CONTROL Y TRATAMIENTO DEL DRENAJE ÁCIDO DE MINA

Una revisión sobre las opciones de remediación del drenaje ácido de mina presentan (Johnson & Hallberg, 2005) describiendo los procesos abióticos y los procesos biológicos, (Akcil & Koldas, 2006) describen la generación del drenaje ácido de mina, el control de la migración, los procesos en los humedales y los procesos de neutralización.

El estudio del drenaje ácido de mina en el Perú, se describe en la “Guía ambiental para el manejo del drenaje ácido de mina”, realizado por el Ministerio de Energía y Minas de acuerdo al Decreto Supremo Nº DS-016- 93-EM y sus modificaciones contenidas en el DS-059-93-EM.

Los procesos de tratamiento convencional desarrollados industrialmente son:

Los procesos de Lodos de Alta Densidad (HDS, High DensitySludge) el cual es hoy en día, el estándar en la industria del tratamiento del drenaje ácido de mina (Figura Nº 1). El proceso estándar es descrito por Cominco Engineering Service Limited CESL En lugar de ponerse en contacto con la cal directamente al drenaje ácido de mina, este sistema emplea el reciclado de lodos con lechada de cal para la neutralización. Para ello, los lodos de la parte inferior del clarificador son bombeados a un tanque de mezcla donde la cal es suficiente para neutralizar el drenaje ácido de mina al punto deseado de pH . Esto genera el contacto entre los sólidos y promueve la coagulación de partículas de cal en el precipitado reciclado.

20 Figura 2.2.

Procesos de Lodos de Alta Densidad (HDS) Referencia: (Bobbins, 2015)

El rebose de esta mezcla pasa al tanque de mezcla rápida, donde se controla el pH. El rebose del tanque de mezcla rápida, neutralizado pasa al reactor de cal, donde las reacciones de precipitación se producen. La aireación a menudo se añade a este reactor para oxidar el hierro ferroso a férrico. El hecho de que la cal y las partículas recicladas se combinen, favorece a la reacción de precipitación en la superficie de las partículas existentes, con lo que aumenta su tamaño y densidad. La lechada formada luego desborda a un tanque floculante para ponerse en contacto entre las partículas y un correcto floculante con la finalidad de promover un efluente eficiente por debajo de los límites máximos permisibles.

Sobre el proceso de lodos de alta densidad se han realizado diferentes modificaciones con la finalidad de obtener los mejores resultados y además considerar las características particulares de cada drenaje ácido de mina (Golder Associates Ltd, 2004).

El proceso de Neutralización y Coagulación Dinámica (NCD), patentado el 2004, por su inventor Villachica C. (2005), (SMALLVILL S.A.C.) como un procedimiento para la neutralización de aguas ácidas, precipitación de

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metales disueltos y sedimentación de precipitados obtenidos mediante el uso de relaves mineros, es una alternativa viable para el tratamiento del drenaje ácido de mina del Túnel Kingsmill, cuya descripción del proceso presentada por su inventor es como se describe a continuación.

El Proceso NCD emplea un coagulante sólido externo para densificar los precipitados coloidales obtenidos en la neutralización; el mecanismo de adsorción es fundamentalmente electrostático y depende de la carga superficial de los coloides y de las partículas colectoras.

Pueden actuar como partículas colectoras el relave, escoria granulada, caliza fina, sílice, magnetita, dependiendo de su carga superficial, disponibilidad, costo y capacidad para adsorber los precipitados coloidales.

Este proceso de coagulación es rápido, generalmente toma menos de 1 minuto, y la velocidad de sedimentación se incrementa notablemente dependiendo de la densidad y tamaño de la partícula colectora. Como consecuencia de ello el tiempo de tratamiento se reduce al tiempo estrictamente requerido para la neutralización, es decir en el orden de 5 minutos.

La Planta NCD exhibe las ventajas siguientes frente al Proceso HDS:

 Tiempos de retención mucho menores, de 5 a 6 minutos contra 50 a 60 minutos, reduciendo la dimensión de los Agitadores de 6 a 10 veces.

 Mayor velocidad de sedimentación, reduciendo la dimensión del sedimentador de 3 a 5 veces. Mayor densidad del sedimento, reduciendo las dimensiones del depósito para su almacenamiento definitivo.

 El precipitado adsorbido no ocupa un espacio adicional al espacio requerido por el colector. En consecuencia no se requiere construir otro depósito para los lodos de neutralización generados en este caso.

 Consolidación más rápida y completa del sedimento debido al carácter granular del colector; ello facilita notablemente el cierre del depósito.

 En algunas circunstancias (Planta Victoria) el relave empleado como colector es consumidor de ácido y reduce significativamente el consumo de cal.

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 El costo de inversión es mucho menor y el de operación significativamente menor.

La Planta es muy compacta y puede ser construida en un plazo mucho más corto.

Figura N° 2.3.

Procesos de Neutralización y Coagulación Dinámica (NCD) Referencia: (Villachica, 2015)

En el Perú, la planta de NCD instalada para tratar el efluente del Túnel Victoria costó alrededor de 1,6 millones de dólares y maneja un caudal hasta de 520 L/s de efluente ácido. Se muestra en la Figura 2.2 el diagrama de flujo de esta Planta.

Ambos procesos requieren de la disposición de los lodos, que en el caso del drenaje ácido de mina del Túnel Kingsmill durante la vida útil del proyecto será de 165 402 TM solo en metales pesados sin considerar el sulfato de calcio en exceso en el proceso HDS y los relaves en el proceso NCD

Se vienen desarrollando nuevas propuestas en los procesos de remediación del drenaje ácido de mina, como son los trabajos de

Tanque de neutralización

(5 minutos) Tanque de coagulación (1 minuto) Cal en solución

Aguas ácidas

Pulpa de relave

Agua tratada

Lodo con 40 % De sólidos Al depósito de

relaves Floculante

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(Kastyuchik, 2015) en la neutralización del drenaje ácido de mina, Doshi, S.(2006), describe la bioremediación del drenaje ácido de mina usando la reducción bacteriana de sulfatos, así como también la utilización de reactores de lecho fijo para la reducción de sulfatos como lo describe Remoundaki, E. y otros (2008), Da Silveira N. A., Silva R. y Rubio J. (2009) consideran el tratamiento del drenaje ácido de mina el el Brasil mediante los procesos activos.

Sin embargo, los métodos de precipitación química, son los más factibles económicamente, como lo demuestra el Estudio de Factibilidad de Minera Perú Copper S.A. (2007), para el tratamiento de aguas ácidas del Túnel Kingsmill, tecnología propuesta por AMEC.

2.2.3. GENERACIÓN DE MATERIALES INDUSTRIALMENTE ÚTILES A