INICIAL
5.2 APORTES INSTITUCIONALES O ADPOSICIÓN DE DECISIONES
84
𝑄𝑈 = (3 690 𝑚3 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙𝑒𝑠ℎ ) (4,8 × 10−5 𝑚𝑚33 𝑑𝑒 𝑠ó𝑙𝑖𝑑𝑜 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙𝑒𝑠 ) 1,6 × 10−4 𝑚𝑚33 𝑑𝑒 𝑠ó𝑙𝑖𝑑𝑜 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙𝑒𝑠
𝑄𝑈 = 1 106,9 𝑚3 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙𝑒𝑠 ℎ Flujo volumétrico del lodo por área transversal (𝑞𝑈) :
𝑞𝑈 = 1 106,9 𝑚ℎ3 (3 600)(1963,5 𝑚2) 𝑞𝑈 = 1,5659 × 10−4 𝑚
𝑠 Tabla 5.2
Simulación de la sedimentación del drenaje acido de mina, en régimen permanente,
𝒒𝒔, 𝒎/𝒔 𝑳, 𝒎 2,5 x 10-8 0,5558 2,5 x 10-9 0,5553 0,1 x 10-10 0,4352 0,08x 10-10 0,40 0,06 x 10-10 0,3541
0,04 0,2519
85
proporciona una revisión sobre el proceso de formación del drenaje ácido de mina y los métodos usados para la prevención.
El Departamento de Recursos Naturales de Ohio, a publicado el AMDAT Guidance Document (2010), con la finalidad de describir, las acciones para considerar los planes de tratamiento y abatimiento del drenaje ácido de mina.
En el Perú, mediante los Programas de Adecuación al Medio Ambiente (PAMA), y el establecimiento de los Límites Máximos Permisibles para la actividad minera, el control del drenaje ácido de mina se viene realizando básicamente mediante los procesos de neutralización, y mediante la implementación de los procesos HDS y NCD. (Ministerio de Energía y Minas, 2015)
La recuperación de los metales pesados presentes en el drenaje ácido de mina mediante la precipitación selectiva, se ve fortalecida, mediante el trabajo de investigación desarrollado por (Luptakova, Balintova, Jencarova, Macingova, &
Prascakova, 2010), con el objetivo de producir el coagulante de sulfato de hierro y aluminio a partir del drenaje ácido de mina a un pH de 5,0 consistente de 8,7 % de hierro y 3,3 % de aluminio,
El presente trabajo de investigación, muestra la posibilidad de poder realizar una precipitación selectiva, a diferentes pH, el cual se ve respaldado mediante el diagrama de precipitación.
El modelamiento de la sedimentación, es fundamental, dado que de esta operación unitaria, dependerá el tiempo y por tanto el dimensionamiento de los equipos.
La sedimentación es una operación desarrollada desde hace mucho tiempo, desde el diseño de los espesadores continuos por Dorr-Oliver, Inc, Sin embargo, el modelamiento matemático es reciente, gracias a los trabajos desarrollados por las escuelas de investigación dirigidos por (Concha, 2013), y (Bünger & Diehl, 2013).
En la presente investigación se propone el modelamiento matemático de un sedimentador batch con la finalidad de establecer las propiedades constitutivas del drenaje ácido de mina y un sedimentador continuo, con la finalidad de determinar la
86
altura del sedimento, basándonos en la Teoría de mezclas en mecánica de medios continuos.
87
CONCLUSIONES
1. La recuperación de los metales pesados presentes en el drenaje ácido de mina, es posible mediante la variación del pH para su posterior utilización.
2. Los diagramas de precipitación permiten establecer el pH adecuado para la mejor selectividad de los metales pesados estableciéndose una recuperación en hierro de 94,06 % a un pH de 4,285, 88,42 % de recuperación del cobre a un pH de 5,811, de 84,13 % de recuperación del zinc a un pH de 8,025 y de 96,89 % de recuperación de manganeso a un pH de 10,385.
3. En bases a la Teoría Constitutiva se pueden predecir los parámetros de la sedimentación, y que mediante las ecuaciones de continuidad del fluido y del sólido se realiza el modelamiento matemático de la sedimentación del drenaje ácido de mina para la precipitación selectiva.
4. Mediante el proceso de precipitación selectiva, se logra la precipitación de los metales pesados, los cuales se encuentran por debajo de los límites máximos permisibles.
SUGERENCIAS
Se propone el desarrollo de trabajos de investigación referente al establecimiento de las propiedades de las soluciones electrolíticas para establecer el coeficiente de actividad a concentraciones elevadas a partir de sus datos experimentales mediante un equipo isopiéstico.
88
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Agencia de Promoción de la Inversión Privada. (2005). Promoción de la inversión privada en el Proyecto de Saneamiento Ambietal del Túnel Kingsmill. . Lima: Pronversión.
Akcil, A., & Koldas, S. (2006). Acid Mine Drainage (AMD): causes, treatment and case studies. Journal of Cleaner Production, 14, 1139-1145.
doi:10.1016/j.jclepro.2004.09.006
Ali, I., & Schneider, P. A. (2006). Afed-batch design approach of struvite system in controlled supersaturation. Chemical Engineering Science, 61, 3951 – 3961.
doi:10.1016/j.ces.2006.01.028
AMEC. (2007). Estudio de factibilidad de la Planta de tratamiento de aguas del Túnel Kingsmill. Lima: AMEC.
Auld, R., Myre, M., Mykytczuk, N., Leduc, L., & Merritt, T. (2013). Characterization of the microbial acid mine drainage microbial community using culturing and direct sequencing techniques. Journal of Microbiological Methods, 93, 108–
115. doi:10.1016/j.mimet.2013.01.023
Bobbins, K. (2015). Acid Mine Drainage and its Governance. Gauteng: Gauteng City-Region Observatory, GCRO.
BrbootI, M., Abid, B., & Al-ShuwaikI, N. (2011). Removal of heavy metals using chemical processing. Eng. & Tech. Journal , 595-612.
Bünger, R., & Diehl, S. (2013). Convexity-preserving flux identification for scalar conservation laws modelling sedimentation. Inverse Problems, 1-30.
Ccanto, G. (2014). Metodología de la investigación en Ingeniería Química y Ambiental. Huancayo: Cultura Peruana.
Cedrón, M. (2013). Elaboración de criterios para la transformación de pasivos mineros en activos socio-ambientales sostenibles. Lima: Pontificia Universidad Católica del Perú.
Cheng, S., Dempsey, B., & Logan, B. (2007). Electricity generation from synthetic acid-mine drainage water using fuel cell technologies. Environment Scice Technology, 41, 8149–8153.
89
Cheng, S., Jang, J.-H., Dempsey, B., & Logan, B. (2011). Efficient recovery of nano-sized iron oxide particles from synthetic acid-mine drainage (AMD) water using fuel cell technologies. Water Research, 45, 303-307.
Compañía Minera Vichaycocha S. A. C. (2014). Estudio de Impacto Ambiental Semidetallado del Proyecto de Exploración Carhuacayan. Lima: Ausenco.
Concha, F. (2013). Solid-liquid separation in the mining industry. Concepción:
Springer.
Corzo, A. (2015). Impacto de los pasivos ambientales mineros en el recurso hídrico de la microcuenca quebrada Párac, distrito de San Mateo de Huanchor, Lima . Lima: Pontificia Universidad Católica del Perú.
D. S. N° 003-2009 EM. (2009, Enero 15). Reglamento de pasivos ambientales de la actividad minera. El Peruano, p. 388545.
Damasceno, J. J., Lira, J. R., Arauca , F. O., & Olivera-Lopes, L. C. (2012).
Modeling of the height of sediment in a continuous thickener. Materials Science Forum, 1812-1817.
Del Valle, C. (2009). Propuesta de modelo matemático para minimizar la
contaminación por efluentes mineros. Lima: Universidad Nacional Mayor de San Marcos.
EPA. (2015, setiembre 1). Environment Protection Agency. Retrieved from http://www.epa.gov/
Fernández Oro, J. M. (2012). Técnicas numéricas en ingeniería de fluidos.
Barcelona: Reverté.
Galbraith, S. C., & Schneider, P. A. (2014). Modelling and simulation of inorganic precipitation with nucleation, crystal growth and aggregation: A new
approach to an old method. Chemical Engineering Journal, 240, 124-132.
doi:http://dx.doi.org/10.1016/j.cej.2013.11.070
Gobierno Regional de Junín. (2014). Plan de acción ambiental regional, al 2021.
Huancayo: Gerencia Regional de Recursos Naturales y Gestión del Medio Ambiente.
Goncalves, C. (2009). Simulacao da operacao de sedimentadores contínuos.
Uberlandia: Universidade Federal de Uberlandia.
90
Hernández Sampiere, R., Fernandéz Collado, C., & Baptista Lucio, P. (2010).
Metodología de la investigación (5 ed.). Lima, Perú: McGraw- Hill/Interamericana Editores, S.A. de C. V. Retrieved from
International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC). (2014). Compendium of Chemical Terminology. Gold Book. IUPAC.
Johnson, D. B., & Hallberg, K. B. (2005). Acid mine drainage remediation option: a review. Science of the Total Environment, 3-14.
Kastyuchik, A. (2015). Evaluation of alkaline electro-activated water and eggshell as acid mine drainage neutraluzation . Québec: Université Laval.
Kotari, R. (2004). Research methodology. New Delhi: Newage International.
Kumar, R. (2011). Research Methodology . New Delhi: SAGE.
Lee, C., & Shun, D. (2007). Handbook of environmental engineering calculations.
New Tork: McGraw-Hill.
Luptakova, A., Balintova, M., Jencarova, J., Macingova, E., & Prascakova, M.
(2010). Metals recovery from acid mine drainage. Nova Biotechnologica, 10(1), 23-32.
Mackie, A., & Walsh, M. (2015). Investigation into the Use of Cement 5 Kiln Dust in High Density Sludge (HDS) Treatment of Acid Mine Water. Water Research, Accepted Manuscript. doi:10.1016/j.watres.2015.08.056.
Mckevitt, B. R. (2007). Removal of iron by ion exchange from copper electrowiing electrolyte solutions containing antimony and bismuth. Columbia: University of British Columbia.
Méndez-García, C., Peláez, A., Mesa, V., Sánchez, J., Golyshina, O., & Ferrer, M.
(2015). Microbial diversity and metabolic networks in acid mine drainage habitats. Frontiers in Microbiology, 6, 1-17.
Michalková, E., Schwarz, M., Pulišová, P., Máša, B., & Sudovský, P. (2013).
Metals Recovery from Acid Mine Drainage and Possibilities for their Utilization. Pol. J. Environ. Stud., 22(4), 1111-1118.
Ministerio de Energía y Minas. (2015, setiembre 21). minem.gob.pe. Retrieved from
http://www.minem.gob.pe/_detalle.php?idSector=1&idTitular=5769&idMenu
=sub5768&idCateg=961
91
Ministerio del Ambiente. (2010, Agosto 21). D.S. 010-2010-MINAM Límites
máximos permisibles para la descarga de efluentes líquidos de actividades minero-metalúrgicas. El Peruano, p. 424114.
Ministerio del Ambiente. (2012). Glosario de términos para la formulación de proyectos ambientales. Lima: Ministerio del Ambiente.
Moreira, B., De Oliveira, F., & Damasceno, J. (2012). Avaliacao permeabilidade de meios porosos constituidos por carbonato de cálcio utilizando como agente obturante el processos de perfuracao de pocos petr'leo. Exacta, 341-348.
Park , S.-M., Yoo, J.-C., Ji, S.-W., Yang, J.-S., & Baek, K. (2015). Selective recovery of dissolved Fe, Al, Cu, and Zn in acid mine drainage based on modeling to predict precipitation pH. Environmental Science and Polutation Research, 22, 3013-3022. doi:10.1007/s11356-014-3536-x
Petrilakova, A., Balintova, M., & Holub, M. (2014). Precipitation of heavy metals from acid mine drainage and their geochemical modeling. Selected Scientific Papers - Journal of Civil Engineering, 9(1), 79-86.
doi:10.2478/sspjce-2014-0009
Plasari , E., & Muhr, H. (2007). Developments in precipitation engineering for the process intensification in the environmental protection and other purification industrial activities. Chemical engineering Transactions, 11, 65-70.
Plasari, E., & Muhr, H. (2007). Developments in precipitation engineering for the process intensification in the environmental protection and other purification industrial activities. Chemical Engineering Transactions, 65-70.
Rahman, R., Ibrahium, H., & Hung, Y. (2011). Liquid Radioactive Wastes Treatment: A Review. Water, 3, 551-565. doi:10.3390/w3020551 Rodrigues, J. (2010). Estudo dos parámetros que influenciam a floculacao na
sedimentacao continua. Uberlándia: Universidade Federal de Uberlándia.
Silva, R. (2010). Recuperação hidrometalúrgica de metáis da drenagem ácida de minas por precipitação seletiva (Tesis Doctoral). Rio Grande Do Sul:
Universidade Federal Do Rio Grande Do Sul.
Silva, R. D., Castro, C. D., Vigânico, E. M., Petter, C. O., & Homrich, I. A. (2012).
Selective precipitation/UV production of magnetite particles obtained from the iron recovered from acid mine drainage. Minerals Engineering, 29, 22- 27.
92
Silva, R., Dias, C., Petter, C., & Homrich, I. (2011). Production of Iron Pigments (Goethite and Haematite) from Acid Mine Drainage. 11th International Mine Water Association Congress – Mine Water – Managing the Challenges (pp.
469 - 473). Aachen: Thomas R. Rüde, Antje Freund & Christian Wolkersdorfer.
Simate, G., & Ndlovu, S. (2014). Acid mine drainage: Challenges and
opportunities. Journal of Environmental Chemical Engineering, 2, 1785–
1803. doi:10.1016/j.jece.2014.07.021
Stolzenburg, P., Capdevielle, A., Teychené, S., & Biscans, B. (2015). Struvite precipitation with MgO as a precursor: Application to wastewater treatment.
Chemical Engineering Science, 133, 9-15.
doi:http://dx.doi.org/10.1016/j.ces.2015.03.008
Thomsen, K. (2005). Modeling electrolyte solutions with the extended universal quasichemical (UNIQUAC) model. Pure Appl. Chem., 531-542.
Villachica, C. (2015, agosto 30). Tecnología limpia y rentabilidad son compatibles.
Retrieved from Instituto de Ingenieros de Minas del Perú:
www.iimp.org.pe/website2/jueves/ultimo87/jm20100325_villachica.pdf Wang, L. P., Ponou, J., Matsuo, S., Okaya, K., Dodbiba, G., Nazuka, T., & Fujita,
T. (2014). Selective Precipitation of Copper and Zinc over Iron from Acid Mine Drainage by Neutralization and Sulfidization for Recovery.
International Journal of the Society of Materials Engineering for Resources, 20(2), 136-140.
93