio con la atmósfera y el hombre.
GALERIA: Túnel subterráneo construido para la extracción del material de arranque.
LEY: Relación de la cantidad de oro contenido en una porción de mineral extraído, expresado en gr/ton.
LIXIVIACION BACTERIANA: Proceso que utiliza la acción de la bacteria thiobacilius ferroxidans para la disolución de sulfuros, lo cual redunda en un menor uso de cianuro en este proceso.
MATERIAL ESTERIL: Porciones de suelo extraído de la mina que no poseen contenido de mineral y se desprecia para el beneficio.
MEDIO: Sustancia de características especiales que sirve de alimento para el desarrollo microbiológico.
METALOGENIA: Ciencia que estudia las característica propias de los yacimientos, su composición y contenido de metales.
MINERAL BRUTO: Mineral extraído directamente de la veta o filón, conocido también como cabeza de mineral.
ORO LIBRE: Es el obtenido después del proceso de molienda y que no se mezcla con otros minerales.
ORO OCLUIDO: Mineral que se encuentra mezclado con los componentes del suelo.
PEQUEÑA MINERIA: Actividad dedicada a la explotación de oro a pequeña escala, caracterizada por su baja producción y técnicas artesanales.
PULPA : Mezcla de agua con el material de arranque anteriormente triturado y molido.
RAYADO: Método utilizado para la siembra de cultivos microbianos. RECUPERACIÓN: Conjunto de actividades físico-químicas para separar el oro ocluido.
VETAS: Yacimientos auroargentíferos de forma alargada en donde se presentan las mayores concentraciones de oro y plata.
INTRODUCCIÓN
El Departamento de Nariño, se ha caracterizado por tener formaciones con riqueza mineral y, con los departamentos de Antioquia y Chocó han sido pioneros en la actividad minera, tanto en la exploración como en la explotación, convirtiéndose así en uno de los de mayor producción de oro a nivel Nacional.
protección del medio ambiente que reflejen un desarrollo sostenible y mejoras en las condiciones de vida de la población.
El documento contiene aspectos relacionados con la valoración de los impactos ocasionados, con el deterioro ecológico, y el estado actual de la región respecto a la actividad de recuperación de oro que se viene realizando a lo largo de varias décadas.
En el presente trabajo, se analizan e identifican alternativas de producción y recuperación de oro, así como tecnologías limpias en los procesos de amalgamación y cianuración para disminuir el riesgo sobre la salud de los trabajadores y la producción de residuos tóxicos.
JUSTIFICACIÓN
El proceso de recuperación de oro, requiere una serie de actividades que involucran el uso de sustancias químicas como mercurio y cianuro durante el proceso de beneficio, sustancias que en el precario desarrollo minero de nuestro país, no tienen un buen manejo durante su utilización y que posteriormente se vierten como residuos tóxicos, altamente nocivos para la salud y el medio ambiente. De acuerdo con las visitas de reconocimiento realizadas a minas del Municipio de Los Andes, se pudo constatar la carencia de mecanismos de producción limpia que reflejen acciones tendientes de la conservación de los recursos naturales y del hombre.
OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL
Minimización de residuos tóxicos en la pequeña minería del oro en el Municipio de Los Andes en el Departamento de Nariño.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
• Evaluar los impactos ambientales generados por esta actividad debido al mal manejo de las sustancias químicas y producción de residuos tóxicos.
• Determinar practicas de producción limpia para optimizar el proceso de beneficio, enfocadas en la amalgamación y cianuración.
• Ejecutar prácticas de desarrollo experimental que permitan determinar acciones para mejorar el manejo de sustancias químicas (Hg y cianuro) y residuos peligrosos.
METODOLOGÍA
Este proyecto se desarrolló en cuatro fases, según el planteamiento de los objetivos.
FASE I :
Se fundamentó en el análisis del manejo de las sustancias químicas empleadas en el proceso para la obtención de oro y su potencialidad de contaminación a través de la revisión de estudios que Corponariño y la GTZ han realizado; En esta fase se realizó también la toma de muestras de las minas localizadas en Los Andes y el análisis respectivo en los laboratorios de la Universidad de Nariño y de Corponariño.
FASE II :
Por observación directa en el área de estudio se realizó la evaluación de los impactos causados al medio ambiente y valoración de los recursos afectados, agua, suelo, aire, fauna, flora, hombre y los efectos de esta actividad, así mismo se realizaron caracterizaciones para determinar la incidencia de los contaminantes.
En esta fase se realizó el análisis de la información obtenida acerca de la problemática ambiental de la zona ( dos fases anteriores ) con el fin de evaluar las alternativas posibles de tecnologías limpias para la minimización de los residuos tóxicos y manejo de sustancias químicas, a través del estudio de la factibilidad de aplicación de tecnologías de amalgamación y lixiviación bacteriana para la cianuración por medio de investigaciones realizadas en Corponariño y la Universidad de Nariño.
Para identificar las tecnologías más apropiadas se compararon los aspectos más afectados por causa del proceso de beneficio y el manejo de residuos tóxicos, en este caso el recurso agua y el hombre.
Se estableció un modelo de amalgamación y se llevaron a cabo pruebas de laboratorio, para estipular la viabilidad de la lixiviación bacteriana tomando muestras de colas en las minas con el fin de separar la bacteria Thiobacilius ferroxidans, cultivarla y establecerla como un modelo de tecnología limpia mejorando el proceso de cianuración.
FASE IV:
GENERALIDADES
Descripción Geográfica
El Municipio de los Andes, se encuentra ubicado en la zona nor-occidental del Departamento de Nariño en inmediaciones de la Cordillera Occidental a 120 Km de la ciudad de Pasto.
Posee una extensión 61300 Has. de las cuales 40350 Has. corresponden a zona montañosa, 20950 Has. conforman el área rural. La cabecera municipal es llamada Sotomayor, conformada por 28 Has.
Al norte limita con los municipios de Cumbitara y Policarpa; hacia el sur se encuentra el Municipio de la Llanada; al oriente están ubicados los municipios del Peñol y Linares y sus limites al occidente son con el Municipio de Barbacoas.
1. MARCO DE REFERENCIA
1.1 Marco Teórico
1.1.1 Importancia económica de la pequeña minería en Nariño
TABLA 1. PRODUCCIÓN DE ORO POR MUNICIPIOS EN NARIÑO.
MUNICIPIO PRODUCCIÓN
(onzas Troy* ) (millones de pesos)VALOR
CUMBITARA LA LLANADA SOTOMAYOR MALLAMA SANTACRUZ 4.972 321 6.317 146 1.571 1.176 87 1.547 36 397 TOTAL 13.327 3.243 TOTAL ZONA ANDINA 16.027 4.089
INGEOMINAS, inventario minero del Departamento de Nariño 1996
• 1 Onza Troy : 31.1 gramos. (fuente Banco de la Repùblica)
1.1.2 Emisiones y circulación de Mercurio en el ambiente por la pequeña minería
Las emisiones de mercurio en la pequeña minería de oro se producen tanto en forma metálica durante el proceso de amalgamación como en forma de vapor durante la separación mercurio-oro.
En promedio, las fugas de mercurio metálico representan cerca de un 40 a 45 % del total de las pérdidas, mientras que las emisiones en forma de vapor corresponden aproximadamente al 55 y 60 % .
El mercurio metálico se incorpora a las fuentes de agua y a los suelos adyacentes donde se lleva a cabo la amalgamación. El mercurio que llega a la atmósfera por evaporación con el tiempo es oxidado por acción del ozono, la humedad, el aire y los rayos ultravioleta. Luego la lluvia se encarga de transportar los iones de Hg+2 y Hg+ al suelo donde transformaciones microbianas anaeróbicas conllevan a su metilización en el medio acuático y en los suelos. Los compuestos inorgánicos y orgánicos de mercurio pasan a través del agua potable, los alimentos, el aire y el cuerpo humano. El punto más critico de esta cadena es la concentración elevada de mercurio en los alimentos que consumen los peces. La figura 3 muestra el ciclo del mercurio en el medio ambiente.
Los valores de concentración permitidos por la Organización Mundal para la Salud (OMS) para mercurio se consignan en la TABLA No. 2;
TABLA 2. VALORES PERMIBLES PARA CONTENIDO DE MERCURIO
ELEMENTO VALOR LIMITE
Agua potable Peces Vegetales Aire respirable 1 mg/L 0.5 mg / kg 0.03 mg / kg Hg0: 0.1 mg/m3; Hg: 0.01 mg/ m3
Organización Mundial de la Salud OMS. 1991
1.1.3 Descripción del proceso de obtención de oro en el Municipio de los Andes.
El proceso de obtención de oro de filón se realiza en tres etapas: Arranque, transporte y beneficio.
1.1.3.1 Arranque
también se extrae se conoce como material estéril y no se le realiza ningún tratamiento ni recuperación. Dependiendo de las condiciones del terreno se utilizan compresores, dinamita o super-anfo para desprender el material y poder avanzar. El rendimiento de excavación en el arranque se hace a una velocidad aproximada de 35 centímetros por día con un área de explotación frontal entre 2.5 a 4 metros cuadrados. Luego se deposita el material en carretillas o vagonetas de riel, según la dimensión y profundidad del túnel.
Los túneles para la extracción se conocen también como galerías subterráneas, que como se mencionó se construyen según la riqueza aurífera de la veta siguiendo su respectiva dirección. La entibación de la galería se hace entre los primeros 20 a 25 metros con refuerzos de madera colocados a manera de andamios, el alumbrado suele ser con velas, lámparas de petróleo y en la mayoría de los casos cuando la galería se encuentra cerca del beneficiadero se extiende un cable largo con una boquilla y un bombillo para utilizar de esta manera la energía eléctrica. El personal que labora en los túneles no posee elementos de protección adecuados; generalmente se emplean 2 trabajadores por túnel.
aproximación de la riqueza del mineral en el sitio donde se va a excavar.
1.1.3.2 Transporte
El mineral seleccionado en la bocamina se transporta al beneficiadero en carretillas o cuero halados por personas, en cajones suspendidos de cables aéreos llamados tranvías o en sacos a lomo de mula cuando las distancias son mayores y dependiendo de las condiciones topográficas del sector.
1.1.3.3 Beneficio
Figura 4. Diagrama de la etapa de beneficio
ETAPAS DEL PROCESO
En términos generales, la descripción del proceso de beneficio de oro se realiza de la siguiente manera:
El material es acopiado en tolvas antes de la trituración. La trituración y cribado se realiza manualmente y se pretende dejar el material con una granulometría de 5 centímetros aproximadamente.
La molienda consiste en depositar el material cribado en “molinos de pisones” para reducir la granulometría hasta 0.25 mm aproximadamente ya que manualmente no se puede. El material de la molienda se humedece y se adiciona el mercurio, con el fin de realizar una mezcla completa de amalgamación debido al contacto permanente entre el material y el mercurio y así recuperar el oro liberado en la molienda, luego se procede a amalgamar.
1.1.3.3.1 Proceso actual de amalgamación
puede observar a simple vista la eficiencia del proceso, según la cantidad de oro recuperado y con este criterio se determina la dosificación de mercurio que se le agrega a la plancha.
La concentración gravimétrica se realiza en canaletas de madera que en su fondo llevan un material de algodón como cobijas por ejemplo que por acción gravimétrica atrapan oro, amalgama, compuestos de sulfuros y mercurio que no han sido recuperados en los procesos anteriores.
La amalgamación tradicional en barriles se hace por acción hidráulica, se busca que una fuente de agua en chorro haga contacto permanente con el barril de tal manera que le proporcione a este un continuo movimiento. Dentro del barril, sellado totalmente, se introduce el material concentrado que sale de los procesos anteriores con otra cantidad de mercurio, con zumo de cabuya y detergente en polvo.
otras con el fin de condensar el mercurio evaporado y tratar de recuperarlo.
La recuperación manual de la amalgama se hace cada cierto tiempo dependiendo del procedimiento que se haya utilizado como se presenta en la TABLA 3.
TABLA 3. TIEMPOS DE RECOLECCION DE AMALGAMA TIPO DE AMALGAMACION FRECUENCIA
MOLINO 1 SEMANA
PLANCHA AMALGAMADORA 12 HORAS
BARRIL 24 HORAS
F. PANTOJA , Tesis doctoral Universidad Autónoma de Madrid 1999.
Flujo de pulpa
Partícula de oro Sustrato de mercurio
Partícula de cuarzo
Figura 5. fenómeno de amalgamación
En la figura anterior se presenta la separacion de oro ocluido por la acción del mercurio.
La cianuración se realiza en piscinas percoladoras en las cuales se depositan las arenas provenientes de pozos de sedimentación en donde se ha dispuesto con anterioridad el material proveniente de la canaleta. Se aplica una solución de cianuro de sodio sobre el material dispuesto en la piscina, esta solución disuelve el oro aún mezclado con el material, se recubre, se deja actuar por tres semanas, teniendo en cuenta la regulación del pH y por último se recupera el oro disuelto con viruta de cinc que precipita las cantidades de oro disuelto. Luego se hace la recolección y calcinación de los precipitados de la cianuración, en las siguientes fotografías se observan las etapas de la explotación de oro.
Fotografía 2. Beneficiadero.
1 – Zona de amalgamación. 2 – Zona de cianuración.
3– Fuerza hidráulica para barriles de amalgamación. 4 – Colas de cianuración.
1.1.4 Etapas de contaminación proceso de beneficio
Durante el proceso de beneficio, se llevan a cabo operaciones unitarias que en su totalidad afectan los componentes ambientales.
PROCESO RESIDUO Recurso afectado
Figura 6. Diagrama del proceso de beneficio
1.1.5 Impactos potenciales de la pequeña minería en el municipio de los Andes
1.1.5.1 Salud de las personas
PLANTA DE BENEFICIO TRITURACIÓN, MOLIENDA. AMALGAMACION AGUAS DE DESECHO (formación de pulpa) AGUAS CON Hg. VAPORES DE Hg. AGUAS CIANURADAS, COLAS DE CIANURACION. MATERIAL ESTERIL. OLORES Y GASES EN PISCINAS CIANURACION
Debido a la utilización de mercurio se puede presentar intoxicación ya que el mercurio gaseoso es absorbido por el organismo mediante inhalación y se elimina después de dos meses aproximadamente a través del cabello, las uñas y la orina.
El envenenamiento es agudo o crónico; cuando es agudo los síntomas más comunes son : cólicos, vómitos, inflamación de los intestinos y úlceras en las encías; en el crónico, úlceras, escalofrío y dificultades para hablar y concentrarse; en algunos casos puede causar la muerte.
El cianuro de sodio (NaCN) es altamente venenoso debido al ácido cianhídrico (HCN) que se produce cuando reacciona con el hidrógeno. Se puede ingerir por vía respiratoria, gástrica o por la mucosas. El envenenamiento por el ácido cianhídrico produce parálisis de los centros nerviosos respiratorios y la muerte; los síntomas de intoxicación por vía gástrica son vértigos, mareos, convulsiones, dificultad para respirar, asfixia y coma. También puede ocurrir envenenamiento por ingestión de cianuro sólido.
manos, alteración de los huesos, debilidad y atrofiamiento muscular y alteraciones nerviosas.
El polvo de la perforación con martillos neumáticos que contiene alto contenido de cuarzo cristalino y ocasiona silicosis progresiva e irreversible.
El vertimiento de aguas residuales y basuras pueden ocasionar enfermedades gastrointestinales en poblaciones que habitan en el área de influencia de las zonas mineras.
Las condiciones de trabajo, como el bajo contenido de oxígeno en el aire de las galerías produce sofocación y debilidad. La alta concentración de gases tóxicos como CO, CO2 y Nox, producidos por las voladuras ocasionan dolor de cabeza, vómito y problemas respiratorios. La falta iluminación ocasiona posibles accidentes en las galerías y la alta humedad acarrea problemas en las vías respiratorias y artritis.
1.1.5.2 Atmósfera
hidrógeno de ácidos como el clorhídrico; por ruido de equipos dentro y fuera de la mina, por voladuras y por el polvo de perforación y trituración.
1.1.5.3 Agua
La contaminación del agua para consumo humano o uso agropecuario se presenta por la acción del mercurio metálico y compuestos de mercurio, con cianuro por aporte del material fino producido en la molienda y metales pesados, con aguas residuales, basura e incremento de la acidez del agua por oxidación de sulfuros.
1.1.5.4 Suelo
La contaminación del suelo se ocasiona con mercurio evaporado que se deposita en el suelo rápidamente, con cianuro lixiviado de las colas de cianuración y por el polvo de perforación dependiendo de su concentración y composición. Puede ocurrir deterioro y remoción del suelo por estériles en bocaminas y erosión por remoción de vegetación.
1.1.5.5 Fauna (acuática y terrestre)
1.1.5.6 Flora
La destrucción y deterioro de la flora es por la contaminación con mercurio acumulado en la materia orgánica del suelo, por disposición de estériles y por tala para enmaderación en las galerías.
1.1.5.7 Morfología y paisaje
Se puede presentar inestabilidad y subsidencia por excavaciones y almacenamiento de estériles, erosión por disposición de deshechos y deterioro del paisaje.
1.1.5.8 Socioeconómico
Se podrían ocasionar conflictos por el uso del recurso agua entre mineros y personas dedicadas a otras actividades productivas o por deterioro del recurso. La poblaciones mineras ejercerían presión sobre la demanda de servicios básicos e infraestructura. Un inadecuado aprovechamiento de los recursos naturales renovables y no renovables puede ocurrir durante la explotación.
La actividad minera en Colombia está regida por la Ley 685 de 2001 en la cual se establece el Código de Minas compuesto por 362 artículos en 32 capítulos. El Código de Minas tiene como objetivos de interés público fomentar la exploración técnica y la explotación de los recursos mineros de propiedad estatal y privada; estimular estas actividades en orden a satisfacer los requerimientos de la demanda interna y externa de los mismos y que su aprovechamiento se realice en forma armónica con los principios y normas de explotación racional de los recursos naturales no renovables y del ambiente, dentro de un concepto integral de desarrollo sostenible y del fortalecimiento económico y social del país.
Además regula las relaciones jurídicas del Estado con los particulares y las de estos entre sí, por causa de los trabajos y obras de la industria minera en sus fases de prospección, exploración, construcción y montaje, explotación, beneficio, transformación, transporte y promoción de los minerales que se encuentren en el suelo o el subsuelo, ya sean de propiedad nacional o privada excluyendo la exploración y explotación de hidrocarburos líquidos y gaseosos los cuales tienen una regulación especial.
forma completa, sistemática, armónica y con el sentido de especialidad y de aplicación, dónde se regula la creación, montaje y validez del Código de Minas y su competencia.
En el capítulo XX por ejemplo se habla de la Sostenibilidad y el deber de manejar adecuadamente los recursos naturales (art. 194); medidas e instrumentos ambientales tales como estudios de impacto ambiental, licencias ambientales, planes de manejo ambiental que permitan el buen desarrollo y aplicación de una gestión ambiental; de la vigilancia y control de las explotaciones se faculta a la autoridad ambiental competente; de la utilización de los recursos naturales no renovables con su debida autorización; de los tramites para los permisos necesarios con su respectiva auditoria externa; de los costos de tasa retributiva y por utilización de los recursos naturales, entre otros.
2. IMPACTOS AMBIENTALES DE LA ACTIVIDAD MINERA EN EL MUNICIPIO DE LOS ANDES.
2.1 Método de evaluación
Se hizo prioridad en la salud de las personas por ser el hombre el factor más importante dentro del medio ambiente, ya que al afectarse los recursos naturales, el hombre se ve afectado directa o indirectamente. Por esta razón el método que se llevó a cabo, se enfoca directamente con la valoración de la incidencia de la actividad minera en la salud a través de análisis de laboratorio, ya sea en el mismo trabajador como en los recursos afectados, además se contó con caracterizaciones anteriores de Corponariño2 en la zona de estudio y la valoración visual a través de las visitas efectuadas a la zona de trabajo.
2.1.1 Muestreos
Las pruebas de laboratorio se realizaron a través de muestreos tomados en minas activas, ya que la situación actual refleja un abandono significativo de esta actividad en la zona. Las minas que se evaluaron fueron:
Nueva Esparta, Risaralda, El Consuelo y El Cisne.
Se tomaron muestras de cabello, agua, sedimento para el análisis del contenido de mercurio.
Las muestras de cabello fueron 18 y por medio del análisis de absorción atómica se determinó el contenido de mercurio. El valor límite según la Organización Mundial de la Salud (OMS) para la exposición de mercurio del ser humano es de 7 ppm y dentro de las 18 muestras, 3 sobrepasan ese valor, 17.14, 11.84, y 12.72 ppm; el resto de las muestras oscilan entre 6.74 y 0.00 ppm. Esta presencia de mercurio en el ser humano se da por la exposición directa a mercurio gaseoso. Cabe anotar que la presencia de mercurio en el hombre así sea de 1.00 ppm (en exposición continua) puede causar efectos negativos así no sobrepase el valor que estipula la Organización Mundial de la Salud.
determinables de mercurio es decir menores a 1.1 µg/L. El valor límite para el contenido de mercurio en acueductos es 4 µg/L según la OMS.
Se tomaron además 9 muestras de sedimento en las fuentes de agua de las minas Risaralda y Nueva Esparta para el análisis por absorción atómica. La muestra tomada aguas abajo del barril amalgamador de la mina Nueva Esparta tiene un contenido de 24.2 µg/g y los de la mina Risaralda varían entre 5.3 y 25.5 ppm, valores que son significativos en contenido de mercurio.
2.1.2 Análisis de impactos de la pequeña minería del
oro en el Municipio de Los Andes
Para realizar el análisis de la situación actual, se elaboraron las tablas 4 a 12, en donde se encuentran consignados los resultados obtenidos de la identificación de impactos. Cada una de las tablas muestra por separado los componentes ambientales que se tuvieron en cuenta, resaltando aspectos importantes de los impactos encontrados como la causa, cuantificación, evaluación, solución y monitoreo.
TABLA 4. IMPACTOS EN LA SALUD DE LAS PERSONAS
IMPACTO Daños en pulmones
Afectaciones corporales por Condiciones de trabajo Enfermedades Gastrointestinales
CAUSA Perforaciones enGalerías, falta protección personal Baja iluminación, Baja ventilación, humedad. Inadecuada disposición de aguas servidas y basura. METODO DE ANÁLISIS Concentración de partículas respirables, Tiempo de exposición Análisis de O2, Nox, humedad, cantidad de luz, volumen de O2. Análisis fisicoquímico de aguas. CUANTIFICACIÓN Concentración de polvo con síclice : 0.1 mg/m3 O2: 17.5 %; NOx :25 ppm; humedad: 100%; DBO : 800 mg / L DQO : 50 mg / L SOLUCION Perforación en húmedo Lámpara o instalación de energia electrica, Ventilación mecánica, elementos de protección personal. Letrinas, Pozos sépticos ubicados en sitos y a distancias adecuadas de las fuentes de agua EVALUACIÓN Y
MONITOREO Examen depulmones.
Se puede apreciar que esta actividad tiene una mayor incidencia en la salud de las personas; los impactos mas significativos en el hombre son daños en el aparato respiratorio, intoxicación y alteraciones físicas causadas por las condiciones de trabajo. La siguiente tabla muestra la continuación de la identificación de los impactos en el ser humano.
TABLA 4.1 IMPACTOS EN LA SALUD DE LAS PERSONAS
IMPACTO Intoxicación con mercurio gaseoso Intoxicación con ácido cianhídrico, cianuro sólido y en solución
Perdida del oído Alteraciones musculares, huesos
y vibraciones CAUSA amalgama al aireQuema de
libre y manipulación indebida de mercurio Proceso de cianuración. Equipos de beneficio, carencia de protección personal. METODO DE
ANÁLISIS Contenido demercurio en personas; perdida
de mercurio.
Evaluación de pH. intensidad de ruidoMedición de la y tiempo de
exposición CUANTIFICACIÓN mercurio en cabelloContenido de
17.14 ppm, 11.84 ppm y 12.72 ppm pH entre: 2.5 y 5.25 Martillo neumático: 104-112 dB; molino: 70-80 dB; compresor 80 dB; tiempo de exposición 8 horas. SOLUCION tecnologíasAplicar
En la anterior tabla se puede apreciar que en la cuantificación de los impactos se encontraron trabajadores con concentraciones elevadas de mercurio en el cabello, índice de la desmesurada e inapropiada
manipulación de esta sustancia.
TABLA 5. IMPACTOS EN EL RECURSO HIDRICO
IMPACTO SEDIMENTOSAPORTE DE
CONTAMINACION CON AGUAS SERVIDAS Y BASURAS
INCREMENTO DE
ACIDEZ CONTAMINACIÓNCON MERCURIO METALICO
CONTAMINACIÓN CON CIANURO
CAUSA VERTIMIENTO ENPLANTAS AGUAS SERVIDAS YDISPOSICIÓN DE
BASURAS PRESENCIA DE METALES PESADOS AMALGAMACIÓN EN PLANCHAS CIANURO RESIDUAL EN COLAS, MAL MANEJO DE COLAS METODO DE ANALISIS
SÓLIDOS TOTALES ANÁLISIS FISICOQUÍMICOS DBO ANÁLISIS DE pH, HIERRO TOTAL EN EL EFLUENTE Contenido de Mercurio Metálico en agua y cálculo de perdida en el molino. Análisis contenido de cianuro, Cálculo de Cargas. CUANTIFICACION SÓLIDOS TOTALES 6.140 mg/l,
caudal 0.9 LPS. 800 mg/L DBO entre 2.5 y 6.5Aguas con pH Máx. 48 µg/L. Cargas : 4.4Kg/40T
SOLUCION POZOS DE SEDIMENTACIÓN, MANEJO DE ESTERILES LETRINAS, POZOS SÉPTICOS POZOS DE ABSORCION CONTROL DE LOS FACTORES DE GENERACIÓN. Optimización del proceso de amalgamación. Recuperación de Hg Neutralización de colas, optimización del proceso de cianuración EVALUACIÓN Y MONITOREO CONCENTRACIÓN DE SÓLIDOS TOTALES PRUEBAS FISICOQUÍMICAS DBO AGUAS DEBAJO DE MINAS PRUEBAS FISICOQUIMICAS DBO AGUAS DEBAJO DE MINAS ANÁLISIS DE AGUAS, DBO AGUAS DEBAJO DE MINAS CONTENIDO DE CIANURO EN COLAS Y AGUA.
TABLA 6. IMPACTOS EN EL RECURSO SUELO
IMPACTO EROSION DESLIZAMIENTOS CONTAMINACIÓNCON MERCURIO CONTAMINACIONCON CIANURO
CAUSA REMOCIÓN DE CAPA VEGETAL DISPOSICIÓN DEL MATERIAL ESTERIL DERRAMAMIENTO Y QUEMA DE AMALGAMA AL AIRE LIBRE CIANURO RESIDUAL EN COLAS DE CIANURACION METODO DE
ANÁLISIS VISUAL VISUAL
Análisis del contenido de mercurio. Análisis del contenido de cianuro. CUANTIFICACION (Difícil aproximar el
No. De Has) (Difícil cuantificarvalor de las Ton del
material) 2 mg / kg 3 mg/kg SOLUCION RECUPERACIÓN DE AREAS, (reforestación con especies nativas) ALMACENTAMIENTO DE COLAS Y DE ESTERILES EN POZOS. Tecnologías recomendadas en la Guía. Neutralización de Colas. Manejo de desechos de cianuración. Tecnología Apropiada. EVALUACIÓN Y
MONITOREO crecimiento deVigilancia del capa vegetal. Recuperación de áreas Análisis del contenido de Mercurio y su Consumo. Contenido de Cianuro en el Suelo y colas.
TABLA 7. IMPACTOS EN LA ATMÓSFERA IMPACTO Contaminación con mercurio gaseoso Contaminación con ácido cianhídrico (HCN) Contaminación
por ruido Contaminaciónpor polvo de perforación. CAUSA Quema de amalgama al aire libre Proceso de cianuración Equipos de beneficio, voladuras Perforación en seco. METODO DE ANÁLISIS Contenido de mercurio en el aire. Recuperación de mercurio.
indeterminable Medición de laintensidad de ruido Concentración de partículas en el aire CUANTIFICACIÓN Contenido máximo de mercurio en el aire respirable : 0.1 mg / m3 indeterminable 105 Db promedio de mediciones puntuales. Contenido de polvo de sílice : 0.1 mg / m3
SOLUCION Utilizar retorta
Control de pH. Tecnología apropiada. Diseño de voladuras, Mejoras en equipos. Perforación en húmedo. EVALUACIÓN Y
MONITOREO Consumo demercurio. Contenido de Hg en el aire Estabilización de pH en pozos Medición de
ruido Concentraciónde partículas en el aire.
TABLA 8. IMPACTOS EN EL RECURSO FAUNA
IMPACTO Contaminación conmercurio metálico Contaminación concianuro
Aportes de sedimentos y metales pesados a fuentes de agua CAUSA Amalgamación, derrames de Hg Cianuro residual en colas y mal manejo
de colas.
Vertimiento de material estéril en
bocaminas. METODO DE
ANÁLISIS mercurio, contenidoPerdida de de mercurio en peces. Muerte de peces Contenido de CN en peces Contenido de sólidos totales.
CUANTIFICACIÓN permitido: 0.5Valor máximo
µg/Kg Contenido de Cn en colas de minas: 4.4Kg/ T 6.140 mg/L, Valor máximo de la mina Nueva Esparta SOLUCION recomendadas enTecnologías
la Guía minero-ambiental Neutralización de colas Manejo de colas Pozos de sedimentación, manejo de estériles. Pretratamiento. EVALUACIÓN Y
MONITOREO Consumo demercurio. Bioindicadores.
Contenido de
cianuro en colas Concentración desólido totales.
Se nota que el recurso fauna se ve afectado de manera indirecta por la actividad minera. La afectación directa de este recurso se obtiene por la acción de los hábitat contaminados, estos son los recursos suelo, hídrico y atmosférico, recursos que están directamente intervenidos por la actividad y que proporcionan a los ecosistemas las características apropiadas para su desarrollo.
TABLA 9. IMPACTOS EN EL RECURSO FLORA
IMPACTO CONTAMINACIÓN CON MERCURIO,DETERIORO, TALA CAUSA Quema de amalgama al aire libre, demandade madera, disposición de estériles. METODO DE
ANÁLISIS Observación de área deteriorada CUANTIFICACIÓN sensores remotos.
Determinación áreas afectadas SOLUCION Tecnologías recomendadas en Guía,
adecuado manejo de estériles, Reforestación con especies maderables.
EVALUACIÓN Y
MONITOREO Contenido de mercurio en plantas,recuperación de áreas
Los impactos más significativos del recurso flora son la tala, deterioro de la cobertura vegetal y contaminación directa con sustancias químicas.
TABLA 10. IMPACTOS EN LA MORFOLOGÍA Y PAISAJE
IMPACTO
INESTABILIDAD Y
SUBSIDENCIA EROSION CAUSA Inapropiada entivación,mala disposición de
estériles. Deslizamientos y disposición de material estéril. METODO DE ANÁLISIS Observación área
afectada. Observación directa CUANTIFICACIÓN Determinación áreassensores remotos.
afectadas
sensores remotos. Determinación áreas
afectadas SOLUCION optimización del sistema manejo de estériles,
de exploración
Almacenamiento de colas, y estériles en pozos EVALUACIÓN Y
El principal problema que afecta este recurso es la gran cantidad de material estéril y colas de cianuración, cuya disposición final está en las laderas y orillas de las fuentes hídricas, deteriorando aún más los recursos suelo e hídrico, causando además deterioro, aspecto desagradable de observar.
TABLA 11. IMPACTOS EN EL FACTOR SOCIOECONÓMICO.
IMPACTO
MAL APROVECHAMIENTO DE LOS RECURSOS.
CAUSA Producción artesanal, escasa inversión METODO DE
ANÁLISIS
Valores del nivel de recuperación de oro CUANTIFICACIÓN Recuperación aproximada del 50 %
SOLUCION
Implementar un plan minero
EVALUACIÓN Y MONITOREO
Aumento de la producción y de la recuperación de oro.
Tabla 12. MATRIZ DE EVALUACION
En conclusión, todos los recursos se encuentran afectados por esta actividad, siendo el hombre, el recurso hídrico, y la atmósfera los que presentan una mayor preponderancia.
El impacto en la salud de los mineros es significativo, aunque en algunas etapas del proceso como la concentracion gravimétrica y sedimentación no se generan riesgos directos para el ser humano, existen otras como la amalgamación, cianuración y fundición que si los generan de manera relevante y suficiente para causar daños irreversibles en la salud.
VALORACIÓN DEL IMPACTO
O (cero) Actividades que generen poco impacto
9 (nueve) Actividades altamente
Si se observan los valores de la matriz, se puede notar que los más altos corresponden a las actividades que producen mayores alteraciones tales como trituración, amalgamación, cianuración y fundición, estas actividades tiene correlación con los datos obtenidos en cada una de las tablas anteriores.
Cabe destacar que la afectación en cada uno de los recursos desencadena en situaciones que incrementan la potencialidad de causar daños en el ser humano debido a la interacción de este con cada uno de los recursos.
2.2 Identificación de la problemática del uso del Mercurio en la pequeña minería Municipio de Los Andes.
Para la determinación de la problemática del uso del mercurio se realizó un análisis exhaustivo de las condiciones bajo las cuales se desarrolla la amalgamación pudiendo así identificando las siguientes:
• El mercurio utilizado es impuro y de baja capacidad de amalgamación, esto fue comprobado mediante la utilización de un alambre de cobre sumergiéndolo en mercurio para determinar si amalgama o no, el mercurio no se adhirió al alambre.
amalgamación como arsenopiríta y sulfuros presentes en el material de arranque. Esto se determinó realizando un muestreo del residuo en donde se observó presencia de amalgamas de otros metales diferentes al oro.
• El material de arranque es contaminado con grasa utilizada en la lubricación de equipos y puede causar la flotación del oro libre, por consiguiente no puede ser sedimentado en las planchas para ser posteriormente amalgamado.
• Los procesos previos a la amalgamación no se realizan correctamente. En la molienda no se tiene en cuenta el obtener una granulometría inferior a los 25 mm, si no superiores, las cuales no permiten una buena liberación de oro.
• Se utiliza excesiva cantidad de agua para la formación de la pulpa, la cual forma una corriente fuerte que arrastra la amalgama de la superficie de las planchas.
• Los tiempos de amalgamación son superiores a los recomendados en la tabla 1, lo cual produce grandes cantidades de “harina de mercurio” en los barriles de amalgamación.
• La dosificación del mercurio se realiza de manera visual dependiendo de la consistencia de la amalgama producida en la plancha, otra manera de dosificar, es mediante un muestreo con batea de arenas que se recolectan después del proceso, al encontrarse amalgama de consistencia seca se añade entonces mas mercurio.
• La aplicación del mercurio metálico es manual sin ningún tipo de protección personal, especialmente en las actividades de limpieza de planchas, recolección de amalgama, lavado de amalgama, exprimido y adición de mercurio al proceso.
• La separación de oro-mercurio se realiza a fuego abierto cerca de las viviendas o de los campamentos; en algunos casos se realiza en los patios de las casa de los minero o en sus cocinas.
• Se presentan emisiones de mercurio en varios de los procesos de beneficio:
! Durante la molienda y amalgamación en planchas, se presentan las mayores fuentes de emisión de mercurio en forma metálica. En el molino de pisones, debido al continuo golpeteo se produce harina de mercurio.
! En el lavado del material proveniente de los barriles
amalgamadores.
! En la separación oro-mercurio durante la quema abierta.
• En los sitios destinados a la acumulación de sedimentos.
Fotografía 4. Amalgamación en barril por acción hidráulica
Fotografía 6. Recuperación de mercurio evaporado
3. PROPUESTAS DE OPTIMIZACION PARA EL PROCESO DE AMALGAMACION.
3.1. Amalgamación
Dentro del proceso de beneficio de oro, se detectó que una de las principales causas de contaminación se encuentra en el proceso de amalgamación.
Las actividades más comunes que generan esta problemática están dadas por la utilización del mercurio descrita en el capitulo anterior como la utilización manual del mercurio en las planchas amalgamadoras y en los tambores, en la recuperación manual por presión, en la generación de vapor de mercurio en la etapa de separación de oro y la gran cantidad de perdidas de mercurio dentro del proceso, ya sea en la pulpa, en derrames y como se mencionó anteriormente en la evaporación.
Por tal razón fue necesario evaluar una nueva técnica de amalgamación que permite reducir las perdidas de mercurio y evitar al máximo el contacto directo del trabajador con esta sustancia.
mercurio dentro del proceso, disminuyendo a su vez los riesgos en la salud de los trabajadores.
3.1.1 Circuito cerrado como técnica de amalgamación
Esta técnica consiste en optimizar el proceso actual de amalgamación de flujo abierto que se lleva a cabo en el Municipio de los Andes a través de la implementación de operaciones sencillas de fácil diseño y bajo costo.
Se estableció como norma general unir lo conceptos de recuperación del oro con las pérdidas del mercurio en el sentido que la reducción no debe repercutir en forma negativa en la producción del metal precioso, aspecto económico muy importante para los pequeños mineros; para tal fin se estableció el siguiente diagrama de flujo propuesto para el correcto uso del mercurio que permite la recuperación y reutilización del elemento
Figura 7. Diagrama del proceso de circuito cerrado de amalgamación.
Las tecnologías aplicadas en este capítulo para el desarrollo de diagrama de flujo como retorta y reactivación electrolítica. Estas tecnologías fueron desarrolladas en estudios elaborados sobre el mercurio y sus efectos en la pequeña minería2
3.1.2 Prácticas de circuito cerrado de amalgamación
Se llevaron a cabo pruebas de amalgamación para determinar las eficiencias de recuperación y demostrar así la efectividad del proceso propuesto en este capitulo.
Las principales variables de operación que se tuvieron en cuenta según la identificación del numeral 2.1 fueron:
• Tiempo de amalgamación
• Cantidad de mercurio
• Calidad de mercurio
Estas pruebas de amalgamación de circuito cerrado se realizaron con mineral bruto tomado directamente de las minas. Los pasos seguidos fueron:
Mezcla del material con agua para lograr una pulpa densa, agregando 0.5 litros por cada Kilogramo de material.
La cantidad de mercurio incorporado en la prueba dependió de la riqueza del material. Teniendo en cuenta la calidad del mercurio se realizaron dos pruebas de amalgamación, una con mercurio líquido y otra con mercurio activado obtenido por la acción de la amalgama de sodio. La activación del mercurio se realizó en una celda plástica de electrólisis llamada “activador de mercurio” añadiéndole una solución al 10% de cloruro de sodio y aplicando una corriente eléctrica (12 Voltios) durante cinco minutos, descargándose así los iones de sodio sobre la superficie del mercurio para formar amalgama de sodio, liberando sustancias que atacan las impurezas.
Además fueron agregadas pequeñas cantidades de sustancias saponificadoras como cal, soda cáustica y detergente en polvo que atacan las sustancias grasosas, se cerró herméticamente el proceso para el posterior funcionamiento del sistema, realizando pruebas de diferentes tiempos de amalgamación, comprendidos en dos, cuatro y seis horas. Otra variable de operación para diferentes pruebas fue la utilización de mineral previamente lavado, es decir, con abundante agua, detergente y cal se sometió a rotación en el barril amalgamador sin añadir mercurio dejando decantar el material y vaciando el agua de lavado para detener el proceso; se obtuvo la pulpa procesada y se
realizó la separación de la amalgama de las colas o residuos por concentración gravimétrica, una vez obtenida la amalgama se pesó. El siguiente paso fue filtrar el agua del proceso y el residuo (material estéril) tomando 100 cm3 de agua utilizada en el proceso para el análisis de mercurio. El residuo se dejó secar para obtener el peso y la relación oro – mercurio.
Por último se procedió a la separación final oro-mercurio a través de la tecnología llamada “retorta”. La retorta es un equipo sencillo que permite destilar la amalgama y recuperar el mercurio, que consta de un recipiente similar a un crisol con un mecanismo para abrir y cerrar y un sistema de condensación compuesto por dos tubos, en uno de los extremos se condensa el mercurio y en el otro extremo se agrega agua que sirve como refrigerante. El proceso que se lleva a cabo dentro de la retorta es el siguiente: se coloca la amalgama dentro del crisol envuelto en papel para evitar que el oro se pegue, se cierra herméticamente el crisol y se calienta para elevar la temperatura de la amalgama para que el mercurio se evapore, a medida que pasa el vapor de mercurio por el tubo interno se condensa y gotea a un recipiente con agua para su respectiva recuperación.
3.1.2.1 Resultados obtenidos
TABLA 13. Amalgamación con 3.5 Kg/T de mercurio sin Activar. Tiempo: 4 horas.
Producto Peso(g) recuperadoOro (mg) Ley (g/Ton Au ) Recuperación(%) Amalgama 3.60 237.32 65922.22 75.33 Residuo 998.8 77.7 77.79 24.67 Total 315.02 100.0 Ley (gAu/T ) 315.02
La tabla 13, muestra valores a escala de la amalgamación que comúnmente se lleva a cabo en la pequeña minería. Nótese los porcentajes de recuperación y de residuos generados.
Tabla 14. Amalgamación con 3.5 Kg/T de mercurio activo Tiempo: 4 horas Producto Peso (g) Oro recuperado (mg) Ley (g/Ton Au ) Recuperación (%) Amalgama 3.82 269.76 70617.8 85.84 Residuo 998.12 44.50 44.58 14.16 Total 314.26 100.0 Ley (gAu/T ) 314.26
Tabla 15. Amalgamación con 3.5 Kg/T de mercurio activo con lavado previo. Tiempo: 4 horas
Producto Peso (g) recuperadoOro (mg) Ley (g/Ton Au ) Recuperación(%) Amalgama 3.87 294.03 75976.74 93.15 Residuo 994.71 21.62 21.73 6.85 Total 315.65 100.0 Ley (gAu/T ) 315.65
En la tabla 15, se aprecia que con las mismas características anteriores el porcentaje de recuperación aumenta y disminuye aún más el porcentaje de residuos si añadimos al proceso de amalgamación el lavado previo de mercurio con un saponificante.
Las tablas 16 a 21, muestran el mismo procedimiento anterior variando las condiciones de amalgamación, tiempo, cantidades y características del mercurio con el fin de estipular y demostrar las condiciones óptimas para realizar una amalgamación eficiente.
Tabla 17. Amalgamación con 3.0 Kg/T de mercurio activo Tiempo: 4 horas Producto Peso (g) recuperadoOro (mg) Ley (g/Ton Au ) Recuperación(%) Amalgama 3.30 266.55 80772.73 85.08 Residuo 998.5 46.73 46.80 14.92 Total 313.28 100.0 Ley (gAu/T ) 313.28
Tabla 18. Amalgamación con 3.0 Kg/T de mercurio sin activar Tiempo: 2 horas Producto Peso (g) recuperadoOro (mg) Ley (g/Ton Au ) Recuperación(%) Amalgama 3.25 212.44 65366.15 69.47 Residuo 998.26 93.35 93.51 30.53 Total 305.79 100.0 Ley (gAu/T ) 305.79
Tabla 20. Amalgamación con 2.0 Kg/T de mercurio activo Y lavado previo. Tiempo: 2 horas
Producto Peso (g) recuperadoOro (mg) Ley (g/Ton Au ) Recuperación(%) Amalgama 2.30 256.52 101530.43 84.78 Residuo 994.80 46.06 46.30 12.22 Total 302.58 100.0 Ley (gAu/T ) 302.58
Tabla 21 Amalgamación con 3.5 Kg/T de mercurio activo Tiempo: 6 horas Producto Peso (g) recuperadoOro (mg) Ley (g/Ton Au ) Recuperación(%) Amalgama 3.45 201.85 58507.25 63.05 Residuo 996.48 118.30 118.72 36.95 Total 320.15 100.0 Ley (gAu/T ) 320.15 3.1.2.2 Análisis de resultados
De acuerdo con las variables que se tuvieron en cuenta para las pruebas de amalgamación y los resultados obtenidos en las anteriores tablas se puede concluye:
Si el tiempo de amalgamación se reduce, la recuperación de oro disminuye y bajan las perdidas de mercurio. En la pruebas de 3 kg/t de mercurio activo se notó una disminución en la cantidad de mercurio utilizado en la variación del tiempo de 4 a 2 horas (véase Tablas 17 y 19), la recuperación de oro fue de 85.08 % en 4 horas, 80.26 % en 2 horas.
Cuando el tiempo de amalgamación se aumenta, hay un gran descenso en la recuperación de oro (véase Tabla 21) y las perdidas de mercurio aumentan considerablemente, debido a que se forma harina de mercurio y flóculos de amalgama dentro del barril; la prueba de 6 horas fue el peor resultado encontrado.
Otra variable importante es la dosificación de mercurio, de la cual depende en buena parte la efectividad de la amalgamación. Si la cantidad de mercurio empleada es baja, la cantidad de oro recuperado disminuye y a su vez disminuyen las perdidas, aunque en pruebas como la de 3.5 kg/T de mercurio sin activar para un tiempo de 4 horas (véase Tabla 13) presentó disminución tanto de la recuperación de oro (75.3%) como de las perdidas de mercurio.
con mercurio sin activar presentó una recuperación del 75.33 % mientras que con la misma cantidad de mercurio activado se obtuvo una recuperación del 85.84 % (véase Tabla 14) con perdidas mucho menores de mercurio. Además se pudo observar que durante los proceso de mercurio activado se producen menores cantidades de harina de mercurio.
Otro aspecto importante son los resultado obtenidos en las pruebas de amalgamación con lavado previo. En pruebas realizadas con la misma cantidad mercurio durante el mismo tiempo con mercurio sin activar y mercurio activado, se encontró que la eficiencia de recuperación de oro aumenta considerablemente con respecto a otras pruebas y que la cantidad de las perdidas de mercurio disminuyen favorablemente cuando el mineral se somete a un prelavado (véase Tabla 15).
Se constató que, a pesar de utilizar mercurio activado y lavado previo, disminuye considerablemente la recuperación de oro (véase Tabla 20), con lo cual se deduce la importancia de relacionar en un punto de equilibrio los tiempos de amalgamación, la cantidad de mercurio utilizado y su calidad.
riesgos y los residuos aumentando a su vez los ingreso por la obtención de mayor cantidad de oro recuperado.
Los resultados obtenidos en las diferentes pruebas respecto a las perdidas se aprecian en la Tabla 22:
Tabla 22. COMPILADO PRUEBAS DE AMALGAMACION Oro recuperado Pérdida de mercurio (mg) Prueba de amalgamación (mg) (%) Residuos de Amalgamación (g) Agua de lavado Residuos Total Kg de Hg /T De residuo 3.5 Kg/T Hg sin activar y cuatro horas 237.32 75.33 998.80 1.080 247.70 248.782 0.2480 3.5 Kg/T Hg activo en 4 horas 269.76 85.84 998.12 0.150 56.892 57.0728 0.057 3.5 Kg/Ton Hg activo en 6 Horas 201.85 63.05 996.48 0.020 337.80 337.826 0.339 3.5Kg/Ton Hg activo 4 horas
y lavado previo 294.03 93.15 994.71 0.245 22.878 23.1233 0.023 3.0 Kg/T hg sin activar y 4 horas 230.39 72.93 997.75 0.010 78.822 78.8312 0.079 3 Kg/T de Hg activo en 4 Horas 266.55 85.08 998.50 0.005 97.853 97.858 0.098 3Kg/Ton Hg sin activar y 2
Horas
212.44 69.47 998.26 0.015 36.9365 36.950 0.037 3Kg/T Hg activo y dos Horas 249.53 80.26 996.92 0.065 37.883 37.948 0.038
3Kg/T Hg activo y lavado previo 2 Horas
293.12 84.23 993.9 0.025 6.957 6.9822 0.067 2Kg/T Hg activo y 2 Horas 233.85 68.95 99.0 0.070 34.965 35.035 0.035 2Kg /tHg Activo lavado previo
y 2 Horas
256.52 84.78 994.80 0.0015 29.844 29.845 0.030 1.5 Kg/T Hg activo lavado
previo y 2 Horsa
4. PROPUESTA PARA OPTIMIZAR EL PROCESO DE CIANURACION
4.1 Cianuración
Otra problemática determinada es la causada por proceso de cianuración que se lleva a cabo con respecto a la aplicación del cianuro y el manejo de colas con alto contenido de cianuro y sulfuros. Para ello, la tecnología que se recomienda para optimizar este proceso es la de lixiviación bacteriana por medio de la separación de la bacteria thiobacilius ferroxidans que al utilizarla como un pre-tratamiento en el material a cianurar, oxida los sulfuros contenidos en el cuarzo, rompiendo su estructura dejando así el mineral preparado para la disolución final con cianuro. Esta actividad hace que la aplicación de cianuro disminuya y que el proceso de recuperación aumente su efectividad.
4.2 Lixiviación bacteriana como pretratamiento de la cianuración
• Aislar e identificar la bacteria Thiobacillus ferroxidans a partir del agua de mina.
• Cultivar los Thiobacillus ferroxidans y lograr obtener la cepas
• Caracterizar el desarrollo microbiano.
• Adaptar el Thiobacillus ferroxidans al mineral objeto de estudio.
4.2.1 Procedimiento
El procedimiento que se llevó a cabo parte de la toma de muestras de extracto y de agua de mina, y la ejecución teórica para la obtención de la bacteria y su respectiva multiplicación.
4.2.1.1 Toma de muestras
Se tomaron 3 muestras de agua de mina en botellas esterilizadas de 300 ml, teniendo en cuenta que la bacteria se encuentra en aguas con pH entre 3 y 5, esta agua de mina es de infiltración y se encuentra en la galería de arranque, aguas alteradas en su pH por la composición geológica de los suelos. Además se tomaron muestras de extracto de mina (porción de arenas) con el fin de utilizarlas como medio dentro del proceso de separación de la bacteria.
La figura 8, muestra el diagrama de las actividades que se desarrollaron para la optimización del proceso de cianuración:
Figura 8. Secuencia de practicas de lixiviación bacteriana
4.2.1.2 Siembra de cultivo
La preparación del cultivo se realiza con el fin de determinar si existe presencia de la bacteria observando su desarrollo dentro de un medio adecuado para su reproducción.
El medio se preparó en botellas de 100 ml con un caldo nutritivo que consta de una fuente de carbono, en este caso se usó carbonato de calcio ( 1 mg), Thiosulfato (2 mg), y una fuente de Azufre (1 mg).
Una vez obtenido el caldo nutritivo se procedió a añadirle 1 ml de agua de mina.
El extracto de mina, le proporciona el medio los sulfuros que sirven como alimentos a la bacteria durante su desarrollo, este extracto de mina ( 250 mg) se preparó con 100 ml de agua destilada hirviéndolo durante 2 minutos para luego ser agregados únicamente 10 ml al caldo nutritivo.
Debido a la poca cantidad de agua de mina que se necesitó para cada siembra, se realizaron 72 cultivos con el fin de obtener mayor posibilidad de encontrar la bacteria.
4.2.1.3 Incubación
La incubación se realizó a una temperatura de 25°C durante un periodo aproximado de un mes y se realizaron observaciones de placa semanalmente para determinar el desarrollo del cultivo.
4.2.1.4 Selección de crecimiento bacterial
El indicador para determinar en cual de las botellas se obtuvo crecimiento de la bacteria es la turbidez, de las 72 botellas se obtuvo que en 12 de ellas hubo crecimiento bacteriano, de las cuales se escogieron 2 a las que se denominaron tratamiento positivo.
necesario para su multiplicación. Se incubó durante 15 días a 25 °C y se observó su crecimiento.
4.2.1.5 Tinción de Gram
Se realiza una tinción de Gram con lugol, cristal-violeta, alcohol y fuxina con el fin de observar como fue el desarrollo de la bacteria, esta bacteria se cataloga como Gram +, determinada a través de la fuxina.
4.2.1.6 Multiplicacion de la bacteria
Las cajas petri en donde se desarrolló la bacteria se pasaron a tubos de ensayo con 15 centímetros de medio incubándolos durante 10 días y cuadrando el pH a 5 con ayuda de ácido clorhídrico (0.1 N) , se realizaron observaciones de placa para determinar movimientos y presencia de burbujas como un indicador del desarrollo de la bacteria.
4.2.1.7 Purificación de la bacteria
Consiste en la separación de las bacterias que presentaron un mayor desarrollo en los tubos con el fin de definir y asegurar que las cepas que se pretenden obtener sean de mayor pureza.
colonias de bacteria, se escogieron las cajas con presencia de colonias y se realizaron 2 replicas nuevamente en tubos con medio como una forma de retroalimentación de la bacteria purificada; después de 5 días se pasan las bacterias a cajas petri para acelerar el crecimiento de las colonias.
4.2.1.8 Obtención de las cepas
Una vez acelerado el crecimiento bacterial se procedió a multiplicar las colonias purificadas en tubos. Con una asa caliente se cortaron los agares de colonias y se distribuyeron en 42 tubos con un contenido de 3 centímetros de medio para proporcionar una mayor concentracion de nutrientes. Se incubaron durante 10 días y se realizaron observaciones de placa teniendo en cuenta parámetros de movimiento de bacterias de la siguiente manera:
" De 1 a 8 movimientos bacterianos desarrollo escaso
" De 9 a 16 movimientos bacterianos desarrollo regular
" Mas de 16 movimientos bacterianos desarrollo moderado.
4.2.1.9 Conservación de las cepas
Para realizar la conservación de la cepas separándose en 56 botellas esterilizadas, cada una con 0.5 ml de medio, es decir 4 botellas por cada cepa y se incubaron durante 10 días.
4.3 Determinación de sulfuros
Una vez obtenidas las cepas con la bacteria, se procedió a realizar una determinación de sulfuros en muestras de arenas a cianurar. Se dejó actuar las cepas en las muestras de mina mediante una prueba de bandejas con el fin de evaluar su efectividad. La determinación de sulfuros es una medición directa de la eficiencia de la lixiviación bacteriana, entre mayor sea la cantidad de sulfuros atacados por la bacteria, aumenta la eficiencia del proceso de recuperación de oro utilizando menor cantidad de cianuro y por ende disminuyendo los residuos tóxicos generados durante el proceso de cianuración.
4.3.1 Pruebas de cianuración.
bandejas por vía húmeda teniendo en cuenta tiempos de contacto de 12, 24 y 48 horas.
Para realizar esta prueba se tomó una base de calculo correspondiente a la media de la ley de producción de cinco (5) años acorde a la experiencia de los mineros, este valor se estimó en 400 gramos de oro por tonelada de material explotado.
La cantidad de cianuro utilizado para la prueba es de 50 gramos. Valor se obtenido de la cantidad óptima recomendada para el proceso de cianuración equivalente a 0.5 Kg de cianuro por tonelada de material a cianurar.
Se realizaron 2 pruebas de cianuración para cada uno de los tiempos establecidos ( 12, 24 y 48 horas ), en la primera prueba se realizó un proceso de cianuración de manera convencional con 50 gramos de cianuro, en la segunda prueba se cianuró con 25 gramos y el material a cianurar fue sometido a una previa lixiviación.
TABLA 23. RESULTADOS DE PRUEBAS DE BIOLIXIVIACIÓN PRUEBA 1 PRUEBA 2 Tiempo (horas) Cantidad de arena a cianurar sin lixiviación (Kg) Cantidad de cianuro utilizado (g) Cantidad de oro recuperado (g) Eficiencia Cantidad de arena a cianurar con lixiviación (Kg) Cantidad de cianuro utilizado (g) Cantidad de oro recuperado (g) Eficiencia 12 100 50 5.20 43.33% 100 25 6.4 53.33% 24 100 50 6.5 54.16% 100 25 10.2 85% 48 100 50 6.82 53.83% 100 25 9.1 75.83%
Para estimar los porcentajes de la eficiencia se partió de la base de calculo anteriormente descrita, teniendo en cuenta que una ley de 400 g/ton del material empleado proporcionaría un valor de 40 gramos por cada 100 Kg de material utilizado en cada una de las pruebas. Cabe anotar que de los 40 gramos de oro por cada 100 Kg empleados, aproximadamente el 70% de la cantidad de oro se recupera en el proceso de amalgamación y el remanente corresponde a 12 gramos del metal (30%) que se recupera en el proceso de cianuración.
Aunque los valores de la cantidad de oro recuperado no difieren en gran proporción en las dos pruebas, se observa que la cantidad de cianuro utilizado se reduce en un 50% en la segunda prueba, contribuyendo a la minimización de residuos tóxicos en la cianuración.
CONCLUSIONES
! La elaboración de la guia minero ambiental conlleva a la sensibilización y capacitación de los mineros acerca de los riesgos ambientales y sobre la salud humana, logrando a su vez la disminución de los residuos tóxicos generados.
! El análisis realizado de los factores ambientales demuestra que la actividad de la pequeña minería genera impactos significativos en el medio ambiente afectando principalmente los recursos hídrico y atmosférico, en aspectos como composición fisicoquímica, calidad de aire y contaminación auditiva .
! Las técnicas utilizadas para la recuperación de oro y el inapropiado manejo de las sustancias químicas en la pequeña minería generan situaciones de alto riesgo para la salud de los mineros.
retorta, reactivación electrolítica y amalgamación en circuito cerrado, para un correcto aprovechamiento de las sustancias químicas empleadas.
! El circuito cerrado propuesto para optimizar el proceso de amalgamación y en general, acciones de producción limpia, como de la reactivación electrolítica y lavado de mercurio, según las pruebas de amalgamación, producen mejores resultados que el mercurio utilizado normalmente aumentando la recuperación de oro y disminuyendo las perdidas de este y por lo tanto la generación de residuos tóxicos.
! Una dosificación de 3.5 Kg/ton de mercurio activado y lavado previo, con un tiempo de tratamiento óptimo (4 horas) deducibles en forma experimental proporcionan una minimización en cuanto a la generación de residuos tóxicos y aumentos en la recuperación de oro.
! La lixiviación bacteriana en pruebas a escala de laboratorio facilita la recuperación de oro en el proceso de cianuración disminuyendo la cantidad de cianuro empleado y consecuentemente la producción de residuos tóxicos.
! No se determinó un mecanismo para implementar la utilización de la Cepa de la bacteria thiubacilius ferroxidans a nivel industrial que permita la aplicación de ésta tecnología en la pequeña minería.
! La Guía Minero-ambiental contiene parámetros y lineamientos para mejorar el proceso de beneficio en cuanto al manejo y aprovechamiento de las sustancias químicas empleadas en el proceso.
! La tecnología de biolixiviación recomendada en el presente trabajo permite obtener eficiencias de recuperación de oro hasta del 85 % del total de oro ocluido en las arenas de cianuración.
